Tr24 of что это за формат

Tr24 of что это за формат

Что является одним из наиболее распространенных и глубоко укоренившихся заблуждений в мире меломанов?

Сохранить и прочитать потом —

Прим. перев.: Это перевод второй (из четырех) частей развернутой статьи Кристофера «Монти» Монтгомери (создателя Ogg Free Software и Vorbis) о том, что, по его мнению, является одним из наиболее распространенных и глубоко укоренившихся заблуждений в мире меломанов.

Частота 192 кГц считается вредной

Музыкальные цифровые файлы с частотой 192 кГц не приносят никакой выгоды, но всё же оказывают кое-какое влияние. На практике оказывается, что их качество воспроизведения немного хуже, а во время воспроизведения возникают ультразвуковые волны.

И аудиопреобразователи, и усилители мощности подвержены влиянию искажений, а искажения, как правило, быстро нарастают на высоких и низких частотах. Если один и тот же динамик воспроизводит ультразвук наряду с частотами из слышимого диапазона, то любая нелинейная характеристика будет сдвигать часть ультразвукового диапазона в слышимый спектр в виде неупорядоченных неконтролируемых нелинейных искажений, охватывающих весь слышимый звуковой диапазон. Нелинейность в усилителе мощности приведет к такому же эффекту. Эти эффекты трудно заметить, но тесты подтвердили, что оба вида искажений можно расслышать.

График выше показывает искажения, полученные в результате интермодуляции звука частотой 30 кГц и 33 кГц в теоретическом усилителе с неизменным коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) около 0.09%. Искажения видны на протяжении всего спектра, даже на меньших частотах.

Неслышимые ультразвуковые волны способствуют интермодуляционным искажениям в слышимом диапазоне (светло-синяя зона). Системы, не предназначенные для воспроизведения ультразвука, обычно имеют более высокие уровни искажений, около 20 кГц, дополнительно внося вклад в интермодуляцию. Расширение диапазона частот для включения в него ультразвука требует компромиссов, которые уменьшат шум и активность искажений в пределах слышимого спектра, но в любом случае ненужное воспроизведение ультразвуковой составляющей ухудшит качество воспроизведения.

Есть несколько способов избежать дополнительных искажений:

  1. Динамик, предназначенный только для воспроизведения ультразвука, усилитель и разделитель спектра сигнала, чтобы разделить и независимо воспроизводить ультразвук, который вы не можете слышать, чтобы он не влиял на другие звуки.
  2. Усилители и преобразователи, спроектированные для воспроизведения более широкого спектра частот так, чтобы ультразвук не вызывал слышимых нелинейных искажений. Из-за дополнительных затрат и сложности исполнения, дополнительный частотный диапазон будет уменьшать качество воспроизведения в слышимой части спектра.
  3. Качественно спроектированные динамики и усилители, которые совсем не воспроизводят ультразвук.
  4. Для начала можно не кодировать такой широкий диапазон частот. Вы не можете (и не должны) слышать ультразвуковые нелинейные искажения в слышимой полосе частот, если в ней нет ультразвуковой составляющей.

Все эти способы нацелены на решение одной проблемы, но только 4 способ имеет какой-то смысл.

Если вам интересны возможности вашей собственной системы, то нижеследующие сэмплы содержат: звук частотой 30 кГц и 33 кГц в формате 24/96 WAV, более длинную версию в формате FLAC, несколько мелодий и нарезку обычных песен с частотой, приведенной к 24 кГц так, что они полностью попадают в ультразвуковой диапазон от 24 кГц до 46 кГц.

Тесты для измерения нелинейных искажений:

  • Звук 30 кГц + звук 33 кГц (24 бит / 96 кГц)
  • Мелодии 26 кГц – 48 кГц (24 бит / 96 кГц)
  • Мелодии 26 кГц – 96 кГц (24 бит / 192 кГц)
  • Нарезка из песен, приведенных к 24 кГц (24 бит / 96 кГц WAV) (оригинальная версия нарезки) (16 бит / 44.1 кГц WAV)

Предположим, что ваша система способна воспроизводить все форматы с частотами дискретизации 96 кГц . При воспроизведении вышеуказанных файлов, вы не должны слышать ничего, ни шума, ни свиста, ни щелчков или каких других звуков. Если вы слышите что-то, то ваша система имеет нелинейную характеристику и вызывает слышимые нелинейные искажения ультразвука. Будьте осторожны при увеличении громкости, если вы попадете в зону цифрового или аналогового ограничения уровня сигнала, даже мягкого, то это может вызвать громкий интермодуляционный шум.

В целом, не факт, что нелинейные искажения от ультразвука будут слышимы на конкретной системе. Вносимые искажения могут быть как незначительны, так и довольно заметны. В любом случае, ультразвуковая составляющая никогда не является достоинством, и во множестве аудиосистем приведет к сильному снижению качества воспроизведения звука. В системах, которым она не вредит, возможность обработки ультразвука можно сохранить, а можно вместо этого пустить ресурс на улучшение качества звучания слышимого диапазона.

Недопонимание процесса дискретизации

Теория дискретизации часто непонятна без контекста обработки сигналов. И неудивительно, что большинство людей, даже гениальные доктора наук в других областях, обычно не понимают её. Также неудивительно, что множество людей даже не осознают, что понимают её неправильно.

Дискретизированные сигналы часто изображают в виде неровной лесенки, как на рисунке выше (красным цветом), которая выглядит как грубое приближение к оригинальному сигналу. Однако такое представление является математически точным, и когда происходит преобразование в аналоговый сигнал, его график становится гладким (голубая линия на рисунке).

Наиболее распространенное заблуждение заключается в том, что, якобы, дискретизация – процесс грубый и приводит к потерям информации. Дискретный сигнал часто изображается как зубчатая, угловатая ступенчатая копия оригинальной идеально гладкой волны. Если вы так считаете, то можете считать, что чем больше частота дискретизации (и чем больше бит на отсчет), тем меньше будут ступеньки и тем точнее будет приближение. Цифровой сигнал будет все больше напоминать по форме аналоговый, пока не примет его форму при частоте дискретизации, стремящейся к бесконечности.

По аналогии, множество людей, не имеющих отношения к цифровой обработке сигналов, взглянув на изображение ниже, скажут: «Фу!» Может показаться, что дискретный сигнал плохо представляет высокие частоты аналоговой волны, или, другими словами, при увеличении частоты звука, качество дискретизации падает, и частотная характеристика ухудшается или становится чувствительной к фазе входного сигнала.

Это только так выглядит. Эти убеждения неверны!

Комментарий от 04.04.2013: В качестве ответа на всю почту, касательно цифровых сигналов и ступенек, которую я получил, покажу реальное поведение цифрового сигнала на реальном оборудовании в нашем видео Digital Show & Tell, поэтому можете не верить мне на слово.

Все сигналы частотой ниже частоты Найквиста (половина частоты дискретизации) в ходе дискретизации будут захвачены идеально и полностью, и бесконечно высокая частота дискретизации для этого не нужна. Дискретизация не влияет на частотную характеристику или фазу. Аналоговый сигнал может быть восстановлен без потерь – таким же гладким и синхронным как оригинальный.

С математикой не поспоришь, но в чем же сложности? Наиболее известной является требование ограничения полосы. Сигналы с частотами выше частоты Найквиста должны быть отфильтрованы перед дискретизацией, чтобы избежать искажения из-за наложения спектров. В роли этого фильтра выступает печально известный сглаживающий фильтр. Подавление помехи дискретизации, на практике, не может пройти идеально, но современные технологии позволяют подойти к идеальному результату очень близко. А мы подошли к избыточной дискретизации.

Частоты дискретизации свыше 48 кГц не имеют отношения к высокой точности воспроизведения аудио, но они необходимы для некоторых современных технологий. Избыточная дискретизация (передискретизация) – наиболее значимая из них .

Идея передискретизации проста и изящна. Вы можете помнить из моего видео «Цифровое мультимедиа. Пособие для начинающих гиков», что высокие частоты дискретизации обеспечивают гораздо больший разрыв между высшей частотой, которая нас волнует (20 кГц) и частотой Найквиста (половина частоты дискретизации). Это позволяет пользоваться более простыми и более надежными фильтрами сглаживания и увеличить точность воспроизведения. Это дополнительное пространство между 20 кГц и частотой Найквиста, по существу, просто амортизатор для аналогового фильтра.

На рисунке выше представлены диаграммы из видео «Цифровое мультимедиа. Пособие для начинающих гиков», иллюстрирующие ширину переходной полосы для ЦАП или АЦП при частоте 48 кГц (слева) и 96 кГц (справа).

Читайте также:  Значок песочные часы в телефоне

Это только половина дела, потому что цифровые фильтры имеют меньше практических ограничений в отличие от аналоговых, и мы можем завершить сглаживание с большей точностью и эффективностью. Высокочастотный необработанный сигнал проходит сквозь цифровой сглаживающий фильтр, который не испытывает проблем с размещением переходной полосы фильтра в ограниченном пространстве. После того, как сглаживание завершено, дополнительные дискретные отрезки в амортизирующем пространстве просто откидываются. Воспроизведение передискретизированного сигнала проходит в обратном порядке.

Это означает, что сигналы с низкой частотой дискретизации (44.1 кГц или 48 кГц) могут обладать такой же точностью воспроизведения, гладкостью АЧХ и низким уровнем наложений, как сигналы с частотой дискретизации 192 кГц или выше, но при этом не будет проявляться ни один из их недостатков (ультразвуковые волны, вызывающие интермодуляционные искажения, увеличенный размер файлов). Почти все современные ЦАП и АЦП производят избыточную дискретизацию на очень высоких скоростях, и мало кто об этом знает, потому что это происходит автоматически внутри устройства.

ЦАП и АЦП не всегда умели передискретизировать. Тридцать лет назад некоторые звукозаписывающие консоли использовали для звукозаписи высокие частоты дискретизации, используя только аналоговые фильтры. Этот высокочастотный сигнал потом использовался для создания мастер-дисков. Цифровое сглаживание и децимация (повторная дискретизация с более низкой частотой для CD и DAT) происходили на последнем этапе создания записи. Это могло стать одной из ранних причин, почему частоты дискретизации 96 кГц и 192 кГц стали ассоциироваться с производством профессиональных звукозаписей.

16 бит против 24 бит

Хорошо, теперь мы знаем, что сохранять музыку в формате 192 кГц не имеет смысла. Тема закрыта. Но что насчет 16-битного и 24-битного аудио? Что же лучше?

16-битное аудио с импульсно-кодовой модуляцией действительно не полностью покрывает теоретический динамический звуковой диапазон, который способен слышать человек в идеальных условиях. Также есть (и будут всегда) причины использовать больше 16 бит для записи аудио.

Ни одна из этих причин не имеет отношения к воспроизведению звука – в этой ситуации 24-битное аудио настолько же бесполезно, как и дискретизация на 192 кГц. Хорошей новостью является тот факт, что использование 24-битного квантования не вредит качеству звучания, а просто не делает его хуже и занимает лишнее место.

Примечания к Части 2

6. Многие из систем, которые неспособны воспроизводить сэмплы 96 кГц, не будут отказываться их воспроизводить, а будут незаметно субдискретизировать их до частоты 48 кГц. В этом случае звук не будет воспроизводиться совсем, и на записи ничего не будет, вне зависимости от степени нелинейности системы.

7. Передискретизация – не единственный способ работы с высокими частотами дискретизации в обработке сигналов. Есть несколько теоретических способов получить ограниченный по полосе звук с высокой частотой дискретизации и избежать децимации, даже если позже он будет субдискретизирован для записи на диски. Пока неясно, используются ли такие способы на практике, поскольку разработки большинства профессиональных установок держатся в секрете.

8. Неважно, исторически так сложилось или нет, но многие специалисты сегодня используют высокие разрешения, потому что ошибочно полагают, что звук с сохраненным содержимым за пределами 20 кГц звучит лучше. Прямо как потребители.

Статья входит в разделы:Интересное о звуке>Изготовление рекламы в Москве

Собственное производство наружной и интерьерной рекламы в Москве

Можно ли получить отличную рекламу недорого? Да, если вы воспользуетесь выгодными предложениями на tr-24.ru. Большой выбор технологий и материалов для производства визуальной рекламы дает возможность сэкономить. Мы всегда предлагаем оптовым и розничным заказчикам доступные цены.

Основные принципы работы ООО «Компания ТЕХНОРЕАЛ»:

  • безупречное качество продукции. Используется только первоклассное сырье и современное оборудование. Изготовление и установка рекламы производится с учетом всех требований ГОСТ, норм и стандартов;
  • разнообразие наружной рекламы (широкоформатная печать, световые короба, вывески, реклама на транспортных средствах, различные рекламные конструкции и т. д.);
  • эстетичность и функциональность торгового оборудования для просторных залов и небольших магазинов;
  • универсальность и долговечность рекламных конструкций. Заказав производство рекламы один раз, вы сможете успешно использовать материалы на протяжении нескольких лет;
  • оптимизация бизнес-процессов (благодаря этому заказ любой сложности выполняется вовремя),
  • развитие творческого потенциала опытных и талантливых сотрудников. В ООО «Компания ТЕХНОРЕАЛ» работают настоящие мастера.
  • индивидуальный подход к любому клиенту. Мы готовы оказать все услуги по изготовлению рекламы на заказ авторам нестандартных проектов. Например, необычная интерьерная реклама (стенды, декорации, вывески, акрилайт, световые панели) со вкусом отразит корпоративный стиль компании или заведения.

Остановив выбор на ООО «Компания ТЕХНОРЕАЛ», вы сможете заказать дополнительные услуги – создание и доработку макета рекламной продукции, доставку и ремонт конструкций, консультации профессионалов. Мы ценим драгоценное время своих заказчиков. Поэтому изготовление и монтаж рекламы производятся в минимальные сроки.

ООО «Компания ТЕХНОРЕАЛ» не просто делает эстетичную выставочную, интерьерную и наружную рекламу. Многолетний опыт и знание законов рынка позволяют нам создавать рекламные конструкции, которые успешно продают услуги и товары. Делая заказ у нас, вы инвестируете в будущую прибыль и престижность своего бренда. Зарабатывайте больше с действенной рекламой от профессионалов!

Hi-Res Audio (High-resolution audio) — это цифровой звук высокого разрешения.

В отличие от HD (high-definition video/видео высокой четкости), нет единого стандарта для звука высокого разрешения.

В 2014 году Digital Entertainment Group, Consumer Electronics Association и The Recording Academy совместно с музыкальными лейблами официально дали такое определение Hi-Res Audio: «Звук без потерь, который способен воспроизводить весь спектр записи, и был подготовлен и перенесён с источника, более качественного, чем CD.»

Проще говоря, Hi-Res audio относится к музыкальным файлам, которые имеют более высокую частоту дискретизации и/или битрейт, чем у CD, который определен в 16 бит/44,1 кГц. Частота дискретизации (или частота семплирования) относится к числу раз, когда в процессе аналого-цифрового преобразования принимается выборка сигнала в секунду. Чем больше бит, тем точнее сигнал может быть измерен в первом случае, поэтому переход от 16 бит к 24 бит может обеспечить заметный скачок в качестве.

Hi-Res аудиофайлы обычно используют частоту дискретизации 96 кГц или 192 кГц и 24-бит. Также могут быть файлы 88,2 кГц и 176,4 кГц.

Hi-Res имеет один недостаток: размер файла. Один трек может иметь размер в десятки мегабайт и несколько альбомов могут быстро съесть свободное место на вашем мобильном устройстве. Они также могут долго загружаться по Wi-Fi и мобильному интернету.

Форматы файлов Hi-Res audio


Существует несколько основных форматов файлов, поддерживающих цифровой звук высокого разрешения:

  • WAV (WAVeform Audio File Format): Стандартный формат всех компакт-дисков. Отличное качество звука без сжатия, что означает огромный размер файлов (особенно Hi-Res файлов). Имеет плохую поддержку метаданных (обложка альбома, информация об исполнителе и название песни).
  • AIFF (Audio Interchange File Format): Это альтернатива WAV формату от Apple, но с лучшей поддержкой метаданных. Формат без потерь и без сжатия (так же файлы большого размера), но массово не популярен.
  • FLAC (Free Lossless Audio Codec): Этот формат сжатия аудио без потерь поддерживает частоту дискретизации Hi-Res, занимает около половины размера формата WAV и сохраняет метаданные. Является бесплатным и широко поддерживается (только не в продуктах Apple). Считается предпочтительным форматом для загрузки и хранения музыкальных альбомов в Hi-Res.
  • ALAC (Apple Lossless Audio Codec): Собственный формат сжатия без потерь компании Apple. Также воспроизводит Hi-Res звук, сохраняет метаданные и в половину меньше WAV. Используется в устройствах Apple.
  • DSD (Direct Stream Digital): Однобитный формат используется в носителях Super Audio CD. Его частота дискретизации может быть 2.8mHz, 5.6mHz и 11.2mHz, что многократно превосходит обычный CD. Формат широко не распространён.
  • MQA (Master Quality Authenticated): Это новый формат, представленный в 2014 году, используется в основном для стриминга музыки в Hi-Res. Файлы MQA могут быть упакованы внутри любого контейнера сжатия без потерь, такого как FLAC, WAV или ALAC. Для декодирования файлов MQA вам понадобится совместимое оборудование — сетевой аудиоплеер, портативный музыкальный плеер, или программное обеспечение, например, приложение Tidal для ПК.
Читайте также:  Ga g31m es2l как обновить биос

back to menu ↑

В чём преимущество Hi-Res audio


Главным преимуществом аудиофайлов с высоким разрешением, безусловно, является превосходное качество звука по сравнению со сжатыми и стандартными аудио форматами. Чтобы проиллюстрировать, почему Hi-Res должно звучать лучше, чем MP3, давайте сравним их битрейты. Файл MP3 с самым высоким качеством имеет битрейт 320 кбит/с, тогда как 24-битный/192 кГц Hi-Res аудио файл имеет скорость передачи данных 9216 Кбит/с. Музыкальный компакт-диск — 1411 Кбит/с.

Использование сжатия с потерями означает, что данные теряются в процессе кодирования, а разрешение приносится в жертву меньшему размеру файла. Это влияет на качество звука — формат MP3 (и подобные) полностью не раскрывает потенциал наших любимых песен.

Тем не менее, для большинства людей звук MP3 формата достаточно хорош, особенно при прослушивании музыки в дороге, фоном и т.д. Для аудиофилов даже CD качества недостаточно, поэтому многие ценители музыки по-прежнему предпочитают чистый аналоговый звук виниловых пластинок.

Поэтому файлы Hi-Res 24 бит/96 кГц или 24 бит/192 кГц призваны более точно воспроизводить звук, с которым музыканты и инженеры звукозаписи работали в студии.

Что нужно для проигрывания файлов Hi-Res audio


Есть немалое количество устройств, которые могут воспроизводить Hi-Res звук. Всё зависит от того, хотите ли вы, чтобы ваша система была стационарной или мобильной, насколько рассчитан ваш бюджет и каким способом вы будете чаще всего слушать ваши мелодии.

Компьютер
ПК или ноутбук на Windows, Linux или Mac является основным источником для хранения и воспроизведения музыки Hi-Res. Но убедитесь, что программное обеспечение, которое вы используете для воспроизведения музыки, также поддерживает воспроизведение Hi-Res. iTunes, например, его не поддерживает, даже с MacBook, поэтому вам нужно будет скачать отдельное приложение для воспроизведения музыки. На Mac заслуживают внимания Channel D’s Pure Music и Amarra. На ПК попробуйте JRiver Media Center (платный, но работает на Windows, Linux и Mac OS X), или foobar2000 (бесплатный, но работает только на Windows)

Смартфон
Смартфоны уже начинают поддерживать воспроизведение Hi-Res. Пока это ограничивается флагманскими Android-моделями, такими как Samsung Galaxy S8, S8+ и LG V30 (в настоящее время это единственный телефон, который умеет воспроизводить формат MQA). iPhone “из коробки” на данный момент не поддерживает аудиовыход Hi-Res, хотя есть способы обойти это, используя приложение (VLC Player или Onkyo HF Player), а затем либо подключить ЦАП, либо использовать наушники с разъемом Lightning.

Портативный плеер
В качестве альтернативы смартфону может выступить портативный Hi-Res мультимедийный проигрыватель. Например, линейка Walkman от Sony (Sony NW-ZX300 также поддерживает MQA) и плееры Astell & Kern, Pono — они предлагают больше места для хранения файлов и ориентированы на гораздо лучшее качество звука, чем многозадачный смартфон.

Аудио система
Есть много других устройств, которые также поддерживают воспроизведение звука с высоким разрешением, включая универсальные системы ЦАП-усилитель- аудиоплеер (Sim Audio MOON Neo ACE), акустические системы “всё в одном” (Dynaudio Xeo 2) или AV-ресиверы (Sony STR-DN1080).

Чтобы по-настоящему услышать все преимущества Hi-Res, приобретите высококачественные наушники или хорошую пару стереодинамиков. Возможно, вы даже встречали в магазинах «Hi-Res» наушники — верхняя частота их должна быть не менее 40 кГц. Такие наушники претендуют на полный спектр Hi-Res audio и теоретически должны предложить лучшее качество звука.

Что будет дальше с high-resolution audio


Сместить такого гиганта как MP3, пусть и не лишенного недостатков, процесс не быстрый. А значит этот формат ещё долго будет оставаться самым популярным в мире. Но благодаря всё большей поддержке, Hi-Res audio станет перспективным выбором для всех, кто интересуется качественным звуком. И уже, возможно, через несколько лет большинство песен в вашей музыкальной коллекции будут в формате высокого разрешения.

Hi-Res Audio (сокр. HRA) – музыкальные файлы, предоставляющие максимально высокое качество цифрового звучания. Сравнивая формат относящийся к HI-Res audio с mp3, можно заметить разительную разницу в качестве звука. Hi-Res Audio на голову выше, по качеству звучания компакт-дисков (CD, DVD) и даже многих качественных сжатых цифровых форматов. Hi-Res Audio принято считать эталоном качества в цифровом аудио.

Приближенное сравнение форматов:

Обсудим процессы происходящие при воспроизведении носителей и форматов высокого разрешения – HI-Res: SACD (SuperAudioCD), DVD-Audio, форматов DSD и DXD.

В прошлой статье посвященной HI-FI, мы уже рассмотрели мифы связанные с качеством звучания магнитофонов, винила, ламповых усилителей и формата CD. Настало время обратить внимание на бескомпромиссные форматы звучания современного HI-FI. Сразу успокою читателей тем, что критики будет меньше чем в прошлой статье и относится она не к качеству звучания, а больше, к техническим моментам.

Предупреждаю, что статья написана для самых любопытных читателей, для неподготовленного читателя (но любопытного) я рекомендую по мере необходимости обращаться к википедии. Менее любопытным читателям я рекомендую прочитать только «мифы» и выводы.

  1. Первый формат высокого разрешения (HI-Res) — носитель SACD;
  2. Чем отличается Плотностно-Кодовая Модуляция ПКМ (PDM), от Импульсно-Кодовой Модуляции ИКМ (PCM)?
  3. Миф №1 — Последовательный ЦАП (АЦП) лучше чем параллельный;
  4. Из цифрового в аналоговое;
  5. Вывод 1. Основной плюс «параллельного» АЦП (ЦАП);
  6. Логика работы «последовательного» АЦП (ЦАП);
  7. Вывод 2. Основной плюс «последовательного» АЦП (ЦАП);
  8. Миф №2 — в ЦАП-ах (АЦП) используются чисто параллельные или последовательные преобразователи;
  9. Миф №3 — 32-битные ЦАП (АЦП) превосходят по качеству 24-битные;
  10. Миф №4. В моем проигрывателе низкий (высокий) джиттер;

Смотрите так же:

1. Первый формат высокого разрешения (HI-Res) — носитель SACD

Начнем с самого первого из форматов высокого разрешения (HI-Res) — носитель SACD. Сам носитель не представляет для нас никакого интереса, он подобен DVD по емкости и физической структуре, интерес представляет формат хранения аудио-информации DSD.

Информация в этом формате по способу кодирования отличается от всех остальных форматов и использует «плотностно-импульсную модуляцию» (PDM — Pulse Density Modulation) в отличие от используемой обычно при кодировании звука «импульсно кодовой модуляции» PCM (Pulse Coding Modulation).

1.1 Что значат все эти преобразования?

Для представления цифрового звука, чаще всего используют импульсно кодовую модуляцию, в которой исходный аналоговый сигнал преобразуется АЦП (Аналогово Цифровой Преобразователь) или ADC (Analog to Digital Converter) в последовательный поток цифр. Делает он это строго в соответствии с заданной частотой квантования (для CD частота квантования равна 44100 Гц) — именно с этой частотой АЦП измеряет амплитуду (интенсивность) звуковой волны и кодирует результат измерения цифрой.

Происходит это в соответствии с разрядностью АЦП (второй важный показатель качества АЦП), в диапазоне от 0 до 65535 для 16-битного АЦП, в диапазоне от 0 до 16,7 миллионов для 24-битного и от 0 до 4 миллиарда для 32-битного АЦП.

Здесь очевидно что даже небольшое увеличение разрядности (битности) АЦП приводит к резкому (экспоненциальному) увеличению качества, точности кодирования аудио.

Обратный процесс преобразования происходит при помощи ЦАП (Цифро Аналоговый Преобразователь) или DAC (Digital to Analog Converter) — последовательный поток цифр с заданной частотой квантования, преобразуется в величину звукового давления. Естественно, чем выше разрядность цифрового аудио, при наличии соответствующего преобразования, тем точнее происходит восстановление аналогового сигнала и выше качество звучания.

2. Чем отличается Плотностно-Кодовая Модуляция ПКМ (PDM), от Импульсно-Кодовой Модуляции ИКМ (PCM)?

Мы рассмотрели Импульсно Кодовую Модуляцию ИКМ (PCM). Так преобразуется аудио в CD, DVD-audio, DXD. Чем же отличается Плотностно Кодовая Модуляция ПКМ (PDM)? от Импульсно Кодовой Модуляции ИКМ (PCM)?.

Различия и в способе преобразования аналогового сигнала и обратно цифрового в аналоговый, в цифровом способе хранения информации.

Хранение информации для звучания не имеет значения. Отметим лишь то, что для хранения аудио в SACD (DSD) используется поток бит, а не многоразрядных цифр, в диапазоне от 0 до 1, т.е двоичный сигнал. Важно то, как преобразуется аналог в цифру и обратно.

Читайте также:  Как перекинуть книги из ibooks на компьютер

Именно с этого момента начинается путаница и мифы 🙂 Дело в том что существуют «последовательные» и «параллельные» аналогоцифровые (цифроаналоговые) преобразователи.

3. Миф №1 — Последовательный ЦАП (АЦП) лучше чем параллельный

Миф №1 — качество однобитного высокочастотного кодирования лучше чем качество многоразрядного кодирования

Для понимания изложенного далее рассмотрим логику работы «параллельного» и «последовательного» преобразователей. Начнем с оцифровки аналогового сигнала — логики АЦП.

Итак, параллельный АЦП «измеряет» аналоговый сигнал и преобразует его в цифру.

3.1 Как происходит аналого-цифровое преобразование?

На входе АЦП находится схема «компаратор», смысл которой сводится к следующему — сравнивать эталонный сигнал (допустим 1 вольт, но исходным обычно берется напряжение равное половине от максимального значения измеряемого сигнала) с поступающим измеряемым.

Если измеряемый сигнал оказывается меньше эталонного схема генерирует логический сигнал «минус» (логический 0), а если больше то «плюс» (логический 1). В соответствии с этим логическим сигналом изменяется величина эталонного напряжения — оно или увеличивается в два раза или уменьшается в два раза от предыдущего значения, в зависимости от того был ли измеряемый сигнал больше или меньше эталонного. Одновременно с этим в цифровом регистре хранится цифра (вначале равная половине измеряемого диапазона) и она делится или умножается на 2, по результату сравнения компаратором эталонного сигнала с измеряемым.

Далее измерение происходит еще раз и так далее от самого «грубого» измерения до самого «тонкого», с каждым шагом величина эталонного напряжения будет последовательно приближаться к измеряемому значению. Так-же последовательно будет «уточняться» хранящаяся в регистре цифра — от старших разрядов («грубым» значениям) к младшим («точным» значениям).

Количество измерений равно разрядности схемы АЦП, например для 16-битного будет 16 замеров-сравнений-шагов. Это так называемый «метод последовательного приближения». Эта логика хороша тем что количество измерений для высокой точности невелико и равно разрядности. Таким образом:

  • Чтобы измерить сигнал с точностью от 0 до 65535, понадобится не 65535 шагов, а всего 16.
  • Для измерения с точностью от 0 до 16,7 миллионов понадобится всего 24 шага.

Для схемы АЦП таким образом могут применяться относительно низкочастотные компоненты, это упрощает, удешевляет схему, увеличивает ее точность (за счет меньшего разброса параметров компонентов).

4. Из цифрового в аналоговое

Обратное преобразование из цифры в аналоговый сигнал (ЦАП) происходит проще. Мы имеем параллельный набор выводов микросхемы, в котором число выводов равно разрядности преобразуемого сигнала. Каждый разряд еще цифрового сигнала, имеет одну и ту же величину (напряжение). Сигнал пока еще параллельный-цифровой. Далее к каждому выводу подключена «R-2R» цепочка (сопротивление или резистор) и таким образом самому старшему разряду соответствуем высокое выходное напряжение, а младшему минимальное. В итоге комбинация значащих разрядов пропущенных через «R-2R» цепочки микшируется в один аналоговый сигнал. В конце находится высокочастотный фильтр. Вот и все =)

5. Вывод 1. Основной плюс «параллельного» АЦП (ЦАП)

Он работает на относительно низкой частоте, за счет чего достигается высокая точность. Смысл в том что все частоты образуются от сверхвысокой частоты кварцевого резонатора, которая затем делится схемами «делителями», до более низкой частоты работы цифровой схемы. Вместе с делением сверхвысокой частоты, происходит и деление (уменьшение) ошибки (отклонения) частоты от теоретической. Чем больше коэффициент деления и ниже конечная частота, тем точнее частота на выходе.

Соответственно низкочастотные компоненты и схемы точнее высокочастотных.

6. Логика работы «последовательного» АЦП (ЦАП)

В последовательном АЦП есть уже знакомый нам компаратор, который сравнивает эталонный сигнал (опорный) с измеряемым. Далее идут различия в логике работы.

В цифровом регистре (буферной памяти) хранится цифра равная значению эталонного сигнала. После очередного измерения компаратором аналогового сигнала, он выдает на выходе цифру 1, если измерение было выше эталона и 0, – если ниже. Затем эталонным сигналом становится не в 2 раза более высокий или более низкий сигнал, а на единицу больший или меньший. Одновременно с этим в память записывается не цифра равная эталону, а бит 1 если измерение было больше или 0 если меньше.

Фактически мы имеем более простую последовательную логику (и схему) АЦП, по сравнению с параллельной.

Вместо последовательного приближения, здесь используется фиксация (запись) пошагового приближения. Для измерения диапазона равному 16 бит от 0 до 65535 нам понадобится уже 65535 шагов (а не 16). Соответственно для 24-битного преобразования нам понадобится 16,7 миллионов шагов. На выходе такого АЦП записывается последовательный поток бит, в котором аналоговое значение интенсивности звуковой волны, равно «плотности» потока единиц и нулей. Если больше единиц, то напряжение (интенсивность) выше, а если нулей — ниже. Все очень просто.

6.1 Обратное цифро-аналоговое преобразование, последовательно

Обратное цифро-аналоговое преобразование (ЦАП) тоже простое. На выходе однобитного цифрового сигнала, стоит емкость (конденсатор), которая заряжается нулями и еденицами, на разную величину, в зависимости от плотности следования нулей и единиц. В конце после емкости находится высокочастотный фильтр и аналоговый выход.

7. Вывод 2. Основной плюс «последовательного» АЦП (ЦАП)

В нем используется более простая схема с меньшим числом компонентов. Величины неточности во всех компонентах аналогового тракта накапливаются в одну общую большую ошибку. Чем меньше компонентов в аналоговой цепи тем точнее АЦП (ЦАП) и качественней звук.

8. Миф №2 — в ЦАП-ах (АЦП) используются чисто параллельные или последовательные преобразователи

Внимательный читатель заметил что в выводах 1 и 2 есть противоречие =) . В реальности все прозаичней. На самом деле на практике используют комбинацию этих методов. Весь диапазон амплитуд аналогового сигнала разбивается на поддиапазоны (параллельная обработка) и затем подвергается последовательному кодированию. Такие «гибридные» ЦАП-ы (АЦП) являются самыми широко распространенными.

При воспроизведении SACD на самом деле используется полностью последовательный однобитный ЦАП. Но как мы уже выяснили этот плюс входит в противоречие с высокой частотой работы схемы ЦАП =). Когда говорят про высокое качество SACD, то имеется ввиду его более высокое качество по сравнению с CD.

9. Миф №3 — 32-битные ЦАП (АЦП) превосходят по качеству 24-битные

Реальность как всегда сурово приземляет нас от теоретических максимумов на землю.

Реальных ЦАП, работающих с 32 битной точностью в бытовой (даже HI-FI) звуковоспроизводящей аппаратуре чаще всего нет =) . Обычно все ограничивается 24 битами. Но поспешу успокоить читателей тем, что и на студиях звукозаписи разрядность оцифровки сигнала редко превышает 24 бита, а если и превышает то ненамного. Запас в разрядности (точности) аудио нужен для редактирования цифрового контента, так как при редактировании так называемые ошибки редактирования накапливаются. Об этом мы уже упоминали в прошлом обзоре.

Рассмотрим еще один, последний миф и спекуляции по этой теме.

10. Миф №4. В моем проигрывателе низкий (высокий) джиттер

Времена связанные с высоким цифровым джиттером относятся к 90-ым и началу 00-вых. Когда микросхемы были еще не такие «большие» по сложности схем и производители на всем экономили. Тогда существовала разница.

Именно в этом моменте последовательный ЦАП для SACD имел преимущество перед параллельными дешевыми ЦАП=). Но в те времена встречались даже ЦАП для CD, с разрядностью менее 16 бит =). Сейчас эти недостатки встречаются только в самой дешевой технике не имеющей к HI-FI никакого отношения. Хотя… это еще встречается в смартфонах =).

Так что если вы любите музыку лучше приобретайте для этого качественный плеер =)

Ссылка на основную публикацию
Rebel galaxy как сохраняться
Сохранения в Windows Сохранения «Rebel Galaxy» хранятся в операционной системе Windows в папке [Documents], находящейся по умолчанию в профиле пользователя...
Naps2 не видит сканер
Если у вас возникли проблемы при сканировании, первым шагом является переход между драйверами WIA и TWAIN в настройках вашего профиля....
Nvidia geforce gt 730 не устанавливаются драйвера
Последняя свежая версия драйвера графического адаптера NVIDIA GeForce GT 730 предложена на этой странице. Драйвер актуален на настоящее время и...
Rombica smart box 4k v001 обновление прошивки
Умное телевидение становится все более распространенным, и неудивительно, что растает число людей, желающих пользоваться технологическими нововведениями. Но иногда со SMART-технологиями...
Adblock detector