Las diferencias entre el sonido analógico de digitales

Muy a menudo escuchamos términos como "digital" y la señal "digital", en qué se diferencia de la "analógica"?

La esencia de las diferencias es que la señal analógica es continua en el tiempo (línea azul), mientras que la señal digital se compone de un conjunto limitado de coordenadas (puntos rojos). Si se reduce todo a las coordenadas, cualquier segmento de la señal analógica se compone de un número infinito de coordenadas.

coordenadas Y de la señal digital en el eje horizontal se disponen a intervalos regulares de acuerdo con la frecuencia de muestreo. El formato común de audio-CD es 44.100 puntos por segundo. Exactitud vertical de la posición corresponde a la altura de la señal digital de bits a 8 bits es de 256 niveles para 16 bits = 65536 para 24 bits = 16777216 niveles. Cuanto mayor sea la profundidad de bits (número de niveles), la más cerca de las coordenadas verticales de la ola inicial. I>

Las fuentes analógicas son de vinilo y casetes. Fuentes digitales son: CD-Audio, DVD-Audio, SA-CD (DSD) y archivos WAVE a DSD y formatos (incluyendo derivados APE, FLAC, MP3, OGG, etc.)
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Ventajas y desventajas de la
señal analógica La ventaja de la señal analógica es que es en forma analógica de sonido que percibimos con nuestros oídos. Y aunque nuestro sistema auditivo se traduce la secuencia de audio percibida de forma digital y pasa en esta forma en el cerebro, la ciencia y la tecnología aún no ha llegado a las posibilidades en este formulario para conectar reproductores y otras fuentes de sonido directamente. Estudios similares están ahora activamente en curso para las personas con discapacidad, y disfrutar de un sonido extremadamente analógica.

La desventaja de la señal analógica es posible para la señal de almacenamiento, la transmisión y la replicación. Cuando se graba en una cinta o vinilo, la calidad de la señal dependerá de las propiedades de la cinta o de vinilo. Con el tiempo, la cinta es desmagnetizado y la calidad de la señal grabada se deteriora. Cada lectura gradualmente destruye el medio, y el doblaje introduce distorsión adicional, que añade deflexión adicional junto medios (cinta o vinilo), un lector, grabación y transmisión.

Haga una copia de una señal analógica, que sería como copiar fotos para fotografiar de nuevo.

Ventajas y desventajas de
señal digital Las ventajas de la señal digital se refiere precisión al copiar y transmitir el flujo de audio, donde el original no es diferente de la copia.

La principal desventaja es que la señal en forma digital es una etapa intermedia y la precisión final de la señal analógica dependerá de la forma detallada y las coordenadas exacta se describirá en la onda de sonido. Es lógico que los más puntos y las coordenadas más precisas serán, más preciso habrá una ola. Pero hasta ahora no hay consenso, una serie de coordenadas y la exactitud de los datos es suficiente para que decir que una representación digital de la señal es suficiente para reconstruir con precisión una señal analógica que es indistinguible de la original por nuestros oídos.

Si los volúmenes de la manija de los datos, la capacidad de un casete analógico convencional 700-1 es sólo alrededor de 1 MB, mientras que un CD normal, tiene 700 MB. Esto da una idea de la necesidad de vehículos de gran capacidad. Y crea una compromisos de guerra separadas con diferentes requisitos sobre el número de puntos y describir la exactitud de coordenadas.

Hoy en día se considera la representación bastante suficiente de una onda de sonido con una frecuencia de muestreo de 44, 1 kHz y 16 bits. Cuando la frecuencia de muestreo de 44 kHz, se puede reconstruir la señal con una frecuencia de 22 kHz. Como la investigación psico-acústico, un aumento adicional de la tasa de muestreo apenas perceptible, pero el aumento de la descarga da una mejoría subjetiva.

¿Cómo construir una ola
DAC DAC - un convertidor de digital a analógico, un elemento que lleva audio digital a analógico. Vamos a ver los principios básicos de la superficie. Si tu comentario será visible interés con más detalle el número de puntos se publicará un artículo separado.

Multibit DAC
Muy a menudo, las olas son en forma de pasos, debido a la arquitectura de la primera generación de DAC multibit R-2R, de funcionamiento similar a un interruptor de relé.



La entrada del DAC para el valor de otra posición en la vertical y en cada uno de su ciclo cambia el nivel actual (voltaje) al nivel apropiado hasta el próximo cambio.

Aunque se cree que el oído humano no escucha más de 20 kHz, y la teoría de Nyquist puede restaurar la señal a 22 kHz, la cuestión sigue siendo la calidad de la señal después de la recuperación. A altas frecuencias forma resultantes de las olas "de paso" son generalmente lejos de la original. El camino más fácil - es aumentar la tasa de muestreo de la grabación, pero conduce a un incremento sustancial e indeseable en tamaño del archivo.



La alternativa - para aumentar artificialmente la tasa de muestreo cuando se juega en el CAD, la adición de los valores intermedios. Es decir, presentamos un camino de onda continua (línea discontinua de color gris), que conecta sin problemas las coordenadas originales (puntos rojos) y añadir puntos intermedios en la línea (morado oscuro).

Al aumentar la velocidad de muestreo es generalmente necesario aumentar y capacidad para coordinar están más cerca de la aproximación de onda.



Debido a las coordenadas intermedios es posible reducir el "paso" y para construir más cerca de la onda original.

Cuando vea la función de aumentar la frecuencia de 44,1 a 192 kHz en el reproductor o un DAC externo, es una función de añadir el producto intermedio de coordenadas en lugar de la restauración o creación de sonido en la región por encima de 20 kHz.

Inicialmente, fue hasta DAC individuales chips SRC, que luego se trasladaron directamente a las propias fichas del CAD. Hoy en día, se pueden encontrar soluciones, que se añade a la corriente DAC este chip, esto se hace con el fin de proporcionar una alternativa a los algoritmos incorporados a DAC ya menudo conseguir incluso mejor sonido (como se hace en el Hidizs AP100 ).

El principal fracaso de la industria de la DAC multibit se debió a la imposibilidad de un mayor desarrollo tecnológico de los indicadores de calidad en la tecnología de producción actual y de mayor valor en contra de las DAC "impulso" con características comparables. Sin embargo, en los productos Hi-End, se da preferencia a menudo de edad DAC multibit de la mañana, en lugar de nuevas soluciones con técnicamente un buen rendimiento.

Pulso DAC
A finales de los 70-s se convirtieron DAC realización alternativa generalizados basados ​​en el "pulso" de la arquitectura - "delta-sigma". DAC pulso Tecnología se hace posible aparición teclas súper rápidas y les permite utilizar una frecuencia portadora alta.



La amplitud de la señal es el promedio de las amplitudes de impulsos (mostrado en pulsos verdes de igual amplitud y blanco onda de sonido final).

Por ejemplo, ocho ranuras de secuencia de cinco pulsos se promediado amplitud (1 + 1 + 1 + 0 + 1 + 0 + 1 + 0) / 8 = 0 y 625. Cuanto mayor sea la frecuencia portadora mayor es el pulso cae bajo el alisado y obtener un valor más exacto amplitud. Está permitido presentar el flujo de audio en forma de rango dinámico de un bit.

De promedio puede hacer filtro analógico convencional, y si un pulso de estos conjuntos se aplica directamente sobre el altavoz, la salida que obtener las frecuencias de sonido y ultra-alta no se reproducirán debido a la gran inercia del radiador. De acuerdo con este principio funciona amplificadores PWM en clase D, donde no se crea la densidad de energía del pulso por su número y la duración de cada pulso (que es más fácil de implementar, pero no puede ser descrito por un código binario simple).

Multibit DAC puede ser representado como una impresora capaz de una colores pantonovymi color. Delta-Sigma - es una impresora de inyección de tinta con un conjunto limitado de colores, pero con la posibilidad de aplicar un muy pequeños puntos (en comparación con impresora astas), mediante la variación de la densidad de píxeles por unidad de superficie le da más matices.



En la imagen, por lo general, no vemos los píxeles individuales de la baja resolución de los ojos, y sólo el tono medio. Del mismo modo, el oído no oye el pulso de forma individual.



Al final, cuando la tecnología actual en la onda pulsada DAC puede acercarse a lo que en teoría debería estar en la aproximación del intermedio de coordenadas.

Cabe señalar que después de la aparición de delta-sigma DAC urgencia desvaneció pintar "onda digitales" pasos desde así que los pasos onda DAC modernos no construyen. Puntos de conexión de señales digitales correctas para construir una línea suave.

¿Es el pulso ideales DAC? B>

Sin embargo, en la práctica no todos de color de rosa, y hay una serie de problemas y limitaciones.

Porque el gran número de registros almacenados en la señal de varios bits, a continuación, transferir a una señal de pulso en un "poco a poco" requiere innecesariamente alta frecuencia portadora, que no son compatibles con la corriente DAC.

La función principal del pulso de la moderna DAC multi-bit es una traducción de una señal de un bit con un conjunto de datos de decimación relativamente bajos de frecuencia portadora. Básicamente, estos algoritmos y determinar la calidad final de los DACs pulso de sonido.

Para reducir el problema de la alta frecuencia de la portadora, el flujo de audio se divide en corrientes múltiples de un solo bit, donde cada corriente es responsable de un grupo de dígitos, que es equivalente a un múltiplo de la frecuencia de la portadora mediante el aumento del número de flujos. Estos DACs se llaman multibit delta-sigma.

Hoy en día, el pulso DAC tiene un segundo aire en la alta velocidad de los chips de propósito general en productos de NAD y de acordes al permitir que los algoritmos de transformación de programas flexibles.

Formato DSD
Después generalizado delta-sigma DAC apariencia lógica estaba grabando formato de código binario sigma-delta directamente codificación. Este formato llamado DSD (Direct Stream Digital).

Un formato extendido no se recibe por varias razones. Editar archivos en este formato resultó ser demasiado limitados: no se pueden mezclar los arroyos, ajustar el volumen y aplicar ecualización. Esto significa que, sin ninguna pérdida de calidad sólo puede copia de seguridad de la grabación analógica y la producción récord dvuhmikrofonnoy actuaciones en directo sin transformar. En resumen - no es realmente ganar dinero
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En la lucha contra la piratería impulsa formato SA-CD no compatible (no soportado hasta ahora) equipos que no permiten copias. No hay copias - no hay público más amplio. Juega DSD contenido de audio puede ser sólo una de un solo jugador SA-CD con una unidad de la empresa. Si hay un formato estándar PCM SPDIF datos digitales de una fuente a un DAC separado, para el estándar de formato DSD no hay primera copias piratas de discos SA-CD fueron digitalizando salida analógica reproductor SA-CD (aunque la situación parece una tontería, pero en realidad algunos registros fuera solamente SA-CD, o la misma cuenta en Audio-CD se hacen especialmente para la promoción de mal SA-CD).

El punto de inflexión llegó con el lanzamiento de las consolas de juego SONY, donde el disco SA-CD para jugar copia automáticamente en el disco duro de la consola. Nos aprovechamos de los fans tamaño DSD. La aparición de los registros piratas estimulado el mercado para emitir DAC separado para corriente reproducción DSD. La mayoría DAC externo que admite DSD hoy soporta USB director de fotografía de formato de datos utilizando una codificación de la señal digital por separado a través de SPDIF.

Las frecuencias portadoras de DSD relativamente pequeñas, 2.8 y 5.6 MHz, pero el flujo de audio no requiere ningún cambio en la destrucción de los datos y es muy capaz de formatos de alta definición de la competencia, tales como DVD-Audio.

Sobre la cuestión de lo que es mejor, DSP y PCM hay una respuesta única. Todo se basa en la calidad de la aplicación de la DAC y sonido talento ingeniero específica durante la grabación de archivo de destino.

La conclusión general
El sonido analógico - eso es lo que oímos y percibimos el mundo a través de los ojos de ambos. El sonido digital, un conjunto de coordenadas que describen la onda de sonido y que no podemos escuchar directamente sin conversión de la señal analógica.

La señal analógica se graba directamente en una cinta de cassette o vinilo imposible sobrescribir sin pérdida de calidad, mientras que la onda en la representación digital puede ser copiado poco a poco.

Formatos de grabación digitales son un equilibrio constante entre la cantidad de precisión coordinar contra el tamaño del archivo de cualquier señal digital y es sólo una aproximación a la señal analógica original. Sin embargo, los diferentes niveles de tecnología, grabación y reproducción de señal digital y medios de almacenamiento para la señal analógica dan más ventajas de la representación digital de la señal, similar a una cámara digital frente a una cámara de cine. Mis fuentes de sonido Informática CD Reproductor digital portátil td > Vinilo Otros Smartphone Votado 226 personas. 22 personas se abstuvieron. Sólo los usuarios registrados pueden votar en las encuestas. sesión , por favor.

Fuente: geektimes.ru/company/soundpal/blog/249814/