16bit - 18bit . 24bit CD-Player - wie viel braucht der Mensch?

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weakbit
Stammgast

#1 erstellt: 20. Sep 2014, 23:46

Hallo,

vorab einmal Wundert man sich wie ein CD-Player aus einer 16bit CDDA (Compact Disk Digital Audio) ein 18bit Signal machen kann!?
Der CD-Player CDP590 hat auf seiner Front 18bit Digital Filter 8times Oversampling stehen.

Bei einer CDDA wird mit 44100/s gesampelt und die Sampleauflösung ist 16bit/Sample daraus ergibt sich 2^16 Möglichkeiten das sind 65535-1 Möglichkeiten. Nun wenn bei einem CD-Player Ausgang 2Vrms herauskommen und 65534 Stufen exisitieren ist eine Stufe 2Vrms * 1,41 = 2,82Vss => 2,82Vss/65535= ~0,000043030442...V/Step => ~43,03030442µVolt/Step

Wenn der 18bit Filter nun hinzukommt sind das dann 2bit mehr in der Auflösung für die 2,82Vss/2^18bit => 2,82Vss/262144= ~0,000010757446V/Step
=> ~ 10,757446µVolt/Step

Wenn ich den variablen Ausgangspegel des CD-Players auf 1Vss senke ist ein Step bei 16bit nur mehr 1Vss/65535= 0,000015259,,,Volt/Step

Ich glaube weder das ein einziger Mensch einen Signalunterschied mit 43µV Wahrnehmen kann ganz geschweige denn davon das es einen Unterschied macht ob man mit 2,82Vss oder mit 1Vss Ausgangsignal spielt - ausser der Enstufe die man lauter drehen muss!
Es gibt Niemanden auf dieser Erde der so ein Gehört hat schon gar nicht das es Lautsprecher die das in irgend einer Weise wiedergeben können.

Eines ist klar wenn man das Signal sehr stark verstärkt könnte es sein das man das in eine Art Lautstärkenschwankung hören kann aber wer spielt schon so laut zu Hause im Wohnzimmer?

Ich betrachte 24bit als viel Hochaufgelösteres Signal im technischen Sinn aber Sinn macht das keinen mehr alleine das Grundrauschen im Raum oder der Umgebungslärm denn wir täglich haben last uns das gar nicht hören. Sicherlich klingen besser gebaute Gerät einfach anders besser als das absolute Minimum aber wo gibt es das denn noch wirklich ausser bei einem CD-Player um €10,- bei dem sie die Kondensatoren weggespart haben.

LG
weakbit

cr
Inventar

#2 erstellt: 21. Sep 2014, 01:34

Worauf willst du hinaus?

Dass man 16 Bit durch einen 18- oder 24-Bit-Wandler jagen kann, ist ja nichts Besonderes.
Die Betrachtungen, wieviel µV eine Stufe nun ist, bringt auch nichts. Die dazu korrespondierende relevante Zahl ist einzig das Quantisierungsrauschen, und das ist: 1,7+6N dB (N= Bittiefe)

24 Bit sind durchaus sinnvoll, weil man damit
a) kein Problem mehr mit der Aussteuerung hat (wenn man 2 oder 4 Bit verschenkt, ists auch egal)
b) beim Abmischen und Bearbeiten einiges an Rundungsfehlern zusammenkommt

Für das Endprodukt sind 16 Bit ausreichend (18 wäre noch schöner gewesen, war aber 1980 nicht durchsetzbar, als die Specs erstellt wurden (hier wollten einige Hersteller gar nur 14 Bit!).

Passat
Inventar

#3 erstellt: 21. Sep 2014, 01:39

Du verwechselst da etwas grundsätzliches:
Der CDP-590 hat keine 18bit-D/A-Wandler, sondern ein 18bit Digitalfilter.
Durch die beiden Extra-Bits gibts bei der Signalbearbeitung im Digitalfilter (Noiseshaping etc.) weniger Rundungsfehler.
Die ganz großen Sonys haben sogar ein Digitalfilter mit 45 bit Auflösung.
Die nachgeschalteten D/A-Wandler haben aber nur 16 bit.

Und die damals aufkommenden 18bit-Wandler hatten einen ganz anderen Hintergrund:
Die damals gebräuchlichen 16bit-Wandler hatten in den kleinen Bits rel. große Fehler.
Das wollte man mit 18bit-Wandlern umgehen.
Da hat man einfach die beiden untersten, fehlerbehafteten Bits nicht genutzt, sondern nur die oberen 16 bit.

Grüße
Roman

P.S.
Damals waren bei PCM-Prozessoren 14 bit üblich und eigentlich alle Hersteller wollten das 14bit-Format auch für die CD.
Nur Sony hat sich dagegen gesperrt und die 16 bit durchgedrückt.
Sony PCM-Prozessoren sind auch die einzigen, die sich auf 16 bit umschalten lassen.

[Beitrag von Passat am 21. Sep 2014, 01:42 bearbeitet]

weakbit
Stammgast

#4 erstellt: 21. Sep 2014, 17:58

Ich habe oben 18bit Digital Filter geschrieben das stimmt schon.

Viel mehr Wahr ist das es die Aufnahme macht das untere bit wackelt immer egal ob 16bit oder 18bit etc. da sind es halt noch mehr Hausnummern die da ADC gewandelt werden. Mit Filter meinst Du sicherlich das die da etwas Filtern aber was genau filtern die da?

Das oversampling haben Sie deshalb gemaccht das man einen ganz kleinen Filteraufbau wegen dem Quantisierungsrauschen machen kann. Der kostet weniger Geld als ein Filter der nur ganz wenig über dem Sampling Bereich liegt.

Ich habe gerade ein paar Filter geschrieben eben für die aktiven Digitalen Boxen und da stellte sich heraus das man bis zu 12bit reduzieren kann das man RAW fast nicht merkt.

Die Filter müssen nicht in 'Float' gerechnet werden Ganzzahlige gehen genau so gut und man hört überhaupt keinen Unterschied.

Was Wirklich eklatant ist 8bit/S (unanhörbar) Audio auf 10bit/S(erstaunlich besser) da ist der Sprung.
Na klar verwendet man so etwas nicht aber für mein Experiment war ich schon sehr verwundert. Die Samplerate ist dabei gar nicht so ausschlaggebend als die 10bit/S

Für was brauchen die 45bit? was machen Die da beziehungsweise denke ich mir das Sie mit Float rechnen und dann noch mit diesen Rundungsfehlern die sich von hinten LSB nach vorne MSB wie eine Welle vorschlagen. Das darf man so nicht machen die machen sicherlich eine Division oder sowas. Eine Division sollte man wenn man schon float rechnet immer als multiplication mit z.B 0,8 ausführen da bekommt man keinen Rundungsfehler. Da diese Art der Multiplication einen Verdrengungsprozess auslöst und nicht so wie bei den Decimalen Zahlen 1 -4(abrunden) 5-9(aurunden) 0(nichts tun)

Du schreibst da 1,7+6N (wobei N=bittiefe) das bedeutet das daß Quantisierungsrauschen 1,7+6*16bit Ist?
Das bedeutet das es sehr stark ist das Quantisierungsrauschen aber das ist komisch das ist ja ein steilflankiges Signal.
Kann mir nicht vorstellen das es so laut ist? Das bedeutet ads in diesem Signal nur mehr Oberwellen drinnen sind - aha.

LG
weakbit

[Beitrag von weakbit am 21. Sep 2014, 18:20 bearbeitet]

weakbit
Stammgast

#5 erstellt: 22. Sep 2014, 22:38

Die erwähnte Formel:

Qsnr = 10log (1,5² . 2hoch(2.N)) dB = N . 6,02dB + 1,76dB
N= bittiefe des einzelnen Sampels
= 16bit . 6,02dB + 1,76dB
= 98,08dB Signal zu Rauschabstand - das ist aber nur bei einer Gleichförmigen Umverteilung und nicht bei Logeritmischen Samplern die haben kein gleichmäßig umverteilten Quantisierungsfehler bei der Abtastung des Analogen Signals.

Bei 16bit sind das dann Dynamik => dBdyn= 20log(65535-1) = 96,329dB Dynamik

besagt das SNR (Signal Noise Ratio) das ist der Signal zu Rauschen Abstand

http://de.wikipedia.org/wiki/Quantisierungsfehler

LG
weakbit

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