Въпроси от един НЕпросветен ... (CD, LP, MC)

[Srebrin_91]

Здравейте,
първо сърдечно се извинявам ако издразня някого с глупавите си въпроси или наруша някое правило, но няколко неща са ми любопитни и няма по-подходящи хора от потребителите на този форум, които да ми отговорят и да съм убеден, че е вярно.
Въпрос 1
1) Нали човек чува до около 20kHZ? Защо тогава са нужни носители стигащи до 44, 96, 192 kHZ? Наистина ли ще можем да чуем тези честоти?

2) Беше ми любопитно и сравних два записа конвертирани във WAV 24BIT, 96kHz .
- Единият беше от рип във FLAC от оригинално CD-DA (16 BIT, 44kHZ)
- Другият рип във FLAC от винилова плоча (24 BIT, 96 kHz)
Ето какво видях на спектралния анализ:




Е, въпроса ми е защо при CD-то така са орязани честотите до 20 kHZ? Нали то е 44 ?

Чакам вошите интересни обяснения и дано не издразня никого. Моля, не ме съдете строго ...

[Stefan Stefanov]

http://www1.cs.columbia.edu/~hgs/audio/44.1.html" onclick="window.open(this.href);return false;

Освен това веднага се вижда доста по-богатия спектър на плочата!
Това може би е една от причините за звученето на плочите.

[Ivelin Braikov]

Линка дето е дал Стефан съдържа точния отговор.
44 100 Hz е семплираща честота. Това означава, че когато конвертираш аудио сигнал в цифров файл се записват 44 100 стойности за една секунда. Така максималната звукова честота, която можеш да чуеш от този файл е 22 050 Hz.
Необходимостта от по-високи семплиращи честоти идва от мнението, че повечето брой стойности биха дали по-вярно звучащи високи.

Относно въпроса ти за разликата в спектралния анализ - тя идва от разликата в семплиращата честота. Очевидно при семплирането на плочата е използвана 96 KHz. Така са се запазили честоти до 48 KHz, които естествено файла от CD няма (22 050 Hz).

И накрая - CD-тата, които слушаме са ограничени както честотно, така и откъм динамика. Най-голямото число, което може да се запише в 16 битова дума е 65 536 (65 535 без нула). Това е динамиката на CD-тата - 65 535. Не повече. А най-високата записана честота - 22 050 Hz.
Разликата с винила е, че там резолюцията е в безкраен брой стойности.

[Rumen Suvandjiev]

Според теоремата на Котелников-Шенон необходимо условие за възстановяване на един непрекъснат сигнал:
Tomax = 1/(2Fmax) ,
където Tomax е най-големия период на дискретизация, а Fmax е максималната честота, съдържаща се в изходния сигнал. С други думи при максималната честота 22 050 Hz имаме два отчета на период. С други думи се опитваме да възстановим кривата на оригиналния сигнал по две точки. Именно затова е борбата за повишаване на дискретизационната честота.
Колкото до това кой колко чува, малко са хората, чиито слух стига до 20KHz, но това не означава, че няма смисъл да се гони по-висока честотна граница на сериозните системи. Причините са както субективни (физиологични), така и технически.

[velinski]

Колкото до това кой колко чува, малко са хората, чиито слух стига до 20KHz, но това не означава, че няма смисъл да се гони по-висока честотна граница на сериозните системи. Причините са както субективни (физиологични), така и технически.

Да допълня Румен - човешкият слух може и да не хваща единични тестови честоти над 16-17kHz, но при комплексен сигнал хваща много добре дали горният край на честотния диапазон е "отворен" или изкуствено "затворен". Не бива да забравяме, че доста приятни за слуха хармоници на основните честоти, които се раждат по време на конвертирането, честотно стигат до 25-30kHz. Тоест стандартният силово ограничен до 20kHz brick-wall филтър, който се ползва в 95% от плейърите (без Legato Link на Pioneer и някои машини на Sony с variable filters) чуваемо "захлупва" звука. При NOS конвертирането и при машините с пасивна филтрация над 25kHz се чува много ясно какво се пропуска между 20kHz и 30kHz. Над 30kHz вече няма какво да търсим и е добре да "метем" здраво, защото от там и нагоре започват шумовете, породени от дискретизацията и пр. преходни процеси, особено в цифровия филтър, заради които се прави цялата мизерия с brick-wall филтрирането.

[Joro_S]

. . . така и откъм динамика. Най-голямото число, което може да се запише в 16 битова дума е 65 536 (65 535 без нула). Това е динамиката на CD-тата - 65 535. Не повече. . . . . .

Под динамика, или динамичен обхват се разбира отношението на най-големия към най-малкия възможен различим сигнал 20log(Umax/Umin). Динамичния обхват, е съизмерим с отношението сигнал-шум, и за една дискретна система е равен на DR ~= 6.02*n+1.17, за 16 битов сигнал DR ~= 6.02*16+1.76=98.08 [dB] Това разбира се е теоретичен максимум.
Числото 65536 има отношение към разделителната способност на 16 битов сигнал, Ulsb=Uin_max/2^16

[Joro_S]

. . . . . При NOS конвертирането и при машините с пасивна филтрация над 25kHz се чува много ясно какво се пропуска между 20kHz и 30kHz. Над 30kHz вече няма какво да търсим и е добре да "метем" здраво, защото от там и нагоре започват шумовете, породени от дискретизацията и пр. преходни процеси, особено в цифровия филтър, заради които се прави цялата мизерия с brick-wall филтрирането.

Проблема е че при семплираща честота 44100, всичко над 22050, е базвъзвратно загубено(унищожено), а при честоти над около 15-16 кHz, дори и има лека амплитудна модулация, това е причината винила, макар и с повече шум да звучи по-красиво.
Ако пък липсва и аналоговия филтър, тогава над 20 кHz, се намесват и огледалните честоти.

[Ivelin Braikov]

Joro_S, благодаря за уточнението. Надявах се да стане яно, че използвам думата "динамика" не точно в смисъла на сигнал/шум. Високата разделителна способност естествено дава по-динамично звучене. Това, за което говоря е възможността да чуеш добре и най-тихите звуци връз много по-силните такива.

По-красивото звучене на плочата далеч не иде само от факта, че има повече информация във високите (понякога няма защото източника е CD). Има една фундаментална и много проста причина винила да звучи не само по-красиво ами и по-динамично (въпреки по-ниския си динамичен обхват спрямо CD)!

[Srebrin_91]

Сърдечно благодаря на всички за изчерпателните отговори. Доказехте ми, че съм се насочил на точното място. Много се радвам, че в България има хора, които държат на качеството и така запазват истинската музика.
Въпрос 2
И след като сте толкова всеотдайни аз продължавам:
След като подробно разяснихте как стоят нещата при CD, то какви са качествата на MC (аудио касета)? До какви височини стига тя и по-богат ли е нейният звук от този на CD-то (като изключим шума разбира се)?

[maxx]

Така и така отговаряте на аматьори, да попитам и аз по темата.
Означава ли, че при SACD/DVD-A това отрязване на честоти над 22 050 Hz липсва и звука е по-близък до грамофонната плоча (по-реална звукова картина)?

[Rumen Suvandjiev]

Означава ли, че при SACD/DVD-A това отрязване на честоти над 22 050 Hz липсва и звука е по-близък до грамофонната плоча (по-реална звукова картина)?

Тези стандарти са създадени именно с такава цел.
Друг е въпросът как и доколко тя се постига.