Всем Доброго Аудиофильского!
Ох и не простая у нас сегодня тема.
Давайте немножко предистории.
1934й год - год появления первой системы цифрового звука. Это была рабочая система, вставшая на конвеер, которая мало того, что была в цифре, так еще и занималась шифрованием и радиопередачей. И при этом звучала она значительно лучше аналоговых систем тех лет.
1971й год - космонавты выходят на связь с Землей. И все бы ничего но и изображение цветное без помех, и звук идеально чистый - оба в цифре.
1973й год - появляется стойка. Она занимается тем, что оцифровывает разом 12 каналов с частотой дискретизации 44 кГц и 12 бит, и формирует на выходе видеосигнал, пригодный для записи на черно-белый катушечный видео-магнитофон.
К ней же разом появляется вторая стойка. Она позволяет при воспроизведении с одного магнитофона, разложить сигнал на отдельные каналы, и часть из них заменить на сигнал с первой стойки. И снова записать на второй катушечник, уже с замененными каналами.
При этом такое копирование происходит без слышимых искажений даже на 10й копии.
К этому делу прилагается и третья стойка - ее задача воспроизвести все 12 каналов, получая сигнал с видика.
И вот как-то это все не спеша тянулось тянулось, пока наконец в 1982м году не сообразили перевести всю музыкальную индустрию в цифру.
Надо сказать, что к этому году в цифре уже было спутниковое телевидение налажено. И даже целых 3 видео-носителя были, что однобитовую коммутационную структуру воспроизводимого сигнала имели. Причем уже несколько лет на рынке это дело творилось.
***
И вот теперь-то настал через поговорить о Теореме Отсчетов. Ну той, что авторы Котельников-Найквист-Шеннон-Уиттакер.
Кстати Уиттакер еще в 1878м году ее представил. За несколько лет до повяления звукозаписи на механическом фонографе.
Суть теоремы простая до жжути. Если у вас есть некоторое множество точек, на которых нарисована синусоидальная кривая.
Например монитор разрешением Фулл Хд. То сколько вам нужно "слепых", по сути случайных по отношению к этой синусоиде, фиксированных по времени выборок, чтобы потом снова восстановить эту кривую на вашем Фулл Хд мониторе?
И вот собственно суть теоремы в том, что нужно их столько сколько у вас пиков амплитуды на этой синусоиде.
Т.е. если у вас на Фулл Хд мониторе изображен только один период - то пиков у вас 2. Вот столько случайных по отношению к этой загогуле выборок вам и нужно. И не важно куда именно они на ней попадут.
Правда там есть один момент. Вам нужно минимум 20 периодов с таким случайным попаданием, а частота выборок все таки должна быть чуть-чуть выше.
Т.е. выборки должны в следующих периодах на чуть-чуть, а попадать в другие места.
Далее Теорема гласит. Что если у вас есть такой набор выборок, то применив не слабые такие вычислительные процессы, вы сможете восстановить весь Фулл Хд у себя на экране. Со всеми правильными амплитудами, даже при том, что ваши выборки ни разу в пики амплитуд не попали за все 20 измерений.
Ну так по Уиттакеру. То что Котельников и Сотоварищи несколько переиграли смысл, написав это дело другими словами. Суть-то не поменялась.
Чтобы получить полноценный сигнал из 2х выборок - подавай-ка процессор и значительно более высокую частоту на ЦАП.
Но что мы видим когда сталкиваемся с Цифровым Звуком?
Да да! Что-то как-то в большинстве случаев никто этого правила не соблюдает.
Ну давайте разбираться как так вышло.
Во всем фотографы на самом деле виноваты. Они ведь сказали, что вот есть правила кадрирования по третям и по золотому сечению. А вот есть Шедевры Фотографии где именно эти-то правила первым делом и нарушены. И мол вот умелое нарушение этих правил - дает Шедевральный Результат.
Ну инженеры посмотрели посмотрели. Ну и выдали.
Зачем нам лишний процессор? Можно ведь напрямую попробовать? Тем более, что первая цифровая радиостанция явно в беспроцессорные времена была сделана. А звучала лучше Аналоговой Лампы.
В общем попробовали - а оно работает. Да, есть искажения. Но работает же!!!
Но тут есть еще один нюанс в Теореме. Она требует, чтобы точность замера амплитуды была ничем не ограничена.
В формулах это это выглядит просто. А + Ё = Й
В передаче в эфир вроде бы тоже проблемы нет. А вот пойди это тестером замеряй. Да так, чтобы оператор с должной точностью цифры срисовал.
А тут еще кто-то взял да и АЦП поставил с 12-битным выходом. Потом до 16 расширил. Потом и до 24х, и до 32х.
Но вся проблема в том, что с такой точностью замеров, Теорема уже не работает. Уже вычислять нечего по таким цифрам.
Поэтому и париться лишний раз не стали.
Искажения есть. Но вылезают лавинно на частотах выше 1/10й частоты дискретизации.
А пока мы в этой 1/10й так у нас все хорошо и без процессоров. И при том даже ощутимо лучше, чем в аналоговой среде. Про это правда Теорема не написана. Но она и не нужна особо.
Но компании SONY все таки хотелось восстановить свое имя!!!
Ведь это она совместно с Филипсом Компакт-Диск сделала. Вот и решили таки поставить полноценный процессор.
***
Представляю вам
Sony CDP-M71
фото отсюда https://www.hifi-wiki.de/index.php/Sony_CDP-M71
К сожалению фоток лучшего качества не нашел. Видимо сверх-малым тиражом аппарат вышел.
Слушал я не совсем его. Описания звучания, которые я здесь приведу - они характерны для другого аппарата. Но суть алгоритмов работы - она схожая. Просто на том аппарате я этого всего померить не могу. А про этот описание нашел.
В общем чего здесь понавернуто.
Здесь происходит цифровое восстановление сигнала аж до частоты дискретизации в 1 МГц и 45 бит квантования.
Даже на самом деле частота еще выше. Где-то 1.2 МГц.
При этом сигнал выводится на Однобитовый Сигма-Дельта ЦАП, который значительно меньше гармоник дает, с частотой в 50 МГц.
Сделали это дело в 1991м году.
Но тут один важный нюанс. Я ведь сказал, что до конца восстанавливать из 16 бит все равно не возможно.
Так и как же быть?
А это мы еще на Маяк 001 видели. Взять да и внести приятно-звучащее искажение, которое значительно лучше, чем цифровые артефакты.
Этим кстати Кэмбридж Аудио занимается. У них с Маяком схожий звук. На Цомпакт Диске приятный результат дает.
Но на Компакт Диске у нас проблемы как с верхами - шаркают. Так и с воздухом на верхней середине.
Да и плюс у Маяка какой-то уж очень по-Аудиофильски выраженный метод коррекции звука.
А тут-то Сони. Тут Хай-Фай делать положено.
Ну они и сделали!!!
Они восстановили максимум возможного из Компакт Диска. А потом дополнительной цифировой обратоткой распознали где тарелки, а где воздух на ВЧ.
И скорректировали именно эти сигналы, до получения правильного, характерного именно для этих инструментов и особенностей звука измениния сигнала.
Т.е. по сути подшаманили, внеся предискажение в изначально искаженный исходный сигнал.
Но на выходе получилось шикарно. Звук здесь детальный на верхах, хотя слышно чуток смазанность, но при этом все выравнено.
Есть четкое ощущение именно детальности. Не псевдо-детальности. А вот именно детальный мягкий звук, как на Виниле, но с небольшой смазанностью.
Т.е. есть и ощущение Винила, и вроде как понятно, что источник Цифра. Но звук все равно значительно ближе к Винилу. Прям вот на все 176 кГц дискретизации тянет.
Есть здесь и воздух на верхней середине. И с ним вот вообще все хорошо.
Т.е. восстановление при должной обработке до Аналогового Вида - оно все-таки возможно. Хотя небольшие акценты все равно останутся. Но они совершенно не будут мешать.
Другой вопрос, что сегодня за такую конструкцию 890 Тыщ Рублей просят.
Но они такие решения есть в продаже.
Вот такие дела.
Спасибо, что дочитали!
