Klangunterschiede bei digitalen Transportern

[uli.brueggemann]

Hallo Uli,

soweit verstanden, denke ich.

Mir ging es bei meinem letzten Beitrag allein um die Frage, ob sich parallel zum Hören ein qualitativer Maßstab für die "Rate-Qualität" von Upsamplern finden lässt, der sich aus dem Vergleich eines von der CD upgesampelten - bandbreitenbegrenzten - 192kHz-Signals gegenüber dem ursprüglichen, "analogen" 192kHz-Signal ergibt (natürlich nur in dem bandbreitenbegrenzten Bereich bis 22050 Hz).

Falls meine Frage technischer Unsinn ist oder wir diese Fragestellung bereits an anderer Stelle besprochen haben sollten, dann bitte ich um einen dementsprechenden Hinweis. Danke!

Viele Grüße
Rudolf

Rudolf,

ein Genauigkeitsvergleich anhand von Fehlerkriterien lässt sich dahingehend durchführen, dass man ein zu vereinbarendes Testsignal mit 44.1 kHz mit einem sehr langen Filter auf 192 kHz hochsampelt.

Um Ralfs Bedenken hinsichtlich Rechengenauigkeit vorzubeugen:
a) das Testsignal muss seinerseits ja nicht allzu lang sein
b) man kann nochmals Vergleiche mit mehreren sehr langen Filtern mit einschliessen

Damit hat man eine Referenz.
Und dann geht man her und verwendet "herkömmliche" Upsampler, erstellt das 192 kHz File und macht mittels Subtraktion vom Referenzsignal und quadratischer Mittelwertbildung einen qualitativen/quantitativen Vergleich der Fehler.

Zusätzlich müsste man dann noch eine Frequenzanalyse mitlaufen lassen, denn was nützen evtl. gleich grosse Fehlerwerte, wenn bei einem die Fehler alle im Aliasingbereich stattfinden.

Grüsse, Uli

[play-mate]

Geehrtes Forum,

Mit dem Risiko wieder eine Zielscheibe des Unmuts zu werden, glaube ich es wäre Zeit sich auch Mal der Dimension und der "Hörbarkeit" von unseren Thema(s) ein wenig zu beschäftigen.
Ich glaube keiner der Zuhause einen Linn (mit interpoliertem Upsampling) jemals den Eindruck hatte dass sein Sneaky, Klimax etc. ausgesprochen falsch, künstlich oder gar "verschönert" klingt. So nicht eimal ein cMP2 mit erheblich längeren sinc-Filter. Im Gegenteil.
Bestechend bei dieser Technik ist, dass es der Wiedergabe einen weniger gläsernen Hochtonbereich und generell weniger klinischen Eindruck beschert. Irgendwie analoger, lebendiger und "echter". Aber wir sind hier im Bereich der kleinen, jedoch feinen Unterschiede die sich bei vorerst bei anspruchsvollen Anlagen bemerkbar machen. Nicht ungleich von dem Unterschied von CD auf SACD....
Das wichtige an der Sache ist aber nicht vorerst das benutzte sinc-Filter, aber eben dass die Daten vernünftig (interpoliert) Upgesampelt sind. Dabei vermag diese (Software-) Maßnahme den Jitter deutlich zu reduzieren, mit all den Vorzügen die wir schon von einem hochwertigen Re-clocking kennen.

Aus puritanischer Sichtweise kann man selbstverständlich behaupten dies sei alles Schwindel und Humbug, aber dann wird die Argumentation schnell Überholt wenn man eine kleine Ahnung hat, was alles an digitaler Verarbeitung im Masteringprozess so getrieben wird.....Stichwort: Dithering, Softclipping, ProTools, Multitrack Mixing etc....(und sorry Uli) :danach Acourate. Lassen wir doch mal die Kirche im Dorf.

Gruß Leif

[uli.brueggemann]

Das wichtige an der Sache ist aber nicht vorerst das benutzte sinc-Filter, aber eben dass die Daten vernünftig (interpoliert) Upgesampelt sind.

Leif,
meinen Unmut hast Du hiermit wieder perfekt hervorgerufen.
Wann begreifst Du, dass das verwendete sinc-Filter genau diese Interpolation bewirkt? Je besser das sinc-Filter, je besser die interpolierte Vernunft !!

Du kannst es selbst nachvollziehen. Öffne einen 44.1 kHz Puls mit Acourate.
Füge nun mit TD-Functions - Advanced:Raw Zero Stuffing (filterless) 3 Nullen ein.
Speichere das Signal ab. Wähle Abtastrate 176400 und lade das Signal wieder.
Nun selektiere eine leere Kurve und generiere mit Generate - Sinc Signal ein sinc-Filter mit 22020 Hz.
Convolve beide Signale mit TD-Functions - Convolution. Korrigiere die Signalamplitude mit TD-Functions - Gain um den Faktor 4.

Schau Dir nun das Zeitsignal des Ergebnisses an. Die vorherigen Samples, die auf Null gelegen haben sind nun auf dem Kurvenverlauf des interpolierten Signals. D.h. die Faltung mit dem sinc-Filter ergibt genau diese von Dir beschworene vernünftige Interpolation.

Uff.

Grüsse, Uli

[play-mate]

Hey Uli,

Selber Uff !

Wann verstehst du das es vorerst um Jitter geht !

Dass mit den unterschiedlichen Längen von sinc-Filter verstehe ich schon.
Wir reden aber an einander vorbei, denn meine These ist dass es bei dieser Technik um Jitter geht, nicht (nur) um eine "smoothere" Gestaltung der Treppenfunktion.
Linn verwendet eine Art von Interpolierung und cPlay eine andere.
Das wirklich wichtige an der Sache ist dass ein neuer Samplingpunkt entsteht.
-Wie dieser neue Punkt nun berechnet ist, ist eine andere Frage.

Zum Thema warum das so ist, da werden wir uns sicherlich nochmals in die Haare fahren....

Leif

[JoeBroesel]

Hi,
durch das Konzept von Linn haben die doch überhaupt keinen Jitter von der Quelle her, allerhöchstens intern im Gerät, aber da kann er ja am effektivsten "behoben" werden.

J.

[Rudolf]

Halleluja,

was der Jitter in diesem Thema zu suchen hat, das verstehe ich nun überhaupt nicht.

Rainer hat es m.E. auf den Punkt gebracht: sowohl beim Linn als auch bei cPlay als Transporter gibt es doch gar keinen bzw. fast gar keinen Jitter - und das bereits vor dem Upsampling. Selbst wenn es so wäre, was soll ein weiteres Reduzieren durch Upsampling noch großartig bewirken?

Ich dachte, dass wir nun eindeutig herausgearbeitet hätten, dass die klanglichen Unterschiede bei den in Rede stehenden Transportern in erster Linie durch ein Resampling mit bewusster Einführung ("Indroduction") von "systematischen Fehlern" hervorgerufen werden, durch die einerseits zwar die Bitidentität aufgehoben, andererseits eine Wiedergabe die Folge ist, die von vielen Usern als "analog" empfunden wird.

Im Zuge dieser Hypothese wäre es doch nun interessant

a) diesen Filter nachzubauen und
b) herauszufinden, was uns diesen Filter als analoger bzw. "richtiger" klingend empfinden lässt als das ungefilterte, richtige Signal.

Viele Grüße
Rudolf

[Ralf Koschnicke]

Liebe Leute,
denn grau ist alle Theorie …

Ich habe etwas Anschauungsmaterial zusammengestellt. Diverse FLAC files. Knapp 1:25 unseres Tschaikowsky Violinkonzerts, welches gerade einen ECHO klassik 2011 bekommen hat (http://www.acousence.de).

Ausgangsobjekt war CD-Qualiät. Das File ist als 44,1kHz ebenfalls dabei. Ansonsten sind es alles 24/192 FLAC files. Wenn möglich extrahiert besser nach WAV. Die FLACs nach SRC haben deutlich geringere Bitrate als das Original 24/192. Das könnte den ein oder anderen Player schon im Klang beeinflussen.

Die Originalaufnahme ist durchgängig in 176,4 bzw. 192kHz gemacht (weil die Frage aufkam; macht zwar vermutlich fast niemand, wir aber).

Ansonsten sind diverse von CD nach 24/192 upsampled files im ZIP enthalten: Pyramix, linear, minimal und apodized. Cplay. Wavelav und Samplitude in verschiedenen Qualitätsstufen.

Die Files gibt es als ZIP hier: http://www.acousence.de/SRCtest150811FLAC.zip

Viel Vergnügen beim Vergleichen!

Noch ein Tipp: Hört besser zuerst einmal Musik, statt sich auf Details zu konzentrieren. Wenn Details, dann liefert der Geigenklang viel; das typische „Nagen“ der Stradivari in tiefen Lagen oder die Pizzicati … etc.

Grüße
Ralf

[play-mate]

Hey Joe,

Konzept von Linn haben die doch überhaupt keinen Jitter von der Quelle her

in der Tat : eine Quelle hat kein Jitter.

Daten sind sehr gutmütige Fakten, aber der Unterschied von digitalen Transportern ist nicht dass sie nicht Daten verarbeiten können. Es geht darum wie diese Daten an den Wandler gelangen....und erst dann wird´s halt wirklich kompliziert !

L.

[axxxxx]

N´abend allerseits,

um den von Rudolf und mir versuchten praktischen Ansatz nicht wieder aus den Augen zu verlieren, möchte ich eine kurze (laienhafte) Zusammenfassung der bislang ermittelten Ergebnisse versuchen:

1. Upsampling macht nur bei niedrigen Aulösungen, 44 und 48 Khz, Sinn. Bei bereits im Original vorhandenen, höheren Auflösungen bringt es nichts/kann es nichts bringen.
2. Je länger der Filter ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, daß das Ergebnis "besser", als im Sinne näher am Original, ist.
3. Unabhängig von der Länge der Filter gibt es unterschiedliche Algorithmen, diese zu berechnen. Daraus resultiert wiederum ein unterschiedlicher "Klang" der Konzepte/Geräte.
4. Durch eine gewisse Glättung der Peaks durch das Einfügen von mehreren Interpolationspunkten anstelle eines einzigen Schrittes, kann der "Klang" bei 44/48 Khz analoger wirken.
5. Jitter ist eine andere Baustelle.

D´accord?

Gruß,
Kai

[uli.brueggemann]

4. Durch eine gewisse Glättung der Peaks durch das Einfügen von mehreren Interpolationspunkten anstelle eines einzigen Schrittes, kann der "Klang" bei 44/48 Khz analoger wirken.

D´accord?

Nicht ganz.
Ein Einfügen von Interpolationspunkten bei 44/48 kHz bedeutet eine Erhöhung der Punktanzahl. Damit steigt bei der Wiedergabe der Ausgabetakt, ansonsten würde sich ja die Wiedergabedauer und auch die Tonhöhe verändern. Es geht also nur Wiedergabe 1:1 bei 44/48 kHz. Interpoloert wird dann beim Upsampling.

Grüsse, Uli

[Fujak]

Hallo Rudolf,

was der Jitter jetzt in diesem Thema zu suchen hat, das verstehe ich nun überhaupt nicht.

mir scheint, dass hier zwei unterschiedliche Gründe für Interpolation vertreten werden:

Ansatz I: Interpolation kann durch Erzeugen von mehr sinc-interpolierten "Stützpunkten" bei der D/A-Wandlung ein analoger klingendes Ausgangssignal produzieren.

Ansatz II: Interpolation bewirkt durch das (natürlich möglichst originalsignalgetreue) Upsampling eine größere Jitterfreiheit im D/A-Wandlungsprozess und dadurch eine natürlicher/analoger klingendes Ausgangssignal (von Leif postuliert) .

Grüße
Fujak

[Rudolf]

Ansatz II: Interpolation bewirkt durch das (natürlich möglichst originalsignalgetreue) Upsampling eine größere Jitterfreiheit im D/A-Wandlungsprozess und dadurch eine natürlicher/analoger klingendes Ausgangssignal (von Leif postuliert) .

O.K.! Das wäre dann aber eher ein Beitrag zur Verbesserung der "digitale Prozesssicherheit" im Parallelthema Sind analoge Schnittstellen besser als digitale?

Viele Grüße
Rudolf

[play-mate]

Hallo Rudolf,

Rainer hat es auf den Punkt gebracht: sowohl beim Linn als auch bei cPlay als Transporter gibt es doch gar keinen bzw. fast gar keinen Jitter - und das bereits vor dem Upsampling. Selbst wenn es so wäre, was soll ein weiteres Reduzieren durch Upsampling noch großartig bewirken?

...das ist ja der ganze Irrtum.

Wir müssen uns damit befassen wie und warum Daten sich unterschiedlich anhören, je nach wie sie Übertragen werden.
Dies ist der absolute Kern des Unverständnisses von Jitter !
-genau dies macht es so schwierig Jitter nagelfest zu machen.

Ich glaube wir haben alle verstanden dass die Präzision einer Clock einen entscheidenden Einfluss darauf hat, wie jitterfrei ein Signal ist. Wenn nun ein Transporter (Linn, Sonos, cMP oder ein PC mit Foobar) einen gewissen Jitter hat, wird dieser Jitter (je nach welchen Übertragungsmodus an den DAC gewählt ist), mit in den DAC übertragen. Dies ist speziell kritisch wenn mit einem S/PDIF (AES3) Modus übertragen wird.

Hier erinnern wir uns an Gerts Aussage:

...und das ist in der Realität eigentlich immer der Fall, wenn die Eingangsfrequenz und die Ausgangsfrequenz durch unterschiedliche Quarzschwinger festgelegt werden, deren Frequenzen immer eine gewisse Abweichung von der Sollfrequenz haben.

Der Knackpunkt ist dass bei einer höheren Samplingrate das Zeitintervall zwischen den Samplingpunkten kürzer ist, und der Datenstrom sich dabei häufiger an den Referenztakt korrigiert wird (es werden mehrere Dispatches erzeugt).

Dies kann nur mit einem neuen Referenzwert der Interpolation geschehen, denn mit einer einfacheren Taktraten-Erhöhung (wie es oft in Upsampling-DACs passiert), wird nicht mit der Referenz neu abgeglichen (getaktet/dispatched).

-in anderen Worten: das Taktungssignal des DACs muss kürzere Intervalle haben um genauer zu Takten, und das erzeugt wiederum weniger Jitter !

Damit erreicht unsere Diskussion eine weitere Dimension worauf es bei digitalem Transport ankommt.
(von USB, I2S, asynchrones Clocking, ASIO, Treiber usw. sind wir noch gar nicht angekommen)

Ich finde aber das wir so allmählich einen gewissen Konsens in die Problematik herbeiführen ...

Leif

[Rudolf]

Hallo Leif,

wenn die Reduzierung des Jitters (geht das überhaupt auf die beschriebene Art?) und nicht die Interpolation der eigentliche Grund für das Upsampling ist, müsste doch derjeinge Upsampler der Beste sein, der bitidentisch upsampelt!

Aber wie gesagt, das ist aus meiner Sicht eigentlich ein Schnittstellen- bzw. Übertragungsthema und keines, das den Transportern innewohnt - oder sollen wir die beiden Themen hier ineinander münden lassen? (Dann schließe ich das andere und verweise abschließend hierhin!)

Viele Grüße
Rudolf

[Fortepianus]

Lieber Rudolf,

wenn die Reduzierung des Jitters (geht das überhaupt auf die beschriebene Art?)...

nein, das geht nicht. Ein Computer beispielsweise hat eine so lausig schlechte Clock in Bezug auf den Jitter, so dass das Signal mit und ohne Upsampling genau gleich verwackelt daher kommt. Wie Ulli schon dargelegt hat, ist aber die Anforderung bzgl. Jitter an ein Signal mit höherer Abtastrate höher als an ein Signal mit niedrigerer Abtastrate.

...der eigentliche Grund für das Upsampling ist, müsste doch derjeinge Upsampler der Beste sein, der bitidentisch upsampelt?

Vorsicht, das ist ein Paradoxon. Ein Upsampler kann nicht bitidentisch sein, wie Uli schon dargelegt hat.

Aber wie gesagt, das ist aus meiner Sicht eigentlich ein Schnittstellen- bzw. Übertragungsthema und keines, dass den Transportern innewohnt...

Ja, so sehe ich das auch. Für mich macht die Abtastratenwandlung dann Sinn, wenn sie zur Entkopplung des Taktes dient, der den DAC steuert und möglichst jitterarm ist.

...oder aber sollen wir die beiden Themen hier ineinander münden lassen? (Dann schließe ich das andere und verweise abschließend hierhin!)

Für mich hat die Jitterdiskussion nichts mit dem primären Thema zu tun, auch wenn das nicht alle so sehen.

Wird eigentlich in einem Linn DS immer ein Upsampling gemacht, auch wenn ein Player gar keinen Digitalausgang hat? Mit Digitalausgang wie beim Sneaky oder den Neuen kann man ja einstellen, ob der Digitaldatenstrom am S/PDIF-Ausgang ein Upsampling erhält oder nicht. Aber wie ist das beim "alten" Klimax DS bzw. Renew DS oder Akkurate DS der ersten Generation? Der bräuchte ja eigentlich kein Upsampling, weil er mit seiner guten Clock, die direkt den Wolfson-DAC taktet, direkt die Daten 1:1 auslesen könnte. Den Wolfson 8741 kenne ich nicht so gut wie meinen Liebling von BurrBrown, den PCM1792A bzw. 1794A, aber bei dem würde ich persönlich trotzdem ein Upsampling machen, einfach deshalb, weil der DAC-Chip nach meiner Erfahrung bei einer höheren Frequenz besser arbeitet als bei einer niedrigeren. Vielleicht ist das ja der einfache Grund, warum Linn das Upsampling überhaupt macht. Wenn - weiß das jemand?

Ansonsten kann beim Linn das Upsampling am Digitalausgang ebenfalls diesem Zweck dienen - nämlich, dass der angeschlossene externe DAC sich bei der höheren Samplingrate wohler fühlt. Weshalb es auch unterschiedliche Klangerfahrungen gibt, bei Ulli wird's besser, bei Franz ist's egal, ob das Upsampling am Digitalausgang arbeitet. Aber mit Jitter hat das erst mal nichts zu tun.

Viele Grüße
Gert