ШИМ нигде на картинках нет, у него постоянный период
"постоянный период" - без комментариев
DSD пропорционален уровню сигнала
У нас разный DSD. У моего нет ограничения по амплитуде и динамическому диапазову. Воздержусь от дальнейшего обсуждения - мне кажется вы сами с собой общаетесь.
Понятия "насыщения" у DSD нет - хоть миллион 1 подряд. У ШИМа - есть, о чём в статье и написано, мол нужно отрегулировать уровень сигнала так, чтобы максимум был 70-80% "единичек".
Я не знаю кто вводит людей в заблуждение, но и картинка про DSD, и вот это описание (из приведенного вами источника) не соответствуют действительности:
Given the 1-bit nature of this encoding system, let's illustrate what this might look like as a stream of bits feeding your DSD DAC: ... 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ... All 0s means -100% modulation. (пропущено) ... 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 ... All 1s means +100% modulation.
Это не описание DSD, это описание ШИМ. Ну и текст-догадка "возможно выглядит как" наводит на размышление о том, знаком ли вообще автор с DSD?
При прохождении аналогового сигнала горизонтальной части (максимум или минимум синусоиды на картинке) поток DSD будет состоять из 101010101010 - битик прыгающий вверх и вниз - выше, ниже, выше, ниже.. А теперь посмотрите что изображают в статье? Сравните представление максимума и минимума синусоиды - они совершенно разные: для максимума напихано 1111111, для минимума 0000000 - это ШИМ чистой воды. ШИМ следит за энергией сигнала, а DSD за изменением функции (производной).
Даже на википедии картинка от ШИМа, да ещё и в очень плохом масштабе - 2МГц квантование на 20кГц синусоиде выглядит совсем иначе.
Тот факт DSD не сильно портит. Он прекрасно себя чувствует, как самый лучший формат для оцифровки аналогового сигнала, и как самый лучший формат для хранения оригинала (ну чтобы потом любителям редактирования и сведения было с чем работать). А на счёт перевода в PCM и обратно - можно перевести, просто PCM будет чисто математическим, а не полученным из шумящего нелинейного АЦП. И да, обработка будет хоть в 32 битах, хоть в 64 битах - это уже не важно, это уже математика.
Более развёрнуто расписано в моём другом комментарии. Преимущество в простоте железа необходимого для оцифровки в DSD, и для воспроизведения DSD - оно минимально, оно линейно, оно не шумит. Ошибка при выпавшем бите при передаче потока DSD - ни на что не влияет, что упрощает каналы передачи данных (да, можно контрольные суммы и т.п., но ведь можно и без них). Сжатие и шифрование - да, добавляют потенциальных проблем. Но тут речь о разных нишах потребления: студийная обработка и хранение, массовая дистрибуция, домашнее потребление. Для каждой ниши свой стандарт и формат.
Про скрипт: проксорить 8 байт подряд равносильно проинвертировать входной аналоговый сигнал в 64 тактах подряд - это как бы не единичная ошибка. И, кстати, рэндом размера ошибки - это такая интересная функция, что при создании одиних noisy.* может сделать мелкие блоки для инверсии, при создании других - большие.. поэтому сравнение так себе :) "на удачу". Ну и да, чем больше частота сэмплинга в DSD - тем менее заметен (в масштабе временной шкалы) испорченный фрагмент. И рандомность позиции инвертирования - тоже очень разный результат: одно дело инвертировать синусоиду при переходе нуля, другое - на максимумах или минимумах (где эффект будет минимальным). Так что для анализа или сравнения этот скрипт как-то совсем не подходит. Ну и как там DSD из PCM создаётся - я не смотрел код. DSD это просто лучшая цифровая интерпретация аналогового сигнала. Генерить DSD из PCM - это какое-то кащунство.
Представьте перед собой симфонический оркестр, дирижёр даёт взмах, и группа инструментов начинает синхронно звучать. Ваши уши - это два канала, это как запись в формате А-B (есть ещё X-Y - когда один канал пишет суммарное давление (Х), а второй (Y) - разницу "лево-право", в частности на пластинках использовали как A-B, так и X-Y - знать условия записи очень важно для корректного воспроизведения). Когда вы сидите в зале - вы чувствуете направление звука, и то, как несколько скрипок звучат в унисон, без резонансов - это потому что музыканты тоже имеют уши и корректируют свою игру. Когда же вы сидите и слушаете студийное сведение разных инструментов - очень часто, из-за мелкого сдвига во времени при синхронизации дорожек индивидуальных инструментов, вы можете услышать посторонние частоты. В этом минус микширования/сведения - теряется фаза сигналов. Для сохранения фазы нужны частоты гораздо выше 2*Fmax. Поэтому основной тезис про Fmax=44100 - неверный.
Далее про форматы. PCM (pulse code modulation) устроен так, что для каждого временного кванта выдаёт абсолютное значение сигнала. DSD - это мегагерцовое сравнение с предыдущим значением и ответ - сигнал стал больше (1) или меньше (0). Ошибка в DSD устраняется автоматически при следующем шаге квантования. Ошибка в PCM остаётся навсегда, т.к. кванты независимы. Динамический диапазон PCM ограничен битностью представления (16, 24, 32,48 бит), динамический диапазон DSD не ограничен вообще.
Про оцифровку: сложности создания АЦП (бегущий счётчик + резистивная матрица ЦАП + компаратор) приводят к шумам нескольких младших битов, нелинейности резисторов ЦАПа, нелинейности во временной шкале (компаратор срабатывает когда счётчик добежал, а не чётко раз в 1/f секунд) и ошибки компаратора. Оцифровка DSD - аналоговая накопительная цепочка и 1 компаратор, выдающий 1 или 0 в зависимости если сигнал стал больше предыдущего или меньше (формально - ток течёт в накопитель или происходит разрядка).
Про хранение - если во время хранения данных (PCM on Audio CD) появляются ошибки (царапины) - результат будет плачевный. При ошибках на DSD (учитывая специфику что это однобитный поток) ничего ужастного не происходит, и более того, гораздо легче корректируются (сказывается разница частот квантования: для PCM обычно 44кГц-96кГц, для DSD - 1МГц и выше).
Ну и про обратный процесс - воспроизведение PCM - повторные нелинейности в ЦАПе, воспроизведение DSD - если 1 приоткрыть ключ на питании и пустить ток в аналоговый накопитель, если 0 - ничего не делать, пусть происходит разрядка.
И про "аудиофилов". Они есть, но их очень маленький процент из тех, кто себя так называет. Наличие денег и крутой техники не делает человека аудиофилом. А та техника, на которую вешают большой ценник, очень часто далека от необходимого качества. Пример тому отсутствие в спецификации графиков АЧХ, ФЧХ, КНИ (именно графиков). Причина - да если померять, то никто ж не купит такую технику. :)
Ну и всем желающим поотстаивать свою позицию: сходите послушать сифонический оркестр.. с закрытыми глазами.. без попкорна.. затем найдите знакомого с электретными наушниками (это проще, чем найти знакомого с нормальной аккустикой) и DSD-плеером, и послушайте.. И если вам не зайдёт - храните свою любимую музыку в 44к - вам больше не надо, это ваш предел. Просто не пытайтесь склонить других к вашим пределам. Спасибо.
DSD прекрасен тем, что ошибка в одном шаге квантования будет совершенно не замечена. Ошибка в PCM приведёт к щелчку до боли неприятному. Совершенно не раскрыта фазовая составляющая аудио-сигнала, и поэтому "двойная частота" не достаточна для сохранения фазы у высокочастотных составляющих. Ну и проводить анализ "насколько хорошо сохранился аналоговый сигнал" сравнивая квантовые составляющие востановленного и вновь квантованного сигнала - это полная ерунда (читай о накопительной ошибке).
"постоянный период" - без комментариев
У нас разный DSD. У моего нет ограничения по амплитуде и динамическому диапазову.
Воздержусь от дальнейшего обсуждения - мне кажется вы сами с собой общаетесь.
Пример DSD:
https://thecustomizewindows.cachefly.net/wp-content/uploads/2023/11/What-is-DSD-Direct-Stream-Digital-Audio-Format.jpg
https://samplerateconverter.com/sites/default/files/u1/dsd-pcm-ocsillogram.png
Пример ШИМа (PDM) который приподносят как DSD (последняя картинка - честно написали PDM - я привожу её для примера и сравнения):
https://static.bhphotovideo.com/explora/sites/default/files/dsd.png
https://audio-creative.nl/wp-content/uploads/DSD.jpg
https://i.stack.imgur.com/trbf6.png
Понятия "насыщения" у DSD нет - хоть миллион 1 подряд. У ШИМа - есть, о чём в статье и написано, мол нужно отрегулировать уровень сигнала так, чтобы максимум был 70-80% "единичек".
Я не знаю кто вводит людей в заблуждение, но и картинка про DSD, и вот это описание (из приведенного вами источника) не соответствуют действительности:
Given the 1-bit nature of this encoding system, let's illustrate what this might look like as a stream of bits feeding your DSD DAC:
... 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ...
All 0s means -100% modulation.
(пропущено)
... 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 ...
All 1s means +100% modulation.
Это не описание DSD, это описание ШИМ. Ну и текст-догадка "возможно выглядит как" наводит на размышление о том, знаком ли вообще автор с DSD?
При прохождении аналогового сигнала горизонтальной части (максимум или минимум синусоиды на картинке) поток DSD будет состоять из 101010101010 - битик прыгающий вверх и вниз - выше, ниже, выше, ниже.. А теперь посмотрите что изображают в статье? Сравните представление максимума и минимума синусоиды - они совершенно разные: для максимума напихано 1111111, для минимума 0000000 - это ШИМ чистой воды. ШИМ следит за энергией сигнала, а DSD за изменением функции (производной).
Даже на википедии картинка от ШИМа, да ещё и в очень плохом масштабе - 2МГц квантование на 20кГц синусоиде выглядит совсем иначе.
Это было утверждение :) Топик полон и тех и других, правда верующих в Найквиста и Котельникова пока больше.
Можно посмотреть на тех, которые говорят обратное: "вот вам золотой стандарт 16б/44.1к и всё остальное вы выдумываете!".
Тот факт DSD не сильно портит. Он прекрасно себя чувствует, как самый лучший формат для оцифровки аналогового сигнала, и как самый лучший формат для хранения оригинала (ну чтобы потом любителям редактирования и сведения было с чем работать). А на счёт перевода в PCM и обратно - можно перевести, просто PCM будет чисто математическим, а не полученным из шумящего нелинейного АЦП. И да, обработка будет хоть в 32 битах, хоть в 64 битах - это уже не важно, это уже математика.
Более развёрнуто расписано в моём другом комментарии. Преимущество в простоте железа необходимого для оцифровки в DSD, и для воспроизведения DSD - оно минимально, оно линейно, оно не шумит. Ошибка при выпавшем бите при передаче потока DSD - ни на что не влияет, что упрощает каналы передачи данных (да, можно контрольные суммы и т.п., но ведь можно и без них). Сжатие и шифрование - да, добавляют потенциальных проблем. Но тут речь о разных нишах потребления: студийная обработка и хранение, массовая дистрибуция, домашнее потребление. Для каждой ниши свой стандарт и формат.
Про скрипт: проксорить 8 байт подряд равносильно проинвертировать входной аналоговый сигнал в 64 тактах подряд - это как бы не единичная ошибка. И, кстати, рэндом размера ошибки - это такая интересная функция, что при создании одиних noisy.* может сделать мелкие блоки для инверсии, при создании других - большие.. поэтому сравнение так себе :) "на удачу". Ну и да, чем больше частота сэмплинга в DSD - тем менее заметен (в масштабе временной шкалы) испорченный фрагмент. И рандомность позиции инвертирования - тоже очень разный результат: одно дело инвертировать синусоиду при переходе нуля, другое - на максимумах или минимумах (где эффект будет минимальным). Так что для анализа или сравнения этот скрипт как-то совсем не подходит. Ну и как там DSD из PCM создаётся - я не смотрел код. DSD это просто лучшая цифровая интерпретация аналогового сигнала. Генерить DSD из PCM - это какое-то кащунство.
Представьте перед собой симфонический оркестр, дирижёр даёт взмах, и группа инструментов начинает синхронно звучать. Ваши уши - это два канала, это как запись в формате А-B (есть ещё X-Y - когда один канал пишет суммарное давление (Х), а второй (Y) - разницу "лево-право", в частности на пластинках использовали как A-B, так и X-Y - знать условия записи очень важно для корректного воспроизведения). Когда вы сидите в зале - вы чувствуете направление звука, и то, как несколько скрипок звучат в унисон, без резонансов - это потому что музыканты тоже имеют уши и корректируют свою игру. Когда же вы сидите и слушаете студийное сведение разных инструментов - очень часто, из-за мелкого сдвига во времени при синхронизации дорожек индивидуальных инструментов, вы можете услышать посторонние частоты. В этом минус микширования/сведения - теряется фаза сигналов. Для сохранения фазы нужны частоты гораздо выше 2*Fmax. Поэтому основной тезис про Fmax=44100 - неверный.
Далее про форматы. PCM (pulse code modulation) устроен так, что для каждого временного кванта выдаёт абсолютное значение сигнала. DSD - это мегагерцовое сравнение с предыдущим значением и ответ - сигнал стал больше (1) или меньше (0). Ошибка в DSD устраняется автоматически при следующем шаге квантования. Ошибка в PCM остаётся навсегда, т.к. кванты независимы. Динамический диапазон PCM ограничен битностью представления (16, 24, 32,48 бит), динамический диапазон DSD не ограничен вообще.
Про оцифровку: сложности создания АЦП (бегущий счётчик + резистивная матрица ЦАП + компаратор) приводят к шумам нескольких младших битов, нелинейности резисторов ЦАПа, нелинейности во временной шкале (компаратор срабатывает когда счётчик добежал, а не чётко раз в 1/f секунд) и ошибки компаратора. Оцифровка DSD - аналоговая накопительная цепочка и 1 компаратор, выдающий 1 или 0 в зависимости если сигнал стал больше предыдущего или меньше (формально - ток течёт в накопитель или происходит разрядка).
Про хранение - если во время хранения данных (PCM on Audio CD) появляются ошибки (царапины) - результат будет плачевный. При ошибках на DSD (учитывая специфику что это однобитный поток) ничего ужастного не происходит, и более того, гораздо легче корректируются (сказывается разница частот квантования: для PCM обычно 44кГц-96кГц, для DSD - 1МГц и выше).
Ну и про обратный процесс - воспроизведение PCM - повторные нелинейности в ЦАПе, воспроизведение DSD - если 1 приоткрыть ключ на питании и пустить ток в аналоговый накопитель, если 0 - ничего не делать, пусть происходит разрядка.
И про "аудиофилов". Они есть, но их очень маленький процент из тех, кто себя так называет. Наличие денег и крутой техники не делает человека аудиофилом. А та техника, на которую вешают большой ценник, очень часто далека от необходимого качества. Пример тому отсутствие в спецификации графиков АЧХ, ФЧХ, КНИ (именно графиков). Причина - да если померять, то никто ж не купит такую технику. :)
Ну и всем желающим поотстаивать свою позицию: сходите послушать сифонический оркестр.. с закрытыми глазами.. без попкорна.. затем найдите знакомого с электретными наушниками (это проще, чем найти знакомого с нормальной аккустикой) и DSD-плеером, и послушайте.. И если вам не зайдёт - храните свою любимую музыку в 44к - вам больше не надо, это ваш предел. Просто не пытайтесь склонить других к вашим пределам. Спасибо.
DSD прекрасен тем, что ошибка в одном шаге квантования будет совершенно не замечена. Ошибка в PCM приведёт к щелчку до боли неприятному. Совершенно не раскрыта фазовая составляющая аудио-сигнала, и поэтому "двойная частота" не достаточна для сохранения фазы у высокочастотных составляющих. Ну и проводить анализ "насколько хорошо сохранился аналоговый сигнал" сравнивая квантовые составляющие востановленного и вновь квантованного сигнала - это полная ерунда (читай о накопительной ошибке).