Коммутатор для лечения аудиофилии и методика сравнительных прослушиваний

[Hrun]

ЗЛОСТНЫЙ ОФФТОП В ТЕМЕ – утверждение, что такая-то деталь лучше такой-то без описания методики сравнительного прослушивания. Результаты тестирований компонентов с указанием способа сравнения, напротив, приветствуются.

Доделал давно запланированный проект – коммутатор для оперативного переключения ЦАПов в CD-проигрывателе. Позволяет выбирать один из трёх ЦАПов (DAC1…DAC3) при помощи кнопок на передней панели или ПДУ. Для коммутации используются герконовые реле K3…K5 типа РЭС83 (три контакта включают/отключают стереоканалы ЦАПа и общий провод от выходных разъёмов проигрывателя, а четвёртый разрешает/запрещает поступление цифровых сигналов на вход ЦАПа).
Четвёртая кнопка («INTERP») и реле K6 типа РЭС84 может быть использована для любых изменений в схеме или выбора четвёртого ЦАПа вместо одного из трёх (DAC1…DAC3). Эта кнопка и оказалась самой полезной.


Основное достоинство этой штуки в том, что можно переключать компоненты системы даже не меняя положения головы. До сравнения непосредственно ЦАПов решил отслушать пассивные элементы: конденсаторы и резисторы. Поскольку при изменении только одного компонента разница в звуке минимальна, применение коммутатора в этом случае более чем оправдано.

Результаты сравнения разных узлов буду публиковать в разных темах (уже имеющихся). Эту тему создал для того, чтобы ссылаться на методику тестирования и каждый раз её не описывать. Более подробно о самой методике расскажу в следующих сообщения, чтобы не загромождать исходное.

[Hrun]

Offтопик:
Так, вообще, я слежу, чтобы мои сообщения были поняты однозначно, но иногда не получается

[алек-сей]

чтобы мои сообщения были поняты однозначно, но иногда не получается

Попробую изложить свои мысли по поводу записей и прослушек. Когда делал записи акустики, каждый раз получалось по разному. То голос влево, то по ас разбежится. В общем непонятно было.... Затем выяснил, что при записи иногда происходит сдвиг начала дорожек. Это получалось, как потом выяснил по такой причине(нашел на сайте звукореж...Не помню). На планшете стояли настройки звука 24бита 96000 гц, проэкт в аудасити стоял 44100 гц. Поэтому шли "глюки". Выставив одинаковые настройки и на планшете и в программе, сдвиги практически исчезли. Но иногда бывают не столь сильные.
Свои изыскания не сохранил, поэтому взял две записи из соседней темы...
1.
2.
Две одинаковые композиции, но видно, что у одной начало дорожки смещено чуть больше. И почему то разные спектры на вч. Всегда считал, что программа анализирует максимумы и это отображает.
3.
Вот так смещение больше видно.
4.
"Замерил" курсором смещение. Всего 5 семплов...
5.
Разделяю трек на две дорожки.
6.
Выделяю 5 семплов
7.
И удаляю их. Тем самым выравнивая начало дорожек.
8.
Объединяю их в стерео и смотрю частотную характеристику... Я в шоке.

Данные дорожки по звучанию не сравнивал(поздно уже), но на тех которые я записывал звучание менялось. Почему то сильно влияло на расположение вокалистов и на этот диапазон частотной характеристики. Если кто подскажет в чем заключается этот эффект , думаю будет интересно всем.

[Hrun]

А у Вас спектроанализатор, случаем, не сумму двух дорожек анализирует. Если так, то всё логично.

[алек-сей]

А у Вас спектроанализатор, случаем, не сумму двух дорожек анализирует.

Похоже да.

Если так, то всё логично.

Всегда считал, что программа анализирует максимумы и это отображает.

Или программа обрабатывает форму волны и выдает результат, как например сложение(вычитание двух синусоид чуть сдвинутых по времени?
Если так, то согласен логично. Но не отменяет изменение формы суммы сигналов при смещении дорожек. И возможно звучания, локализации.
И почему тогда это не так заметно в низкочастотной части?

---------- Сообщение добавлено 12:07 ---------- Предыдущее сообщение было 11:40 ----------

P.S. Попробовал на синусоиде 1 кгц. Стерео вариант уровень 3дб. Делю на две дорожки, уровень обоих 3дб. Делаю одну дорожку со сдвигом, уровень обеих одинаковый. Делаю стерео микс, уровень сигнала падает в зависимости от сдвига до -21дб(при инвертировании второй дорожки).
1 кгц 44 семпла, при частоте обработки 44100 гц. Получается небольшие смещения дорожек(или семплов) при записи могут влиять на более высокие частоты.
Ну это мои мысли....

[Hrun]

Сложно на это всё что-то ответить.
Анализатор спектра берёт определённый интервал времени в окрестности курсора и выводит всё, что нашёл.
У Вас, по сути, получается сдвиг фаз между разными дорожками и интерференция. На НЧ, естественно, этот сдвиг ни на что не влияет. А на ВЧ образуются пики и провалы, как обычно в таких случаях.
Остальное просто сложно понять, чтобы что-то на это ответить.

[алек-сей]

Анализатор спектра берёт определённый интервал времени в окрестности курсора

Я выделял полностью файл(если я правильно понял вас). Если выделить фрагмент, то да АЧХ(спектр) будет показана к определенному фрагменту записи.

Offтопик:

У Вас, по сути, получается сдвиг фаз между разными дорожками и интерференция.

И не только у меня....

[Hrun]

Я выделял полностью файл(если я правильно понял вас). Если выделить фрагмент, то да АЧХ(спектр) будет показана к определенному фрагменту записи.

Ну, какая разница. Никаких максимумов. Что накопил за весь файл, то и вывел.

---------- Сообщение добавлено 11.03.2020 в 08:56 ---------- Предыдущее сообщение было 10.03.2020 в 14:15 ----------

Представленная ниже информация имеет отношение к теме, как связанная с прослушиванием, а также как частично полученная с использованием коммутатора.

Определение порога слышимости

В ходе экспериментов с файлами гармонических сигналов, записанных с уровнями -96, -90, -60 дБ решил установить, насколько их хорошо слышно. При этом по методике особо не заморачивался. Всё делалось в условиях максимально близких к прослушиванию музыки.
Известно, что усилитель выдаёт без искажений 0,5 Вт на канал. Подал на него синус 0 дБ и установил регулятор громкости в положение на границе клиппинга. Динамики с чувствительностью 92 дБ/Вт/м. Поэтому можно ожидать, что на расстоянии одного метра два динамика создадут звуковое давление уровня 95 дБ (-3 дБ, так как не 1 Вт, а 0,5 Вт; +6 дБ, так как два динамика). Понятно, что здесь уже куча подводных камней (не буду их перечислять), но примерно…
Далее подаю цифровой сигнал, в котором изменяется только один младший разряд (подробнее здесь), и уменьшаю громкость до того, как перестану его слышать. Оказалось где-то -2 дБ относительно уровня клиппинга. Позже выяснилось (подробнее здесь), что этот сигнал по факту имеет уровень -94 дБ, а не -96 дБ, как можно предположить. Это может быть связано, в частности, с тем, что он, по сути, является прямоугольным, а не гармоническим. То есть уровень основного тона в нём, как раз, может быть выше на эти 2 дБ. Получаем -94 дБ в файле и -2 дБ от регулятора громкости. Вычитая их из 95 дБ получим уровень -1 дБ. Довольно неплохо, если не учитывать, что я сидел на расстоянии метров 3-х, а не 1 м, не учитывать влияния комнаты и АЧХ динамиков.
С файлом синуса 1 кГц по уровню -90 дБ получилось ещё лучше. -85 дБ в файле и -10 дБ от регулятора громкости. 95-85-10=0. Прямо среднестатистических порог слышимости. Опять же, не учитывая кучи разных факторов. Хотя, насколько сильно в реальной комнате затухает акустический сигнал с расстоянием, я не знаю. Всё-таки по всем направлениям он свободно распространяться не может. Да и акустическая система у меня открытая. Там и от тыльной стороны достаётся.

Понятно, что всё это очень и очень кривые измерения, но, во-первых, всё равно какая-то информация, а, во-вторых, главное не в этом. Главное дальше.
1. Колебания младшего из 16 бит обычного CD формата слышно в точке прослушивания.
2. По результатам других экспериментов тотальная потеря 6ти младших разрядов CD формата на разном материале приводила к трём разным вариантам: становилось интереснее, ничего не менялось, звук утопает в искажениях.
3. Исходя из первых двух пунктов, учитывая, что надо ориентироваться на лучшие записи, а не на худшие, можно сделать вывод о том, что моё прошлогоднее предположение о достаточности 10-12 бит плюс пара бит запас (14 бит TDA1540) – неверно. 16 бит ЦАП это, вот, прямо минимум. Конечно, для многих записей 10-12 бит хватит, но на многих других много чего пропадёт.
4. Отсюда и 24 бита представляются не такой уж бессмыслицей. Если рассмотреть запись получше, то пока запас, чтобы не было клиппинга, пока понижение уровня сигнала с частотой… 18-20 бит вполне нормально. Думаю, слышно это всё только тогда, когда и сам исполнитель сильно понижает уровень игры, например, на солирующем инструменте.

Какая-то такая получилась заметка.

[Alex]

Где-то год назад, товаришь попросил сделать файлы с синусом 1кгц минимальных уровней - от -84дБ до -128дБ.
Так -120дБ еще как-то можно было рассслышать, я -128 у себя уже не слышал, у него усилители помощнее, т.е. усиление поболше можно сделать, и что-то на -128 среди шумов еще проклевывалось.

Offтопик:
P.S. Последняя версия моего тестового генератора, умеет генерить меандр 1кгц с задаваемым числом бит. Услышать такое конечно ничего не услышишь, но на спектре - на макимуме чувтсивтелности АЦП, с большой интеграцией (чтобы из-под шумов доставать сигнал) получаются очень интересные результаты на разных ЦАПах.
Я пока не готов это все выкладывать, поскольку генератор еще до конца не доделан.

[Игорь Тихомиров]

Отсюда и 24 бита представляются не такой уж бессмыслицей.

24р, для воспроизведения, нужно в основном для того, чтобы не добавлять в исходник дополнительные составляющие, например шум. Для динамического диапазона 24р, при воспроизведении не нужно.

[Alex]

чтобы не добавлять в исходник дополнительные составляющие, например шум.

А его кто-то специально добавляет? Или имеется вввиду дизеринг? ТАк он и при 24-х битах используется при мастеринге.

[Игорь Тихомиров]

дизеринг?

Да

---------- Сообщение добавлено 12:15 ---------- Предыдущее сообщение было 12:08 ----------

Так -120дБ еще как-то можно было рассслышать, я -128 у себя уже не слышал, у него усилители помощнее, т.е. усиление поболше можно сделать, и что-то на -128 среди шумов еще проклевывалось.

Мне кажется этот опыт не корректен. Вначале надо воспроизвести тестовый сигнал уровнем -24...-26 дБ от максимального. Установить уровень громкости в точке прослушивания 83 дБ. А затем мерить звуковые пороги. Я думаю синус уровнем 2^-16 никто не услышит.

[Hrun]

Игорь Тихомиров, объясните, почему именно так?

[Игорь Тихомиров]

Игорь Тихомиров, объясните, почему именно так?

83 дБ часто принимают за условно нулевой уровень громкости (этот уровень собственно саму громкость и определяет). +20...+24 пиковая громкость на НЧ. Надо измерения нормировать, а не просто выставить максимальное усиление и слушать пороги.

[Hrun]

Интересно, что при этом всё вылетает к 106 дБ. То есть к 18 битам.

---------- Сообщение добавлено 13:33 ---------- Предыдущее сообщение было 13:14 ----------

О заметности искажений

Здесь было установлено, что ЦАП TDA1541R1 при работе без DEM имеет разрыв в характеристике, который приводит к сильным искажениям по уровню -60 дБ. Подчеркну, имеем именно разрыв, когда появляются не только 2-я и 3-я гармоники, а длинный хвост, но гармоники кратные основному тону.
Так вот, при воспроизведении синуса 1 кГц с уровнями -60, -30, -18 дБ искажения были слышны, а уже при -12 дБ ничего расслышать не получилось. Получается, что где-то 0,5 % даже самых плохих нелинейных искажений гармонического сигнала уже не слышно. Это, конечно, хорошо известно. Но лишний раз подтвердить неплохо. Тут, конечно, можно петь про интермоды и прочее, но смысла нет. В любом случае, такой ЦАП с десятью реальными разрядами никто делать не будет. И не будет DEM отключать.

Гораздо заметнее оказались искажения, включающие частоты некратные основному тону (описание здесь). Их заметность оказалась приблизительно на уровне -70 дБ (менее 0,1 %). Собственно, их и слышно отдельно от основного тона.

Отсюда небольшой вывод по методике тестирования ЦАПов. Тоже, довольно известный и очевидный. Если в схему не вносится принципиальный изменений, то отслушивать ЦАП гораздо удобнее на синусе, чем на реальной музыке. Возможно, многое станет понятно.
Вообще, конечно, вещь абсолютно очевидная. Прежде чем перетыкивать и слушать музыку, надо проверить характеристику ЦАП на линейность. А то, ведь, искажения имеют известную привлекательность.
Я понимаю, что в ламповом усилителе, акустике, такие «приятные» искажения, возможно, и стоит оставить, но в ЦАПе им, наверное, не место. Так как характеристика, как правило, не гнётся, а рвётся, что совсем плохо.

P.S. Это, конечно, можно было и не писать, но сколько с этим DEMом крутились. Что только с ним не делали? С этим звук такой, с этим другой. А вы характеристику то смотрели? Обсуждения TDA1541 в ветке по ссылкам.

[maxssau]

всё вылетает к 106 дБ. То есть к 18 битам.

меньше. https://www.maximintegrated.com/en/d...onversion.html

18 бит надо уже 110 дБ. На современных AK,CS, ESS это не проблема

Прежде чем перетыкивать и слушать музыку, надо проверить характеристику ЦАП на линейность. А то, ведь, искажения имеют известную привлекательность.

так ведь давно об этом говорят, сначала измерить, потом слушать.

[Hrun]

так ведь давно об этом говорят, сначала измерить, потом слушать.

Так, ведь, я и написал

Тоже, довольно известный и очевидный.

Это, конечно, хорошо известно.

Это, конечно, можно было и не писать,

меньше.

Да, 17,3 бита нужно. Аж 0,7 бита можно сэкономить
За ссылку спасибо!

[maxssau]

Offтопик:

Да, 17,3 бита нужно. Аж 0,7 бита можно сэкономить

смех смехом, а при SNR/DNR и SINAD близкими к 115-120 дБ даже эти 0.7 бита даются не легко

[onv23]

Мне кажется этот опыт не корректен.

С чего бы вдруг ? Если ставилась задача на слух определить сквозной суммарный с/ш тракта цап-пред-УМ-АС ?

Вначале надо воспроизвести тестовый сигнал уровнем -24...-26 дБ от максимального. Установить уровень громкости в точке прослушивания 83 дБ. А затем мерить звуковые пороги. Я думаю синус уровнем 2-16 никто не услышит.

И что Вы там намеряете после этого ? С учетом того, что фоновый шум в КдП 10-25дБ, 83-10=73 - это все, что Вы максимум в состоянии намерять при таком подходе, и то, это в очень хорошо заглушенной КдП.

[Hrun]

Ещё немного слов о пользе коммутатора. Изначально поставил в DEM-генератор TDA1541R1 слюдяной КСО ёмкостью 560 пФ. Но, вроде бы, все пишут, что частоту DEM лучше взять повыше. 800 кГц, например. Ну и заменил этот конденсатор тем же КСО 220 пФ. Слушал в разные дни. И показалось, что с 220 пФ намного лучше стало.
А когда начал детально во всём разбираться (информация начинается здесь) с применением коммутатора, слепого прослушивания, мгновенных переключений и измерений, то в результате остановился на ёмкости 1000–1200 пФ.

Это я к тому, что когда занимаешься подобными мелочами (разница в звуке там на пороге детектирования слухом), то методика типа «послушал, отключил, перепаял, послушал» не способна дать хоть сколько-нибудь достоверных результатов.
Нет, вставку для винила вполне нормально сменить после долгого прослушивания. Разница хорошо слышна. Но когда даже характер звука не меняется, а меняются, ну, совсем мелочи, тут только мгновенное переключение.

Следующие результаты здесь

[Pitterson]

Это я к тому, что когда занимаешься подобными мелочами (разница в звуке там на пороге детектирования слухом), то методика типа «послушал, отключил, перепаял, послушал» не способна дать хоть сколько-нибудь достоверных результатов.

Я это давно говорил, но почему-то все предпочитают впаять и... забыть, не выпаивать же снова. Поэтому предпочитаю всё сравнивать на крокодилах - вразрыв межблока.