DA/AD-Wandlung und Auswirkungen anschaulich erklärt (EN)

[Sencer]

Hallo zusammen,

bin anderswo über den folgendes Video gestolpert was ich euch ebenfalls empfehlen möchte:

D/A and A/D | Digital Show and Tell (Monty Montgomery @ xiph.org)


Es erläutert anschaulich einige Eigenschaften von digitaler Audioverarbeitung (und räumt mit ein paar Mythen auf (bspw. der vermeintliche "Treppeneffekt"). Sollte mit grundlegendden Englisch-Kenntnissen (und ggf. ein paar Begriffe nachschlagen) verständlich sein.

[krummesohr]

Beeindruckend, wie z. B. mehrfache Wandlung nicht den geringsten Unterschied macht. Und natürlich, wie da keine Treppe rauskommt.

[horch!]

Vielleicht ist an dieser Stelle auch nochmal der Link auf den zugehörigen Artikel in Textform nützlich:

http://people.xiph.org/~xiphmont/demo/neil-young.html

[Genussmensch]

Vielen Dank für die sehr interessanten Links! Es ist also doch möglich, solide Fakten zu transportieren, ohne in einen missionarischen Furor oder den Tonfall des allwissenden Orakels zu geraten. Niemand wird beleidigt, keine pauschalen Behauptungen. Sehr angenehm.

Viele Grüße

Genussmensch

[horch!]

Beeindruckend, wie z. B. mehrfache Wandlung nicht den geringsten Unterschied macht. Und natürlich, wie da keine Treppe rauskommt.

Was mich noch interessiert hätte: wenn er mit der Frequenz über die 20k (bzw. 22k) hinausgegangen wäre - wie hätte sich das im Ergebnis geäussert? Die mathematisch exakte Eindeutigkeit zwischen analoger und digitaler Kurver gilt ja nur bis zur Hälfte der Abtastfrequenz. Treppen hätte man sicher keine gesehen, denn die sind ja, wie er deutlich machte, ein eigentlich falsches Konstrukt für diskrete Werte - aber irgendwas hätte man doch sehen müssen?

Und wie ist der Zusammenhang zu dem Thema "Jitter", das immer wieder als Klangverschlechterungsursache ins Feld geführt wird?

[Laurent]

Vermutlich wäre die Kurvenform verändert worden, weil diese Frequenzen nicht richtig rekonstruiert werden können im DA Wandler - ähnlich wie die Rechteck-Kurve unsauber wurde.

[caine2011]

prinzipiell ist das zumindest für mich, der die algorithmen im studium bekommt nichts neues
das ganze ist aber wirklich schön erklärt, damit jeder die idee versteht

das ganze ist natürlich vereinfacht und daher angreifbar: was passiert wenn man nicht nur einen sinus 1khz ton nimmt, das war keine echte musik, etc.
(prinzipiell ändert das natürlich nichts )
wer will findet auch hier wieder punkte für seine eigene (nicht wissenschaftliche) erklärungen, warum dies oder jenes besser klingt (was mMn auch ok ist)

was deine fragen angeht horch: woher nimmst du die aussage, dass die exaktheit abnimmt?
der algorithmus ist nicht newtonsch, so dass er imho über (fast) den gesamtenraum exakt sein sollte


was den jitter angeht:
das ist prinzipiell immer ein digitales problem, bei dem eine zeitverzögerung (mit positivem oder negativem vorzeichen) auftritt, und zwar in vielfachen von 1/44100 sekunden (erlaubte jitterraten sind idR im D/A wandler hinterlegt, und wenn er einen kritischen wert überschreitet, gibt es aussetzer)
ob man das hört, weiß ich nicht, moderne microcontroller sollten aber das jitter sehr niedrig halten können (exakter: entweder 0-2 mal 1/44100), wobei "modern" seit mitte der 90er gelten sollte, seitdem ist die mehrleistung der microcontroller nicht mehr für den geringen leistungsabruf der D/A wandler im audiobereich nötig

[Laurent]

Mein CD-Player aus den 90ern (ca. 900 DM damals) hat einen optischen Digitalausgang und einen Analogausgang. Wenn ich beide an meine A-100 anschließe (hochwertige Cinchkabel und simples optisches Kabel) höre ich einen deutlichen Unterschied.

Anfangs war ich mir aber nicht sicher welchen ich besser finde, bis ich mal mit der identischen "CD" aus iTunes und Spotify verglichen habe. Aus beiden Quellen klingt es fast exakt wie der CD-Player am optischen Ausgang.

Am analogen Ausgang scheint dann also doch noch ein hörbarer Unterschied durch den eingebauten DAC zu entstehen. Das würde ich bei zeitgemäßen Geräten aber eher nicht mehr vermuten.

[caine2011]

mein CD-player aus den 90er klingt am analog auch anders...fix durchgemessen...1,5dB erhöhung am analogausgang

glücklicherweise hat der cd-player auch noch einen variablen ausgang (analoger ausgang mit lautstärkeregelung), wo man mit viel mühe dann endlich eine einstellung finden kann die messtechnisch identisch ist, und dann auch im blindtest nicht mehr unterscheidbar

prinzipiell viel aufwand dafür, dass ich ohne digital aus dem gerät gehe

[horch!]

woher nimmst du die aussage, dass die exaktheit abnimmt?

Naja, genau das ist ja eine der Grundaussagen:

All signals with content entirely below the Nyquist frequency (half the sampling rate) are captured perfectly and completely by sampling; an infinite sampling rate is not required. Sampling doesn't affect frequency response or phase. The analog signal can be reconstructed losslessly, smoothly, and with the exact timing of the original analog signal.

Wobei mir inzwischen der Gedanke gekommen ist: Dass er bei seiner Demo nicht über die 20k hinaus gegangen ist, liegt das vielleicht einfach daran, dass AD-Wandler oberhalb ihres Arbeitsbereichs einfach dicht machen? Beim Rechtecksignal hat er von begrenzter Bandbreite gesprochen - heißt das, dass höhere Frequenzen beim Wandler erst gar nicht ankommen, oder meint das die Begrenzung alleine durch die Samplingfrequenz? Denn letztlich ist ein Rechtecksignal ja nichts anderes als extremes clipping, also hochfrequente Signalanteile.

Anders gefragt: ergibt sich die Begrenzung auf ca. 20 kHz automatisch durch die Samplingfrequenz oder wird da noch ein Filter davor gesetzt?