March 12th, 2011

rune

Аудиофильская заметка

Я вот тут как-то для себя заметил следующее. Сами по себе нелинейные искажения не мешают слушать звук и могут, действительно, даже быть приятными, несколько подчёркивая звук. Если искажения небольшие, то мозг прекрасно справляется с их фильтрацией. Более того, эти искажения может давать даже сам воздух. Но вот что действительно мешает слушать звук, так это нелинейные искажения, в которых сигнал нелинейно взаимодействует с подобным себе, но сдвинутым по времени, особенно если этот подобный сигнал ещё и имеет сильно другую фазовую характеристику. В этом случае мозг тоже может справляться, но будет затрачивать на это больше усилий, а результат будет всё равно посредственный.
rune

Ещё аудиофилия: почему цифровой звук такой сухой и унылый?

Разгадка проста. Все 95%, а то и больше, аудиоустройств, от самых дешевых до самых дорогих, используют так называемое 1-bit sigma-delta преобразование.

Раньше, как это хорошо помнят наиболее опытные товарищи, паявшие из 16 резисторов ЦАП, включающийся в LPT порт, для превращения цифры в аналог использовались специальные преобразователи цифрового сигнала в аналоговый с конечным числом значений амплитуды, резисторы для лучших из них подгонялись лазером.

Так вот, сейчас всё давно уже не так. Сейчас тупо берут логический цифровой выход, пропускают его через НЧ фильтр, и сразу на аудиовыход. И никаких ЦАП. Просто быстро-быстро дёргай цифровой выход из 0 в 1 и обратно. Секрет как бы в том, чтобы к исходному воспроизводимому сигналу примешать другой сигнал (шум), такой, чтобы сумма сигналов всегда была либо 0, либо 1. При этом специальный алгоритм формирует шум таким образом, чтобы максимальная его спектральная плотность была в высокочастотной области, которая обрезается фильтром. Ну и, частота дескритизации такого преобразователя, разумеется, не 44100 Гц, а раза в 64 больше.

Казалось бы, проблема изящно решена, а вот и нет. Чудес в природе не бывает. Вот в этой канадской статье очень наглядно показано, что как ни выкручивайся, а нормального звука на 1-битном выходе не получить в принципе, сигнал начинает нелинейно взаимодействовать с шумом и протухать. А вот уже с 8 уровнями (3-битный ЦАП на выходе), получается очень даже недурно.

Вот такая вот подлянка с массовым цифровым звуком. Время доставать из кладовок свои 8-битные цапы.