noen kommentarer til Frode:
Ikke glem det faktum at man har 65535 mulige kombinasjoner på 16 bit og hele 16777215 mulige på 24 bit.... det er ikke bare dynamikkområdet som betyr noe....
Samplingfrekvens og tidsoppløsning
Moderatorer: Rune Skramstad, Mads Størkersen
-
AudioFixer
- Active Member
- Innlegg: 61
- Registrert: 06 jun 2003, 16:16
- Sted: OSLO
- Kontakt:
-
Frode Trondahl
- Pro Member Silver
- Innlegg: 1119
- Registrert: 28 nov 2003, 17:52
- Sted: OSLO/ Sørlandet en gang iblant.
1048575 muligheter er det på 20 bit og en dynamikk på 120 dB.
Men det er mulige målinger på dynamikk/amplitude siden av en sinus, mens som jeg sa sapelraten tar seg av tidsplanet.
Bitrate og sampelrate gjør jo at man krysspeiler på en måte inn hvor på skalaen man er i tids/amplitude planet.
Stemmer ikke det etter måten PCM koding er bygget opp da.
Spiller man f.eks av et opptakk gjort 48 k ved en sampelrate på 44.1 k vil jo hele hastigheten og pitch endre seg. p.g.a feil i tidsplanet.
Men man vil ikke få noen endring i dynamikk planet.
Har selv opplevd dette i studio.
Men det er mulige målinger på dynamikk/amplitude siden av en sinus, mens som jeg sa sapelraten tar seg av tidsplanet.
Bitrate og sampelrate gjør jo at man krysspeiler på en måte inn hvor på skalaen man er i tids/amplitude planet.
Stemmer ikke det etter måten PCM koding er bygget opp da.
Spiller man f.eks av et opptakk gjort 48 k ved en sampelrate på 44.1 k vil jo hele hastigheten og pitch endre seg. p.g.a feil i tidsplanet.
Men man vil ikke få noen endring i dynamikk planet.
Har selv opplevd dette i studio.
-
AudioFixer
- Active Member
- Innlegg: 61
- Registrert: 06 jun 2003, 16:16
- Sted: OSLO
- Kontakt:
Teoriene dine stemmer nok Frode,.. men husk at det i det virkelige liv kanskje er litt annerledes.
Hva med å tenke litt på hva som skjer med lyden etter at den har blitt hakket opp i tids og "dynamikk" domenet?
24 bit er bedre enn 20 og 16 bit og det er faktisk hørbar forskjell.
Jo større oppløsning man har desto bedre resultat etter diverse tallknusing.........
Hva med å tenke litt på hva som skjer med lyden etter at den har blitt hakket opp i tids og "dynamikk" domenet?
24 bit er bedre enn 20 og 16 bit og det er faktisk hørbar forskjell.
Jo større oppløsning man har desto bedre resultat etter diverse tallknusing.........
-
Thor Harald Johansen
- Newbie
- Innlegg: 17
- Registrert: 19 okt 2005, 20:00
Jeg og gamlingen satte og diskuterte digital lyd her om dagen og jeg kom på noe som sjelden nevnes i forbindelse med samplingshastigheter, men som Frode her -nesten- tar opp, nemlig tidsoppløsning. Når man spiller inn på et lydbånd så spiller man jo inn på metallflak som ligger hulter i bulter, det er i prinsippet som å ha en samplingshastighet som konstant varierer, en slags diffusering i tidsdomenet om du vil. Jeg vil tro at dette er noe øret liker bedre enn digitalt utstyrs nådeløse konstante samplingsintervall.
Sett at vi sampler ved 48 kHz 16 bits og genererer et testsignal, en sinuskurve på nøyaktig 24 kHz ved 0 dB. Vi antar her at vi er i besittelse av det perfekte lavpassfilter som slipper alt igjennom ved 24000 Hz, men blokkerer ved 24000,1 Hz. Signalet er ikke klippet på noen måte. Den vanlige teorien er at en nå vil ha samples som ser slik ut:
-65536, +65535, -65535, +65535
Altså vil vi ha samplet de positive og negative toppene av sinus-kurven. Slik er det selvsagt ikke i praksis. I praksis vil vår klokkekrystall vandre i frekvens, vår tonegenerator likeså, og vårt filter er ikke perfekt. Resultatet er kanskje da noe mer likt dette:
-43456, +56545, -60249, +65093
Ikke akkurat ideelt. Så derfor setter man i praksis gjerne sitt lavpassfilter et godt stykke under Nyquist-frekvensen, for å redusere forvrengningen. Desverre forsvinner ikke problemet med dette. Selv ved relativt lave 12 kHz vil man kunne høre effektene av dette.
Istedet for 2 samples per svingning har man nå 4. Disse samplene skal ikke bare representere tonens frekvens, men altså også dens fase. Du har i praksis bare 4 faser (0, 90, 180 og 270 grader) som kan reproduseres uten noen form for forvrengning.
Når man føyer til denne kunnskapen til alt som er nevnt i denne tråden, blir det klart hvorfor det er hørbar forskjell fra 44/48 kHz til 96 kHz. Du har nå økt antall forvrengningsfrie faser til 8.
Analogt opptaksutstyr har i prinsippet ikke et fast antall faser det kan representere. Hvor mye eller lite forvrengt et signal av en viss fase blir avhenger av kornene i opptaksmediet. En kan lure på om noen lydingeniører har prøvd å bygge en konverter som opererer med variabel klokkefrekvens. Om A/D og D/A var enige i tidsmønsteret for samplingene, tror jeg det kunne forbedre lyden ved å diffusere digitalfølelsen litt.
Sett at vi sampler ved 48 kHz 16 bits og genererer et testsignal, en sinuskurve på nøyaktig 24 kHz ved 0 dB. Vi antar her at vi er i besittelse av det perfekte lavpassfilter som slipper alt igjennom ved 24000 Hz, men blokkerer ved 24000,1 Hz. Signalet er ikke klippet på noen måte. Den vanlige teorien er at en nå vil ha samples som ser slik ut:
-65536, +65535, -65535, +65535
Altså vil vi ha samplet de positive og negative toppene av sinus-kurven. Slik er det selvsagt ikke i praksis. I praksis vil vår klokkekrystall vandre i frekvens, vår tonegenerator likeså, og vårt filter er ikke perfekt. Resultatet er kanskje da noe mer likt dette:
-43456, +56545, -60249, +65093
Ikke akkurat ideelt. Så derfor setter man i praksis gjerne sitt lavpassfilter et godt stykke under Nyquist-frekvensen, for å redusere forvrengningen. Desverre forsvinner ikke problemet med dette. Selv ved relativt lave 12 kHz vil man kunne høre effektene av dette.
Istedet for 2 samples per svingning har man nå 4. Disse samplene skal ikke bare representere tonens frekvens, men altså også dens fase. Du har i praksis bare 4 faser (0, 90, 180 og 270 grader) som kan reproduseres uten noen form for forvrengning.
Når man føyer til denne kunnskapen til alt som er nevnt i denne tråden, blir det klart hvorfor det er hørbar forskjell fra 44/48 kHz til 96 kHz. Du har nå økt antall forvrengningsfrie faser til 8.
Analogt opptaksutstyr har i prinsippet ikke et fast antall faser det kan representere. Hvor mye eller lite forvrengt et signal av en viss fase blir avhenger av kornene i opptaksmediet. En kan lure på om noen lydingeniører har prøvd å bygge en konverter som opererer med variabel klokkefrekvens. Om A/D og D/A var enige i tidsmønsteret for samplingene, tror jeg det kunne forbedre lyden ved å diffusere digitalfølelsen litt.
-
Anders Svinndal
- Active Member
- Innlegg: 92
- Registrert: 08 jun 2006, 14:41
- Sted: Oslo
Ser at denne diskusjonen har ligget død en stund, men jeg henger meg på allikevel i håp om å blåse litt liv i forumet.Thor Harald Johansen skrev:
(klippe, klippe...)
Istedet for 2 samples per svingning har man nå 4. Disse samplene skal ikke bare representere tonens frekvens, men altså også dens fase. Du har i praksis bare 4 faser (0, 90, 180 og 270 grader) som kan reproduseres uten noen form for forvrengning.
Når man føyer til denne kunnskapen til alt som er nevnt i denne tråden, blir det klart hvorfor det er hørbar forskjell fra 44/48 kHz til 96 kHz. Du har nå økt antall forvrengningsfrie faser til 8.
Analogt opptaksutstyr har i prinsippet ikke et fast antall faser det kan representere. Hvor mye eller lite forvrengt et signal av en viss fase blir avhenger av kornene i opptaksmediet. En kan lure på om noen lydingeniører har prøvd å bygge en konverter som opererer med variabel klokkefrekvens. Om A/D og D/A var enige i tidsmønsteret for samplingene, tror jeg det kunne forbedre lyden ved å diffusere digitalfølelsen litt.
Hang ikke helt med på forklaringen din om fase, men så lenge du holder deg under halve samplingsfrekvensen (fs/2) med lydsignalet ditt, vil forvrengningskomponentene som oppstår havne i et frekvensområde som ligger over lav-pass filteret i DA-konverteren og dermed fjernes i DA-konverteringen. En hver frekvens under fs/2 vil dermed kunne overføres feilfritt og uten ”trappetrinn” og fjas som hi-fi industrien har forsøkt å innbille oss i over 20 år.
Noe som derimot kunne ha ført til forvrengning i et digitale system er kvantiseringen av nivåmålingen for hvert sample. Dersom nivået på lydsignalet ditt havner mellom to kvantiseringstrinn vil det oppstå en feilavlesning som vil opptre som forvrengning på utgangen. Flere bits (24 kontra 16) vil dempe denne forvrengningen, men ikke fjerne den. For å kamuflere forvrengningen tilføres dither-støy i DA-konverteren. Dither gjør at kvantiserings-forvrengningen blir mer tilfeldig og heller opptrer som støy, - noe som er mindre sjenerende for øret enn forvrengning. Dither brukes i alle DA-konvertere!
Slik sett kan man si at dither er med på å ”diffusere digitalfølelsen litt” slik du uttrykte det.
Anders
-
Thor Harald Johansen
- Newbie
- Innlegg: 17
- Registrert: 19 okt 2005, 20:00
Faser m.m.
Det du sier stemmer jo. Men det jeg snakker om her er at når man sampler lyd er det jo ikke bare frekvenser man sampler. Man sampler faser av de frekvensene. Husker du fra trigonometritimen, sinus-funksjonen? Om man plotter en graf y = sin(x) får man:
x = 90, y = +1
x = 180, y = 0
x = 270, y = -1
x = 360, y = 0
osv.
I en ideell situasjon ved sampling av en sinuskurve som ligger akkurat på n/2 (Nyquist-frekvensen), vil det taes samplinger ved 90 og 270 grader og annenhver sample vil være lik +1, -1, +1, -1, osv. Men hva om tonen vi skal sample ligger 45 grader ut av fase med sampleintervallet? Da får vi plutselig +0.7, -0.7, +0.7, -0.7. Ved 90 grader faseforskyvning får vi faktisk 0, 0, 0, 0!
Ved n/2 tolereres ingen faseforskyvning. Ved n/4 er minste kodbare faseforskyvning 180 grader og alt innimellom forårsaker forvrengning. Ved n/8 er det 90 grader, ved n/16 er det 45 grader, osv. Du kan si det sånn at kvaliteten på signalet er dårligst i de høye frekvensene.
For å få noenlunde kvalitet i hele det hørbare området tror jeg n/4 er en slags magisk grense, siden frekvenser aldri undertrykkes helt selv om de er faseforskjøvet. På det området tror jeg at 96 kHz er inne på noe, da 96 000 / 4 = 24000, slik at alle de verste forvrengningene havner utenfor det hørbare området.
x = 90, y = +1
x = 180, y = 0
x = 270, y = -1
x = 360, y = 0
osv.
I en ideell situasjon ved sampling av en sinuskurve som ligger akkurat på n/2 (Nyquist-frekvensen), vil det taes samplinger ved 90 og 270 grader og annenhver sample vil være lik +1, -1, +1, -1, osv. Men hva om tonen vi skal sample ligger 45 grader ut av fase med sampleintervallet? Da får vi plutselig +0.7, -0.7, +0.7, -0.7. Ved 90 grader faseforskyvning får vi faktisk 0, 0, 0, 0!
Ved n/2 tolereres ingen faseforskyvning. Ved n/4 er minste kodbare faseforskyvning 180 grader og alt innimellom forårsaker forvrengning. Ved n/8 er det 90 grader, ved n/16 er det 45 grader, osv. Du kan si det sånn at kvaliteten på signalet er dårligst i de høye frekvensene.
For å få noenlunde kvalitet i hele det hørbare området tror jeg n/4 er en slags magisk grense, siden frekvenser aldri undertrykkes helt selv om de er faseforskjøvet. På det området tror jeg at 96 kHz er inne på noe, da 96 000 / 4 = 24000, slik at alle de verste forvrengningene havner utenfor det hørbare området.