Ich habe auf einer Audioseite folgende Topologie gefunden:
Dort wird angeblich mit 44kHz auf 16Bit gesampelt und dabei kein
Sigma-Delta-ADC verwendet, sondern direkt umgesetzt, wobei erstaunlich
keine Bandfilter genutzt wird, wenn ich es richtig lese.
http://www.mother-of-tone.com/creation.htm
Ich gehe davon aus, dass er einen flash-Wandler verbaut hat. Dass er
kein oversampling verwendet, mag noch funktionieren, aber keinen
anti-alisaing Sperrfilter?
Vor allem verstehe ich nicht, woher die angeblichen Knicke bei der
konventionellen Wandlung herkommen sollen, die er in den Oszi-Schirmen
zeigt.
Kann da jemand was dazu sagen?
Könnte es sein, dass dies Schwinungen sind, die vom AA-Filter kommen,
das normalerweise verbaut ist?
Die Rippel / Überschwinger beim Konventionellen Wandler kommen wie
geschrieben vom Digitalen Filter. Je nach Filter sind die Abweichungen
vor und hinter dem Sprung, oder ggf. auch nur dahinter. Das ist einfache
die Frage wie die Frequenzen ausserhalb der Nyquistgrenzen behandelt
werden. Bei konventionellen Wandlern werden die zu hohen Frequenzen aus
gutem Grund entfernt - zu hören sind sie ohnehin nicht.
Wenn man es bei ADC und DAC gleich macht und die Frequenzen beide male
drin lässt, und dann auch noch ein Testsignal mit genau den passenden
Störungen nutzt - sieht das Ergebnis besser aus. Wenn man jetzt aber
andersherum das Signal von einem konventionellen DA Wandler mit Filter
als Testsignal nimmt, ist auf einmal der konventionelle Wandler besser.
Das gleich gilt auch für ein anlog gefiltertes Signal.
Im realen Leben fängt man ohne Antialiasing nur zusätzliches Störungen
und Rauschen ein, von Frequenzen die man ohnehin nicht braucht. Deshalb
wohl auch nur 90 dB Dynamik statt der sonst üblichen 100 dB.
Ich glaube, die Dynamik beträgt deshalb so wenig, weil es nur 15,5 Bit
sind - rechnerisch wären das (96dB - 0,3dB) = 93Db meine ich. (oder doch
96-6?).
Ansonsten sind Deine Ausführungen plausibel. Ich denke, dass er einen
normalen 16er-Wandler nutzt, der garnicht für Audio gedacht ist.
Der Typ hätte sich entweder vielleicht mal mit der Fourieranalyse
auseinander setzen sollen oder er ist schlicht Verkäufer.
In diesem speziellen Testsignal sieht es doof aus, anschaulicher wäre
es, den 1kHz Sinus weg zu lassen.
Die 'Störungen' sind nämlich hohe Frequenzen, welche korrekterweise aus
dem Nutzsignal entfernt wurden.
Dazu muß man wissen, das sich ein Rechteck aus unendlich vielen
Oberschwingungen zusammensetzt:
Der Grundwelle (sin(x)) und Oberwellen (sin(n*x)/n)
Also Rechteck = sin(x)+sin(3*x)/3+sin(5*x)/5+sin(7*x)/7 ... usw.
Also alle ungeraden Oberwellen mit abnehmender Amplitude.
Wenn man dies also bis in die Unendlichkeit durchrechnet erhält man ein
Rechteck.
(im Bild: Grundwelle, bis 3. Oberwelle, bis 5. OW und bis 49. OW)
Gerade digitale Systeme können Signale aber nur bis zu einer gewissen
Frequenz abtasten und auch wiedergeben. Versuchen zu wollen, einen
perfekten Rechteck abzutasten kann eigentlich nur in die Hose gehen.
Begrenzt man nun die Frequenz, erhält man also auch nur einen Rechteck,
welcher nur bis zu einer bestimmten Frequenz Oberwellen enthält. Zu
versuchen, diese Frequenzen mit zu übertragen ist Mumpitz! Man handelt
sich damit nur Störungen ein.
Selbst wenn nur ein Rechtecksignal bei ihm gewandelt wird, wird es nie
so sein, daß die Flanken an der richtigen Stelle sitzen. Denn während
das Rechtecksignal zu jeder Zeit eine Flanke haben kann, ist die digital
gesamplete Zeit gerastert - quantisiert. D.h. mal wird die Flanke noch
bei dieser Wandlung, mal eine Wandlung später gewandelt. Man bekommt
also gar kein reines Rechtecksignal mehr heraus, sondern etwas mit sich
ständig ändernder Pulsweite. Und so bekommt man eine schöne,
pulsweitenmodulierte Störung auf sein Signal.
Also: Was der da zeigt, sieht zwar schöner aus, ist aber für Audio
absoluter Quark.
Gruß
Jobst
Jobst M. schrieb:> Und so bekommt man eine schöne,>> pulsweitenmodulierte Störung auf sein Signal.
Die hat man ansonsten auch, der Unterschied ist, dass die Änderung pro
Zeiteinheit viel kleiner ist, weil vorgefiltert. Dementsprechend sind
auch die Fehler kleiner.
Theoretisch funktioniert das Weglassen des Eingangs-AA-Filters dann,
wenn man einen perfekten Signalpfad samt Rekonstruktionsfilter hat. Also
das theoretische Rechteck. Das hat man aber nicht und das gibt es auch
nicht.
Und deshalb werden diese hochfrequenten Anteile an der nichtlinearen
Filterkurve gespiegelt und die Frequenzen tauchen unten als Störungen
auf.
ÄIn der Audiotechnik macht man das daher sinnvollerweise so, dass man
einen AA-Filter einsetzt, der der Signalverarbeitungskette entspricht.
Das sind 48 oder 96kHz, teilweise auch schon 192kHz. Man lässt etwas
headroom und hat somit Grenzfrequenzen von z.B. 25kHz oder auch 40kHz.
Dann kommt aber der enntscheidende Schritt: Beim Mastering wird dem
FRequenzgang der typische 1kHZ Filter aufgesetzt, ab dem die Musik
langsam nach oben ausklingt, um einen "natürlichen" Frequenzgang zu
versehen. Bei der Gelegenheit, werden hohe Frequenzen stark gedaämpft.
Zudem wird das Material am Ende heruntergesampel und dort wird ein
AA-Filter eingesetzt - nebst Dithering und Noiseshaping.
Es kommt dann z.B. ein CD-Datenstrom für 44kHz heraus, der aber jenseits
der 12kHz fast nichts und jenseits der 18kHz garnichts mehr enthält.
Dann ist die Güte des analogen AA-Filters im Consumergerät egal.
