Угу. Неравномерности АЧХ в 4-м знаке после запятой в логарифмической шкале ;-)
Тут где-то товарищ приводил порог различимости разных уровней громкости. Там было ЕМНИП 1 дБ.
Т.е. искажения АЧХ даже в самом пплохом случае на 4 порядка по величине меньше чувствительности человеческого уха.
Искажения АЧХ — линейные искажения. А их человеческое ухо воспринимает очень лояльно.
И пик в 0,0001 дБ,
а это в разах будет 1.00001, т е повышение амплитуды в 0,001%. Аналоговую часть это тоже не перегрузит.
И кстати да — там хорошие картинки насчёт разрядности и шума квантования.
Одна из основных причин — уменьшение глубины отрицательной обратной связи.
Далее — просто сама схемотехника (разводка, выбор элементов) может быть не адекватна для нормальной работы с высокими частотами, ибо делалась под ЗЧ.
А если УЗЧ класса D. То там вообще могут повылезти комбинационные частоты частоты дискретизации и частоты ШИМ.
Я не переживаю. Я накидал в ЛабВью аудиотракт с блэкджеком… с генератором сигнала, ацп, цапом и ресэмплером и теперь радуюсь. Вы просто вопросы задаёте подходящие ;-)
Итак. Маленькое чудо:
Что мы имеем изначально. Сигнал с частотой 0,45 от частоты дискретизации:
А теперь делаем ресэмплинг 10х и фильтрацию
Никаких биений! Кстати — если просто соединять точки сплайнами а потом ресемплировать — то биения не уйдут.
Иллюстрация «биений» при частоте сигнала 0,49 от частоты дискретизации:
Можно воспринимать как результат интерференции частоты тона и её «зеркальной» частоты. А можно понять как своего рода «стробоскопический» эффект.
Можно воспроизвести, нарисовав синус и делая дискретизацию руками и карандашём ;-)
Ещё аргумент: берём входной сигнал не 1 кГц а 20кГц. Так вот — без фильтрации при частоте дискретизации 44.1 у него образуется брат-близнец на частоте 24,1 с равной амплитудой. И спокойно пройдет через фильтр Бесселя 10го порядка. Ибо относительная разница в частотах равна 1,2. А фильтры Чебышева и Баттерворта по вполне логичным мотивам автором указанной вами статьи были были забракованы.
Я охотно верю, что можно сделать. Только это нужно на данном этапе примерно как троллейбус из буханки хлеба. Разве что маркетологи если раскрутят в узких кругах любителей первых «параллельных» (а скорее всего R-2R) ЦАПов ;-)
Если исходный цифровой сигнал меняется периодически только в младшем значащем разряде — то меандр ;-). Ну если отцентровать — то да — что-то типа имитации синуса на самом дешёвом бесперебойнике. Лучше от этого не станет.
Речь то идёт о том, что надо воспроизводить не просто синус большой амплитуды. А реальный сигнал с динамическим диапазоном, практически перекрывающим динамический диапазон 16-битного ЦАП.
А сейчас, в силу дешевизны, используют лобовое решение: 24бит/192 кГц (или выше). И проблема с дискретизацией/квантованием уходит на дальний план и можно сосредоточиться на качественной аналоговой части типа 9 транзисторов и с/ш 145 дБ ;-)
Наверно да. Если подключить ЦАП к ламповому усилителю, который нагружен на акустику с потолком в 16 кГц — то можно обойтись.
А если аудиотракт типа этого, и слушается всё через мониторные наушники: «Швейцарская компания Nagra выпустила в продажу цифро-аналоговый преобразователь Classic DAC. Новинка представляет собой более доступную версию модели HD DAC и отличается от неё отсутствием регулятора громкости и усилителя для наушников, а также несколько изменённой аналоговой секцией. В последней используется по 9 тщательно подобранных транзисторов на канал, а отношение сигнал/шум (невзвешенное) выходного каскада достигает 145 дБ,» — то придётся и ЦАП ставить соответствующий. Другое дело, что рядовому гражданину для прослушивания русскава рэпа это не нужно.
Это же как прон в 4К. Не каждый найдёт удовольствие в разглядывании прыщиков на теле актрис и качестве бритья ;-). То ли дело VHS и кинескопный телек.
Ещё в пользу повышения разрядности. Давайте отвлечёмся от нашего синуса на 20 кГц и перейдём к реальной музыке.
Итак:
Звучащий симфонический оркестр обладает динамическим диапазоном свыше 90дБ
Пусть мы используем весь динамический диапазон нашего 16 бит ЦАП. Тогда самый тихий звук оркестра будет -90 дБ от размаха. На него останется 6 дБ динамического диапазона а это...1 бит! Дада. самый тихий (но различимый) звук будет воспроизведён меандром ;-) А учитывая, что в симфонической музыке есть как громкие места так и тихие, то в тихих местах этот меандр будет прекрасно слышен. Ибо его просто нечему будет маскировать.
Ещё: "Наиболее неприятные на слух искажения, вносимые на этапе оцифровки — гранулярный
шум, возникающий при квантовании сигнала по уровню из-за округления амплитуды до ближайшего дискретного значения. Гранулярный шум сильно связан с
сигналом (зависит от него), и представляет собой гармоники сигнала, искажения от которых наиболее заметны в верхней части спектра. Проявления гранулярного
шума и его связь с сигналом легко заметить, прослушав синусоидальный сигнал с частотой около 0.1..5 Гц — гранулярный шум в этом случае проявляется в виде
изменяющегося по высоте паразитного тона, частота которого зависит от частоты, формы и максимальной амплитуды полезного сигнала.
Мощность гранулярного шума обратно пропорциональна количеству ступеней квантования, однако из-за логарифмической характеристики слуха при линейном квантовании (постоянная величина ступени) на тихие звуки приходится меньше ступеней квантования, чем на громкие, и в результате основная плотность нелинейных искажений
приходится на область тихих звуков. Это приводит к ограничению динамического диапазона, который в идеале (без учета гармонических искажений) был бы равен
соотношению сигнал/шум, однако, необходимость ограничения этих искажений снижает динамический диапазон для 16-разрядного кодирования до 50-60 дБ."
Не все шумы и искажения, равные по амплитудному (процентному) соотношению будут равны по восприятию человеческим ухом. Почитайте статью. Учитывая дешевизну реализации ЦАПов с высокой разрядноситью, проще и дешевле просто свести уровень искажений, связанных с квантованием, до пренебрежимо малых величин и не мучаться. Нет никакого заговора. Это просто самое простое и эффективное решение проблемы с шумом квантования/гранулярным шумом на данный момент.
Тут где-то товарищ приводил порог различимости разных уровней громкости. Там было ЕМНИП 1 дБ.
Т.е. искажения АЧХ даже в самом пплохом случае на 4 порядка по величине меньше чувствительности человеческого уха.
Искажения АЧХ — линейные искажения. А их человеческое ухо воспринимает очень лояльно.
И пик в 0,0001 дБ,
а это в разах будет 1.00001, т е повышение амплитуды в 0,001%. Аналоговую часть это тоже не перегрузит.
И кстати да — там хорошие картинки насчёт разрядности и шума квантования.
У меня тоже есть дела по интереснее, чем разжёвывать лентяям основы психоакустики ;-). Идите с миром… ;-)
Далее — просто сама схемотехника (разводка, выбор элементов) может быть не адекватна для нормальной работы с высокими частотами, ибо делалась под ЗЧ.
А если УЗЧ класса D. То там вообще могут повылезти комбинационные частоты частоты дискретизации и частоты ШИМ.
Ознакомьтесь, пожалуйста, с литературой (в гуголе легко находится электронный вариант):
Цвикер Э., Фельдкеллер Р. Ухо как приемник информации
20/44=0.4545 Пример восстановления с картинкой в сообщении выше.
блэкджеком…с генератором сигнала, ацп, цапом и ресэмплером и теперь радуюсь. Вы просто вопросы задаёте подходящие ;-)Итак. Маленькое чудо:
Что мы имеем изначально. Сигнал с частотой 0,45 от частоты дискретизации:
А теперь делаем ресэмплинг 10х и фильтрацию
Никаких биений! Кстати — если просто соединять точки сплайнами а потом ресемплировать — то биения не уйдут.
Можно воспринимать как результат интерференции частоты тона и её «зеркальной» частоты. А можно понять как своего рода «стробоскопический» эффект.
Можно воспроизвести, нарисовав синус и делая дискретизацию руками и карандашём ;-)
Итак: частота равна 1/10 от частоты дискретизации. Разрешение 16 бит. Идеальных, ибо кирпичик labView
А вот те же условия, но частота сигнала 0,5 от частоты дискретизации.
Меандр однако. При любой разрядности будет меандр :-)
Речь то идёт о том, что надо воспроизводить не просто синус большой амплитуды. А реальный сигнал с динамическим диапазоном, практически перекрывающим динамический диапазон 16-битного ЦАП.
А если аудиотракт типа этого, и слушается всё через мониторные наушники: «Швейцарская компания Nagra выпустила в продажу цифро-аналоговый преобразователь Classic DAC. Новинка представляет собой более доступную версию модели HD DAC и отличается от неё отсутствием регулятора громкости и усилителя для наушников, а также несколько изменённой аналоговой секцией. В последней используется по 9 тщательно подобранных транзисторов на канал, а отношение сигнал/шум (невзвешенное) выходного каскада достигает 145 дБ,» — то придётся и ЦАП ставить соответствующий. Другое дело, что рядовому гражданину для прослушивания русскава рэпа это не нужно.
Это же как прон в 4К. Не каждый найдёт удовольствие в разглядывании прыщиков на теле актрис и качестве бритья ;-). То ли дело VHS и кинескопный телек.
Итак:
Пусть мы используем весь динамический диапазон нашего 16 бит ЦАП. Тогда самый тихий звук оркестра будет -90 дБ от размаха. На него останется 6 дБ динамического диапазона а это...1 бит! Дада. самый тихий (но различимый) звук будет воспроизведён меандром ;-) А учитывая, что в симфонической музыке есть как громкие места так и тихие, то в тихих местах этот меандр будет прекрасно слышен. Ибо его просто нечему будет маскировать.
шум, возникающий при квантовании сигнала по уровню из-за округления амплитуды до ближайшего дискретного значения. Гранулярный шум сильно связан с
сигналом (зависит от него), и представляет собой гармоники сигнала, искажения от которых наиболее заметны в верхней части спектра. Проявления гранулярного
шума и его связь с сигналом легко заметить, прослушав синусоидальный сигнал с частотой около 0.1..5 Гц — гранулярный шум в этом случае проявляется в виде
изменяющегося по высоте паразитного тона, частота которого зависит от частоты, формы и максимальной амплитуды полезного сигнала.
Мощность гранулярного шума обратно пропорциональна количеству ступеней квантования, однако из-за логарифмической характеристики слуха при линейном квантовании (постоянная величина ступени) на тихие звуки приходится меньше ступеней квантования, чем на громкие, и в результате основная плотность нелинейных искажений
приходится на область тихих звуков. Это приводит к ограничению динамического диапазона, который в идеале (без учета гармонических искажений) был бы равен
соотношению сигнал/шум, однако, необходимость ограничения этих искажений снижает динамический диапазон для 16-разрядного кодирования до 50-60 дБ."
Не все шумы и искажения, равные по амплитудному (процентному) соотношению будут равны по восприятию человеческим ухом. Почитайте статью. Учитывая дешевизну реализации ЦАПов с высокой разрядноситью, проще и дешевле просто свести уровень искажений, связанных с квантованием, до пренебрежимо малых величин и не мучаться. Нет никакого заговора. Это просто самое простое и эффективное решение проблемы с шумом квантования/гранулярным шумом на данный момент.