Wat is het verschil tussen digitale en analoge sampling?

[Reeks termen die ik niet meer kan horen]

Prijzen, belastingaantekeningen, specificaties, enz. gepubliceerd in het artikel zijn vanaf het moment van actualisering van het artikel.

Tot de creatie van digitale muziekdragers
Dit gedeelte beschrijft het proces van het converteren van analoge informatie naar digitale informatie. Momenteel zijn er verschillende opnamemedia zoals muziek-cd, MD, dvd, Blu-ray, harde schijf, flashgeheugen, enz., en de mainstream verandert snel vanwege technologische vooruitgang, maar in principe zet de technologie de gegevens digitaal om uitgelicht te worden. Het is gedaan.

Analoge signalen opnemen als getallen
Stel dat u bijvoorbeeld een analoge golfvorm heeft zoals deze.

Het verschil tussen digitaal en analoog

Bij digitalisering wordt de grootte van de “amplitude” van het geluid met regelmatige tussenpozen eerst numeriek vastgelegd (de horizontale as is tijd).

Verschil tussen digitale en analoge bemonstering

In welke mate, bijvoorbeeld in het geval van een muziek-cd, neemt het even goed op als 44.100 keer per seconde. Dit proces wordt bemonstering genoemd. De precisie van het meetinterval wordt de “sample rate” genoemd (zowel de sample rate als de sample rate) en wordt uitgedrukt in de eenheid “Hz (Hertz”).

Aangezien een muziek-cd 44100 keer per seconde wordt gemeten, wordt dit uitgedrukt als “de bemonsteringsfrequentie is 44100 Hz (44,1 kHz)”.

“Yon’yon-positie”, maar ik denk dat sommige mensen die het woord hebben gehoord, eigenlijk “de samplefrequentie is 44,1 kHz (veertig kilohertz Yonten’ichi)”, maar het is mogelijk dat praten een ergernis is, dus ik zeg Dat.

Een zin hier

“De bemonsteringsfrequentie van de cd is 441”
De grootte van de amplitude wordt dan gekwantificeerd (de figuur is een afbeelding).

Het verschil tussen digitaal en analoog

In de bovenstaande afbeelding wordt het gekwantiseerd als “1, 2, 3, 4, 3, 1, -3, -5, -7, -3, 4, 3, 2, 1”.

Het is belangrijk om dit te kwantificeren, maar bijvoorbeeld een numerieke waarde zoals “12.3456” registreert als “12.3” … Met andere woorden, “halve dingen worden naar beneden afgerond”, wat meedogenloos is. Het uitdrukken van getallen in zo’n beperkt bereik wordt ‘kwantisering’ genoemd.

De precisie van kwantisering wordt het “aantal kwantiseringsbits” genoemd (ook wel “bitdiepte” of “monsterformaat” genoemd) en de eenheid wordt uitgedrukt in bits. In het geval van een muziek-cd is het aantal kwantiseringsbits “16 bits”.

Een zin hier

“De cd is 16-bits en is gekwantiseerd.”
[Aanvulling: via OK voor wie hieronder lastig valt]
Een bit is het aantal cijfers in een binair getal, maar 16 bits betekent dat het 16 cijfers kan vertegenwoordigen, dat wil zeggen een getal tot “2 verhoogd tot 16 = 65536”. (0-65535)

Dit getal vertegenwoordigt het “dynamische bereik”, en de verhouding van het kleinste geluid tot het luidste geluid wordt uitgedrukt in de eenheid “dB (decibel)”. Houd er, afgezien van de details, rekening mee dat hoe hoger dit dynamische bereik, hoe nauwkeuriger de kwantisering zal zijn.

24-bit heeft een groter bereik van 256 keer (2 tot de achtste macht) dan 16-bit (*)

* Als er een bit wordt toegevoegd, wordt het getal dat kan worden uitgedrukt verdubbeld, dus 4 bits is 4 keer in plaats van 2 bits.

Trouwens, 24 bits is 2 tot de 24e macht, dus = 16777216

CD is 96dB. Het dynamische bereik dat mensen kunnen onderscheiden is naar verluidt 120 dB, maar die boven 90 dB zijn ondraaglijke explosieklassen zoals ‘bouwoefeningen’ en ‘straalmotoren’. In het geval van muziek is 96 dB genoeg, toch? LP’s zijn naar verluidt rond de 65 dB.

Voor wie meer wil weten over dB ⇒ [Gerelateerd artikel] [Begrippen die handig zijn om te weten] Geluidsintensiteit, volume, geluidsdruk, dB (decibel)

“Nyonkyuroku” “Yonyonichijurokubitto”
Je hebt het woord misschien wel eens gehoord, maar het drukt het aantal kwantiseringsbits uit naast het samplen. Het kan worden gezegd in de volgorde van kwantisatie> bemonstering.

Als iemand zegt: “Yoroshiku’s Nyonkyuroku!” , Het betekent “het aantal kwantiseringsbits is 24 bits en de bemonsteringsfrequentie is 96 kHz!” .

Daarom geldt bij zowel bemonstering als kwantisering: hoe groter de numerieke waarde, hoe nauwkeuriger de informatie kan worden opgeslagen = dichter bij het oorspronkelijke geluid. Om het andersom te zeggen: “hoe lager het getal, hoe verder weg van het originele geluid.”

Frequentie gebruikt voor audio (sample rate, PCM, DSD, etc.) Deel 2

LRCLK

Ik heb uitgelegd dat de LRCLK die eerder uitkwam een ​​signaal is dat onderscheid maakt tussen L en R. In de I2S-formaatvoorschriften wordt het signaalniveau gespecificeerd als L-kanaal voor 0V (laag) en R-kanaal voor hoog.

Laten we eens kijken naar de LRCLK-golfvorm die daadwerkelijk overeenkomt met de samplefrequentie.

afbeelding049

LRCLK 44,1 KHz CD-weergave

afbeelding051

LRCLK 96 KHz LPCM 96 kHz afspelen

afbeelding053

LRCLK 192 KHz LPCM 192 KHz afspelen

afbeelding055

LRCLK 384 kHz LPCM 384 kHz afspelen

Daarom komt de samplefrequentie overeen met LRCLK. COMBO384 ondersteunt de maximale LPCM-samplefrequentie tot 384KHz.

7. BCLK

Het wordt soms eenvoudigweg CLK genoemd, gewoonlijk een bitklok genoemd, en is de referentieklok voor het lezen van 32 bits. Dus 32 keer de samplefrequentie en 64 keer de LR-kanaalfrequentie gecombineerd.

Het zal de tweede frequentie zijn in de bovenstaande frequentieberekening. In het geval van 44,1 KHz zal dit 2,8224 MHz zijn.

Laten we eens kijken naar de werkelijke BCLK.

afbeelding035

BCLK 2.8224MHz CD 44,1 kHz

afbeelding037

BCLK 6.144MHz LPCM 96 kHz

afbeelding039

BCLK 12.288MHz LPCM 192 KHz

afbeelding041

BCLK 24.5760MHz LPCM 384kHz

Deze BCLK wordt ook uitgegeven tijdens DSD.

afbeelding045

DSD64 2,8224 MHz

afbeelding043
DSD128 5.6448 MHz

afbeelding047

DSD256 11.2896 MHz

Er wordt vaak vermeld dat het 11,2 MHz ondersteunt bij de introductie van DSD, maar om precies te zijn, het is deze frequentie.

De golfvorm is niet vierkant omdat de oscilloscoop een lage frequentiebandbreedte heeft. Het is eigenlijk een blokgolf.

Hoe was het?

Begreep je de frequenties die voor audio worden gebruikt?

Ik denk dat je audiofrequenties in verschillende situaties kunt zien, maar als je je herinnert dat deze frequentie zoiets betekende, denk ik dat je misschien meer vertrouwd bent met digitale audio.

In Marz, deze DSD256 (11,2896MHz hierboven) LPCM is 384KHz verkoopt een versterker uitgerust met een COMBO384 die overeenkomt met.

Omdat het hoge samplefrequenties ondersteunt, kan het muziek met een hoge resolutie afspelen.

Versterkerkit uitgerust met USB-DAC

・ Geïntegreerde stereoversterker LV-2.0 PREMIUM-kit [LV2-KIT-PREMIUM]

USB-DAC-module (met COMBO384)

・ LV-2.0 USB DAC-kaartmodule Afgewerkt product [LV2-USBDACM]

Frequentie gebruikt voor audio (sample rate, PCM, DSD, etc.)

Bij deze gelegenheid wil ik de frequenties die worden gebruikt in digitale audio en hun betekenis uitleggen.

Onlangs is de geluidsbron met hoge resolutie toegenomen, zoals 192KHz Toka, 11.2MHz, omdat de frequentie is geschreven of zal, welke frequentie?

Ik wil graag de frequentie uitleggen die voor de audio wordt gebruikt, waarbij ik als voorbeeld de Combo384 neem die is geïnstalleerd in de USB-DAC die wordt gebruikt in LV2.0.

1. 1. Wat is de bemonsteringsfrequentie?

Muziekdistributie wordt tegenwoordig mainstream, maar audio werd eerst gedigitaliseerd op cd’s, die nog steeds op de markt zijn.

Je hoort vaak dat de bemonsteringsfrequentie van een cd 44,1 KHz is. Aangezien digitale signalen in principe 0 of 1 zijn om tot de 20 KHz-limiet te reproduceren die door het menselijk oor kan worden gehoord, is een resolutie van tweemaal die frequentie vereist. Verder werd besloten dat de frequentie 44,1 KHz was, rekening houdend met de digitale signaalverwerkingsmarge. Aangezien een muzieksignaal een reeks sinusgolven is, kan het 44,1 KHz fluctueren bij een maximale frequentie van 20 KHz.

2. Wat zijn 16 bits en 24 bits?

Zoals je misschien vaak hoort, worden cd’s soms beschreven als 44,1 KHz / 16 bit. Deze 16 bit is het volume van het geluid. Aangezien 16 bits de grootte van 2 verhoogd tot 16 kunnen uitdrukken, zijn er 65536 verschillende groottes.

Dit omrekenen naar dB is 20LOG (65536), wat ongeveer 96 dB is. Het dynamisch bereik van een cd (het verschil tussen lage en harde geluiden) is 96 dB.

Voor dvd en hi-res kan het 24-bit zijn, maar in dit geval zijn het 16,77 miljoen stappen van 144 dB.

3. 3. PCM-formaat

Dus wat is het eigenlijke signaal? In het geval van het PCM-formaat is de standaard genaamd I2S, die tot 32 bits in samplefrequentie kan ondersteunen, gebruikelijk. In het geval van een CD, die stereo is, hebben de gegevens een frequentie van 44,1 KHz met 2 kanalen (L, R) afwisselend 32 bits (hoewel in werkelijkheid 16 bits worden gebruikt).

Om dit digitaal te verwerken is daarom een ​​verwerkingscapaciteit van 44,1KHz x 2CH x 32bit = 2,8224MHz nodig.

Laten we eens kijken naar de output van COMBO384.

afbeelding049

Dit is een signaal dat de gele wordt genoemd 2CH (L · R) zijn LRCLK (of FSCLK) geschakeld, de LR-set 44.1KHz is naar elk verzonden.

De blauwe kleur hieronder wordt door de DATA-lijn in 32 bits verdeeld en DATA L en R worden uitgevoerd.

4. COMBO 384 audio

Kijkend naar de COMBO384-handleiding

afbeelding021

Het eerste dat opvalt, is het item OSCILLATOR SG (oscillatie), dat twee soorten frequenties opsomt.

Ze zijn 24,5760 MHz en 22,5792 MHz.

COMBO384 is uitgerust met deze twee als referentiefrequenties voor audio.

5. Hoofdklok

De hierboven genoemde referentiefrequentie wordt de hoofdklok genoemd. In het schema wordt het geschreven als MCLK.

Laten we eens kijken naar de werkelijke golfvorm.

afbeelding033

MCLK 22,5792 MHz

afbeelding031

MCLK 24.5760 MHz

[Let op] Vanwege de prestatie van de frequentiebandbreedte van de oscilloscoop, wordt deze weergegeven als een trapezium, maar het is eigenlijk een blokgolf.

Het verschil tussen de twee is te wijten aan het verschil in het formaat van de afgespeelde muziek.

Van links is 22,5792MHz, CD (44,1KHz tijdens afspelen), de rechterkant van 24,5760MHz is, DVD (48KHz) tijdens afspelen.

Bij digitale verwerking is het gemakkelijk om deze referentiefrequentie (masterklok) te verlagen tot 1/2, 1/4, enz., maar het creëren van een geheel andere frequentie is problematisch. Het op deze manier verlagen van de frequentie tot 1/2 wordt frequentiedeling genoemd.

Laten we nu verdelen.

22,5792 MHz / 32/2 = 352,8 kHz

22,5792 MHz / 2 = 11,2869 MHz / 32/2 = 176,3 kHz

22,5792 MHz / 4 = 5,6448 MHz / 32/2 = 88,2 kHz

22,5792 MHz / 8 = 2,8224 MHz / 32/2 = 44,1 kHz

24.5760 MHz / 32/2 = 384 kHz

24.5760 MHz / 2 = 12.288 MHz / 32/2 = 192 KHz

24.5760MHz / 4 = 6.144 MHz / 32/2 = 96 KHz

24.5760MHz / 8 = 3.072 MHz / 32/2 = 48 KHz

Hoe zit het daarmee. Ik denk dat de frequenties die ik heb gezien eruit zijn gekomen.

/ 32/2 is voor het 32-bits LR2-kanaal dat eerder uitkwam.

Aan de linkerkant kun je zien dat de frequentie afkomstig is van de 44.1KHz van de cd.

De rechterkant is de op 48 kHz gebaseerde frequentie die wordt gebruikt in dvd’s en uitzendingen.

Hoewel de methode verschilt van PCM, wordt het getal aan de linkerkant weergegeven als de DSD-samplefrequentie, zodat u kunt zien dat deze op cd is gebaseerd.

DSD64 2,8224 MHz, DSD128 5,6448 MHz, DSD256 11,2896 MHz DSD512 22,5792 MHz

Deze zijn allemaal gebaseerd op deze hoofdklokfrequentie.