Audio digitale e teoria sul campionamento

[Denis Sbragion]

pardon.

Nessun problema, gianka, la precisazione era solo per dare a Cesare quel che è di Cesare. Del resto quella citazione la condivido al 100%, magari fossi stato io a partorirla!

Saluti,

 

[Picander]

Dennis, sono d'accordissimo con quello che dici. Però non giurerei sulla accuratezza dei dac, se non quelli "prosumer".

 

[dwaltz]

Occhio ai seguenti accorgimenti, per quanto riguarda tutte le schede audio sotto Windows:

grazie delle dritte.
Per ora ho fatto poche prove con quella scheda audio: il modello esatto si chiama Xtreme Audio marcato X-Fi, ma penso usi questa tecnologia solo in Software e non in hardware da cui il nome (pare sia di fatto solo un evoluzione della linea Audigy). Comprata solo perché svenduta da creaive stessa per miseri 15 € su eBay.

Ho fatto dei confronti con la scehda on board (Realtek 888) con delle casse amplificate della Trevi e un DAC TC-7510 in mezzo.
Beh con la creative un minimo di immagine sonora si riconosceva, mentre con la Realtek meno.
Non avrei creduto che un uscita digitale potesse fare quella diferenza.
(Poi è sorprendente sentire anche solo un acenno di immagine sonora da casse che costano 50 € amplificazione compresa, ma che dire forse la componentistica discreta ha i suoi meriti).

Come player usavo Apollo, un vecchio player amato dagli audiofili, perché mi pare suoni bene, ma viste le considerazioni su foobar (che ho) proverò con quello (oppure faccio boot con la beta di Windows 7).

Sulla X-Fi, per evitare il più possible interventi della scheda, è necessario attivare la modalità "Audio creation mode", e abilitare il bit-matched in riproduzione.

Non conosco l'impostazione "Audio creation mode", forse non c'è nella mia o mi è sfuggita.
L'opzione bit-matched mi pare non mi funzionasse col DAC esterno, devo riverificare.

Ovviamente, spegnere *tutti* gli effetti di post-processing. In questo modo, il percorso del segnale dovrebbe essere il più diretto possibile.

sì, in realtà nelle prove fatte e in ascolo uso un -3dB a 100 Hz perché le casse Trevi rimbombano un po' sulla scrivania.
Ma quando lo attaccherò allo stereo buono chiaro disattivo tutto, X-Fi compreso.

Nella configurazioen della scheda è possibile scegliere il tipo di output ma per fare un test se confronto, che so, un file 96KHz/24 bit con uno qualità CD e imposto la scheda al massimo mi fa lei sempre un upsample a questi valori, o butta fuori sullaSPDIF i bit del wav qualità audio CD lisci (44/16)?

Perchè non vorrei che appunto che il passaggio di ricampionamento inficiasse il tutto. E fare un ABX dovendo cambiare il settaggio della scheda in mezzo non ha senso.

 

[dwaltz]

Aveva raggiunto la massima % di seeding. Prova ora.

grazie, oramai riproverò stasera quando torno a casa

 

[Denis Sbragion]

Ciao Picander,

Però non giurerei sulla accuratezza dei dac, se non quelli "prosumer".

mah, non vedo motivi per attendersi problemi, almeno con i DAC di qualità disponibili oggi. Sia i Datasheet che le misurazioni fatte da terze parti riportano prestazioni assolutamente in linea con quanto definito dalla teoria.

Due esempi, uno dal pro e uno dal settore home:

http://www.ixbt.com/proaudio/lynxstudio/lynxaurora8(+4dbu)-2444.shtml
http://www.stereophile.com/digitalprocessors/1107bc/index4.html

Risultati perfettamente in linea con quanto definito dalle specifiche.

Se poi prendi un DAC fatto male, beh, c'è da attendersi di tutto, ma la teoria del campionamento e la sua corretta implementazione ovviamente c'entrano nulla.

Saluti,

 

[guest_49802]

@Denis Sbragion:
Interessanti i grafici del primo DAC. Purtroppo non sono sicuro di aver capito almeno 3 cose (abbi pazienza, scusa la mia ingnoranza, ma di solito mi occupo di solidi e non di elettroni):
1) il "sampling-mode" è a 16 o a 32 bit? Nell'intestazione vedo scritto 32 bit (e d'altrone noise level e dynamic range sono oltre i 140dB).
2) La THD è bassissima, ma mi sembra che sia presentata solo per il caso 1kHz, o sbaglio? Mi piacerebbe essere sicuro che valga altrettando per i 10-12kHz.
3) Il grafico IMD mi risulta difficile da capire se non si specificano le modalità della prova . Il picco a 7kHz cos'è?

Ciao,
Siro Casolo

 

[gattapuffina]

Due esempi, uno dal pro e uno dal settore home

Alla faccia dell'Home: hai preso il DAC che, secondo l'articolo, è il componente digitale con le migliori prestazioni che gli sia capitato di provare, a 2495$, tu dici che sarà un "attimino" migliore di quello che si trova in normale un lettore CD, anche di buona qualità ?

Direi che questo prova esattamente quello che stiamo sostenendo: per far funzionare al meglio la teoria del campionamento nella pratica, è necessario investire parecchio sui DAC risultato che, aumentando semplicemente la frequenza stessa, avrebbe probabilmente potuto essere ottenuto con componenti molto più economici.

Non che sia così scandaloso questo prezzo, c'è di peggio: Meridian ha in listino un lettore CD che promette di far suonare i CD come i SACD, e costa più di 7000 euro...ma uno dei vantaggi del digitale, non erano le prestazioni alte raggiungibili a costi hardware più bassi del vinile ?

 

[gattapuffina]

1) il "sampling-mode" è a 16 o a 32 bit? Nell'intestazione vedo scritto 32 bit (e d'altrone noise level e dynamic range sono oltre i 140dB).

E ci mancherebbe: il rumore al di sotto di -140 db, con 16 bit non è possibile neanche in teoria. Poi, non so perchè nel testo c'è scritto che il noise level è -115.4, mentre nel grafico è ben al di sotto di -140...

 

[guest_49802]

Appunto, strano. SC

 

[Denis Sbragion]

1) il "sampling-mode" è a 16 o a 32 bit? Nell'intestazione vedo scritto 32 bit (e d'altrone noise level e dynamic range sono oltre i 140dB).

E' a 32 bit, nel senso che questa è la lunghezza della parola inviata ai driver della scheda da RMAA. Il DAC interno ovviamente poi tronca a 24. Esistono DAC che accettano parole a 32 bit, ma per usi audio non esistono DAC che siano in grado di sfruttare più di 22 bit.

A oltre -140 dBFS si trova la densità spettrale del rumore di fondo, il rumore totale in banda audio è intorno ai -115 dbFS(A). Il rumore totale va ovviamente calcolato integrando la densita spettrale sulla banda di interesse. Qualche scheda audio (EMU, altre Lynx) è in grado di fare anche meglio, arrivando nell'intorno dei -120 dBFS (= 20 bit effettivi).

2) La THD è bassissima, ma mi sembra che sia presentata solo per il caso 1kHz, o sbaglio? Mi piacerebbe essere sicuro che valga altrettando per i 10-12kHz.

Per un campionamento a 44.1 KHz la distorsione sopra i fs/4 KHz va automaticamente a 0, in quanto la seconda armonica finisce già fuori banda passante. Se c'è distorsione è causata dalla sola parte analogica.

3) Il grafico IMD mi risulta difficile da capire se non si specificano le modalità della prova . Il picco a 7kHz cos'è?

L'IMD prevede un minino di 2 toni. In questo caso vengono usati 60 Hz e 7 KHz. Sul tono a 7 KHz si vedono un minimo di prodotti di intermodulazione e anche la 2 e 3 armonica (= 21 KHz) del segnale, sempre a bassissimo livello. Se cerchi in rete esistono anche prove fatte con toni a 18 e 19 KHz, in modo da stressare al massimo il limite superiore del DAC (sempre per fs = 44.1 KHz). I risultati però sono del tutto analoghi, livelli di distorsione sostanzialmente infimi, al limite delle possibilità di misura della strumentazione audio moderna.

Saluti,

 

[Denis Sbragion]

Ciao gattapuffina,

Alla faccia dell'Home: hai preso il DAC che, secondo l'articolo, è il componente digitale con le migliori prestazioni che gli sia capitato di provare, a 2495$, tu dici che sarà un "attimino" migliore di quello che si trova in normale un lettore CD, anche di buona qualità ?

quel DAC ha 8 canali AD/DA. Dividi per 8 e vedrai che il prezzo non risulterà affatto spropositato. Vado a memoria, ma credo che come convertitori DA usi i classici CS4398, usati in molti lettori CD di costo neanche troppo elevato, oltre che in alcune realizzazioni dal costo stratosferico. Nel mio impianto personale ho un DAC cinese, che ho pagato 130 Euro, che monta lo stesso CS4398 e mostra prestazioni del tutto analoghe. A memoria ricordo anche l'X-DAC V3 di MF, anche lui in grado di avvicinarsi ai 20 bit effettivi, con costi assolutamente ragionevoli.

Direi che questo prova esattamente quello che stiamo sostenendo: per far funzionare al meglio la teoria del campionamento nella pratica, è necessario investire parecchio sui DAC risultato che, aumentando semplicemente la frequenza stessa, avrebbe probabilmente potuto essere ottenuto con componenti molto più economici.

Questa è una tua conclusione, del tutto arbitraria. I chip di cui stiamo parlando non sono affatto costosi e tipicamente mostrano le loro massime prestazioni proprio quando usati a 44.1/48 KHz. Esattamente il contrario di quanto affermi. Se poi qualcuno li mette in contenitori dorati e ne gonfia il prezzo a sproposito, beh, prenditela con loro. C'è anche chi non lo fa.

Aggiungo inoltre che quei test li ho presentati per confutare certe affermazioni che sostengono che in qualche modo teoria e pratica non coincidono. Ribadisco: il settore della AD/DA audio è uno di quei pochi fortunati settori in cui teoria e pratica coincidono in un modo a dir poco sorprendente.

Se non sei ancora convinto posso recuperare la prova strumentale del mio vecchio Philips CD 104 (anno domini 1986), già sostanzialmente in grado allora di raggiungere i 16 bit di risoluzione effettiva, con prestazioni lineari e non lineari già quasi sufficienti.

...ma uno dei vantaggi del digitale, non erano le prestazioni alte raggiungibili a costi hardware più bassi del vinile ?

Lo è, eccome, ma finché gli "audiofili" continueranno ad inseguire le chimere, cercando inesistenti problemi nel teorema del campionamento e nella sua implementazione, e daranno spago a chi vende a N Mila euro oggetti che al più dovrebbero costare qualche centinaio di euro, la situazione non potrà che rimanere questa.

Immagino che vi sarà capitato di sentire parlare della EMU 1212M. Se inserita in un PC non troppo "spurioso" è in grado di garantire circa 118 dB(A) di dinamica, al costo di circa 150 Euro. Prendi una circuitazione identica, mettila in un ambiente meno ostile e ottieni un DAC quasi allo stato dell'arte a non più di 200-300 Euro. Sostanzialmente otterresti il DAC che mi sono preso io che, spedizione inclusa, viene proprio a costare intorno a quella cifra.

Saluti,

 

[antani]

.... è necessario investire parecchio sui DAC risultato che, aumentando semplicemente la frequenza stessa, avrebbe probabilmente potuto essere ottenuto con componenti molto più economici...

Questo è un concetto che in linea teorica condivido, però oggigiorno credo sia superato. Nel senso che i DAC dalle performance stellari ormai costano letteralmente pochi euro. 20 anni fa non era così. Ok non c'è solamente il DAC, occorre avere anche un progetto decente, ma se guardiamo alla componentistica, probabilmente nei DAC hi end il componente più costoso è lo chassis.

 

[Denis Sbragion]

Ok non c'è solamente il DAC, occorre avere anche un progetto decente

Ormai neanche più tanto questo, basta copiare le application notes dei produttori e se non si è dei totali incapaci fila tutto liscio. Da cui il fiorire di DAC cinesi a bassissimo costo e dalle prestazioni eccellenti, che nel 90% dei casi non sono altro che implementazioni dirette dei circuiti proposti dai produttori dei chip. Tolto qualcuno che è stato fatto per davvero da dei totali incapaci.

Discorso diverso se si vogliono ottenere delle prestazioni allo stato dell'arte, come nel caso del Bel Canto. In questo caso ci vuole sicuramente un po' di abilità nella realizzazione della sezione analogica, le application notes possono non bastare più. Ma niente di trascendentale, stiamo parlando di normalissima elettronica analogica, mica di tencologia aereospaziale.

Saluti,

 

[gianka]

...Ma niente di trascendentale, stiamo parlando di normalissima elettronica analogica, mica di tencologia aereospaziale.

Potrei raccontarti delle cose in tema di "tecnologia aerospaziale" da farti crepare dalle risate... o farti accapponare la pelle (dipende dal punto di vista)

 

[Denis Sbragion]

Potrei raccontarti delle cose in tema di "tecnologia aerospaziale" da farti crepare dalle risate... o farti accapponare la pelle (dipende dal punto di vista)

Si, hai ragione, forse era meglio adottare un'altra analogia...

 

[gattapuffina]

quel DAC ha 8 canali AD/DA. Dividi per 8 e vedrai che il prezzo non risulterà affatto spropositato.

Guarda che parlavo del Bel Canto DAC3, è un normale DAC Stereo, e costa 2495$. Quello da 8 canali non è il Linx Aurora 8 che hai postato nel primo link ?

Vado a memoria, ma credo che come convertitori DA usi i classici CS4398, usati in molti lettori CD di costo neanche troppo elevato, oltre che in alcune realizzazioni dal costo stratosferico.

Il Bel Canto usa i Burr-Brown PCM1792 che costano, per un ordine da singolo pezzo, 25$

http://www.newark.com/texas-instruments/pcm1792db/24bit-audio-dac-smd-1792-ssop28/dp/61M8398

Direi che forse, non basta il chip per fare il risultato totale, se davvero fosse così, sarebbe utile sapere il nome di qualche unità completa DAC basata su questo chip, che costi molto meno di 2495$ e che abbia le stesse prestazioni.

mostrano le loro massime prestazioni proprio quando usati a 44.1/48 KHz. Esattamente il contrario di quanto affermi

QUEI chip magari mostrano le LORO massime prestazioni quando usati a 44.1/48, il che non vuol dire che *altri* chip, che potrebbero costare pure anche meno, non possano mostrare le loro massime prestazioni a frequenze più alte.

E ripeto, non ha senso discquisire sul costo del chip, vorrei che mi postassi un link delle misure di un prodotto completo (non un CHIP, che sappiamo benissimo quanto poco costa) che ottenga le prestazioni del Bel Canto, a un costo decisamente più basso, perchè se tutti i fabbricanti usano comprare un chip a 25$ (in realtà loro lo pagano pure meno) e crearci attorno un prodotto da 2500$, la conclusione è che l'unica via possibile, per avere il digiale ad alta qualità e bassi costi, è l'autocostruzione ?

 

[Denis Sbragion]

Guarda che parlavo del Bel Canto DAC3, è un normale DAC Stereo, e costa 2495$. Quello da 8 canali non è il Linx Aurora 8 che hai postato nel primo link ?

Sorry, allora ho capito il contrario. Il Bel Canto costa tanto perché ha veramente una sezione analogica coi controfiocchi, che ne giustifica il prezzo, almeno in termini di investimenti, e che gli permette di ottenere prestazioni da primato, per ora.

Qui però si sta rivoltando la frittata. Quelle prove le ho postate per dimostrare che, quando la sezione analogica è fatta come si deve, non c'è nessuna discrepanza tra teoria e pratica. Ossia per ribadire la mia tesi che a definire le prestazioni di un DAC nell'anno domini 2009 è la parte analogica, e non presunte problematiche relative a campionamento, sua apporssimazione, filtri, interpolazioni e tante altre teorie peregrine che ho visto snocciolare in questo thread.

Ora, scusami, di che si sta parlando?

Direi che forse, non basta il chip per fare il risultato totale

Che vuol dire che, dato che tutta la parte digitale della conversione DA è dentro il chip, a stabilire le prestazioni è di fatto la sezione analogica. Ossia esattamente quello che ho ribadito in più messagi. Quindi, chiedo, di nuovo, di che si sta discutendo?

QUEI chip magari mostrano le LORO massime prestazioni quando usati a 44.1/48, il che non vuol dire che *altri* chip, che potrebbero costare pure anche meno, non possano mostrare le loro massime prestazioni a frequenze più alte.

Oddio, se parliamo di chip che siano al di sopra del livello della decenza, no, mi dispiace, quel comportamento è comune a tutti e per ben precise questioni fisiche. Se parliamo dei DAC delle schede integrate dei Notebook ovviamente il discorso cambia, ma, in questo caso, di nuovo, chiedo, di che si sta discutendo?

E ripeto, non ha senso discquisire sul costo del chip, vorrei che mi postassi un link delle misure di un prodotto completo (non un CHIP, che sappiamo benissimo quanto poco costa) che ottenga le prestazioni del Bel Canto

Del Bel Canto no, della Lynx si, se vuoi. Un altro prodotto non troppo distante dal Bel Canto, anche se non pari, e a prezzi ben più bassi, è il già citato X-DAC V3.

La conclusione è che l'unica via possibile, per avere il digiale ad alta qualità e bassi costi, è l'autocostruzione ?

La tua conclusione, non certo la mia.

Saluti,

 

[antani]

Ormai neanche più tanto questo, basta copiare le application notes dei produttori e se non si è dei totali incapaci fila tutto liscio...

Ma di incapaci è pieno il mondo . Ti faccio un esempio da orrore. Microfast ha ordinato questo DAC cinese da € 200. Monta l'ottimo PCM1794, cugino stretto del PCM1792 già citato. All'apertura della scatola ha rilevato a 96/24 un S/N di 84 db, a 20 Hz -1,5 dB e a 20 kHz -0,6 dB :O . Con un po di modifiche l'ha riportato a valori ottimi, ma si fa presto a fare casini.

Il mercato dei DAC esterni è ancora immaturo, ci sono tanti cantinari. Ben diverso se parliamo di schede per PC o elettroniche progettate da multinazionali.

 

[Denis Sbragion]

Ti faccio un esempio da orrore.

Conosco, conosco. Siamo sempre li però. Non è una questione di campionamento, interpolazione e supercazzole varie. Siamo ancora fermi a banali problemi di sbroglio corretto delle masse, alimentazioni prive di spurie e solite menate.

Quindi, di nuovo, niente a che vedere con le teorie fantasiose che sono state snocciolate in questo thread e niente a che vedere nemmeno con l'uso di frequenze di campionamento più elevate, che mediamente finiscono solo per essere deleterie, almeno alle misure. Sempre banale elettronica analogica anni '70, se non ancora antecedente. Figurati che l'X-DAC V3, uno dei pochi DAC a sfiorare i 20 bit, usa come buffer d'uscita degli NE5532, operazionali la cui progettazione risale ai primi anni 60! :doh:

Il mercato dei DAC esterni è ancora immaturo, ci sono tanti cantinari. Ben diverso se parliamo di schede per PC o elettroniche progettate da multinazionali.

Ma, come al solito, bastano quattro misure per capire con cosa si ha a che fare, senza bisogno di inventarsi teorie strane. Sai perché, tra i mille DAC cinesi da quattro soldi disponibili su Internet, ho preso proprio quello che ho preso? Esatto, proprio per quello...

Saluti,

 

[gattapuffina]

Ossia per ribadire la mia tesi che a definire le prestazioni di un DAC nell'anno domini 2009 è la parte analogica, e non presunte problematiche relative a campionamento, sua apporssimazione, filtri, interpolazioni e tante altre teorie peregrine che ho visto snocciolare in questo thread.

Le "teorie peregrine" sono le stesse che si trovano su Wikipedia, alla pagina sul teorema di Shannon:

http://en.wikipedia.org/wiki/Nyquist–Shannon_sampling_theorem

Sotto "Practical Consideration", sono evidenziate le problematiche d'implementazione.

Ora, può essere interessante il sapere che oggi, anno 2009, i moderni DAC (tutti?) hanno eliminato tutte le problematiche, ma non puoi certo bollarle come peregrine, visto che lo *stesso* articolo di Wikipedia è stato più volte citato per spiegare l'ineluttabile esattezza del teorema

Quindi, chiedo, di nuovo, di che si sta discutendo?

Un fatto molto semplice:

Se è vero che i DAC moderni possono riprodurre il segnale correttamente o, quantomeno, approssimarlo così bene che il risultato non è udibile, forse è meglio ripartire dalle prove empiriche.

Visto che la differenza tra un file 96/24 e uno 44/16 SI SENTE, come è possibile, visto che la teoria di Shannon, accoppiata ad una ricostruzione praticamente perfetta, ci dice che basta 2fs per riprodurre il segnale accuratamente ?

Non può esserci che una di queste spiegazioni:

- Il teorema di Shannon è sbagliato. Mi pare impossibile, anche perchè il teorema stesso ha una dimostrazione matematica.

- Il teorema di Shannon non è applicabile in pratica, e le approssimazioni sono ancora udibili, e questo era uno degli argomenti a proposito dei DAC e dei loro problemi/limiti/prestazioni.

- Il sistema uditivo umano (inteso non solo l'orecchio) è probabilmente in grado di percepire qualcosa, anche a livello inconscio, che va oltre a quella che comunemente è denominata banda udibile, cioè i canonici 20-20 khz e, a parte l'estensione di frequenza, c'è evidentemente qualcos'altro che siamo in grado di percepire, che non è stato ancora studiato a fondo. Magari micro-variazioni nella fase tra i canali, ad esempio.

Oppure lo studio già citato, a proposito del fatto che frequenze al di sopra dei 20 khz generano *comunque* una variazione dell'attività EEG, che è misurabile.

O anche, lo studio che mi pare fu portato avanti, tra gli altri, dall'Università di Milano, a proposito della capacità di percepire ultrasuoni a livello cutaneo...