Sull'udibilità dell'alta risoluzione

[kalos]

Però la domanda di fondo è interessante: è utile catturare e riprodurre le frequenze al di sopra dei 22 kHz o i sample rate maggiori sono benefici solo perché comportano una miglior rappresentazione della banda udibile?

Scusa ma a questa domanda non dovrebbe aver già risposto Fourier?
La miglior rappresentazione che dovrebbe giovare alla banda udibile dal sample rate maggiorato, verrebbe comunque introdotto da ulterori componenti non udibili.
Alla stessa stregua e per lo stesso principio delle componenti oltre i 20 kHz, dovrebbe anch'esso essere non udibile.
E poi, se il sistema di riproduzione taglia oltre i 20 kHz queste componenti non verrebbero riprodotte (dai diffusori), rendendo i segnali campionati a 44.1/48/96 kHz elettricamente diversi solo prima di arrivare ai diffusori (amplificatore permettendo), per essere poi riprodotti come uguali.
O mi sfugge qualcosa?

[Interference]

Scusa ma a questa domanda non dovrebbe aver già risposto Fourier?
La miglior rappresentazione che dovrebbe giovare alla banda udibile dal sample rate maggiorato, verrebbe comunque introdotto da ulterori componenti non udibili.
Alla stessa stregua e per lo stesso principio delle componenti oltre i 20 kHz, dovrebbe anch'esso essere non udibile.
E poi, se il sistema di riproduzione taglia oltre i 20 kHz queste componenti non verrebbero riprodotte (dai diffusori), rendendo i segnali campionati a 44.1/48/96 kHz elettricamente diversi solo prima di arrivare ai diffusori (amplificatore permettendo), per essere poi riprodotti come uguali.
O mi sfugge qualcosa?

Premesso che il campo dei segnali non è il centro della mia formazione o del mio lavoro...

Il teorema di Nyquist-Shannon, matematicamente parlando, presume un segnale "a banda limitata". Nella realtà fisica, la banda deve essere limitata tramite filtri (o analogici o, sovracampionando, digitali applicati al flusso campionato) sia in fase A/D che D/A.

Questi filtri non sono in genere ideali "brickwall" a 22 kHz ma hanno una banda di transizione più o meno ampia, possono cominciare ad attenuare un po' prima dei 22 kHz e/o non attenuare abbastanza i primi prodotti dell'aliasing. Sussiste poi un compromesso tra quanto ripido è il filtro nel campo della frequenza e quanto stabile esso è nel dominio del tempo (vedasi ringing).

I normali DAC "industriali" (intendo i chip prodotti dai grandi fabbricanti di semiconduttori, anche se eventualmente usati in prodotti hi-fi di alto livello) permettono di selezionare filtri diversi. Di norma il costruttore dovrebbe fare questa scelta ma gli audiofili piace giocare, quindi è diventato comune esporre la configurazione del filtro all'utente. Trovi qualche grafico su questo articolo di Archimago. La Chord è nota per le architetture proprietarie che permettono ai loro DAC un filtraggio quasi brickwall, come puoi vedere dalle misure di AudioScienceReview.

Insomma, ci sono moltissimi dettagli realizzativi di cui non possiamo escludere effetti spurii in banda udibile.

J. Dunn (studioso nel campo dell'audio digitale noto soprattutto per i suoi lavori sul jitter) affronta questa ipotesi in un suo paper https://www.nanophon.com/audio/antialia.pdf

Per coincidenza, questo era il prossimo articolo di cui volevo parlare perché cita un altro degli studi con risultato "significativo" preso in considerazione da Reiss: "Sound Quality Evaluation of 96 kHz Sampling Digital Audio" di Yoshikawa et al., 1995.

[MarioBon]

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Nel 2001 un documento intitolato "Detection of Threshold for Tones Above 22 kHz" edito dal Japan’s National Institute of Advanced Industrial Science and Technology ha dimostrato che il segnale riprodotto per IMD a 2 kHz era udibile nei diffusori da loro utilizzati.
Veniva inoltre messa in evidenza una potenziale riduzione della durata dei tweeters.
....

Non si può accettare un giudizio basato sul funzionamento incerto di un particolare tweeter. Se il tweeter non funziona si cambia.
La distorsione di intermodulazione dei tweeter non rigurda solo le frequenze superiori a 20kHz. Tale problma è più frequennre con le cupole "morbide" e praticamente assente con le cupole in berillio, titanio o diamente. In caso non è dfficile aggiungere una piccola bobina in serie al tweeter o addiritura un passa basso del secondo ordine a 20kHz.
Da anni misuro la distorsione di intermodulazione dei tweeter con segnali multitono: ci sono tweeter buoni e altri molto meno buoni.

[MarioBon]

Per quanto mi riguarda le migliori registrazioni che ho sentito sono delle DSD "native" fornite da Marco Cicogna: sembrava di aver cambiato le casse con due molto migliori.

Scusami ma non ho capito, erano meglio perché fatte meglio, o ritieni il DSD nativo superiore?

Quel giorno abbiamo suonato CD della Velut Luna, altri CD con registrazioni conosciuto come ottime e questi file DSD di Marco Cicogna. Il DSD non può essere rielaborato: quello che registri resta come è. Forse questa mancanza di post-produzione non ne degrada la qualità. Lo stesso per un filtro di ricostruzione molto semplice ha una parte del merito. Sicuramente erano registrazioni ben fatte in un formato che non consente alterazioni.

[MarioBon]

Però la domanda di fondo è interessante: è utile catturare e riprodurre le frequenze al di sopra dei 22 kHz o i sample rate maggiori sono benefici solo perché comportano una miglior rappresentazione della banda udibile?

Premessa: è noto che i neuroni rispondono a stimoli ultrasonici di frequenza superiore a 20kHz. Non è dimostrato che questo produca sensazioni uditive paragonabili a quelle che provengono dall'orecchio. Fine Premessa.

Mettiomola in modo diverso: è inutile riprodurre frequenze oltre i 22kHz perchè, nella chiocciola, non ci sono cellule ciliate sensibili a tale banda.
Un dispositivo è ideale se produce una risposta proporzionale allo stimolo. Questo richiede che la sua funzione di trasferimento sia costante (indipendente dalla frequenza) nella banda passante dello stimolo.
Questo è più facilmente da fare se la frequenza di campionamento è abbastanza alta da allontanare le frequenza di transizione dei filtri dai 22 kHz.
(estremo alto della banda pasante delle stimolo).