Μπέρδεμα... Περισσότερα bits ή περισσότερα kHz???

click

AVClub Addicted Member
27 July 2007
2,362
Ίσως θα πρέπει να δω κανένα σχέδιο για να καταλάβω αυτό που μου περιγράφεις. Εγώ είχα την εντύπωση ότι τα bits του δείγματος ορίζουν το εύρος των συχνοτήτων (για τη ακρίβεια το πλήθος) που μπορούν να αναπαραχθούν. Όσο περισσότερα bits, τόσο περισσότερες στάθμες δείγματος και κατ'επέκταση τόσες περισσότερες διαφορετικές ηχητικές συχνότητες. Η υψηλή συχνότητα δειγματοληψίας βοηθά στην πιο πιστή αναπαραγωγή του αρχικού αναλογικού σήματος.
 

tonal

Moderator
Staff member
29 September 2006
2,872
Το πλήθος των μπιτ ορίζει το πλήθος των δυνατών επιπέδων πλάτους του σήματος και δε συνδέεται με τη μέγιστη συχνότητα που μπορεί να αναπαραχθεί-αναπαρασταθεί.
Η μέγιστη συχνότητα που μπορεί να αναπαραχθεί-αναπαρασταθεί καθορίζεται από τη συχνότητα δειγματοληψίας.
 

Βαγγέλης Σ.

AVClub Addicted Member
20 June 2006
1,737
Όσο περισσότερα bits έχουμε τόσο περισσότερο μεγαλώνει η ανάλυση στον κατακόρυφο άξονα δηλαδή στον άξονα του πλάτους της κυματομορφής.
Δηλαδή υπάρχουν περισσότερες διαθέσιμες τιμές ανάμεσα στο 0 και στο μέγιστο για να περιγραφεί το πλάτος (η ένταση ας πούμε) της κυματομορφής.

Στα 16bit έχουμε μόνο 32.768 διαφορετικές τιμές για την θετική ήμιπερίοδο και άλλες τόσες για την αρνητική. Στα 24bit έχουμε αντίστοιχα 8.388.608 διαθέσιμες τιμές για κάθε ημιπερίοδο. Δηλαδή το 24bit σήμα είναι κατά 256 φορές πιο αναλυτικό ή πιο ακριβές από το 16 bit στο πλάτος του.

Όσο μεγαλύτερη συχνότητα δειγματοληψίας έχουμε τόσο μεγαλώνει η ανάλυση του σήματος στον οριζόντιο άξονα, αυτόν του χρόνου ή της συχνότητας με άλλα λόγια, και τόσο πιο μεγάλες συχνότητες μπορούμε να περιγράψουμε. Δηλαδή στα 44.1KHz μετράμε το πλάτος του σήματος 44100 φορές το δευτερόλεπτο και αυτό που "διαβάζουμε" σε κάθε μέτρηση το γράφουμε κάθε φορά με μία λέξη ανάλυσης 16...ή...24bit

Όταν το σήμα που μετράμε είναι συχνότητας πχ 441 Hz, (δηλαδή η νότα "λα" ελαφρώς φάλτσα-παρακουρδισμένη), τότε έχουμε περιθώριο να μετρήσουμε 100 φορές την κάθε περίοδό της και να καταγράψουμε με ασφάλεια το σχήμα της. Όταν όμως πάμε να μετρήσουμε τα 20500 Hz τότε προφταίνουμε να τα μετρήσουμε μόνο 2 φορές στην κάθε περίοδό τους. Και για μεγαλύτερες συχνότητες δεν βγάζουμε ασφαλή συμπεράσματα.

Ανεβάζοντας την δειγματοληψία μας στο διπλάσιο, δηλαδή στα 88.2ΚHz, μπορούμε να μετρήσουμε όχι μόνο καλύτερα τα 20500Hz, (4 φορές αντί για 2), αλλά μπορούμε να μετρήσουμε με σχετική πιστότητα και μεγαλύτερες συχνότητες μέχρι και 44100Hz .

Αυτά για το PCM. Το DSD είναι δύσκολο και δεν το ξέρω...
 

click

AVClub Addicted Member
27 July 2007
2,362
Ωραίος ο Βαγγέλης! Τώρα το κατάλαβα ακριβώς και βγαίνει νόημα με το fmax=fs/2. Με άλλα λόγια η συχνότητα δειγματοληψίας ορίζει την μέγιστη δυνατή συχνότητα που μπορεί να αναπαραχθεί, άρα και το έυρος των αναπαραγόμενων συχνοτήτων, και τα bits ορίζουν την ψηφιακή ανάλυση του σηματος (όσο περισσότερα τόσο πιο κοντά στο αναλογικό).

Καταλαβαίνω λοιπόν γιατί τα πολλά bits είναι σημαντικά. Αυτό που δεν καταλαβαίνω είναι γιατί να πάμε σε πολύ υψηλές συχνότητες δειγματοληψίας άνω των 44.1KHz από την στιγμή που το ανθρώπινο αυτί έχει τα όρια του και αντιλαμβάνεται μόνο ένα περιορισμένο εύρος ηχητικών συχνοτήτων.
 

tmjuju

Administration Team
Staff member
21 January 2007
21,651
Υπάρχει πάντοτε και ο ψυχολογικός παράγοντας. Αλλά είναι σημαντικό και αυτό που περιγράφει ο Βαγγέλης στην τελευταία παράγραφο. Το γεγονός ότι η μεγαλύτερη συχνότητα μας επιτρέπει να παίρνουμε περισσότερα δείγματα, και άρα να περιγράφουμε καλύτερα την όποια συχνότητα…
 

eliask

New member
26 December 2007
41
Ερώτηση:

Σε υλικό αποθηκευμένο σε 16/44.1, πχ CD, τι νόημα μπορεί να έχει το upsampling (μέσω dac)??? H "ψηφιακή λέξη" είναι 16bits και προφανώς δεν αλλάζει. Η αύξηση της συχνότητας θα δώσει μεγαλύτερη "ανάλυση"?
 

click

AVClub Addicted Member
27 July 2007
2,362
Η υψηλή συχνότητα δειγματοληψίας άνω των 44,1ΚΗz φαντάζομαι θα ωφελεί (αν ωφελεί) μόνο τις πολύ ηψηλές συχνότητες στα όρια του ανθώπινου αυτιού όπου η φάση τους μεταβάλλεται πολύ γρήγορα με τον χρόνο. Για πιο χαμηλές συχνότητες δεν νομίζω να υπάρχει ουσιαστική διαφορά όταν εχουμε fs= 44,1KHz.

Τώρα το upsampling σε ήδη ψηφιακό σήμα φαντάζομαι πάλι ότι δεν έχει νόημα αν δεν συνοδεύεται και με κάποιον μαθηματικό αλγόριθμο εντοπισμού των ενδιάμεσων καταστάσεων του σήματος από τις προηγούμενες και επόμενες καταστάσεις.
 

ln()

Supreme Member
1 February 2007
5,752
Βόλος
Ο λόγος που θέλουμε μεγαλύτερη συχνότητα δειγματοληψία είναι τα απαραίτητα φίλτρα αποκοπής. Αν η συχνότητα δειγματοληψίας είναι 44kHz ο,τιδήποτε πάνω από τα 22kHz είναι θόρυβος. Άρα θέλουμε ένα φίλτρο που να είναι φλατ ως τα 21kHz και να μην βγάζει τίποτα στα 23kHz. Αυτό δεν γίνεται, ή τουλάχιστον είναι αδύνατο να γίνει χωρίς φαινόμενα ακουστά στις χαμηλότερες συχνότητες. Ανεβάζοντας τη συχνότητα δειγματοληψίας ο θόρυβος πάρι πιο ψηλά. Για παράδειγμα, αν η συχνότητα δειγματοληψίας είναι 192kHz, o θόρυβος ξεκινά στα 96kHz, και είναι εύκολο να φιταχτεί ένα φίλτρο που θα κόβει τον θόρυβο χωρίς να επιδρά στις ακουστικές συχνότητες. Αυτή είναι η δουλειά των upsampling DAC.
 

tonal

Moderator
Staff member
29 September 2006
2,872
Το λεγόμενο noise shaping. Τα σύγχρονα dac "στέλνουν" το θόρυβο σε αρκετά υψηλότερες συχνότητες από το άνω όριο του φάσματος ακουστικών συχνοτήτων.
Έτσι τα αναλογικά φίλτρα που πρέπει να ακολουθήσουν μπορούν να είναι και ομαλότερα (μικρότερης κλίσης) και να αποκόπτουν σε αρκετά μεγαλύτερη συχνότητα.
 

eliask

New member
26 December 2007
41
Βέβαια, το πρώτο που παρατήρησα συνδέοντας το DAC με το CD, ήταν η καθαρότητα και ο έλεγχος των χαμηλών, και μετά η ανάλυση σε μεσαίες/υψηλές...

Η ιδέα μου???
 

click

AVClub Addicted Member
27 July 2007
2,362
Βέβαια, το πρώτο που παρατήρησα συνδέοντας το DAC με το CD, ήταν η καθαρότητα και ο έλεγχος των χαμηλών, και μετά η ανάλυση σε μεσαίες/υψηλές...

Η ιδέα μου???


Αν είναι έτσι όπως τα λες τότε πράγματι ισχύουν αυτά που λένε τα παιδιά και συμπίπτουν με την υπόθεσή μου. Το upsampling του DAC βοηθά κυρίως στο να περιορίζεται ο θόρυβος και δεν προσφέρει κάτι ουσιαστικό στην πιστότητα του ήχου ακόμα και στις υψηλές συχνότητες.