{"id":542,"date":"2020-11-24T17:16:20","date_gmt":"2020-11-24T17:16:20","guid":{"rendered":"http:\/\/mp4gain.com\/de\/audio-video\/?p=542"},"modified":"2020-11-24T17:16:20","modified_gmt":"2020-11-24T17:16:20","slug":"hochauflosende-physikalische-und-psychoakustische-analyse-von-digitalem-klang","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mp4gain.com\/de\/audio-video\/audio\/hochauflosende-physikalische-und-psychoakustische-analyse-von-digitalem-klang\/","title":{"rendered":"Hochaufl\u00f6sende physikalische und psychoakustische Analyse von digitalem Klang"},"content":{"rendered":"

Hochaufl\u00f6sende physikalische und psychoakustische Analyse von digitalem Klang<\/strong><\/p>\n

\"Sample<\/p>\n

“Der Kern der Frage ist:” Warum die Abtastrate in modernen Audiokommunikationssystemen st\u00e4ndig erh\u00f6hen (viel Geld ausgeben), wenn die Schwellenwerte des H\u00f6rsystems in der Frequenz auf den 20-Hz-Bereich begrenzt sind. 20 kHz? “”<\/p>\n

\"Sample<\/p>\n

Die Analyse des gesammelten Wissens zu diesem Thema l\u00e4sst uns sagen, dass dies nicht ausreicht. Angesichts der Komplexit\u00e4t des Audiosignals und der Eigenschaften des auditorischen Systems kann argumentiert werden, dass nur eine Erh\u00f6hung der Aufl\u00f6sung der \u00dcbertragungssysteme in allen Bereichen (zeitlich, spektral, r\u00e4umlich und dynamisch) zur L\u00f6sung dieses Problems beitragen kann. Zumindest scheint jetzt klar zu sein, dass eine hohe Aufl\u00f6sung im Zeitbereich f\u00fcr die Klangtransparenz am wichtigsten ist.<\/p>\n

Wie Sie wissen, m\u00fcssen Sie zum Umwandeln eines analogen (kontinuierlichen) Signals in ein digitales (diskretes) Signal die folgenden Vorg\u00e4nge ausf\u00fchren: Abtasten, Quantisieren und Codieren (Abbildung 1). F\u00fcr die Implementierung in allen digitalen Ger\u00e4ten (Computer, Rekorder, Player usw.) wird ein ADC-Analog-Digital-Wandler (ADC) verwendet, dessen Blockdiagramm in Abbildung 2 dargestellt ist. Nach dem Satz von Kotelnikov (Nyquist) oder das “Abtasttheorem”, um ein analoges Signal mit der h\u00f6heren Frequenz f? (Hz) in digital ohne Informationsverlust ist es notwendig, dass die Abtastfrequenz, dh die Anzahl der Abtastungen (Abtastungen pro Sekunde), nicht weniger als 2 x f & le; (Hz). Das verwendete digitale Wort, die Anzahl der Bin\u00e4rziffern, in denen es gleich der Anzahl der ausgew\u00e4hlten M (Bits) ist, repr\u00e4sentiert den Momentanwert des Eingangssignals.<\/p>\n

Daher erfordert das Abtasttheorem, dass die Abtastfrequenz hoch genug fd> 2fb gew\u00e4hlt wird, w\u00e4hrend das Signal zum Zeitpunkt der Abtastung nahezu konstant bleiben muss. Die Verpflichtung zur Verwendung eines Tiefpassfilters ist nicht festgelegt, der in allen ADCs installiert ist. Um jedoch das Auftreten \u00fcberm\u00e4\u00dfiger Frequenzen im Spektrum bei allen digitalen Ger\u00e4ten zu vermeiden, gibt es einen Anti-Aliasing-Filter, der das Signal im Filter abschneidet Frequenz fd \/ 2.<\/p>\n

Die Aufzeichnung von Signalen in jedem System beginnt mit einem Mikrofon (Abbildung 3), bei dem es sich um ein Bandpassfilter handelt, das bereits bestimmte Phasen- und \u00dcbergangsverzerrungen aufweist, die zu einer Streuung und Unsch\u00e4rfe des Signals im Bereich des Systems f\u00fchren Wetter. Daten zu diesen Verzerrungen werden selten in Mikrofonkatalogen angegeben. Eine Vielzahl von Studien, die in den letzten Jahren durchgef\u00fchrt wurden, haben es jedoch erm\u00f6glicht, einen signifikanten Unterschied in diesen Parametern zwischen dynamischen und Kondensatormikrofonen festzustellen. F\u00fcr Kondensatormikrofone wurden Angriffswerte von mehreren Mikrosekunden erhalten, w\u00e4hrend der Abfall transienter Prozesse mehrere hundert Mikrosekunden erreicht. Die Bedeutung der Phasenlinearit\u00e4t der Mikrofone nicht nur im Inneren,<\/p>\n

Dann wird das analoge Signal, das in digital umgewandelt wird, von einem Tiefpassfilter am ADC-Eingang (Anti-Aliasing-Filter) verarbeitet. Dieses Filter bewirkt auch eine Streuung der Impulseigenschaften des Eingangssignals aufgrund einer ungleichm\u00e4\u00dfigen Frequenzantwort und Phasenantwort im Durchlassband, der Steigung der Abklingkurven im \u00dcbergangsband und der Phasen-Nichtlinearit\u00e4t.<\/p>\n

Solche Verzerrungen f\u00fchren zu einer zeitlichen Ausbreitung des Eingangssignals und bedeuten, dass jede momentane Abtastung am Ausgang Informationselemente von vorherigen Abtastwerten enth\u00e4lt (deren Anzahl von den Eigenschaften des Filters abh\u00e4ngt). Da das Musiksignal ein sich schnell \u00e4ndernder Strom mit kurzen, scharfen Impulsen ist, haben solche Streuungen und Unsch\u00e4rfen einen gewissen Effekt auf die H\u00f6rwahrnehmung, insbesondere f\u00fcr den erfahrenen und aufmerksamen H\u00f6rer mit einem guten musikalischen Ohr.<\/p>\n

Akustische Musiksignale haben eine instation\u00e4re ultraschnelle dynamische und zeitliche Struktur, was auf verschiedene Gr\u00fcnde zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, insbesondere auf einen schnellen Angriff auf echte Musikinstrumente, das Vorhandensein einer gro\u00dfen Anzahl von Ultraschallkomponenten im Spektrum vieler Instrumente, das Erscheinungsbild von kurzen Nachhallzeitverz\u00f6gerungen in einem Raum usw.<\/p>\n

Das Aufzeichnen eines tats\u00e4chlichen Hallprozesses ohne Datenverlust ist ebenfalls \u00e4u\u00dferst schwierig. Wenn eine Schallquelle ein komplexes instation\u00e4res Musiksignal aussendet, \u201enimmt\u201c jedes Mikrofon, das an verschiedenen Stellen im Raum installiert ist, das komplexe Echo auf. Dar\u00fcber hinaus f\u00fchren zus\u00e4tzliche eingehende Signale, deren Amplitude und Phase aufgrund von Reflexionen von verschiedenen Oberfl\u00e4chen ge\u00e4ndert wird, zu einem exponentiellen Anstieg des Gesamtenergieniveaus, das in das Mikrofon eintritt. Wenn das Signal ausgeschaltet wird, f\u00e4llt der Gesamtpegel ab, was normalerweise durch die Nachhallzeit gekennzeichnet ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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