Lidt eller ingen "ringing" tak! Og husk lige bassen!

[SNI]

Lige præcist Ostebaron.
Man bruger en FPGA (Field-Programmable Gate Array) til den slags, og i princippet er en DAC/filterchip bygget op på noget lignende, men den er blot 100% dedikeret til opgaven, og har derfor ikke onboard resourcer til andet, fordi det skal den anyway ikke bruge til noget.
En FPGA er en lynhurtig regnemaskine, der kan programmeres til bestemte opgaver, og lad det lige være sagt med det samme, audio er ikke raketvidenskab, som skal foregå ved meget høje hastigheder. Det er lidt træsko chips vi taler om, så den meste energi der lægges i udviklingen af dem, går på så lav THD+N som muligt internt i chippen, så lav pris som muligt og så enkel anvendelse som muligt. .
Noget af dte enkleste at bruge er faktisk ESS9018, den indeholder både S/P/DIF receiver, Up-Sampler og DAC i én eneste chip, derved kan den koste det samme som alle 3 chips tilsammen, og alligevel spare plads på printet, og tid til PCB layout.
Det er på flere måder skidesmart, idet performance for det meste går op, når kredsløbene komprimeres pladsmæssigt.

@DAF
Dither kan helt rigtigt anvendes i en DAC, også der anvendes Dither til reduktion af kvantiserengsstøj.
Grunden til at Dither virker er, at det er en ganske nøje fremstillet støj, hvor energifordelingen er helt efter bestemte regler. I princippet får man ikke mindre støj, såfremt man måler energien i den, men den ender alligevel med at være langt lavere end kvantiseringsstøj, fordi kvantiseringsstøj opstår i snævre frekvensbånd ved højere amplitude. Dither lyder som båndsus, kvantiseringsstøj lyder som noget der kommer direkte fra helvede. Vær dog opmærksom på, at ingen af delene rager op i et niveau, som er hørbart i normale omgivelser. man skal bo på en øde ø med havblik omkring, før det høres.
Anyways så er det alligevel vigtigt at bruge Dither, specielt under musikproduktion, fordi musikken rekvantiseres flere gange, og støjen derved akkumuleres.
Som et kuriosum kan jeg fortælle, at det ikke er muligt, at tilføre tilstrækkeligt Dither til et DSD signal uden risiko for overstyring under f.eks. produktion i et studio, som kræver gentagne rekvantiseringer. Derfor er DSD aldrig blevet et hit til studiobrug. Her bruger man i stedet PCM, som så til sidst evt. rekvantiseres til DSD, og hvad er så lige idéen med DSD?
DSD er IMHO bedst egnet til optagelser, som efterfølgende ikke skal igennem produktion, hvilket kunne gælde for klassisk musik til mindre ensembler, akustisk jazz og til genudgivelse af analoge masterbånd såvel nye som dem fra tiden der gik.
Det bedste der lige nu og her kan siges om DSD er nok, at det er YT, selvom der er et par producenter (Playback Design og EMM Labs), som benhårdt forsøger, at gøre DSD til det nye sort, fordi de har rodet med det i mange år, og investeret mange timer i det. Og det får nu opbakning af, at Sony Music m.fl. har åbnet hele deres bagkatalog af SACDér til downloads mod betaling, så vi alle kan betale for vores musik én gang til.
Jeg tror jeg springer over

[SNI]

@DAF
Single bit er altid SigmaDelta, men SigmaDelta er ikke altid singlebit.
Kryptisk ja, men logisk nok alligevel.
Single bit er altid kombineret med højere ordens noise shaping, fordi en enkelt bit medfører støj i store mængder, med mindre Fs er i GHz området, og endda højt oppe i GHzérne, hvis det skal være HiRez.
Derfor bruger man et trick der hedder noise shaping, som går ud på at flytte støjen opad i frekvens. Det har man i onebit tiden brugt mange kræfter på at forfine, og jeg kan da også sige, at oplevelsen af f.eks. Philips TDA 1547 DAC chippen var speciel mht. dynamik i det område, hvor man er mest følsom overfor uønskede signaler. Jeg mener at huske, at man kom under -110 dB SNR ved 1KHz tilbage i 1991, og det hører man nemt i form af ganske fornuftig dybde og detaljerigdom, og lyden var ikke tynd fra den chip.
Nu er der så bare aldrig noget her i verden der er helt gratis. Ganske vist flytter man støjen op i frekvens, men den tiltager også i energi, og derfor ender støjen altid med, at være kraftigere i niveau end nyttesignalet er. Det kræver rimeligt hårdhændet filtrering, hvis ikke røgen skal slippes ud af nogle af de efterfølgende apparater. (De spiller altid bedst, når røgen bliver inde i komponenterne, og når først røgen er sluppet ud, er det ret bøvlet at få den tilbage )

Uden at have helt konkrete opbygningsbeskrivelser og diagrammer, så har jeg fra rimelig pålidelig kilde, at man i multibit SigmaDelta typisk bruger en 8 bit SigmaDelta modulator, hvilket bringer støjen kraftigt ned i forhold til en enkelt bit. Det gør, at noise shaping ikke behøver, at være af så forfærdelig høj orden og dermed kompleksitet, som singlebit normalt kræver. Og hvorfor så det, spørger den kloge så?
En af årsagerne til, at man søger mod mindre kompleksitet er, at det helst også skal kunne bruges i professionel sammenhæng, såsom mixerkonsoller, effektenheder, efterbehandlingsenheder und so weiter.
Alle disse apparater skal kunne bruges live,hvis man skal have dem solgt, og jo større kompleksitet, jo større group delay, eller forsinkelse om du vil. Blot få msek forsinkelse gør den slags ubrugeligt til live performance, hvor kunstneren har monitor in ear. Tænk lige at høre din egen stemme med forsinkelse på, og hold så både tone og rytme stabil. Det går slet ikke.
Specielt har AKM udviklet digitale filtre i deres DACs med low latency, f.eks. har AK4399 et Group Delay som udtrykkes som 7/Fs, altså 7 delt med samplingfrekvensen, sammen med det skal man så kigge på stop band dæmpningen, som for AK4399 er 100 dB/okt. Til sammenligning har Burr Brown PCM1792 et Group Delay på 55/Fs og en stop band dæmpning på ikke mindre end 130 dB.
Altså jo bedre et digitalfilter undertrykker støj, jo længere tid tager det for nyttesignalet, at nå igennem det.
Til HI-FI kan forsinkelsen være ligegyldig, on stage kan det gøre chippen ubrugelig.

Håber det giver mening.

[Daf]

Det giver rigtig god mening det hele, tak for det

[SNI]

I en tidligere forbindelse har jeg skrevet lidt om up-sampling, som også er en slags digitalfiltrering, som dog har flere filtreringsformål.
Hvis det har interesse, så kommer det her:

Om upsampling

I de senere år er flere og flere DACs blevet forsynet med up-samplings kredsløb, i det følgende vil vi prøve at anskueliggøre hvorfor det forholder sig således og hvordan det teoretisk og praktisk fungerer.
Det er nok værd at bemærke, at uden for audio verdenen, anvendes udtrykket up-sampling også om oversampling, forskellen mellem disse to begreber behandles i det følgende.
Oversampling blev første gang brugt kommercielt i CD spillere, dengang Philips lancerede sin første CD maskine, nemlig CD 100 i 1982.
Oversamplingen blev dengang aktuel ved et tilfælde, idet Philips nemlig havde satset på, at CD mediet blev et 14 bit medie, hvorfor de på et tidligt tidspunkt fremstillede 14 bit DAC kredse. Som bekendt så lærer nød nøgen kvinde at spinde, så derfor hev Philips ingeniørerne oversampling op af skuffen.
Tiden var nemlig for knap til at begynde forfra med en 16 bit kreds, så i stedet valgte man at oversample med en faktor 4, derved lykkedes det at opnå 16 bits opløsning med en DAC med kun 14 bits til rådighed. Teoretisk opnår man nemlig 6 dB mere dynamik, hver gang man fordobler samplingfrekvensen, man kan derfor fjerne 1 bit for hver gang uden at miste dynamik og lydkvalitet. Ultimativt udnyttes dette princip i one bit DAC´sene, hvor alle bits på nær én er vekslet til oversampling, eller i det mindste næsten da, man bruger nemlig derudover ”noise shaping” til at øge dynamikken et stykke af vejen.
Men ikke desto mindre blev den fejltagelse i virkeligheden grundlaget for rigtig meget af den udvikling DAC chipsene senere gennemløb, fordi ingeniørernes kreative løsning på 14/16 bit problemet, åbenlyst kunne bruges i til at løfte CD mediet op til og over det niveau, som nogen overhovedet kunne forvente i takt med at det blev teknologisk muligt, og samtidig løse en række problemer på en langt mere enkel og billig måde end man hidtil havde kunnet klare.
Hele idéen med oversampling går i korthed ud på, at undgå at skulle bruge meget stejle og dyre analoge filtre lige over den halve samplingfrekvens på 44,1KHz. Dvs. på CD mediet omkring 22.050 Hz. De første CD maskiner uden oversampling havde analoge filtre med meget stejl afskæring i udgangen, med betydelig skadelig påvirkning af lyden til følge.
Det der skal filtreres væk er det man kalder imaging, som betyder, at hele det frekvensområde, som man har mulighed for at gengive (0-22.049Hz), også vil optræde fra 22.051Hz til 44.100 Hz ved ca. -3,9 dB.
Man har altså ”2” signaler man kommer til at forstærke, først det ønskede audio signal, og så et spejlbillede af det ved den dobbelte frekvens, og for at gøre det hele endnu vanskeligere, så optræder der en lang række andre uønskede signaler, som kan forekomme ved f.eks. ½ samplingfrekvens + tonens frekvens osv . Det kan man naturligvis ikke tillade, idet mange forstærkere ikke vil kunne klare den slags på indgangen, ligesom mange højttalere heller ikke vil kunne lide sådanne HF signaler. Risikoen for at forstærkere klipper ved ganske moderate niveauer er til stede, ligesom afbrændte diskanthøjttalere også vil kunne forekomme.
Oversampling gør lige præcist løsningen af det problem en hel del nemmere, fordi man ved oversampling simpelthen stopper en række samples ind imellem de oprindelige samples. Typisk oversampler man med en faktor 4 eller 8, for så vidt det gælder multibit DACs. De ekstra samples har typisk værdien 0, fordi det ikke er ekstra information som sådan, der ønskes, men i stedet en øget sampling frekvens, som så bevirker at de images (spejlbilleder) der normalt forekommer fra den halve sampling frekvens og op til samplingfrekvensen, nu flyttes langt højere op i frekvens. Det bevirker nemlig, at kravet til det filter der skal bruges i udgangen for at fjerne disse images, kan være langt mindre stejlt, end hvis der ikke blev brugt oversampling. Typisk kan man nøjes med at begynde afskæringen over 30-40Khz og med en behersket stejlhed. Mindre stejle filtre har også et bedre faseforløb og dermed impulsgengivelse, og det er specielt det der forbedres drastisk vha. oversampling. Som sidegevinst er det billigere og mere enkelt at konstruere fornuftige filtre af lavere orden (med mindre stejl afskæring).
Oversampling fandt i bund og grund sin vej ind i digital audio af de nævnte årsager, men herved stoppede udviklingen ikke, for hvorfor ikke udnytte de ekstra samples til at udjævne kurveformen på det analoge signal?
Altså i stedet for at putte indholdsløse samples ind imellem de oprindelige samples, så kunne man måske beregne nogle nye samples med værdier imellem de oprindelige, så man kunne beskrive det analoge signal mere præcist og mere glat end hidtil.
Det er her digital filtrering for alvor træder ind på scenen, ”8 times oversampling digital interpolation filter” stod der ofte på fronten af en moderne CD spiller i begyndelsen af halvfemserne. Med det går man ind i en ny æra, hvor der beregnes nye data, som i princippet ikke eksisterer i programmaterialet.
Fidusen ved det er, at man med de begrænsninger der altid eksisterer i den slags forhold, får det færdigt filtrerede signal til at optræde som det oprindelige 16/44 signal samplet med en højere samplefrekvens.
Ud over at flytte støjen op i frekvens, har filteret den virkning, at kurveformen på det resulterende analoge audiosignal bliver væsentlig mere glat og jævn og derved mindre støjfyldt.
Den slags er jo sød musik i en audiophils ører, men der er selvfølgelig ingen medaljer der ikke har en bagside. Downsiden er selvfølgelig, at et signal med en højere sampling frekvens også altid vil være mere følsomt overfor jitter, der kræves altså en tilsvarende højere præcision i timingen af det digitale signal, når samplehastigheden øges. Hvis det krav ikke tilgodeses, vil der typisk opstå fejl i datastrømmen og dermed også uønsket støj og forvrængning i det analoge signal.
I oversampling har man derfor flg.:
1. Et signal der indeholder de oprindelige samples.
2. Et antal samples imellem de oprindelige samples, som enten er 0 værdi samples eller beregnede og interpolerede værdier imellem 2 oprindelige samples.
3. En samplefrekvens der er et lige produkt af den oprindelige samplefrekvens, f.eks. den oprindelige samplefrekvens gangt mede 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 osv.
4. Et signal der er det samme som det oprindelige signal, men med en højere samplefrekvens.
5. Et signal hvor de uønskede ”images” er flyttet langt op i frekvens, og dermed er der kun behov for en ”mild” analog filtrering.
Ovenstående er sådan ca. de grundlæggende problemstillinger omkring oversampling til audiobrug.
Vi skal nu videre med up-sampling, som begrebet anvendes i audioverdenen.
Up-sampling
Når der er tale om up-sampling i audioforstand, er der nogle elementer, der er blevet indforståede, som egentlig ikke rigtigt har så meget med up-sampling at gøre. Det er nemlig vist endnu aldrig set, at der upsamples uden at bitdybden også øges. Altså upsampler man ikke alene til en anden samplingfrekvens, man øger også bitdybden i signalet, typisk fra 16 bit til 24 eller 32 bit.
Ud over det, er et af de vigtigste kendetegn ved up-sampling, at den samplingfrekvens der up-samples til, IKKE er et produkt af den oprindelige sampling frekvens multipliceret med f.eks. 2, 4, 8, 16 osv.
I upsampling er det up-samplede signal tidsmæssigt koblet helt fra det oprindelige signal. Derfor anvender man heller ikke den oprindelige sample længere, alle data er således nye. Man kalder det også asynchront, deraf navnet Asynchronius Sample Rate Converter (ASRC)
Den enkleste måde, at foretage denne up-sampling på er grundlæggende, at konvertere det indkomne signal til et analogt signal for derefter at konvertere det tilbage til det digitale domæne igen ved en ny og højere samplingfrekvens og med en større bitdybde. Det vil vi bare helst ikke, fordi den jitter der altid vil være til stede i et digitalt signal også vil være at finde i det analoge signal, der vil være til rådighed. Så den idé må vi hellere glemme.
Shannon og Nyquist´s teorem om sampling fastslår, at man kan rekonstruere et samplet signal, såfremt man sampler ved en frekvens der er min. 2 gange højere end den ønskede båndbredde man vil sample. Det faktum er meget grundlæggende i up-sampling, det betyder nemlig, at det indkomne 16/44 signal rent faktisk indeholder alle de informationer der er brug for til at skabe et nyt signal med en højere samplingfrekvens og med større bitdybde. Dette uigendrivelige faktum, er faktisk det der retfærdiggør hele besværet ved up-sampling, for foruden det, så ville up-sampling sandsynligvis skabe nogenlunde lige så mange problemer som det løser.
Det skal lige tilføjes, at for at Nyquist & Shannon har ret, kræves der 100 % bortfiltrering af alt, der måtte findes over ½ samplefrekvens. Oversampling under indspilningen har gjort det næsten muligt, at foretage en sådan filtrering.
Vi ved nu, at de data der er brug for er til stede i det indkommende signal, og at tidsbasen for det indkomne og det up-samplede signal ikke er lige multipla af hverandre og derfor helt uafhængige af hinanden. Det sidste betyder samtidig, at eftersom det indkomne signal kommer i faste takter på 44.100/sek, så kan det up-samplede signal bestå af samples som relaterer til ethvert tidspunkt på eller imellem det indkomne signals samples. Av det lyder vist ikke helt nemt, altså det up-samplede signal kan komme til at indeholde samples der enten relaterer til det samme øjeblik som den indkomne sample, eller til alle andre øjeblikke.
Det udløser et behov for ikke mindre end 2^20-1 nye samples imellem hver af de nye 192.000 samples, det svarer til 1.048.576-1 samples 192.000 gange pr. sekund, hvilket modsvarer 201.326.592.000 (201GHz) samples pr. sekund (det er mange). De er alle sammen mulige samples til det up-samplede signal, og principielt er de så også alle sammen nødt til at være til stede, hvis de evt. skal bruges.
Det er dog næppe muligt at beregne alle disse samples, og i den virkelige verden skal vi jo kun bruge 96.000 eller 192.000 af dem, alt efter hvilken sampling frekvens vi vælger at up-sample til.
Med andre ord: Her er der vist brug for en snedig løsning.
Hvordan undgås det, at der skal beregnes så mange nye samples, hvoraf kun 96/192.000 eller 0,00001% skal bruges og resten kyles ud?
Svaret på den slags gåder hedder som næsten altid matematik og modkobling.
De eksakte processer er selvfølgelig langt mere komplicerede end her beskrevet, men dette er et forsøg på, at give et overvejende konceptuelt billede af hvad up-sampling er for noget væsen, mere end det er eksakt videnskab, som der skal komme produkter ud af.
Man bruger ganske enkelt forholdet mellem det indkomne signals samplingfrekvens (FSin) og det up-samplede signals samplingfrekvens (FSout) til at begrænse mængden af nødvendige nye samples, men samtidig alligevel bibeholde opløsning, som om man havde udført beregningerne af alle de mulige samples.
Med andre ord snyder man lidt, men uden at det kan opdages.
For yderligere at begrænse behovet for beregninger, så filtrerer man det indkomne signal, således at der ikke forekommer images i det signal der senere skal up-samples. Det ville både være spild af ressourcer og det ville også gøre uoprettelig skade på signalet efter up-samplingen er foretaget. Man skal huske på, at enhver sampling skaber images, altså forekommer der images i det indkomne signal, at resample disse, samtidig med at den nye sampling også skaber images, ville være lidt tosset. Derfor filtrerer man først.
Det at forholdet mellem FSin og FSout afgør hvilke samples der skal beregnes, kan man med lidt god vilje godt kalde en slags modkobling i det digitale domæne. Resultatet er, at behovet for nye samples begrænses betydeligt.
I øjeblikket er der ganske få producenter af ASRC chips i verden, de mest kendte er Crystal, Analog Devices og Texas Instruments, og af dem er TI of AD langt de mest udbredte, og for kuriositetens skyld, så er TI og AD benkompatible.
Når det gælder TI og AD (jeg ved ikke hvad andre gør), så har man også valgt at anvende en FIFO (First In First Out) RAM. Den har en dybde på 512 ord pr. kanal, hvilket ikke relaterer til sangtekster, men til 512/44.100 sek.
FIFO RAMén bruges til det formål, at fjerne jitter fra den indkommende datastrøm, hvilket er meget nødvendigt, når der skal up-samples. Hvis AD1896 eller TI4192 sidder i en separat DAC, så sidder der typisk en reciever chip før (upstream) ASRCén. Den recieverchip har til opgave at modtage data fra en transport eller en anden digital kilde i én seriel strøm indeholdende både data, subcodes, clock m.m i én lang pærevælling, og derefter at videresende disse data i flere forskellige strømme, hvoraf kan nævnes data, den tilhørende clock, subcodes og andre funktioner. Det tidsmæssige forhold mellem clock og data er særdeles vigtigt, både når man konverterer og up-sampler, de fleste receiverchips kan klare en nøjagtighed på mellem 50-150 pico sek.
Desværre er det langt fra præcist nok, når man up-sampler, bl.a. derfor introduceres FIFOén.
Up-sampling til op i nærheden af 200KHz kræver nemlig en præcision på intervaller mindre end 5 pico sek., så det giver sig selv, at der skal gøres noget. Bufferen er løsningen på det meste af det problem, modkoblingen og den interne præcision i chippen klarer resten.
Og her er vi inde på én af sidegevinsterne ved up-sampling, nemlig jitterreduktion. I teorien eliminerer up-sampling jitter fuldstændigt, i praksis undertrykkes jitter særdeles kraftigt. Og det er vi jo alle sammen ret glade for.
Teoretisk burde jitter forekomsten i det udgående signal være ca. 5 pico sek. + evt. clockjitter, som undertiden findes endnu lavere end 5 pico sek.
Det er meget små værdier for jitter, og typisk er det da heller ikke muligt, at bibeholde den slags tolerancer, når der skal konverteres efterfølgende, men stadigvæk er det en kæmpe reduktion af digital forvrængning i tidsdomænet, som efterfølgende ville få konsekvenser i frekvensdomænet.
Vi har nu set på, hvad der er nødvendigt for at up-sample et typisk 16/44 signal til noget der kunne være 24/96 - eller 192 signal.
Før det signal kan bruges i en DAC chip, skal der foretages yderligere et par behandlinger, nemlig skal der filtreres for images der skyldes den nye sampling, og derudover skal de overflødige samples, som blev beregnet smides ud. Det sidste kaldes decimering og består i at vælge den sample, som skal repræsentere det til 96 eller 192 KHz up-samplede signal med en præcision på mindre end 5 pico sek.
Filtreringen sker naturligvis som anden digital filtrering, men pga. hastighed og bitdybde og kravet om de 2^20 nye samples imellem de ønskede 192.000, så kræves der uhyggelige mængder af koefficienter, nemlig 2^26 af slagsen. Det overkommes med matematik og interpolation, som jeg ikke her vil gå nærmere ind på.
Det er så langhåret at selv frisøren gisper.
Efter sådan en lang omvej i forhold til bare en direkte konvertering, vil mange nok sige ”Der må være noget undervejs der går galt”.
Heldigvis så er producenterne af ADC chips, DAC chips og up-sampler chips faktisk ofte de samme. Det betyder at man kan checke resultatet hele vejen gennem processen, og det gør man selvfølgelig.
Efter up-sampleren skal signalet jo naturligvis konverteres til et analogt signal. Udgangspunktet for DAC chippen er nu i stedet for 16 bit 44.100 gange pr. sek., nu i stedet 24 bit 96.000 eller 192.000 gange pr. sekund. Det øger naturligvis DAC chippens opløsning og gør derved det analoge signal mere smooth og fri for støj. I de fleste tilfælde ophører DAC/filterchippen med selv at oversample og interpolere, idet den nu får et signal med en samplingfrekvens på grænsen af hvad selve DACén internt kan klare, derfor ingen oversampling/interpolering.
Man kan derfor sige om up-sampling:
1. Up-sampling reducerer jitter ned til den jitter som selve up-sampleren har internt + den jitter der kommer fra den clock der styrer den frekvens up-sampleren up-sampler til, hvilket typisk er ganske få picosekunder.
2. Up-sampling sker til en sampling frekvens der IKKE er et produkt af den oprindelige samplingfrekvens og et lige tal (2, 4, 8, 16, 32 osv.).
3. Netop pga. 2, kan up-sampling karakteriseres som en ANALOG proces - surprice .
Netop det faktum at tidsbasen mellem FSin og FSout er forskellig og helt uafhængig af hverandre, bevirker at processen svarer til, at foretage en fejlfri konvertering fra digital til analog, og så konvertere til digital igen med en højere samplerate og en større bitdybde jvf. Shannon & Nyquist.
4. Ved up-sampling anvender man ikke de oprindelige data.
5. Og vi tager den lige en ekstra gang, up-sampling er en analog proces på trods af alle regnestykkerne og på trods af at der IKKE konverteres til analog på noget tidspunkt i processen.
6. Den jitter man ikke kan fjerne er den, som analog til digitalkonverteringen bevirkede oprindeligt. Den består hovedsageligt i, at der ikke er præcist 1sek/samplefrekvensen imellem hver sample. Den type jitter kan man kun bekæmpe hvor den opstår. Og da gælder reglen, at jo højere samplefrekvens, jo mere følsom bliver man overfor jitter.
7. Up-sampling kan ske til en hvilken som helst frekvens der er højere end den oprindelige samplefrekvens, og der vil stort set aldrig blive up-samplet til præcist 96/192KHz, eftersom den frekvens der up-samples til, afhænger af hvor præcist krystallet i oscillatoren er. Og det kan afhænge både af temperatur, spænding og meget andet.
Hvad kan jeg så bruge alt det til?
Og det er jo et supergodt spørgsmål, for det er jo ikke det eneste der afgør om en DAC eller CD spille lyder naturligt eller ej. Strømforsyning, analog forstærkerdel, komponentkvalitet og mange andre ting har stor indflydelse på den færdige helhed. Alligevel mener jeg, at det er relevant at bringe up-sampling ind i audiophilens scope, simpelthen fordi up-sampling på et meget tidligt tidspunkt kan eliminere eller i det mindste minimere nogle ellers uundgåelige kilder til uoprettelige fejl.
Hvad der så faktisk virker ved up-sampling , kan være lidt svært at pege på. Jeg har f.eks. været vidne til, at up-sampling helt klart var en fordel, selvom der kun blev up-samplet til 24 bit 48KHz. Så noget tyder på, at det enten er bitdybden eller også jitter reduktionen der er upsiden ved up-sampling.
Senere har jeg været med til at øge den frekvens som der up-sampledes til, uden at det havde nogen voldsom effekt. Så noget tyder på, at det enten er bitdybden eller jitter reduktionen der er de mest betydende faktorer i up-sampling, og det hænger faktisk bedst sammen med teorien, når det nu skal være.

[Mataugust]

Spændende læsning, selvom jeg ikke forstår alt
Som jeg forstår det, så er opsampling den digitale verdens svar på jitter, som dolby var båndoptagernes svar på båndsus.....
Tror jeg har læst i andre tråde, baseret på lytteindtryk, at bitdybden er vigtigere end sample frekvensen, og det er vel det samme som din konklusion.

[SNI]

Spændende læsning, selvom jeg ikke forstår alt
Som jeg forstår det, så er opsampling den digitale verdens svar på jitter, som dolby var båndoptagernes svar på båndsus.....
Tror jeg har læst i andre tråde, baseret på lytteindtryk, at bitdybden er vigtigere end sample frekvensen, og det er vel det samme som din konklusion.

Du er pænt skarp Matagaust
Men senere er asynkron USB overførsel tilfældigvis blevet det nye sort, men i virkeligheden gør det bare det samme, blot uden resampling.
Der er således tale om reclocking af signalet og ikke andet.

Begge dele reducerer jitter: asynkron USB overførsel reducerer jitter med udgangspunkt i det digitale domæne, upsampling reducerer jitter med udgangspunkt i det analoge domæne.

Jeg håber det er til at fatte

[LarsHP]

SNI 30. nov 2014, 16:38: (udvalgte citater fra det MEGET lange indlæg)

"Ud over at flytte støjen op i frekvens, har filteret den virkning, at kurveformen på det resulterende analoge audiosignal bliver væsentlig mere glat og jævn og derved mindre støjfyldt. Den slags er jo sød musik i en audiophils ører, men der er selvfølgelig ingen medaljer der ikke har en bagside. Downsiden er selvfølgelig, at et signal med en højere sampling frekvens også altid vil være mere følsomt overfor jitter, der kræves altså en tilsvarende højere præcision i timingen af det digitale signal, når samplehastigheden øges. Hvis det krav ikke tilgodeses, vil der typisk opstå fejl i datastrømmen og dermed også uønsket støj og forvrængning i det analoge signal."

"Efter up-sampleren skal signalet jo naturligvis konverteres til et analogt signal. Udgangspunktet for DAC chippen er nu i stedet for 16 bit 44.100 gange pr. sek., nu i stedet 24 bit 96.000 eller 192.000 gange pr. sekund. Det øger naturligvis DAC chippens opløsning og gør derved det analoge signal mere smooth og fri for støj."

"Jeg har f.eks. været vidne til, at up-sampling helt klart var en fordel, selvom der kun blev up-samplet til 24 bit 48KHz. Så noget tyder på, at det enten er bitdybden eller også jitter reduktionen der er upsiden ved up-sampling. Senere har jeg været med til at øge den frekvens som der up-sampledes til, uden at det havde nogen voldsom effekt. Så noget tyder på, at det enten er bitdybden eller jitter reduktionen der er de mest betydende faktorer i up-sampling, og det hænger faktisk bedst sammen med teorien, når det nu skal være."

TUSIND tak SNI!

Dette var virkelig som regn i en ørken! Både mht. teorien du forklarer, så selv jeg forstår det meste (men ikke alt) og for dine kommentarer omkring, hvad det betyder for lyden i den anden ende. Taknemligheden er også, men ikke alene, fordi jeg selv har gjort mig tilsvarende lytteerfaringer:
Forskel i bit-dybde og jitter kan høres! Førstnævnte endda allerede mellem 16 og 20 bit (HDCD) mens sidstnævnte mellem 50pS og 2pS.

Din beskrivelse peger også på, at en højere (sample out) samplingfrekvens medfører glattere analoge kurver, hvilket jo i teorien burde kunne høres. Dette har jeg hele tiden tænkt var tilfældet, men er blevet "slået i hovedet" af ingeniører og lignende med Nykvist's teori, og at enhver frekvens i det hørbare område vil være perfekt gengivet af CD formatets samplingfrekvens. Det rimede ikke helt i min logik, men jeg havde ikke noget faglig teori at bakke det op med.

Mine ører fortæller mig, at højopløste lydfiler (der er OPTAGET som sådan) faktisk lyder renere og klarere, og nu har du forklaret HVORFOR ud fra en ganske solid teoretisk gennemgang.
Mange tak - igen!

[davidsh]

^Jeg vil ikke mene, (umiddelbart) at det SNI skriver er et argument for at højopløste filer er bedre.

Så er sprøgsmålet også om forskellen mellem 16 og 24 bit eller 2 og 50 pS jitter rent faktisk kan høres - det tvivler jeg på lige umiddelbart.

[SNI]

@LarsHP

Pas nu på ikke at hoppe højere end loftet tillader
Det jeg skriver omkring øget bitdybde er, at støjen sænkes, og kurveformen får et mere smooth forløb.
Et mere smooth forløb er det samme som, at sænke støjen. De 2 ting er altså det samme, og kommer alene ind i billedet pga. større bitdybde.
Nyquist teoremet omhandler kun samplingfrekvens, og her må jeg erklære mig enig med ingeniørerne. 2 * den højeste frekvens der indgår i det signal der skal samples, er tilstrækkeligt til at genskabe en troværdig kopi af originalsignalet.

Jeg har prøvet at rode med både 192KHz og 96Khz m.m., men jeg kan ikke tilslutte mig, at højere Fs gør noget godt.
IMHO er 24/96 fuldt tilstrækkeligt, og gør analog filtrering nemt og simpelt.

@davidsh

Jeg har ved flere lejligheder lavet forsøget med, at bruge en native 24/96 fil, som jeg så har rekvantiseret til 16/44.1 vha. dB poweramp converter. Jeg kan ud fra de erfaringer sige, at der IMHO er forskel på lyden fra de 2 formater.
Det er ikke den vilde forskel, som mange kender fra f.eks. en CD udgivelse, som så efterfølgende er købt som HiRez download. I sidstnævnte tilfælde, er det næsten altid masteringen der er helt forskellig, og ikke performance af formatet som sådan.
Jeg har mange af den slags, og her vinder HiRez meget nemt, men de er altså ikke ens.

At der også burde være forskel på lyden fra 16/4.1 og 24/96 fremgår ofte også af datasheet på DAC kredsene, de har det ganske enkelt nemmere med HiRez, hvilket er helt forståeligt. Normalt ville vi dog antage, at forbedringerne skulle ligge uden for det hørbare område.
Alligevel er det ofte således, at strømtræk, støjniveau og frekvenssammensætningen af støjen kan påvirke andre komponenters performance.
Min opfattelse er derfor, at man skal passe på med ikke, at stirre sig alt for blind på den parameter, som man roder med.
Der kan sagtens opstå side effekter, som også bør tages i betragtning.
Mht. jitter i de størrelsesordener du nævner, så bliver jeg dig svar skyldig, måske kan det høres, måske kan det ikke høres.
Min erfaring er, at den jitterreduktion der sker ved upsampling i f.eks. AD1896, er mere end velkommen. Teoretisk har AD1896 ikke nogen indbygget jitter, så den nedre grænse for jitter out fra upsampleren er i teorien den jitter, som stammer fra clockoscillatoren, som vi jo kan lave meget præcis nu om dage.

[SNI]

Dobbelt indlæg

[LarsHP]

Når jeg snakker om at høre forskel på CD formatet og højopløste lydfiler, så er vi vel enige SNI. Jeg interesser mig ikke for det, der ligger over 96kHz i samplingfrekvens og har derfor ikke en eneste lydfil over det. Noget andet er, at jeg læste din beskrivelse af upsampling (dem jeg citerede) som, at en øget samplingfrekvens også giver en jævnere/glattere kurve, men det er ikke tilfældet?

Jeg har selv tidligere i dette forum skrevet, at jeg hellere vil have en 24 bit / 48kHz fil end en 96kHz fil i 16 bit. Det konkluderede jeg ud fra eksperimenteren med at tage en 96kHz / 24 bit fil og skalere ned enten i bitdybde eller i samplingfrekvens, og da løb 24 bit filen bedre end 96kHz filen (i 16 bit).

Mht. jitter, så har jeg to Squeezebox Touch: en med kraftigt modificeret digital del (nye clocks og meget andet) og en som fra fabrikken. Med andre ord to éns transporter, men hvor den ene angiveligt skal have ca. 50pS og den anden 2pS jitter. Forskellen er naturligvis ikke som nat og dag, men den er der. Læs mit indlæg i Squeezebox Touch tråden her på siderne.

Uanset er det fint at få bekræftet, at bitdybde og jitter faktisk betyder noget, når nu jeg hører det.

[LarsHP]

@ SNI
Du skrev i din lange post:

"Oversampling fandt i bund og grund sin vej ind i digital audio af de nævnte årsager, men herved stoppede udviklingen ikke, for hvorfor ikke udnytte de ekstra samples til at udjævne kurveformen på det analoge signal? Altså i stedet for at putte indholdsløse samples ind imellem de oprindelige samples, så kunne man måske beregne nogle nye samples med værdier imellem de oprindelige, så man kunne beskrive det analoge signal mere præcist og mere glat end hidtil. Det er her digital filtrering for alvor træder ind på scenen, ”8 times oversampling digital interpolation filter” stod der ofte på fronten af en moderne CD spiller i begyndelsen af halvfemserne. Med det går man ind i en ny æra, hvor der beregnes nye data, som i princippet ikke eksisterer i programmaterialet. Fidusen ved det er, at man med de begrænsninger der altid eksisterer i den slags forhold, får det færdigt filtrerede signal til at optræde som det oprindelige 16/44 signal samplet med en højere samplefrekvens. Ud over at flytte støjen op i frekvens, har filteret den virkning, at kurveformen på det resulterende analoge audiosignal bliver væsentlig mere glat og jævn og derved mindre støjfyldt."

Det læser jeg som, at højere samplingfrekvens giver jævnere/glattere analog kurve...
Hvad er det, jeg ikke forstår i min første (glade) kommentar?

[Claus-DK]

Man får altså buler i hovedet når man hopper så højt..

Ud over det så har jeg kun en kommentar TAK.

Jeg har aldrig gået synderligt højt op i teorien om hvordan tingene fungerer, jeg bruger dem bare og nyder den forskel jeg oplever med forskelligt udstyr og filer, men det skader jo aldrig nogen at bliver lidt klogere på tingene..

[SNI]

@LarsHP

Jamen Lars du har såmænd fuldstændig rigtigt fat i begreberne, ligesom jeg står 100% ved det skrevne.
Det jeg forsøger at forklare er, at øget bitdybde = lavere støj => Lavere støj = smooth kurveform.
Så det med den mere glatte kurveform er præcist det samme som mindre støj.
Mindre støj får man med øget bitdybde eller vha. noise shaping.
Kigger vi på oversampling, så øges bitdybden med 1 bit, hver gang vi fordobler Fs.
8*oversampling giver så en bitdybde på 20 bit, derved er støjen sænket, således at det teoretiske dynamikområde er øget til 120 dB, hvor alm. 16 bit teoretisk ligger på 96 dB.

Om dette så er hørbart, ved jeg ikke med sikkerhed, idet der er flere forhold, som kan blande sig, når der tales asynkron up-sampling.
Det at jitter reduceres så voldsomt, kan jo udmærket være lige præcist DEN parameter, der slår igennem med bedre lyd.

Kigger man f.eks. på USB overførsel fra PC til først et USB/S/PDIF interface, og så videre til en DAC, så er USB udgangspunktet den dårligst mulige overførselsmetode til audio overhovedet. Den er meget jitterbefængt, og i de fleste tilfælde også meget støjende.
Hvis man så ændrer overførslen til en asynkron type, som reclocker signalet inden det sendes videre, så øges audio kvaliteten tydeligt.
Sørger man så yderligere for isolation, gode strømforsyninger, fornuftigt kredsløbsdesign og den bedste software på PCén, så hjælper det også.
Men det at det hjælper, at gøre overførslen asynkron, tyder på at jitter har høje værdier, og at det hjælper at minimere dem.
Up-sampleren i din DAC sidder så på lige præcist det sted i den digitale kæde, hvor den kan gøre mest gavn, nemlig lige på fødderne af DAC kredsen.
Samtidig times DAC og up-sampler af samme clock, hvilket giver en meget effektiv dæmpning af jitter.

Anyways efter en lang snak så mener jeg, at man ikke lige netop og helt præcist kan pege på en enkelt parameter, som den "skyldige" i evt. forbedret lydkvalitet.
Som jeg ser det, må jitterdæmpning være den største enkeltfaktor.
Mange vil så spørge om, hvordan det kan lade sig gøre, når de har udskiftet clocks i deres apparater med nye, som garanterer jitter på mindre end f.eks. 1 psek.
Mit bud på det er, at ganske vist kan man lave en så præcis clock, men at få den overført til de steder den skal bruges med så lav jitter, kan man glemme alt om, og det er også forklaringen på, at selv med ultra præcise clocks, så hjælper up-sampling alligevel tydeligt.

Hvis du kan se nedenstående link, så er det en jittermåling på Benchmark DAC2 HGC, og valget af den har intet med audio kvalitet at gøre, den tjener kun til eksempel.
Men denne jittermåling er lavet på DAC2, som internt anvender ESS9018 Sabre DAC timet af en Oscillator til under 10 kr.
At forsøge at forbedre jitterperformance på den, vil være hul i hovedet, idet det aldrig er set bedre. Du vil højest sandsynligt kun opnå, at forværre performance på den.
Nu fik jeg vist sagt, hvad jeg mener om clock modifikationer , jeg håber I kan tage det

Se figur 9 her: http://www.stereophile.com/content/benchmark-dac2-hgc-da-processorheadphone-amplifier-measurements

Hvis nedenstående link virker, så er det et billede af en 44KHz impuls på DAC2. havde impulsen ligget på en lavere frekvens, f.eks. 20KHz så forsvinder ringningen.
Det impulsen viser er, at filtret er faselineært, og at afrulningen ikke er voldsom, hvilket skyldes, at ESS arbejder usædvanligt hurtigt internt, noget med 32 bit 768 KHz.
Faktisk har jeg datasheet på den, men der er vandmærke på med navn, og det koster 100.000 $ at lække væsentlige data på den, så vi gætter bare i dag

Se figur 1 her: http://www.stereophile.com/content/benchmark-dac2-hgc-da-processorheadphone-amplifier-measurements

[SNI]

Jeg tror jeg har glemt at fortælle, at når øget bitdybde = mindre støj, og dermed også er det samme som en mere smooth kurveform, så skal det forstås således, at øget bitdybde gavner de svage niveauer og kun dem.

Altså øget bitdybde = højere fidelity ved svage niveauer.
I realiteten er det ved meget svage niveauer, men jeg mener det er værd at bukke sig efter.
Oplevelsen af den lavere støj er ofte forbundet med øget dybde i lydbilledet, ligesom nuancering også påvirkes tydeligt.

Bare for at være præcis.

[Anda]

SNI, har du forstand på filtrene i WM8741 og eventuelt hvilke der er at foretrække?
Jeg spørger fordi jeg har en Audio-Gd med 9 forskellige filtre. Du kan se dem på nedenstående link:
http://www.audio-gd.com/Pro/dac/NFB17/NFB17EN_Use.htm

Jeg har kørt med det samme filter i stort al den tid jeg har haft DAC'en, men det kunne være sjovt med forslag fra en, der har en bedre teknisk baggrund

[SNI]

@Anda

Jeg tror ikke du skal forvente den helt vilde forskel imellem filtrene.
Frekvenskurverne er heller ikke det store at vælge ud fra, men sammenhængen mellem faseliniaritet, impuls symmetri og frekvensgang er nu en gang helt reel.
Så hvis der skulle foretages et valg ud fra data alene og ellers i blinde, så ville jeg tage udgangspunkt i flg.:

OS8
Filter 2 til CD 16/44,1 eller 16/48

OS4
Filter 3 Til 24/96

OS 2
Filter 3 til 24/192

Altså sharp roll of til det hele, idet det gør den analoge filtrering nemmere, mere simpel og mere faseliniær.
Jeg vil til enhver tid foretrække digital filtrering fremfor analog ditto, idet digital filtrering ikke påvirker nyttesignalet, hvorimod analog filtrering ikke kan undgå lige netop dette.
Mange SigmaDelta DAC chips, anvender dog switched capacitor filtrering på den analoge side, hvilket gør analog filtrering en tand mere fleksibel.Det betyder bl.a., at filterkarakteristikken i det analoge filter, kan varieres alt efter hvordan der filtreres digitalt.
Det skal forstås på den måde, at hvis du vælger en brickwall digital filtrering, så kan den analoge filtrering gøres mindre aggressiv.
Omvendt er den analoge filtrering nødt til, at være mere aggressiv, såfremt den digitale er blødere.
Men som jeg er begyndt med at skrive, så forvent ikke det helt vilde.

[LarsHP]

@ trådstarter: undskyld for alt dette off-topic snak, men jeg håber det er interessant for andre end mig.

@ SNI:
Igen mange tak for dine indspil!
Fik skimmet svaret for et par dage siden, men havde ikke tid til at læse ordentligt, forstå og "svare" før nu. "Svare" i form af endnu et spørgsmål!

Nu må jeg først indrømme, at mit kendskab til digital lydteknik er begrænset og måske endda helt på vildspor, så her kommer et spørgsmål, der sikkert er præget af min uvidenhed. Jeg har egentlig (hidtil) forstået digital lyd som en gengivelse af lydkurven på følgende måde:

1)
For hver gang man tager et sample, så har man en talværdi, der måles indenfor den givne bit-dybde. (Den er vist god nok?)

2)
Hvis 1) er rigtigt (hvilket jeg føler mig nogenlunde tryg på), kan man så betragte sampling frekvens hhv. sampling værdi som de to akser i et koordinatsystem, sådan som vi kender det fra skolen? I dette tilfælde:
X: vandret akse = tid, hvor opløsningen her er samplingfrekvensen
Y: lodret akse = målt værdi, hvor opløsningen her er bit-dybden
Altså - er ovenstående billede retvisende, eller er jeg på gale veje?

3)
Hvis 2) er et retvisende billede på, hvad der sker, så tænker jeg således:
Når man ser disse to akser foran sig, så kan man tegne lydkurven (digitalt) med en masse punkter, der svarer til hhv. X- og Y-aksens værdier. Med andre ord har vi to akser, der både hver især og sammen bestemmer hvor glat/jævn kurven bliver: Hyppigheden af samples og nøjagtigheden af hver sampleværdi. (I den virkelige verden har vi så i tillæg jitter, men det lader jeg ligge nu.)

Jeg håber, at du nu kan fortælle mig, om 2) og 3) er rigtige betragtninger - hvis de ikke er rigtige falder mit lydbillede sammen

Spørgsmålene kommer naturligvis af, at du skriver, at oversampling / upsampling øger bit-dybden, og det betyder (som jeg læser det), at øges opløsningen på X-aksen, så øges dermed opløsningen på Y-aksen, hvis man bruger mit billede ovenfor - og det hænger jo ikke helt sammen. Med andre ord er jeg rundtosset

På den anden side, så kan man også forstå billedet således, at øges opløsningen på bare én af akserne, så bliver lydkurven glattere/jævnere, og dermed sænkes støjen.

---
Du skriver forøvrigt: "Oplevelsen af den lavere støj er ofte forbundet med øget dybde i lydbilledet, ligesom nuancering også påvirkes tydeligt."

Det passer helt klart med mine erfaringer med højopløste lydfiler. Det, som ofte kaldes "sortere baggrund", tror jeg er netop det, vi her snakker om. I denne sammenhæng er min teori, at jo mere dynamik, der er i musikken/indspillingen, jo mere stille er der mellem toppene, og jo mere vil man kunne høre forskel på en 16-bit og en 24-bit fil. Er det en rigtig betragtning?

Noget andet er, at jeg ofte har det indtryk, at musik med kraftigt komprimeret dynamik ikke lyder så højopløst, som musik/indspillinger med dynamikken indtakt, men det er en helt anden historie ...

[SNI]

@ trådstarter: undskyld for alt dette off-topic snak, men jeg håber det er interessant for andre end mig.

@ SNI:
Igen mange tak for dine indspil!
Fik skimmet svaret for et par dage siden, men havde ikke tid til at læse ordentligt, forstå og "svare" før nu. "Svare" i form af endnu et spørgsmål!

Nu må jeg først indrømme, at mit kendskab til digital lydteknik er begrænset og måske endda helt på vildspor, så her kommer et spørgsmål, der sikkert er præget af min uvidenhed. Jeg har egentlig (hidtil) forstået digital lyd som en gengivelse af lydkurven på følgende måde:

1)
For hver gang man tager et sample, så har man en talværdi, der måles indenfor den givne bit-dybde. (Den er vist god nok?)

2)
Hvis 1) er rigtigt (hvilket jeg føler mig nogenlunde tryg på), kan man så betragte sampling frekvens hhv. sampling værdi som de to akser i et koordinatsystem, sådan som vi kender det fra skolen? I dette tilfælde:
X: vandret akse = tid, hvor opløsningen her er samplingfrekvensen
Y: lodret akse = målt værdi, hvor opløsningen her er bit-dybden
Altså - er ovenstående billede retvisende, eller er jeg på gale veje?

3)
Hvis 2) er et retvisende billede på, hvad der sker, så tænker jeg således:
Når man ser disse to akser foran sig, så kan man tegne lydkurven (digitalt) med en masse punkter, der svarer til hhv. X- og Y-aksens værdier. Med andre ord har vi to akser, der både hver især og sammen bestemmer hvor glat/jævn kurven bliver: Hyppigheden af samples og nøjagtigheden af hver sampleværdi. (I den virkelige verden har vi så i tillæg jitter, men det lader jeg ligge nu.)

Jeg håber, at du nu kan fortælle mig, om 2) og 3) er rigtige betragtninger - hvis de ikke er rigtige falder mit lydbillede sammen

Spørgsmålene kommer naturligvis af, at du skriver, at oversampling / upsampling øger bit-dybden, og det betyder (som jeg læser det), at øges opløsningen på X-aksen, så øges dermed opløsningen på Y-aksen, hvis man bruger mit billede ovenfor - og det hænger jo ikke helt sammen. Med andre ord er jeg rundtosset

På den anden side, så kan man også forstå billedet således, at øges opløsningen på bare én af akserne, så bliver lydkurven glattere/jævnere, og dermed sænkes støjen.

---
Du skriver forøvrigt: "Oplevelsen af den lavere støj er ofte forbundet med øget dybde i lydbilledet, ligesom nuancering også påvirkes tydeligt."

Det passer helt klart med mine erfaringer med højopløste lydfiler. Det, som ofte kaldes "sortere baggrund", tror jeg er netop det, vi her snakker om. I denne sammenhæng er min teori, at jo mere dynamik, der er i musikken/indspillingen, jo mere stille er der mellem toppene, og jo mere vil man kunne høre forskel på en 16-bit og en 24-bit fil. Er det en rigtig betragtning?

Noget andet er, at jeg ofte har det indtryk, at musik med kraftigt komprimeret dynamik ikke lyder så højopløst, som musik/indspillinger med dynamikken indtakt, men det er en helt anden historie ...

Jeg prøver at tage det i samme orden, som du stiller spørgsmålene, og lad os så se, hvor godt det lykkes at opretholde en vrøvlefri zone

1
Jo den er god nok

2
Bob bob
Sampling frekvensen har ikke noget med opløsning at gøre, men derimod med frekvensområde jvf Nyquist/Shannon teoremet, som siger, at et båndbreddebegrænset signal kan genskabes, såfremt Fs = 2* den højeste frekvens der ønskes samplet.
Øget Fs øger som udgangspunkt ikke opløsningen, fordi Nyquist siger, at signalet allerede er troværdigt ved Fmax = ½ Nyquist.
Og bland nu ikke dette sammen med interpolerende oversampling filtre.
Men ellers er X aksen tiden, som du skriver.
Y aksen er amplituden, som beskrives diskret vha. bits, jo flere bits jo mere nøjagtigt, og dermed med lavere støj.

3
Det er korrekte betragtninger.
X aksen er tiden, Y aksen er amplituden.
Efter sampling er der en sampleværdi for hvert sample tidspunkt. Dvs. den digitale kurveform består af bestemte tidspunkter med tilhørende amplitude værdier. det kalder man diskret tid. Imellem samples er der intet.
Et analogt signal er et "Continous signal", hvor der til ethverttidspunkt findes en amplitude.

Til det sidste er jeg nødt til at korrigere.
Oversampling øger IKKE opløsningen, det flytter blot støjen op i frekvens.
Oversampling OG interpolation øger opløsningen eller sænker støjen om du vil.
Når du øger bitdybden, er det eneste der sker, at støjen dæmpes.
Signalet kan beskrives perfekt ned til støjgrænsen, hvorefter det slet ikke er perfekt mere.
Så et 1 bit signal har en støjgrænse på -6dBFs, et 24 bit signal har en støjgrænse på -144 dBFs, 32 bit klarer -192dBFs.
Fs angiver så frekvensområdet jvf. Nyquist.

Måske det er værd lige kort, at kigge på bit hierakiet.
Man begynder altid øverst med MSB = Most signifikant bit, og slutter nederst med least signifikant bit.
Kigger vi på f.eks. et 4 bit system, hvor maks output er 1V, så vil værdierne for bitsene se således ud:

Bit nr 1 = 0,500V
Bit nr 2 = 0,250V
Bit nr 3 = 0,125V
Bit nr 4 = 0,063V

Hvis alle bits er 1 (ON) = 1V
Hvis bit nr. 1 er 1 og alle andre 0 = 0,5V
Hvis bit nr 1 er 0 og alle andre er 1 = 0,5V

Hver bit har altid den halve værdi af den værdi, som forekommer lige ovenover i hierakiet, og MSB har altid værdien af halv Fs (Full Scale)

Tænk selv flere eksempler.

Som du kan se, kan vi ikke beskrive svagere niveauer end 0,063V med et 4 bit system, hvis du øger bitdybden, kan du beskrive svagere niveauer, prøv f.eks. med 8 eller hvad du nu gider. Jo flere bits du har til rådighed, jo mere præcist kan du beskrive den værdi, som hører til et bestemt tidspunkt (sample).
Det er det samme som mindre støj.

Vores 4 bit system kan beskrive fra 0,063V til 1V i 2^4 = 16 trin.
Øger vi bitdybden til 8, så kan vi beskrive fra 0,0039V til 1V i 2^8 = 256 trin

[LarsHP]

Takker igen for svar - og må på forhånd beklage, hvis du synes jeg trækker sagen unødigt i langdrag ... men forstår man ikke, så forstår man ikke

For først at tage det helt nede på et niveau, hvor jeg kan forstå tingene: Hvis jeg skal tegne en kurve i et koordinatsystem ved hjælp af en række talværdier (defineret med tal på hhv. X-aksen = tid og Y-aksen = amplitude), så vil kurven blive meget kantet med meget få punkter, mens hvis der er millioner af punkter, der definerer samme kurve, så vil kurven blive meget jævn og glat. Så langt tror jeg vi er enige.

Som du skriver er det digitale system ikke kontinuert, og derfor er der ingen information mellem samples. Vi kan også blive enige om, at man må have mindst to gange max frekvens, for at systemet kan beskrive den højeste frekvens - men så kommer punktet, hvor jeg begynder at stusse:

Hvordan kan man beskrive en kompleks kurve helt perfekt, når den er sammensat af en masse forskellinge frekvenser, som i tillæg ændrer amplitude lynhurtigt, når vi kun har godt to samples pr. svingning for de højeste frekvensers vedkommende? Det er det, jeg ikke forstår, når jeg tager udgangspunkt i modellen med en kurve i et kooridinatsystem.

Hvis kurven eksempelvis var en sinustone på knap 15kHz, så ville vi med 44,1kHz samplingfrekvens have tre punkter til at beskrive hele bølgen. Det giver ikke mening, som jeg forstår det her, for da kan lydbølgen umuligt blive en glat og jævn kurve. Det vil (relativt set) være gigantiske trappetrin og dermed alt andet end en perfekt gengivelse af kurven. Vi kan registrere frekvensen, ja, men gengive kurven perfekt? Ikke i nærheden, siger min logik mig.

Mit spørgsmål et derfor: Hvordan kan det være nok at have kun to-tre punkter til at beskrive en hel lydbølge perfekt?