DSD -> PCM. Зачем и как фильтровать СВЧ.

asasl, совершенно верно Я специально опустил этот момент, чтобы аудиофилы за него не зацепились

Valet2
А как уважаемые господа прокомментируют следующую картинку?

Оцифровка аналогового сигнала выполнена с линейного выхода двух проигрывателей CD, материал использовался один и тот же. На верхней спектрограмме проигрыватель 1987 года выпуска, на втором 1993го. Я правильно понимаю, что в первом поколении сидюков сигнал фильтровали мягко говоря несколько иначе?

Линейный выход сидюка - это встроенный дешёвый цап и дешёвый усилитель. Нельзя пользоваться внешним аналоговым выходом. Надо переписывать сами данные с самого диска на компе.

Верхняя картинка отличается от нижней меньшей степенью подавления зеркальных составляющих спектра, что говорит о худшем восстановлении аналогового сигнала из цифрового.

anmi04
Спасибо. А подобное худшее восстановление может приводить к окрасу звучания?
Valet2
Речи о том чтобы использовать подобный метод для перезаписи не идет. Интересно было увидеть глазами разницу в звуке.

Если дальнейший тракт это пропускает, то вполне.

А что тут комментировать, в первом случае ФНЧ более низкого порядка.

зеркальное отражение в аппарате 1987, наверно для того что бы звук был звонкий, похожий на винил теорема Котельникова подразумевает +-∞ сигнал для восстановления без потерь, в конечном сигнале звук будет подвержен искажениям. советую перечитать теорему

Теорема подарузевает, что сигнал вплоть до частоты Найткивста будет восстановлен БЕЗ потерь.

А что, звонкость винила объясняется ступенчатой формой сигнала? Теорема ничего не подразумевает, это не басня, теорема доказывает некое утверждение о возможности при определенных условиях.

да, но только если сигнал будет +-∞, что на практике не возможно, по этому и нужно увеличивать частоту дискретизации.
Не знаю как аудиофилы, мне важно чтоб музыка и инструменты звучали максимально близко к оригиналу, то есть к реальному звучанию, чего не дает формат 16/44.1 в сложной по структуре музыке как хард рок. Запись 16/44.1 и 24/96 на знакомой фонограмме вполне можно отличить, нужно только знать где искать отличия, особенно слышны на тарелках. звонкость винила объясняется обертонами, которые создаются начиная от самой иглы, и заканчивая каким нибудь ламповым усилком )
где то читал, что такая фишка с зеркальным отражением применялась специально производителями техники , что бы придать звучание "винила", и вытеснить сам винил
если память не изменяет, так же это метод для "восстановления" высоких частот в mp3pro
О раз тут дискуссия живая, за одно и спрошу )
кто нибудь замерял искажения resamplera в Saracon с DSD->24/88.2 и DSD->24/96? а то не решил в каком формате оставлять для себя ) так как DAC не поддерживает 88.2, а ресамплерам в foobar i jriver не особо доверяю, на слух разнице не слышно.

Вы пробовали вычислить разницу в слышимом звуке между оцифровкой в 24/96 и 44/16? Я пробовал. Никакой информации в слышимом диапазоне просто не осталось. Если интересно, я продемонстрирую.

нет, не пробовал. пробовал переводить Hi-Res v 16/44.1-48 и разница на слух есть. интересно как Вы вычислили разницу между 24/96 и 16/44, если про конверсии вносятся искажения, многие ресамплеры вносят искажения даже в слышимый диапазон
обертоны в неслышимом диапазоне влияют на слышимый, думаю отсюда и ощущение "натуральности" или "живности" звука, о котором говорят аудиофилы )

Так вот, если обертоны в неслышимом диапазоне записи влияют на слышимый, значит, запись проигрывается уже неправильно (усилитель и акустическая система не в состоянии правильно проиграть ультразвук. Или происходит некачественный ресемплинг аудиокартой, программой-проигрывателем или виндой). Кому-то это может быть приятнее для уха, но это звук, которого не должно быть изначально!
Если же "обертоны в неслышимом диапазоне, влияющие на слышимый" присутствовали бы при записи, то они и записались бы В СЛЫШИМОМ диапазоне.
При студийной записи ультразвук отфильтровывают начиная от 20 килогерц (чтобы исключить алиасинг - влияние частоты найтквиста на слышимый диапазон) и ресемплируют звук в 44 или 48 килогерц.
Я ничего пока не могу сказать о толке хранения 24-битного звука для прослушивания (однако, множество испытаний убеждают, что человек не в состоянии услышать разницу), но абсолютно уверен, что нет никакого смысла слушать 88-96-192-килогерцовые записи. Ни вы, никто другой на свете ничего выше 20 килогерц не услышите, а если и услышите, то это искажения, влияющие на СЛЫШИМЫЙ диапазон, которых НЕ БЫЛО и не должно быть.
Судя по вашим стандартным фразам, вы обитаете на антинаучных аудиофильских форумах. Я вас призываю читать техническую литературу и больше склоняться к результатам контролируемых экспериментов, проведённых по всем научным правилам.

я не обитаю на аудиофильских форумах ) тем не минее предпочитаю 24/96 по своей близости к оригиналу.
как писал один участник этого форума: "Грош цена всем тестам до тех пор, пока этот самый "крутой" звукореж и ему подобные не ответит на простейший вопрос: каким образом можно оцифровать, а потом достоверно без искажений воспроизвести из "цифры" СЛОЖНЫЙ сигнал, например меандр в виде прямоугольников, например на частоте 17 кгц?
При частоте дискретизации 44,1 кгц ЦАП должен восстановить этот сигнал всего-лишь из 3х! точек-выборок за период... " (c) (original здесь )

О боже!
Читайте здесь со слов "many non-DSP people would look at the following"
http://xiph.org/~xiphmont/demo/neil-young.html
А потом и наглядная ссылка идёт.
Ещё раз, сигнал без потерь до нужной частоты восстановится, если оцифровать его с вдвое большей частотой. Ничего выше максимальной частоты, что мы слышим, не нужно! (плюс небольшую полосу для работы антиалиас-фильтра)
Сигнала, пример которого вы привели, не существует в природе, и ни одна техника не сможет его воспроизвести. При приближении к нему будут входить в дело ультразвуковые составляющие, которые, как надо уже давно было убедиться, НИКАКОГО толка для нас не представляют.
Я отпишусь от оповещений на эту тему. Вы закрываете глаза на одно и верите всему другому. Я не собираюсь переубеждать религиозников, любителей гомеопатии и экстрасенсорики, а также аудиофилов. Человек таков, каков есть, потому что ему так больше нравится.

Два ключевые понятия - "обертон" и "зеркальный спектр" полностью разрушают тезис "специально придать".
Специально придать, такими образом, можно дискретную во времени форму, но не обогатить обертонами, поскольку зеркальный спектр с оригинальным не коррелирован и по сути является для него шумоподобным.
Короче - глупости все это. Есть такая присказка - для того, что бы задать правильно вопрос, нужно знать не менее 50% ответа.
Судя по вопросу, к вопрошателю это не относится, а исходя из тона, вопрошатель - невежа!
Передать меандр в ограниченной полосе невозможно в принципе, при этом не столь важно какой способ передачи - аналоговый или цифровой.
И при чем здесь звукорежиссеры? С таким же успехом вопрос можно адресовать и музыкантам. А это тест на невежество - всяк, кто использует подобные аргументы для обоснования невозможности восстановить, положительно проходит этот тест. Дабы не повторяться, вот пример вычисленной разницы в части вопроса о разрядности. Ваша уверенность зиждится на основных теоретически постулатах, меж тем существует реалии, которые таковы, что в настоящее время не существует ни АЦП ни ЦАПов, использующих физически принцип РСМ. Все, без исключения, используют принцип разностного квантования, воплощенный в жизнь в топологии дельта-сигма кодирования. Преобразования, которые происходят на борту этих устройств имеют свою специфику, заключающуюся, в частности, в том - чем выше fs входного РСМ, тем меньшей он подвергается обработке.
Разумеется, это не отменяет вашего утверждения "слышимое - в слышимом (диапазоне)", а лишь позволяет иначе взглянуть на увеличение fs.

эту глупую статью я читал, вероятно ее написали маркетологи CD )) и тому кто ее написал нужно уши оторвать ))
повторюсь советую вам перечитать внимательно теорему Котельникова прежде чем спорить на такие темы:
Теорема Котельникова
...вики...
Пояснение
Такая трактовка рассматривает идеальный случай, когда сигнал начался бесконечно давно и никогда не закончится, а также не имеет во временно́й характеристике точек разрыва. Если сигнал имеет разрывы любого рода в функции зависимости его от времени, то его спектральная мощность нигде не обращается в нуль. Именно это подразумевает понятие «спектр, ограниченный сверху конечной частотой f_c».
Разумеется, реальные сигналы (например, звук на цифровом носителе) не обладают такими свойствами, так как они конечны по времени и обычно имеют разрывы во временно́й характеристике. Соответственно, ширина их спектра бесконечна. В таком случае полное восстановление сигнала невозможно,...
Звука меандра в природе может и не существует, но такой сигнал является одним из тестовых для форматов, таких как PCM, DSD (кстати DSD отвечает не так хорошо на меандр, как PCM96) микросхем ЦАП/АЦП ...
Вами "любимый" 16/44.1 в идеальной "середе" имеет всего 96дб, тогда как 24/96 имеет 144дб - что тоже не мало важно для передачи достоверного звука. и как уже сказал и затронул тему уважаемый asasl, ЦАПы далеки от номинального идеала, то при 24/96 звук =>CD по качеству. А если мы будем брать 16/44.1, то получим звук =<CD.
Тем не менее, это не отменяет ваше не правильное/не полное понимание теоремы Котельникова, из которой следует что при 24/88.2-384 звук только приблизится к оригиналу, но ни в каком случае не будет идентичен оригиналу, как вы утверждаете. И тем самым заводите людей далеких от математики/физики в заблуждение.
Если вы не слышите разницу , это не значит что ее не слышат другие, многое в звуковом понимании зависит и от опыта полученного мозгом. Мозг который в детстве получал полный звуковой спектр, с легкостью отличит 16/44.1 от 24/96
И все равно не могу понять как вы вычли из 16/44.1 и 24/96 слышимый спектр, если ресамплеры вносят искажения и даже в слышимый диапазон, должен остаться по любому "мусор"/искажения. Здесь можете ознакомится с ресамплерами

И что из этого следует?
Что применение теоремы отсчетов ака Котельникова на практике невозможно?
Но цифровое представление сигналов работает и работает на отлично, не вопреки, а благодаря этой теореме!!!
P.S.
Подобные утверждения вселенского масштаба (и такой же глупости) прямое свидетельство незнания философии жизни и техники в частности. Условия ни одного теоретического постулата невыполнимы в реальной жизни, но это никого не смущает, поскольку в прикладных задачах вопрос ставится - какова цена их невыполнения, т.е. внесенная погрешность.
Так и в случае теоремы отсчетов - усечение по времени функции sinc (ни что иное как имп.хар-ка идеального ФНЧ) превращает ее в имп.х-ку фильтра реального, но устраняет необходимость оперировать бесконечными величинами. Цена замены идеального ФНЧ реальным - погрешность восстановления, минимизация которой и есть одна из главных прикладных задач, одно из решений которой - увеличение сверх надобности полосы пропускания исходя из свойств реальных фильтров, что имеет следствием и увеличение fs.

вы хоть сами поняли, что написали?
вы anmi04 сValet2 доказывали, что теорема Котельникова гласит о полном восстановлении оригинального сигнала.
Работает "не вопреки" и "не благодаря", а объясняет некий закон. Каждая теорема имеет свое практическое доказательство, и доказательство теоремы, в данном случаи Котельникова, свидетельствует о не возможности получить оригинальный сигнал с 2-м квантованием исходного. ...тикаете трусливо назад... забивая флюдом необоснованные вами аргументы ?!
Совсем забыл, о вашем "эксперименте" по вычитанию слышимого диапазона 16/44.1 из 24/96... почему вы взяли за основу музыкальный отрывок, а не сгенерированный импульс в слышимом диапазоне, и как проходило вычитание? как можно вообще, что-то вычитать из разных величин не переводя в одно измерение. Где объяснения применяемых методов? А графики..., откуда вы их вырезали... да еще в таком качестве
anmi04 раз в так "умеете" вычитать разницу из форматов, вы не могли бы быть таким любезным и вычесть мне разницу из конверсий DSD->PCM24/88.2 и DSD->PCM24/96
Да самое простое, настройте аудио тракт как следует (foobar->WASAPI/Kernel Streaming), ABX Plugin. Выберете струнный акустический фрагмент записанный в Hi-Res 24/96 конвертните в 16/44.1, и в хороших наушниках вечером после 23:00, за чашечкой кофе или чая, проведите эксперимент. А то по вылазили теоретики, и доказывают то, что слышали от кого то или прочли где то из сомнительного источника, а сами на практике 0

Эпиграф:
По стилю письма, уровню знаний, и жизненного опыта, вы еще дитя.
Вам учится нужно, учится настоящим образом!
Только при выполнении этого условия вы таки сможете правильно соединить воедино написанное мной в двух, показавшихся вам противоречивыми, частях!
P.S.
Все, что вы написали комментарию не поддается, поскольку чистейшей воды детский лепет.
Но три момента все же отмечу:
1. Не читайте вики в целях самообразования.
2. Как это не покажется вам странным, но теоретически предполагается восстановление и по двум точкам, при этом сумма сходится к функции cos.
Возможно вики виновата, а возможно и уровень интеллекта слабоват, но факт остается фактом - весьма странно почему из всего вы вынесли, да и то в исковерканом виде, только одну весьма второстепенную деталь - случай восстановления по двум отсчетам (на период). Кстати, есть еще в вашу копилку - отсчеты должны быть бесконечно малой длительности, т.е. в переводе на физический язык - обладать бесконечно-большой энергией.
3. Если бы вы обладали необходимым запасом знаний, то знали бы, что в интерпретации теории электрических цепей запись теоремы отсчетов ничто иное как аналитическая (т.е. в виде математического выражения) запись сигнала на выходе идеального ФНЧ при входном воздействии в виде импульсов бесконечно-малой длительности. На основании этой интерпретации и строятся все функциональные схемы восстановления сигнала в ЦАПах, а по сему - цифровое представление сигналов работает не вопреки, а именно благодаря этой теореме, из которой, кроме требований к сигналу и частоте выборки, следует и основной схемотехнический принцип восстановления - ФНЧ. Вы о чем?
P.S.
Для начала - учитесь читать; следующий шаг - учитесь правильно понимать написанное. (расширьте кругозор - погуглите толкование фразы "в части") Потому что!
Но не все потеряно, флаг - вам в руки, можете что-нибудь показать или опровергнуть, в случае, если достает необходимых знаний и навыка.

Действительно, ультразвук может сыграть плохую шутки из-за искажений в аналоговой части и при некачественном ресемплинге.
Но высокие частоты дискретизации нужны совсем не для воспроизведения ультразвука.
Высокие частоты дискретизации позволяют аналоговому фильтру DAC работать в щадящем режиме.
Но для беспроблемной работы DAC и аналоговой части аппаратуры цифровой сигнал с высокой частотой дискретизации должен быть соответствующим образом подготовлен - отфильтрован ультразвук.
Можно это делать как в реальном времени, так и путем предварительной оффлайн конвертации оптимизированных аудиофайлов.
Здесь идет речь о компромиссе: качество - загрузка процессора - допустимая задержка - занимаемое место на диске.
Например, в своем оффлайн алгоритме alphaC помимо качественного ресемплинга с уровнем артефактов порядка -170 дБ я провожу фильтрацию ультразвука.
Т.е. ресамплинг/фильтрация, которая делается в DAC, может выполняться на компьютере с практически без ограничений вычислительных ресурсов и времени в ущерб качеству.
Но если файл высокого разрешения не подготовлен, то могут возникнуть проблемы с ультразвуком.
Можно проверить свою систему нарастающей по частоте синусоидой на файле высокого разрешения.
Если система работает правильно, то после достижения 17...20 кГц не будет слышно никаких нарастающих, а, тем более, спадающих по частоте тонов. Нужно помнить и о технике безопасности при прослушивании таких сигналов, чтобы неслышимый ультразвук не повредил слух.

Я бы сказал иначе: позволяют спроектировать ФНЧ не очень высоких порядков с ровной ФЧХ.
Возможно для моно сигнала это и почти все равно, для стерео очень важно, иначе все мешается в кашу.

Аналоговому ФНЧ абсолютно все равно с какими частотами работать.
Кроме того, понятие "режим работы" для него не уместно, поскольку это пассивная эл.цепь.

Для моно тоже важно. От качества фильтра зависит качество восстановления аналогового сигнала из цифрового.
Аналоговую фильтрацию можно сравнить с бесконечным апсемплингом.
Мы можем сделать цифровой апсемплинг (это делается в цифровом фильтре DAC). А потом слегка "добить" его "аналоговым апсемплингом" Аналоговый фильтр может быть активным - для повышения крутизны спада амплитудно-частотной характеристики.
Но с качеством цифрового фильтра аналоговый не сравнится даже в активном варианте.
Под режимом работы я подразумеваю с предварительной цифровой фильтрацией и без.

Частотная избирательность определяется пассивными элементами - индуктивность/емкость и ничем другим. Понятно, правда нельзя сказать, что это общепринятое понимание. В общепринятом понимании это, скорее всего, следует отнести к конструктивным особенностям процедуры фильтрации.

Да, согласен. И схемой подключения в цепи обратной связи активного элемента (транзистора и операционного усилителя). Если рассмотреть фильтр цифрово-аналогового преобразователя, как блок фильтров или как коммутируемую схему (перекоммутируются отдельные компоненты), то, мне кажется, можно говорить о режимах работы фильтра, как сложного устройства.

Каким образом это может изменить порядок фильтра? И какой режим будет "щадящим" и кого/чего при этом будет щадить "щадящий" режим?

К сожалению, я не эксперт в области построения аналоговых фильтров, чтобы грамотно и полно ответить на Ваш вопрос о влиянии частотно-зависимых элементов в цепях обратной связи на характеристики активных фильтров. У всех своя специализация.
Как комплексный инженер (инженер, разрабатывающий единую систему из отдельных компонентов, и формирующий требования к системе и компонентам), я беру аналоговые фильтры, как готовые устройства, технические возможности которых известны.
Например, затруднительно построить аналоговый фильтр для частоты дискретизации 44 кГц с переходной полосой 2 kHz и затуханием в полосе задержания -170 ... -200 дБ.
Однако именно такие требования предъявляются к современным студийным ресемплерам.
Для DAC требования менее жесткие (около -120 дБ) в связи с шумами аналоговых компонентов.
Поэтому мы можем использовать хороший аналоговый фильтр с затуханием, к примеру, около 50 дБ на октаву, но в широкой полосе (например, 176 ... 768 kHz).
Т.к. чем шире полоса, тем больше затухание фильтра в полосе (которую надо подавить) 1/2 ... 1,0 частоты дискретизации.
Кроме того "более мощный" цифровой фильтр помогает "менее мощному" аналоговому.
Мы не можем выкинуть аналоговый фильтр из DAC.
И не выжимаем из аналогового фильтра невозможное.
Просто создаем для него условия, которые позволяют получить улучшенный результат.

И в каких устройствах вы применяете подобную связку?
Вопрос задан не из праздного любопытства - не вижу места воплощению проводимой вами идеи в современном ЦАП-e.
Вот поменять ЦФ ресемплера со штатного, стоящего на борту ЦАП-а, на более качественный софтовый или реализованный на ПЛИС вполне оправдано.