Follow
Audiophile Inventory on Facebook Audiophile Inventory on Google+ Audiophile Inventory on Twitter Audiophile Inventory on Instagramm Audiophile Inventory on Pinterest Audiophile Inventory on Telegram Audiophile Inventory on Telegram Audiophile Inventory on YouTube

Как устроен DSD конвертер [Краткое объяснение]

Share 
Audio Basis - educational articles

DSD конвертер - это программное обеспечение для конвертирования DSD аудио файлов в другие форматы и обратно. DSD аудиофайлы имеют расширение DSF, DFF, ISO. Как целевые и исходные форматы используются мультибитные: PCM (WAV, FLAC, AIFF, mp3 и пр.) файлы и CD-аудио диски. Также конвертер может изменять частоту дискретизации DSD файлов. Ниже мы рассмотрим, как работает этот конвертер.

 

Что внутри DSD конвертераDSD модулятор (сигма-дельта модулятор)DSD демодуляторРесемплинг DSDЗаключение

 

Посмотрите видео об устройстве и принципах работы DSD конвертера

 
 
ПРОЧТИТЕ ВНИМАТЕЛЬНО:
• DSF, DFF, ISO (1-бит аудио) поддержаны в максимальном PROduce-RD и конфигурируемом Modula-R
• Для DSF, DFF, треков ISO длиной более 3 мин. в FREE demo 2 сек. тишины в середине выходного файла
• DVD ISO НЕ поддерживается


Формат DSD это одно из применений сигма-дельта модуляции. В качестве частот дискретизации используются частоты кратные 44100 Гц:

  • 2.8 МГц = 2 822 400 Гц = 44100 Гц x 64 раз;
  • 5.6 МГц = 5 644 800 Гц = 44100 Гц x 128 раз;
  • 11.2 МГц = 11 289 600 Гц = 44100 Гц x 256 раз;
  • 22.6 МГц = 22 579 200 Гц = 44100 Гц x 512 раз;
  • 45.2 МГц = 45 158 400 Гц = 44100 Гц x 1024 раз;
  • и т.д.

Битовая глубина семпла 1 бит.

 

Что внутри DSD конвертера

Программный DSD конвертер содержит внутри:

1. Модулятор мультибитного PCM в 1-битную сигма-делта модуляцию, или

2. Сигма-дельта (1-бит) демодулятор в мультибитнрый PCM, или

3. Оба: модулятор и демодулятор.

4. Ресемплер.

 

Модулятор DSD обеспечивает уменьшение количества бит. Это ведет к увеличению уровня шума (уровня ошибок).

Самая важная и полезная часть диапазона частот аудио сигнала- это 0 ... 20 кГц. Модуляция шума заключается в вытеснении энергии шума за в диапазон чатот выше 20 кГц (называется noise shaping [нойс шейпинг, изменение формы шума]).

Демодулятор обеспечивает фильтрацию этого шума. После фильтрации остается только полезный сигнал.

Структура DSD конвертера

Структура DSD конвертера

 

DSD модулятор (сигма-дельта модулятор)

Сигма-дельта модулятор (PCM в DSD) это достаточно сложный вид обработки аудио. Потому, что это система с обратной связью. Следовательно, она может потерять стабильность. Если сигма-дельта модулятор (DSD модулятор) теряет стабильность, необходимо перезапустить его. Как правило, модулятор не может вернуться в стабильное состояние без внешнего воздействия.

DSD модулятор

DSD модулятор

 

 

Создание сигма-дельта модулятора - это компромис между стабильностью и уровнем шума. При более значительном вытеснение энергии шума из слышимого диапазона, стабильность модулятора может ухудшиться. DSD модулятор может выйти из стабильного состояния при перегрузке.

Для обеспечения личшего значения соотношения сигнал/шум и сохранения стабильности, частотный диапазом за границей слышимого диапазона должен иметь резерв по ширине. Это может быть достигнуто за счет увеличения частоты дискретизации 1-битного сигнала.

Увеличение частоты дискретизации - это простейший путь иметь более широкую рабочую полосу (полосу передаваемого сигнала) при более низком уровне шума.

К сожалению, я не знаю достаточно точно историю создания DSD, но, похоже, частота дискретизации DSD64 выбиралась для передачи полосы 20 кГц. Как правило, DSD демодулятор проще демодулятора PCM в аналоговый сигнал (см. здесь). Таким образом замена 44 kHz/16 bit to DSD64 may give some technical advantages for implementation.

Например, для передачи сигнала с полосой 100 кГц с сохранением или понижением уровня шума, простейший путь - это повышение частоты дискретизации.

Читать еще о сигма-дельта модуляторе >

 

DSD демодулятор

Сигма-дельта демодулятор (DSD в PCM) или DSD демодулятор - это фильтр нижних частот, который удаляет модуляционный шум, расположенный выше слышимого диапазона.

DSD демодулятор

DSD модулятор

 

 

Этот фильтр характеризуется 3-мя параметрами:

  • полоса пропускания (pass band) (минимум 0 ... 20 кГц);
  • полоса подавления (stop band) (полоса частот, в которой подавляется шум DSD модулятора);
  • переходная полооса (transient band) (участок между полосами пропускания и подавления).

Более широкая полоса частот позволяет понизить звон цифрового аудио фильтра, но пропускает больше энергии шума на выход DSD модулятора.

Если расширить полосу пропускания, энергия шума DSD тоже возрастет. Более узкая полоса снижает энергию шума на выходе демодулятора.

Таким образом, DSD демодулятор - это сбалансированное техническое решение.

Читать еще о DSD декодере >

 

Ресемплинг DSD

Релемплинг DSD (или передискретизация) это цифровая обрабока сигналов. Выполнается с помощью кратного апсемплинга/даунсемплинга с цифровой фильрацией.

Перед конвертацией, DSD файл преобразуется без потерь в мультибитовый аудиопоток, подходящий для обработки. Этот поток обрабатываетсяи конвертируется обратно в DSD с помощью модулятора.

Ресемплинг 1-битового аудио ведет к небольшим потерям, сравнимым с потерями при ресемплинге PCM. Эти потери определяются качеством реализации обработок сигнала.

Однако, звуковоспроизводящая аппаратура может иметь различный уровень искажений на различных частотах дискретизации. Поэтому, ресемплинг можеть дать преимущество, если DSD конвертирован на частоту дискретизации, которая воспроизводится данным ЦАП (DAC) с минимальными искажениями.

Ресемплинг DSD аудио файла для частоты дискретизации,
на которой используемый DAC имеет минимальные искажения

DSD ресемплер

 

 

Заключение

Программное обеспечение DSD конвертера может содержать:

  • DSD демодулятор,
  • DSD модулятор,
  • Ресемплер.

Звуковоспроизводящая аппаратура может иметь различный уровень искажений для различных режимов ЦАП (DAC). Режим ЦАП - это сочетание частоты дискретизации, битовой глубины, вида модуляции (PCM/DSD).
Передискретизация DSD, конвертирование PCM в DSD и DSD в PCM может дать преимущества, если DAC имеет минимальные искажения для целевого формата (выходного формата) конвертера.

 

What inside DSD converter

 

Share 

Авторское право © Yuri Korzunov
["Audiophile Inventory" (since 2011), "AudiVentory", "Audiophile Inventory by AudiVentory.com".
Также "Audiophile Inventory by AudiVentory.com" (прежде "Audiophile Inventory") охраняемое коммерческое обозначение],
2010-2018. Все права защищены.

Site map      Terms and Conditions