Minimo tempo di salita

ponete qui le vostre domande
(per i cavi c'è una sezione dedicata)
Rispondi
Messaggio
Autore
Carlo
Messaggi: 208
Iscritto il: 20/04/2019, 22:54
Il mio Impianto: sorgente PC
Dac project
Pre ARCAM FMJ C 49
Finale ARCAM FMJ P 49
Diffusori ProAc D48 response ribbon
cavi autocostruiti schermati

Minimo tempo di salita

#1 Messaggio da Carlo »

Per curiosità, mi sono chiesto se il tempo di campionamento limita e subordina anche quello di salita nei segnali audio musicali

Avatar utente
TomCapraro
Amministratore del forum
Messaggi: 7292
Iscritto il: 25/11/2016, 12:37
Località: Agrigento

Re: Minimo tempo di salita

#2 Messaggio da TomCapraro »

Carlo ha scritto: 08/10/2021, 18:26 Per curiosità ed ignoranza, mi sono chiesto se il tempo di campionamento limita e subordina anche quello di salita nei segnali audio musicali
Perdonami Carlo ma non ho compreso bene quello che chiedi.
Il tempo di campionamento (ES: 22,67us per il 44.1khz e 10,41us per il 96khz) risulta essere parecchio piu veloce rispetto i normali segnali musicali, anche i piu impulsivi.
Parlare di "limitazione" credo non sia corretto poichè gli strumenti musicali non producono tempi di salita cosi ripidi...almeno quelli che ho avuto sottomano...
Un onda quadra, affinchè possa risultare piu ripida, non potrà avere una larghezza di banda limitata alle frequenze di campionamento normalmente usate.
Un generatore di segnali con larghezza di banda di parecchi Mhz (ma potrebbero essere anche Ghz) produce anche tempi di salita di pochi picosecondi, ma servono soltanto per valutazioni di circuiti logici e digitali, ad esempio il jitter line.

Qui sotto potrai vedere il tempo di salita di un segnale di prova (meno di 200 picosecondi) e di un segnale musicale con dinamica e fattore di cresta tra i piu alti.
Noterai quanto risulta "lento" il tempo di salita del segnale musicale (240us picco-picco) dunque 10 volte piu "lento" rispetto il classico tempo di campionamento del 44.1khz.

Immagine

Immagine

Magari eccezionalmente uno splash di piatti della batteria produrrà tempi di salita ancora piu ripidi, ma essendo (il rise time) correlato con la larghezza di banda, significherebbe anche una risposta in frequenza estremamente piatta fino all'estremo banda superiore (anche qui non facile da trovare) per cui, in qualunque modo, vuoi per le limitazioni anche del nostro udito, vuoi per il fatto che anche il 44.1khz ricopre l'intera banda di tutti gli strumenti musicali, in particolare gli armonici, alla fine è lo strumento stesso che determina questo parametro e non il mezzo che lo limita.
saluti, Tom

Avatar utente
MarioBon
Amministratore del forum
Messaggi: 7619
Iscritto il: 24/11/2016, 13:13
Il mio Impianto: molto variabile: Amplificatore Audio Analog, Diffusori autocostruiti, lettore CD autocostruito.
Località: Venezia
Contatta:

Re: Minimo tempo di salita

#3 Messaggio da MarioBon »

Per quello che ho potuto vedere dalla analisi dei programmi musicali rippari da CD Audio lo slew rate (che sarebbe il tempo di salita per grandi segnali) del segnale in esso contunti è basso (infieriore a 1 V/us) per i programmi ben registrati (con fattore di cresta > 3) e tende a 3.5 V/us nei brani maggiormante compressi o sovramodulati (che suonano male per conto loro).
Questi numeri sono relativi ad un ipotetico amplificatore da 100 Watt su 8 Ohm (con Vpicco in uscita di 40 Volt). 3.5 V/uS è il massimo teorico nel campionamento a 44.1kHz.

Il teorema di Shannon impone che i segnali da trasformare in digitale debbano essere a banda passante rigorosamente limitata. Questa limitazione, che si ottiene con un filtro molto rapido, limita il tempo di salita dei segnali da digitalizzare e garantisce che possano essere correttamente riprodotti.
In effetti esiste una relazione tra la massima frequenza presente in un segnale e lo slew rate necessario per riprodurla:
SlewRate >= 6.28 x fmax x Vpicco (va diviso per 1 milone oper ottenere V/us)

fmax, per i segnali in digitale è la frequenza di Nyquist pari a metà della frequenza di campionamento
22050 per i CD a 44.1kHz
24000 per i file Audio a 48kHz
48000 per i file audio a 96kHz
eccetera.

Vpicco è la massima tensione in uscita dall'ampli:

50 Watt/8 ohm _> 28.28 Volt
100 Watt/8 ohm _> 40 Volt
200 Watt/8 ohm _> 56.56 Volt

Dovendo essere Vpicco= sqr(2 x potenza_continua x 8)
sqr sta per radice quadrata.
Mario Bon http://www.mariobon.com
"Con delizia banchettiamo con coloro che volevano assoggettarci" (Adams Family)

Carlo
Messaggi: 208
Iscritto il: 20/04/2019, 22:54
Il mio Impianto: sorgente PC
Dac project
Pre ARCAM FMJ C 49
Finale ARCAM FMJ P 49
Diffusori ProAc D48 response ribbon
cavi autocostruiti schermati

Re: Minimo tempo di salita

#4 Messaggio da Carlo »

Innanzitutto grazie per le risposte
Ho capito quasi tutto tranne un paio di cose, non mi è chiaro il concetto di volt x microsecondo a seconda del tipo di registrazione e non mi è chiaro perche alla fine vengono riportati 28,8 volt per 100 watt su 8 ohm e a seguire 40 volt per la medesima potenza sulla stessa impedenza

Avatar utente
MarioBon
Amministratore del forum
Messaggi: 7619
Iscritto il: 24/11/2016, 13:13
Il mio Impianto: molto variabile: Amplificatore Audio Analog, Diffusori autocostruiti, lettore CD autocostruito.
Località: Venezia
Contatta:

Re: Minimo tempo di salita

#5 Messaggio da MarioBon »

Ho corretto un paio di errori : 50 Watt corrispondono a 28.28 V picco sul carico.

Lo Slew rate (il tempo di salita per grandi segnali che è quello che conta) si misura in Volt diviso microsecondi. Indica di quanti Volt aumenta ilsegnale in un microsecondo.

SlewRate >= 6.28 x fmax x Vpicco (va diviso per 1 milone per ottenere V/us)

se il campionamento è avvenuto a 44.1 KHz la frequenza di Nyquist (Fmax) è 22050 Hz e lo slew rate deve essere maggiore di 5.5 V/uS (per 100 Watt)
se il campionamento è avvenuto a 96 KHz la frequenza di Nyquist (Fmax) è 48000 Hz e lo slew rate deve essere maggiore di 12 V/uS (per 100 Watt)
...
più il campionamento è alto, più la banda passante teorica è ampia e tanto maggiore deve essere la velocità (slew rate) per seguire il segnale.

Ne segue che per la musica liquida in alta risoluzione servono amplificatori più "veloci" oppure si deve limitare la banda passante in ingresso all'ampli. In effetti molto amplificatori hanno una banda passante fissa a 20 kHz sia che debbano riprodurre CD che liquica in alta risoluzione (anche perchè oltre i 20 kHz l'orecchio umano non sente nulla).
Mario Bon http://www.mariobon.com
"Con delizia banchettiamo con coloro che volevano assoggettarci" (Adams Family)

Carlo
Messaggi: 208
Iscritto il: 20/04/2019, 22:54
Il mio Impianto: sorgente PC
Dac project
Pre ARCAM FMJ C 49
Finale ARCAM FMJ P 49
Diffusori ProAc D48 response ribbon
cavi autocostruiti schermati

Re: Minimo tempo di salita

#6 Messaggio da Carlo »

bene, benissimo
ultima cosa se incrementiamo la frequenza di campionamento sale il livello di volt per microsecondi, perchè avviene la stessa cosa in presenza di registrazioni cattive o compresse?
quel 6.28 che si utilizza per il calcolo è un dato fisso?

Avatar utente
MarioBon
Amministratore del forum
Messaggi: 7619
Iscritto il: 24/11/2016, 13:13
Il mio Impianto: molto variabile: Amplificatore Audio Analog, Diffusori autocostruiti, lettore CD autocostruito.
Località: Venezia
Contatta:

Re: Minimo tempo di salita

#7 Messaggio da MarioBon »

6.28 = 2 x p_igreco

Aumenta perchè il segnale è più ampio di quello che dovrebbe essere (tanto è vero che viene clippato) comunque è un dato di fatto che risulta dall'analisi statistica dei segnali.
Mario Bon http://www.mariobon.com
"Con delizia banchettiamo con coloro che volevano assoggettarci" (Adams Family)

Avatar utente
TomCapraro
Amministratore del forum
Messaggi: 7292
Iscritto il: 25/11/2016, 12:37
Località: Agrigento

Re: Minimo tempo di salita

#8 Messaggio da TomCapraro »

Carlo ha scritto: 09/10/2021, 18:13
ultima cosa se incrementiamo la frequenza di campionamento sale il livello di volt per microsecondi, perchè avviene la stessa cosa in presenza di registrazioni cattive o compresse?
Sono due cose da osservare in modo un po diverso.
Il calcolo dello slew rate (o rise time indicato per i piccoli segnali) tiene conto dell'ampiezza di banda e i fronti di salita diventano progressivamente piu ripidi al salire della frequenza di campionamento.
Un DAC può produrre lo stesso voltaggio di uscita, ma con le differenti frequenze di campionamento cambia il tempo di salita.
1:FC x 1000000 dove "FC" sta per frequenza di campionamento.

Per fare pratica:

1:44100 x 1000000 = 22,67us (per il formato CD a 44.1khz)

1:96000 x 1000000 = 10,41us (per il formato ad alta risoluzione a 96khz)

1:352800 x 1000000 = 2,83us (per ipotizzare uno di quei file che chiamano DXD)

Di contro, nei segnali compressi, accade che con la medesima ampiezza di banda cambia la forma del segnale per sovramodulazione e/o l'applicazione di compressione via software.
Il segnale compresso presenta un fattore di cresta piu basso, e questo comporta una richiesta maggiore di potenza RMS.
Suona piu forte.
Tra due segnali provenienti da registrazioni diverse l'analisi statistica è quella che fornisce i risultati piu attendibili, mentre tra segnali provenienti dalla stessa registrazione, se uno viene compresso piu dell'altro si possono anche notare gli effetti sulla forma d'onda.
Se osservi il segnale sovramodulato (il bianco) noterai che presenta anche tempi di salita piu ripidi.
Il segnale originale (in blu) presenta un fattore di cresta pari a 4,10
Il segnale sovramodulato (in bianco) presenta un fattore di cresta pari a 3,09
Il segnale sovramodulato "consuma" 3 volt RMS piu dell'altro. (su 100 watt)

Immagine
saluti, Tom

Carlo
Messaggi: 208
Iscritto il: 20/04/2019, 22:54
Il mio Impianto: sorgente PC
Dac project
Pre ARCAM FMJ C 49
Finale ARCAM FMJ P 49
Diffusori ProAc D48 response ribbon
cavi autocostruiti schermati

Re: Minimo tempo di salita

#9 Messaggio da Carlo »

Grazie per le risposte esaustive

Rispondi

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 1 ospite