Confronto tra Alta Risoluzione e 44.1 kHz

Tecniche e strumenti di misura, test di varia natura
Messaggio
Autore
Avatar utente
TomCapraro
Amministratore del forum
Messaggi: 7923
Iscritto il: 25/11/2016, 12:37
Località: Agrigento

Re: Confronto tra Alta Risoluzione e 44.1 kHz

#21 Messaggio da TomCapraro »

Carlo ha scritto: 19/03/2021, 15:17 Perfetto, ho compreso bene che la parte piu critica della conversione in formato cd riguarda le frequenze molto alte con energia altrettanto alta
Osservando nel programma la pk meter noto che a fianco si trova la DF meter, cosa cambia Tom e che grado di attendibilità forniscono ?
Grazie per la tua pazienza dalla quale sto imparando molte cose interessanti

Per dirla tutta il formato CD "soffre" sia i segnali con ampiezza massima in prossimità del taglio antimmagine, sia i segnali ad ampiezza bassa (tipo i pianissimi) su tutto lo spettro. (mancanza di accuratezza nella fase di ricostruzione dei segnali a basso livello)
Per quanto concerne la DF METRIC e la PK METRIC stasera ti mostro quanta accuratezza producono, e quanta attendibilità ci si deve aspettare...visto che a livello di distorsione percepibile va a discernere perfino le armoniche pari da quelle dispari.
saluti, Tom
Avatar utente
TomCapraro
Amministratore del forum
Messaggi: 7923
Iscritto il: 25/11/2016, 12:37
Località: Agrigento

Re: Confronto tra Alta Risoluzione e 44.1 kHz

#22 Messaggio da TomCapraro »

Partiamo da una comparazione classica, la distorsione armonica...in modo che si possano valutare i valori (precisi) tra una misura convenzionale (con toni puri) e il prodotto della DF metric e della PK metric.

Qui viene prodotta una distorsione di ordine pari dello 0,056%...ovvero l'equivalente di un ampiezza a -65dB rispetto il livello della fondamentale. (la fondamentale ha un ampiezza pari a -3dBFS per cui vanno sottratti ai -68dB visualizzati)

Immagine

Adesso sottoponiamo i segnali alla DF metric.
Si ottiene perfettamente il medesimo livello di ampiezza...ovvero -68dB.
Dunque a livello matematico la distorsione corrisponde perfettamente con l'uso di segnali simmetrici e periodici.

Immagine

Completiamo con la PK metric.
Questa misura verte a rappresentare il livello di distorsione RMS percepito.

Immagine
saluti, Tom
Avatar utente
TomCapraro
Amministratore del forum
Messaggi: 7923
Iscritto il: 25/11/2016, 12:37
Località: Agrigento

Re: Confronto tra Alta Risoluzione e 44.1 kHz

#23 Messaggio da TomCapraro »

Adesso andiamo a vedere cosa succede con la distorsione di ordine dispari, che notoriamente provoca all'ascolto minore tollerabilità.

Qui la classica distorsione armonica, con livello sempre a -65dB dalla fondamentale. (e -68dBFS)

Immagine

La DF metric anche in questo caso "vede" perfettamente l'ampiezza della terza armonica.

Immagine

Adesso attenzione a come cambia la PK metric.
Se la DF metric rileva correttamente il livello delle armoniche, la PK metric introduce una forma di discernimento tra le varie alterazioni, correlandole al meglio con un ragionevole livello percepibile.
In questo caso si evince che, affinchè la distorsione di seconda armonica possa percepirsi circa quanto quella di terza...quest'ultima dovrebbe avere un valore attenuato di 3,9dB rispetto quello della seconda armonica.
E' semplice individuarlo poichè il valore di PK metric relativo alla seconda armonica produce -61,6dBFS Rms, mentre quello relativo alla terza armonica produce -57,7dB Rms.
Nel caso dei segnali a spettro complesso, la DF metric e la PK metric estraggono un alterazione random poichè non sarebbe definibile come distorsione armonica, tuttavia il valore estratto piu alto manterrà un livello di attendibilità molto elevato...a patto che le schede di acquisizione non producano piu distorsione del DUT.

Immagine
saluti, Tom
Carlo
Messaggi: 299
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: Confronto tra Alta Risoluzione e 44.1 kHz

#24 Messaggio da Carlo »

Molto interessante ! a parità di distorsione misurata quella dipari da piu fastidio
Ma passando al tema dei dac, che tipo di distorsioni si manifestano e quanto ne serve per potersi sentire ?
Il dsd distorce di piu dell'alta risoluzione standard ?
Avatar utente
TomCapraro
Amministratore del forum
Messaggi: 7923
Iscritto il: 25/11/2016, 12:37
Località: Agrigento

Re: Confronto tra Alta Risoluzione e 44.1 kHz

#25 Messaggio da TomCapraro »

Carlo ha scritto: 20/03/2021, 11:31 Molto interessante ! a parità di distorsione misurata quella dipari da piu fastidio
Ma passando al tema dei dac, che tipo di distorsioni si manifestano e quanto ne serve per potersi sentire ?
Il dsd distorce di piu dell'alta risoluzione standard ?
Non è tanto il DAC a generare "tipo di distorsione" quanto il tipo di segnale dal quale scaturisce.
Se ad un DAC forniamo segnali periodici monotono, questi, al pari di altri apparecchi, produrranno distorsione armonica.
Se cambiamo segnale e forniamo coppie di toni allora si formeranno le distorsioni d'intermodulazione.
Visto che con le elettroniche di qualunque tipo (DAC, PRE, FINALI ect...) ci ascolteremo la musica, bisognerebbe usare segnali compatibili e/o direttamente la musica stessa.
Dalla musica scaturirebbero tutte le distorsioni esistenti al mondo la cui somma non dovrebbe oltrepassare i -74dB/-70dB visto che si tratta di sorgenti.
Alterazioni piu elevate di quei livelli, nelle sorgenti, potrebbero dare sfogo a fenomeni di intermodulazione interstadio negli apparecchi a valle della sorgente.
Il DSD non distorce troppo diversamente dall'alta risoluzione PCM, tuttavia (in special modo la codifica DSD64) viene generato un rumore fuori banda udibile piu alto.
Sul DSD infatti non sono troppo d'accordo nel misurare le alterazioni direttamente all'uscita del DAC, piuttosto applicherei gli strumenti a valle dell'ultimo stadio...ovvero: l'amplificazione, in modo che si possa osservare il prodotto-segnale che giunge ai diffusori e se scaturiscono fenomeni di intermodulazione.
Tutto questo assumerebbe un carattere contestuale in quanto quello che succede in un determinato setup non potrebbe succedere in altri.
Direttamente nei vari contesti le misure preventive fornirebbero una forte indicazione a cui andremo incontro, oppure, facendo l'inverso, se all'ascolto si manifestassero differenze (accertate con metodo) anche in questo caso verrebbero evidenziate alle misure.
Questi discorsi cessano bruscamente nel momento in cui si parla di "percezioni"...in quel caso non è necessario misurare, nè discutere di aspetti oggettivamente tecnici.
saluti, Tom
Carlo
Messaggi: 299
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: Confronto tra Alta Risoluzione e 44.1 kHz

#26 Messaggio da Carlo »

Grazie mille per le risposte esaustive
Una curiosità, secondo la tua esperienza con quali dac si azzerano le differenze tra alta risoluzione e formato standard ?
Avatar utente
MarioBon
Amministratore del forum
Messaggi: 9121
Iscritto il: 24/11/2016, 13:13
Il mio Impianto: molto variabile: Amplificatore Audio Analog, Diffusori autocostruiti, lettore CD autocostruito.
Località: Venezia
Contatta:

Re: Confronto tra Alta Risoluzione e 44.1 kHz

#27 Messaggio da MarioBon »

Credo sia necessaria una precisazione:
Il teorema di Shannon dice che è possibile ricostruire un segnale rigorosamente limitato in banda a partire dalla serie di suoi campioni. Il teorema di Shannon non parla di quantizzazione quindi il numero di bit del convertitore dovrebbe essere molto alto (tanto da apparire infinito al lato pratico anche se il concetto di infinito in questo caso non è applicabile).

Se ne ricavano due indicazioni:

- teoricamente la banda passate del segnale è fissata a 22.5 kHz,ovvero a parità di banda passante dei filtri anti alias, in assenza di rumore, la frequenza di campionamento è indifferente purché superiore a 44.1 kHz (il doppio della frequenza limite). Nella pratica più la frequenza di campionamento è bassa tanto maggiori sono i problemi causati dalla realizzazione pratica dei filtri anti-alias. Ne segue che, nella pratica, limitare la banda a 20kHz con un campionamento a 192 kHz rende la realizzazione del filtro anti-alias più agevole (e la corrispondenza tra segnale originale e segnale riconvertito potenzialmente migliore).

- teoricamente e praticamente utilizzare un convertitore a 24 bit produce un errore di quantizzazione oggettivamente più basso di un convertitore a 16 bit (sempre che si tratti di convertitori lineari).

Ne segue che fissata la banda passante a 22.1 kHz usare un convertitore a 24 bit e campionamento a 196kHz produce errori inferiori rispetto alla conversione a 16bit/44.1kHz. Questo è un dato oggettivo che si quantifica attraverso la valutazione dell'errore (o rumore) di quantizzazione. Che poi la differenza sia percepibile oppure no è tutta un'altra questione.

Si può fare una ulteriore considerazione:
esiste il teorema di conservazione dell'informazione, esiste l'entropia ed esiste il rumore. Ne segue che le informazioni presenti in un segnale sono quelle che sono e al massimo possiamo sperare di estrarle tutte senza perderne alcuna. Maggiore è il numero di processi cui viene sottoposto un segnale, maggiore è la probabilità di perdere informazioni (perché aumenta l'entropia ed il rumore).
Ancora una volta il fatto che ciò si traduca in percezione udibile è tutto un altro discorso.

I processi dove la probabilità di perdere informazioni è più alta sono la conversioni A/D e D/A e le interpolazioni. Quindi, i n linea di principio, evitiamo conversioni inutili ed interpolazioni.
Mario Bon http://www.mariobon.com
"Con delizia banchettiamo con coloro che volevano assoggettarci" (Adams Family)
Avatar utente
TomCapraro
Amministratore del forum
Messaggi: 7923
Iscritto il: 25/11/2016, 12:37
Località: Agrigento

Re: Confronto tra Alta Risoluzione e 44.1 kHz

#28 Messaggio da TomCapraro »

Carlo ha scritto: 21/03/2021, 23:17 Grazie mille per le risposte esaustive
Una curiosità, secondo la tua esperienza con quali dac si azzerano le differenze tra alta risoluzione e formato standard ?
Con i DAC MSB, con i CD player WADIA e Burmester la differenza si riduce talmente a lumicino che passa inosservata all'udito.
saluti, Tom
Avatar utente
TomCapraro
Amministratore del forum
Messaggi: 7923
Iscritto il: 25/11/2016, 12:37
Località: Agrigento

Re: Confronto tra Alta Risoluzione e 44.1 kHz

#29 Messaggio da TomCapraro »

MarioBon ha scritto: 22/03/2021, 9:37 Credo sia necessaria una precisazione:
Il teorema di Shannon dice che è possibile ricostruire un segnale rigorosamente limitato in banda a partire dalla serie di suoi campioni. Il teorema di Shannon non parla di quantizzazione quindi il numero di bit del convertitore dovrebbe essere molto alto (tanto da apparire infinito al lato pratico anche se il concetto di infinito in questo caso non è applicabile).

Se ne ricavano due indicazioni:

- teoricamente la banda passate del segnale è fissata a 22.5 kHz,ovvero a parità di banda passante dei filtri anti alias, in assenza di rumore, la frequenza di campionamento è indifferente purché superiore a 44.1 kHz (il doppio della frequenza limite). Nella pratica più la frequenza di campionamento è bassa tanto maggiori sono i problemi causati dalla realizzazione pratica dei filtri anti-alias. Ne segue che, nella pratica, limitare la banda a 20kHz con un campionamento a 192 kHz rende la realizzazione del filtro anti-alias più agevole (e la corrispondenza tra segnale originale e segnale riconvertito potenzialmente migliore).

- teoricamente e praticamente utilizzare un convertitore a 24 bit produce un errore di quantizzazione oggettivamente più basso di un convertitore a 16 bit (sempre che si tratti di convertitori lineari).

Ne segue che fissata la banda passante a 22.1 kHz usare un convertitore a 24 bit e campionamento a 196kHz produce errori inferiori rispetto alla conversione a 16bit/44.1kHz. Questo è un dato oggettivo che si quantifica attraverso la valutazione dell'errore (o rumore) di quantizzazione. Che poi la differenza sia percepibile oppure no è tutta un'altra questione.

Si può fare una ulteriore considerazione:
esiste il teorema di conservazione dell'informazione, esiste l'entropia ed esiste il rumore. Ne segue che le informazioni presenti in un segnale sono quelle che sono e al massimo possiamo sperare di estrarle tutte senza perderne alcuna. Maggiore è il numero di processi cui viene sottoposto un segnale, maggiore è la probabilità di perdere informazioni (perché aumenta l'entropia ed il rumore).
Ancora una volta il fatto che ciò si traduca in percezione udibile è tutto un altro discorso.

I processi dove la probabilità di perdere informazioni è più alta sono la conversioni A/D e D/A e le interpolazioni. Quindi, i n linea di principio, evitiamo conversioni inutili ed interpolazioni.
Teoricamente Shannon/Nyquist hanno perfettamente calcolato il processo di campionamento.
Se tutto venisse confinato nel dominio digitale anche il 16bit/44.1khz non produrrebbe difetti, o quantomeno li produrrebbe in modo trascurabile...quindi inudibili.
Alcuni difetti sorgono durante il processo di conversione analogica...che sia A/D o D/A poco importa.
Sono gli "effetti collaterali" del 16bit/44.1khz a far preferire risoluzioni maggiori...tuttavia in alcune macchine di conversione (vedi MSB tecnology, WADIA e/o Burmester) i filtri digitali, realizzati allo stato dell'arte, riducono drasticamente questi -effetti collaterali- quindi riportando il tutto verso i valori teorici del teorema di campionamento.
A livello di filtraggio antimmagine, come visto nelle misurazioni, quando si riduce la banda (non la frequenza di campionamento) del segnale da riprodurre, questi difetti scompaiono.
Dunque abbiano due modi semplicissimi per sormontare questi -effetti collaterali-

1) affidarci a DAC/CD player ben costruiti e ingegnerizzati, che ahimè saranno anche costosi, ma riprodurranno al meglio il formato RED BOOK.

2) affidarci a DAC piu economici, uniti ai sistemi di musica liquida in modo che si possa applicare un resampling On-The-Fly ed evitare il formarsi di effetti indesiderati quali: la distorsione dei filtri in prossimità del brickwall e/o i difetti di ricostruzione del segnale ai bassi livelli.
saluti, Tom
Carlo
Messaggi: 299
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: Confronto tra Alta Risoluzione e 44.1 kHz

#30 Messaggio da Carlo »

Scusate la mia ignoranza ma nell'ultima frase mi sono un po perso
Ho capito che in prossimità del filtro del formato cd il segnale può causare distorsione su alcuni apparecchi, quello che non capisco è come fa un segnale upsamplato a recuperare i bit persi e facilitare la conversione a bassi livelli
Non si diceva che le informazioni perse del 16 bit non si possono piu recuperare ? :?
Rispondi

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 20 ospiti