Nyquist–Shannon sampling theorem!!

[alterego]

Σύμφωνα με το θεώρημα των παραπάνω κυρίων αρκεί μία ψηφιοποίηση στα 96khz να ακουμπήσει τον αναλαγικό ήχο?

 

Με 24bit 192khz sampling rate τί γινεται?

Θεωρητικά μπορούμε να πάρουμε 96000hz? σχεδόν το διπλάσιο από τον κλασσικό αναλογικό που είναι κάπου στα 50000hz αλλά απο την άλλη τα κορυφαία μονιτορς μπορούν να βγάλουν μέχρι 50000hz συχνότητες τις οποίες τις μισές και παραπάνω δεν τις ακούμε παρά μόνο τις αισθανόμαστε!!

 

το ερώτημα είναι μπορεί το ψηφιακό να περιγράψει τέλεια το αναλογικό με βάσει τα παραπάνω ??? ??? ??? ???

[spy]

Σύμφωνα με το θεώρημα των παραπάνω κυρίων αρκεί μία ψηφιοποίηση στα 96khz να ακουμπήσει τον αναλαγικό ήχο?

 

Όσον αφορά το τι μπορεί να ακούσει το ανθρώπινο αυτί, ΝΑΙ.

[Yannis Methenitis]

Και τι απάντηση περιμένεις δηλαδή;

'Οτι σύμφωνα με τη... δική μου θεωρεία, ή μάλλον... με τη δική μου πείρα (!) δεν γίνεται;

Σε τι αποσκοπεί το ερώτημα;

Σε ανάπτυξη επιστημονικού διαλόγου ή παραφιλολογίας;

Γίνε πιο συγκεκριμένος.

 

Υ.Γ. 44100Hz είναι το υποτιθέμενο και ιδεατό διπλάσιο του ακουστικού φάσματος και όχι 50000Hz.

[harilatron]

..

Με 24bit 192khz sampling rate τί γινεται?

 

Καλά ευχαριστώ, επίσης. Τους χαιρετισμούς μου στην κυρία σας. :)

 

 

Alterego, η συχνότητα (και το βάθος) της δειγματοληψίας είναι πράγματι ένα από τα θέματα του ψηφιακού "πεδίου".

Άλλο όμως η καταγραφή / αποθήκευση και άλλο η επεξεργασία, η μείξη, τα εφφέ κλπ.  :)

[blind]

Καταρχην και μονο που το σημα μας παει σε a/d converter δε μπορουμε να μιλαμε για αναλογικο σημα.

Και ακομα και σε 96κΗζ να γραφαμε το γνωστο μας cd player δε μπορει να διαβαζει κατι διαφορετικο απο τα 44,1

[animae]

Σύμφωνα με το θεώρημα των παραπάνω κυρίων αρκεί μία ψηφιοποίηση στα 96khz να ακουμπήσει τον αναλαγικό ήχο?

 

Με 24bit 192khz sampling rate τί γινεται?

Θεωρητικά μπορούμε να πάρουμε 96000hz? σχεδόν το διπλάσιο από τον κλασσικό αναλογικό που είναι κάπου στα 50000hz αλλά απο την άλλη τα κορυφαία μονιτορς μπορούν να βγάλουν μέχρι 50000hz συχνότητες τις οποίες τις μισές και παραπάνω δεν τις ακούμε παρά μόνο τις αισθανόμαστε!!

 

το ερώτημα είναι μπορεί το ψηφιακό να περιγράψει τέλεια το αναλογικό με βάσει τα παραπάνω ??? ??? ??? ???

 

Θεωρητικά μιλώντας, ο αναλογικός ήχος θα μπορούσε να παρομοιαστεί με μια συνεχή γραμμή, ενώ ο ψηφιακός παίρνει κάποιες τιμές από αυτήν την γραμμή και έχεις τελικά αυτό που λέμε ψηφιακό σήμα.

Η ποιότητα του ψηφιακού σήματος, προφανώς εξαρτάται απο την συχνοτητα δειγματολειψίας(και από άλλα πολλά, αλλά δεν χρειάζεται να μπούμε τόσο μέσα), η οποία είναι κάθε πότε παίρνεις δείγμα από το αναλογικό σήμα.

 

Πρακτικά μιλώντας , ναι μπορείς να πετύχεις ίδιο ήχο με τον αναλογικό,γιατί το αυτί μας έχει περιορισμένη διακριτικότητα. Θεωρητικά, δεν μπορείς γιατί όσα δείγματα και να πάρεις από μια γραμμή, πάντα θα είναι δείγματα και όχι η συνεχής γραμμή που είχες στον αναλογικό.

[ex-OurDarkness]

Σύμφωνα με το θεώρημα των παραπάνω κυρίων αρκεί μία ψηφιοποίηση στα 96khz να ακουμπήσει τον αναλαγικό ήχο?

 

Όχι, ή μάλλον όχι ακόμα, γιατί και το DSD είναι προσέγγιση.

 

Θεωρητικά μπορούμε να πάρουμε 96000hz? σχεδόν το διπλάσιο από τον κλασσικό αναλογικό που είναι κάπου στα 50000hz

 

Θεωρητικά και πρακτικά μπορούμε να έχουμε πολύ περισσότερο από 96 KHz. Το πρόβλημα δεν είναι αν θα είναι διπλάσιο ή τριπλάσιο. Το πρόβλημα είναι τί είδους θα είναι το διπλάσιο ή το τριπλάσιο και κατά κύριο λόγο σχετίζεται με τα low-pass φίλτρα και στην AD και στην DA μετατροπή. Συνήθως τα φίλτρα είναι τύπου 0.44 ή 0.55.  Αυτό σημαίνει χοντρικά, ότι για να βρεις το πραγματικό εύρος πολλαπλασιάζεις την συχνότητα δειγματοληψίας με αυτούς τους αριθμούς. Δηλ. για sampling rate 44.1, έχουμε π.χ. 44.1 KHz * 0,44 = 19,404 Hz. Αυτό συμβαίνει αφενός γιατί δεν υπάρχουν brickwall φίλτρα με όλη τη σημασία της λέξεως αλλά και αυτά που υπάρχουν δημιουργούν ένα είδος phasing κοντά στην συχνότητα αποκοπής. Τα φίλτρα τύπου 0.44 δεν ρολάρουν τόσο απότομα άρα και παράγουν λιγότερο phasing, με τίμημα μικρότερο ακουστικό εύρος, δηλαδή 19404 Hz και όχι 22050 όπως θα θέλαμε.

 

Πολλοί ρωτάνε: είναι τόσο σημαντική η περιοχή στα 19.4 KHz? Ακούει κανείς τόσο ψηλά; Δεν είναι εκεί το θέμα όμως. Ας πούμε ότι έχουμε μία τετραγωνική κυματομορφή στα 1000 Hz. H δεύτερη αρμονική της είναι στα 3000, η τρίτη στα 5000, κ.λ.π. ... η δεκατη είναι στα 19.000 Hz. Δυστυχώς όμως με 10 αρμονικές δεν μπορούμε να κατασκευάσουμε μία αρκετά πιστή τετραγωνική κυματομορφή (τουλάχιστον όχι με αυτή την θεμελιώδη συχνότητα). Αν δείτε π.χ. εδώ:

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Square_wave

 

θα δείτε ένα ωραίο animation, που αποδεικνύει του λόγου το αληθές.

 

Εάν τώρα προσπαθήσουμε να κάνουμε frequency modulation μεταξύ δύο τέτοιων σημάτων, που ήδη δεν αναπαριστώνται σωστά, τότε πως το αποτέλεσμά τους με εκατοντάδες (ίσως και χιλιάδες) πλευρικές συχνότητες να δώσει σωστά αποτελέσματα; Για αυτό μετακινούμε την συχνότητα δειγματοληψίας όλο και παραπάνω έτσι ώστε να έχουμε και καλύτερη αναπαράσταση του σήματος αλλά και τα ηχητικά σκουπίδια (aliasing, distortion, phasing κ.λ.π) να μετακινηθούν σε συχνότητες πολύ πάνω από το ηχητικό μας εύρος. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να έχουμε δειγματοληψίες 192 KHz, 384 KHz, κ.λ.π. Αλλά σε PCM μετατροπές πάντα υπάρχει ένα low-pass φίλτρο για την ανακατασκευή του σήματος στον μετατροπέα. Με το DSD αποφεύγεται το φίλτρο αυτό (άρα και τα προβλήματα που κουβαλάει) αλλά το DSD δεν είναι άμεσα τροποποιήσιμο, πρέπει να γίνει DXD (π.χ. 24*384 KHz) για να μπορέσει να γίνει κάποιου είδους editing. Άρα για την ηχογράφηση, προσωπική μου γνώμη είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερο εύρος διαύλου (24 πραγματικά bits είναι υπερ του δέοντος αρκετά - χώρια ότι δεν υπάρχει κανένας απολύτως μετατροπέας με 24 bits για τα πραγματικά μουσικά δεδομένα, ο καλύτερος που ξέρω είναι 21,5 αν θυμάμαι καλά) και όσο το δυνατόν μεγαλύτερη συχνότητα δειγματοληψίας, χωρίς φυσικά αυτό να σημαίνει ότι αυτά τα δύο είναι οι μόνοι παράγοντες για μία καλή ηχογράφηση.

 

Δείτε π.χ. εδώ στο site της DAD, μερικά σχεδιαγράμματα που μπορεί να δώσουν λίγο περισσότερο φως:

 

http://www.digitalaudio.dk/ax24_present.htm

[alterego]

OurDarkness είσαι παλικάρι :) :)

κάτι ακόμα. Γιατί υπάρχουν μονιτορς με συχνοτική απόκριση άνω των 50khz όταν το ακουστικό φάσμα είναι κοντά στα 20khz(σε σπάνιες περιπτώσεις)? τις συχνότητες που δεν ακούμε τις αισθανόμαστε? 

[ex-OurDarkness]

Γιατί υπάρχουν μονιτορς με συχνοτική απόκριση άνω των 50khz όταν το ακουστικό φάσμα είναι κοντά στα 20khz(σε σπάνιες περιπτώσεις)?

 

Ότι συμβαίνει με τους μετατροπείς, το ίδιο πάνω κάτω συμβαίνει και με τα monitors. Στα monitors υπάρχουν τα crossover, που επίσης είναι φίλτρα, με την διαφορα ότι είναι τύπου Butterworth (σε αντίθεση με τα synthesizers π.χ. όπου τα φίλτρα είναι τύπου Chebyshev I). Tα φίλτρα τύπου Butterworth είναι πολύ πιο άχρωμα από αυτά των synthesizers, κάτι το οποίο είναι επιθυμητό στα monitors για να μην χρωματίζουν και να μπορεί η μουσική να *μεταφράζεται* σωστά σε διάφορα άλλα ηχεία. Ποιά όμως πρέπει να είναι η συχνότητα αποκοπής στο crossover για να μπορέσει να μοιράσει σωστά τις συχνότητες; Το crossover, πολύ χονδρικά, παίρνει μία συχνότητα και εξετάζει αν είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από την συχνότητα αποκοπής. Αν είναι μεγαλύτερη την στέλνει στο tweeter, ενώ αν είναι μικρότερη την στέλνει στο woofer. Και πάλι όμως στην συχνότητα αποκοπής υπάρχουν phasing effects, και πολλές φορές επειδή και τα Butterworth φίλτρα δεν είναι τύπου brickwall, υπάρχει κίνδυνος κάποιες συχνότητες να ξεφύγουν και να πάνε αλλού. Τα 50 KHz, αν δεν είναι marketing της εταιρείας, έχουν σαν αποτέλεσμα να αποδίδει καλύτερα το συγκεκριμένο monitor, κυρίως τις υψηλές συχνότητες από ότι θα απέδιδε αν το εύρος του ήταν το ίδιο με το εύρος της ανθρώπινης ακοής.

 

τις συχνότητες που δεν ακούμε τις αισθανόμαστε?

 

Όχι απαραίτητα, αλλά αυτό εξαρτάται και από πολλούς άλλους παράγοντες. Εάν υποθέσουμε ότι κάποιο ηχείο μπορεί να αναπαράγει πιστά μία συχνότητα στα 20 Hz, τότε αυτή γίνεται αντιληπτή αλλά όχι σαν τονικό ύψος. Πολλές από αυτές τις συχνότητες είναι αντιληπτές έμμεσα ως εξής: δεν είναι τίποτε άλλο παρά υπο-θεμελιώδεις συχνότητες (sub-fundamental). Αυτό αντικρούει κατά κάποιο τρόπο το τι ξέρουμε και το πως αντιλαμβανόμαστε μία τονικότητα. Π.χ.: έστω ότι έχουμε σε ένα synthesizer μία sawtooth κυματομορφή στα 55 Hz (κάτι σαν deep bass ας πούμε). Πολλοί κάνουν το εξής trick (το οποίο είχε γίνει ευρέως γνωστό από τα synthesizers CS της Yamaha): προσθέτουν μικρά ποσά (4-5%) μη φιλτραρισμένες αρμονικές στον ήχο, δηλαδή στην προκειμένη περίπτωση θα είναι μία ημιτονοειδής (ή και παλμική μερικές φορές) κυματομορφή στα 22,5Hz. Μπορεί άμεσα να μην την ακούμε είτε γιατί τα ηχεία δεν μπορούν να την αναπαράγουν επιτυχώς, είτε για διάφορους άλλους λόγους, αλλά το αποτέλεσμα αυτού που δεν ακούμε έχει άμεσες επιπτώσεις στο τι ακούμε. Στην προκειμένη περίπτωση απλά θα είχαμε πιο δυνατή θεμελιώδη συχνότητα. Ποιά είναι λοιπόν η πραγματική θεμελιώδης συχνότητα εδώ; Η μικρότερη στα 22,5KHz ή η δυνατότερη στα 55Hz? (Μην βιαστείτε να απαντήσετε). Τελικά αυτό είναι το πρόβλημα με αυτές τις εξώτερες συχνότητες: είτε είναι πάνω από το ακουστικό μας εύρος είτε είναι κάτω, τα αποτελέσματα τους είναι πολλές φορές μέσα στο εύρος αυτό.

 

Γενικά αυτό που επιτυγχάνεται, η μάλλον θα έπρεπε να επιτυγχάνεται με τους ADA μετατροπείς και μεγάλες συχνότητες δειγματοληψίας, είναι η πιστή αναπαράσταση του σήματος. Πολλοί λένε π.χ. ότι στις υψηλές συχνότητες υπάρχει αέρας, (μεταφράζω το air που λένε ξένοι ηχολήπτες). Τι ακριβώς είναι αυτό; είναι προσωπική εκτίμηση του ηχολήπτη; είναι κάτι που όντως ακούει ή κάτι που απλώς διαισθάνεται χωρίς να μπορεί να εξηγήσει; Μήπως δεν είναι τίποτε άλλο παρά λίγο aliasing που έχει ξεφύγει προς τα μέσα με την μορφή ενός απαλού distortion που δίνει αυτή την αίσθηση; (ορισμένα είδη aliasing έχουν αρκετά *μουσικα* αποτελέσματα. Γιατί είναι δύσκολο να επιτευχθεί μερικές φορές με την χρήση EQ; Κατά την γνώμη μου όλες αυτές οι υποκειμενικές γνώμες τείνουν να εξαλειφθούν με καλύτερους μετατροπείς και μεγαλύτερες συχνότητες γιατί απλά όλα τα παρελκόμενα που κουβαλάνε είναι εκτός ακουστικού εύρους. Η με άλλα λόγια προσπαθούμε, όσο είναι αυτό εφικτό, να υπάρχει ένας κοινός παρονομαστής.