Nubert Lautsprecher, HiFi- und Surround-Elektronik

"... Ich kann dir nur zu gute halten, dass du diesen Thread wahrscheinlich nicht vollständig gelesen hast.
Als Zusammenfassung:
Ich habe meine Höreindrücke von Platte berichtet. Da das auch in "mein Weltbild" nicht passte, habe ich nach technischen Erklärungen gesucht und bin etwas in die "bit-Tiefe" eingestigen und habe versucht rein technische Erklärungen zu finden, wo bei der CD hörbare Verluste auftreten können. Leider sind in der Diskussion nicht viele mitgegangen (Zeitdarstellung im unter 20 us-Bereich), was sehr interessant wäre und der Thread ist etwas ins Schubkasten-Klische-Pro-Kontra-Denken abgeglitten.

Also nochmal zur Richtigstellung: Ich bin kein Voodoo-Jünger, sondern als Techniker immer daran interessiert eine fundierte Erklärung zu finden, wozu mir dieses Forum helfen sollte. ..."


Hallo Thiad

Ich habe nicht alles gelesen und wollte es auch nicht auf Dich persönlich beziehen. Das war nur mein genereller Eindruck des Threads. Ich finde es gut, dass sich jetzt auch ein paar Gegenstimmen sich äußern.

Gruß

Kikl

Hallo Thiad

Ich habe nicht alles gelesen und wollte es auch nicht auf Dich persönlich beziehen. Das war nur mein genereller Eindruck des Threads. Ich finde es gut, dass sich jetzt auch ein paar Gegenstimmen sich äußern.

Gruß

Kikl

ok,
es ging ja auch schon schön sachlich weiter...

BlackMac hat geschrieben:.... Das Aliasing kann trotzdem zum Problem werden, wenn die Obertöne sich den 20 Khz nähern und ein Tiefpassfilter nicht unendlich steil trennt. ...

Also, hiermit bin ich wiederum d'accord. Wenn der Tiefpass nicht steil genug filtert, dann enthält das Signal Frequenzen oberhalb der Nyquistfrequenz. Das führt zu den Aliasing Artefakten. Besser ist es, wenn man etwas höher abtastet, damit das Filter auch wirklich alle Frequenzen oberhalb der Nyquist-Frequenz herausfiltert. Dann dürfte es kein Aliasing geben, jedenfalls sagt das die Theorie, das sogenannte Abtast-Theorem, das man mathematisch beweisen kann.

Zum Verständnis: Beim Aliasing wird eine Signalbestandteil mit einer Frequenz oberhalb des Nyquist-Frequenz> hörbaren Spektrum abgetastet. Dieser unhörbare Signalbestandteil erscheint dann als niedrigere, hörbare Frequenz im digitalisierten Signal. Man hört also keine Töne oberhalb von 20 kHz, sondern diese Töne werden abgetastet und werden deshalb Bestandteil des digitalisierten Signals mit niedrigerer Frequenz. Wenn man die Töne oberhalb von 20 kHz herausfiltert, dann können sie auch nicht zu Aliasing-Artefakten führen. Dabei muss man natürlich aufpassen, dass das Tiefpass-Filter nicht das analoge Signal im Übrigen verhunzt, beispielsweise durch Phasendreher. Da liegt wohl der Hund begraben, weshalb man zu höheren Abtast-Raten tendiert. Da hat man eine größere Sicherheitsmarge.

Zum Abtast-Theorem: "Das Abtasttheorem besagt, dass ein kontinuierliches, bandbegrenztes Signal, mit einer Minimalfrequenz von 0 Hz und einer Maximalfrequenz fmax, mit einer Frequenz größer als 2 · fmax abgetastet werden muss, damit man aus dem so erhaltenen zeitdiskreten Signal das Ursprungssignal ohne Informationsverlust exakt rekonstruieren und beliebig genau approximieren kann."

http://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Sh ... asttheorem

Gruß

Kikl

Thias hat geschrieben:Sicher hast du Recht, dass es selbst bei der klanglichen Präzission im CD-Format Probleme bei dem Obertonspektrum geben kann. Deswegen werden ja die ganzen Kunstkniffe mit Oversampling oder auch Upsamling gemacht, um flache Analogfilter zu realisieren. Auch gibt es auf der Digitalseite verschiedenste Filteralgorithmen, die durchaus unterschiedlich klingen und schlecht oder gut gemacht sein können....

Richtig, erst wenn die spektrale Verteilung des Musiksignals sauber abgebildet wird ergibt sich eine gute Durchhörbarkeit. Das fängt aber schon damit an, das kurzzeitige Spitzen bzw. Einschwingvorgänge (Transienten) immer sauber abgebildet werden müssen, denn soviel ich weiss sind die Transienten für unser Ohr zwar wichtig zur Erkennung eines neuen Schallereignis aber nicht ausschlaggebend für den durchschnittlich empfundenen Laustärkepegel (deshalb klingen durchweg komprimierte Musikaufnahmen auch matschig). In ähnlicher Form wenn auch nicht so dramatisch kann das auch der Elektronik und dem Lautsprecher passieren. Heutzutage ist ja der Frequenzgang nicht das eigentliche Problem sondern die Impulsgenauigkeit und das zeitrichtige Wiedergabeverhalten (man kann daran sehen wie sehr sich die Technik verbessert hat, denn früher waren Frequenzgangmessungen aussagekräftig aber heute ist das eher ein Kinderspiel).

Thias hat geschrieben:Im Klassikbereich oder bei guten Aufnahmen mit akustischen Instrumenten ist Laufzeitsterofonie angebracht. D.h, man verwendet 2 Mikrofone, die mit einem definierten Abstandsverhältnis ein akustisches Instrument aufnehmen. Beide Methoden kann man geschickt kombinieren.

Genau denn es muss beides kombiniert werden ohne sich dabei grössere Phasenprobleme zu erkaufen. Letztendlich ist Laufzeitstereofonie, wie der Name schon sagt eine Phasenverschiebung. In der Stereofonie wird eine Phasenverschiebung zwischen linken und rechten Lautsprecher dargestellt - sonst wäre eine Laufzeitdifferenz nicht möglich. Ich denke aber kaum das CD-Spieler bzw. D/A-Wandler mit Laufzeitdifferenzen ein Problem haben. Man kann das leider nicht verallgemeinern oder auf ein Prinzip zurückführen, wenn man nicht weiss was genau dahintersteckt. Wenn ein Wandler tatsächlich keine guten Rauminformationen aus der Laufzeitstereofonie abbilden kann, müsste man erstmal wissen an welcher Komponente im D/A-System etwas schiefläuft oder warum diese Unterschiede zwischen beiden Abspielssystem existieren und welche Komponente davon etwas falsch macht. Generell zu sagen, das der CD-Spieler damit Probleme hat klingt mir zu einfach. Was passiert beispielsweise wenn du extrem gute Wandler an den CD-Spieler hängst? Zwischen einem RME Fireface 800 und einem einfachen Sony CD-Spieler waren auch leichte klangliche Unterschiede auszumachen. Liegt das nun an der Ausgangsstufe des CD-Spielers oder sind tatsächlich die Wandlereinheiten dafür verantwortlich? Da gibt es also einen Fragenkatalog den man erstmal untersuchen muss, bevor man auf ein Ergebnis kommen kann.

Thias hat geschrieben:Das interessante dabei ist, dass bei der Laufzeitstereofonie Signalverschiebungen in beiden Kanälen vom Menschen wahrgenommen werden, obwohl diese im Bereich von 10 us liegen (verifizierbare Richtungsunterscheidung). Die Signale würden also für ein Ohr schon absolut im unhörbaren Bereich liegen, aber als Richtungsinformation werden sie im Gehirn wahrgenommen.

Hm, was ich nicht höre kann ich auch nicht identifizieren. Mein Gehirn hört durch meine Ohren. Ich verstehe nicht wie du behaupten kannst das ein Gehirn Richtungsinformationen wahrnimmt, die im unhörbaren Bereich liegen? Das stimmt leider so nicht. Wenn du darauf anspielst das eine höhere Samplingrate eine bessere Räumlichkeit darstellt, dann liegt das nicht an nicht-hörbaren Richtungsinformatioen sondern du hörst Details heraus, die vorher nicht im Musiksignal zu hören waren. Dann wären wir aber wieder beim Thema "Präzision". Erst wenn der gehörte Klang diese Information liefert ist das Medium dazu in der Lage sie hörbar reproduzieren zu können. Es sind also andere Faktoren die eine Rolle spielen.

Man müsste sich mit Ingenieuren aus der Audiotechnik unterhalten (oder ich frage mal im Haus Audio-Engine Entwickler). Ohne Ingenieure wüsste ich nämlich garnichts, denn ich bin ja selbst keiner - letztendlich sind die Ingenieure dafür verantwortlich etwas technisch umzusetzen oder zu implementieren. Ich bin da mehr Anwender.

Hm, was ich nicht höre kann ich auch nicht identifizieren. Mein Gehirn hört durch meine Ohren. Ich verstehe nicht wie du behaupten kannst das ein Gehirn Richtungsinformationen wahrnimmt, die im unhörbaren Bereich liegen? Das stimmt leider so nicht.

Wahrscheinlich habe ich mich noch unglücklich ausgedrückt.
Ein Ohr nimmt natürlich nur etwas hörbares bis 20 kHz wahr. Wir haben aber 2 Ohren und die Informationen werden im Gehirn "zusammengeführt" und ausgewertet.
Wenn aus 2 LS ein signal zeitgleich abgestrahlt wird, kommt es als Monosignal aus der Mitte. Wenn der eine Kanal um 10us später abstrahlt, nimmt das Gehirn einen Versatz der virtuellen Schallquelle wahr. Diese kleinen Signalverschiebungen muss exakt auf dem Datenträger erfasst werden. Wenn man bedenkt, dass 20 kHz Abtastfrequenz einem Zeitraster von 50 us entsprechen, kann ich mir schon vorstellen, dass es bei Phasenverschiebungen von 10 us schon Sauereien geben kann (durch eine Quantisierung 16 bit noch begünstigt).

Thias hat geschrieben:

Hm, was ich nicht höre kann ich auch nicht identifizieren. Mein Gehirn hört durch meine Ohren. Ich verstehe nicht wie du behaupten kannst das ein Gehirn Richtungsinformationen wahrnimmt, die im unhörbaren Bereich liegen? Das stimmt leider so nicht.

Wahrscheinlich habe ich mich noch unglücklich ausgedrückt.
Ein Ohr nimmt natürlich nur etwas hörbares bis 20 kHz wahr. Wir haben aber 2 Ohren und die Informationen werden im Gehirn "zusammengeführt" und ausgewertet.
Wenn aus 2 LS ein signal zeitgleich abgestrahlt wird, kommt es als Monosignal aus der Mitte. Wenn der eine Kanal um 10us später abstrahlt, nimmt das Gehirn einen Versatz der virtuellen Schallquelle wahr. Diese kleinen Signalverschiebungen muss exakt auf dem Datenträger erfasst werden. Wenn man bedenkt, dass 20 kHz Abtastfrequenz einem Zeitraster von 50 us entsprechen, kann ich mir schon vorstellen, dass es bei Phasenverschiebungen von 10 us schon Sauereien geben kann (durch eine Quantisierung 16 bit noch begünstigt).

Also, dazu möchte ich folgendes sagen. Nach meinem Verständnis besteht eine Stereo-Aufnahme aus zwei unterschiedlichen Tonspuren. Jede der beiden Tonspuren wird für sich Abgetastet. Du sprichst hier also von dem Zeitversatz zwischen den Tonspuren. Dieser Zeitversatz ist unabhängig davon, mit welcher Rate die Tonspuren abgetastet werden. Die Quantisierung trägt nach meinem Verständnis gar nicht dazu bei. Last but not least, das Problem - sofern es wirklich eines ist - dürfte genau das Gleiche bei analogen Signalen sein, weshalb ich nicht glaube, dass es deshalb einen Vorteil für die Analogaufnahme darstellt.

Gruß

Kikl

Kikl hat geschrieben:
Also, dazu möchte ich folgendes sagen. Nach meinem Verständnis besteht eine Stereo-Aufnahme aus zwei unterschiedlichen Tonspuren. Jede der beiden Tonspuren wird für sich Abgetastet. Du sprichst hier also von dem Zeitversatz zwischen den Tonspuren. Dieser Zeitversatz ist unabhängig davon, mit welcher Rate die Tonspuren abgetastet werden. Die Quantisierung trägt nach meinem Verständnis gar nicht dazu bei. Last but not least, das Problem - sofern es wirklich eines ist - dürfte genau das Gleiche bei analogen Signalen sein, weshalb ich nicht glaube, dass es deshalb einen Vorteil für die Analogaufnahme darstellt.

Gruß

Kikl

Von der Theorie ist das so richtig, aber in der Praxis gibt es leider viele Fehlerquellen, da die Voraaussetzungen nie ideal sind. Man müsste also von absoluter Kanalgleichheit ausgehen, AD und DA-Wandlung müssten in den Kanälen exakt gleich getaktet sein, es dürfte keine Bauteiltoleranzen geben usw.
Diese idealen Bedingungen hat man in der Praxis eben nicht.

Es hat ja auch einen Grund, warum im Studio generell hochauflösender aufgenommen wird. Damit umgeht man die ganzen Fehlerquellen.

Bei den höher auflösenden Formaten würde ich sagen, dass zwischen Analog und Digital kein hörbarer Unterschied besteht (Ich bin also kein Vertreter davon mit Bandmaschinen aufzunehmen).

Thias hat geschrieben:Wahrscheinlich habe ich mich noch unglücklich ausgedrückt.
Ein Ohr nimmt natürlich nur etwas hörbares bis 20 kHz wahr. Wir haben aber 2 Ohren und die Informationen werden im Gehirn "zusammengeführt" und ausgewertet.

Achso. Du meinst das Zeitraster beim Laufzeitunterschied plus derren Anwendbarkeit auf das Quantisierungsraster eines digitalen Wandlers (bedenke: bei 44.1 kHz wird 44.100 mal in der Sekunde abgetastet). Ich bin da ehrlich gesagt anderer Meinung: Ein hochauflösende Produktion bei 96 kHz hat weniger Artefakte und klingt dadurch sauberer als eine 44.1 kHz Produktion. Das trifft in gewisserweise auch auf Plug-Ins in einer Produktion innerhalb des Rechners zu (egal ob Klangerzeuger, Audio-Engine oder klangmanipulierende Werkzeuge wie EQs/Kompressoren). Durch die hohe Auflösung erhält man in der Summe des Stereosignals mehr Transparenz was zur einer besseren Räumlichkeitswahrnehmung führt, da das Klangbild nicht mehr matscht. Bei 96 kHz hat man nicht mehr das Problem mit dem Aliasing und deshalb muss man dieses Problem auch nicht technisch ausbessern (was auch negative Folgen haben kann, denn zuviel technische Nachbearbeitung kann auch eine Klangverschlechterung hervorrufen - auch digital im Rechner).

Wenn man in 96 kHz Ton aufzeichnet und später auf 44.1 kHz runterrechnet hat man dadurch noch klangliche Vorteile in der 44.1 kHz Produktion, sofern die Klangerzeuger bzw. Plug-Ins rein rechnerisch auch eine Verbesserung im 96 kHz Betrieb hervorbringen.

Thias hat geschrieben:...
Von der Theorie ist das so richtig, aber in der Praxis gibt es leider viele Fehlerquellen, da die Voraaussetzungen nie ideal sind. Man müsste also von absoluter Kanalgleichheit ausgehen, AD und DA-Wandlung müssten in den Kanälen exakt gleich getaktet sein, es dürfte keine Bauteiltoleranzen geben usw.
Diese idealen Bedingungen hat man in der Praxis eben nicht.

Es hat ja auch einen Grund, warum im Studio generell hochauflösender aufgenommen wird. Damit umgeht man die ganzen Fehlerquellen.

Bei den höher auflösenden Formaten würde ich sagen, dass zwischen Analog und Digital kein hörbarer Unterschied besteht (Ich bin also kein Vertreter davon mit Bandmaschinen aufzunehmen).

Nun, aber das Problem hat nichts mit der Abtastrate zu tun. Es hat etwas damit zu tun, dass beide Tonspuren synchronisiert sein müssen. Wenn beide DA-Wandler oder AD-Wandler mit demselben Taktsignal angesteuert werden, dann sind sie gleich getaktet. Ich vermute, gleich fällt das Stichwort jitter, also Schwankungen in der Abtastrate. Da gibt es mittlerweile, d.h. schon relativ lange, ganz ausgefuchste Schaltungen, siehe phase locked loop. Damit werden heutzutage stabile Taktraten bis in den Giga-Hertzbereich erzeugt, denk mal an deinen Rechner.

http://de.wikipedia.org/wiki/Phase-locked_loop

Die hochauflösende Studio-Aufnahme hat mit den Aliasing-Artefakten zu tun. Außerdem soll die Aufnahme nicht nur wiedergegeben werden sondern wird in mannigfaltiger Weise weiterverarbeitet. Deshalb wird überabgetastet. Irgendwo in den Untiefen dieses Forums hat sich schon einmal ein Experte dazu geäußert.

Gruß

Kikl

Kikl hat geschrieben:Ich vermute, gleich fällt das Stichwort jitter, also Schwankungen in der Abtastrate. Da gibt es mittlerweile, d.h. schon relativ lange, ganz ausgefuchste Schaltungen, siehe phase locked loop. Damit werden heutzutage stabile Taktraten bis in den Giga-Hertzbereich erzeugt, denk mal an deinen Rechner.

Richtig, das habe ich schon angesprochen. Jitter ist garnicht gut genauso wie Rundungsfehler, die sich in der Summe bemerkbar machen. Zudem kommt die interne Rechengenauigkeit von Plug-Ins hinzu (16-Bit, 32-Bit, 64-Bit), die bei einer Musikproduktion eine Rolle spielen.