Что такое DSD audio, зачем оно и почему - простое объяснение


(Михаил) #1

Довольно часто в баре разливаются такие понятия как передача DSD native, DoP, что лучше, что вообще всё это не вкусно, а лучше бородатого PCM 16\44 еще не придумали, и вообще пора возвращаться от наших сказочных Калибров к луку и стрелам - к CD, то бишь, плейстейшонам, ну и прочий декаданс в таком духе.

Подумалось, что немного матчасти не помешает. За сим, решил я перевести на русский понравившуюся мне статью одного крутого ковбоя из PS Audio - Пола Макговена (Paul McGowen) How dense are you? - Как там ваша плотность?

Вчера я удивил некоторых из вас, когда мы узнали, что чуть более, чем 100% современных ЦАПов с 24-битным разрешением - на самом деле DSD или плотностно-импульсная модуляция, также известная как однобитная. Мы понимаем, что классические “лестничные” R2R цапы упираются в стену своего предела на уровне приблизительно 16 битов, потому что точность компонентов (резисторов - прим. М.С.), необходимая для расширения за эти пределы, просто не существует (статья 2012 года, автор не может знать о появлении в 2017 году Holo Spring и Denafrips на дискретных R2R-лестницах с компонентами требуемой точности и разрешения - М.С.).

Я спросил бы, помнит ли кто-либо из Вас о чем мы говорили в начале цикла статей, когда я рассказал Вам, что PCM (то, на чем основана работа CD) является машинным кодом, понятным только машине, которая заточена на понимание этого кода – и что DSD не является машинным кодом вообще, так что ваша аналоговая стерео-система может воспроизвести его непосредственно. В этом - большая разница.

Мы узнали, что PCM разбивает аналоговый музыкальный сигнал на ряд “скриншотов” (выборок) с определенной периодичностью во времени (частота выборки), в выборках проводится измерение сигнала, данные измерений в каждой выборке записываются в память с помощью многоразрядного слова. Восстановление сигнала происходит в обратном порядке, в итоге мы получаем ступенчатый сигнал, который напоминает входной, после того, как мы сгладим эти ступеньки.

1-битное аудио отличается от этого процесса аки день от ночи. Сегодня мы собираемся в двух словах объяснить вам, как это работает, насколько это простой процесс, а уже потом чуть погрузимся в подробности, которые, сдаётся мне, слегка поднапрягут вас, но об этом поговорим после.

Итак, 1-битное аудио просто для понимания как 2 пальца об асфальт. Нет никаких выборок, нет никаких многоразрядных слов, нет никакого машинного кода. Вместо этого есть непрерывный поток, движущийся “поезд” одиночных идентичных битов, которые пребывают только в двух состояниях - или включены (единица) или выключены (ноль). Чем больше битов в потоке включены, тем выше становится возможное выходное напряжение. Чем больше в потоке выключенных битов, тем ниже возможное выходное напряжение. Мы называем эту схему плотностно-импульсной модуляцией, потому что большее количество включенных битов проявляется на графике как распределение большей плотности. Вот график, который поможет визуализировать 1-битную систему.

(Увы, история не сохранила картинку распределения плотностей включенных битов в потоке с огибающей участки повышеной и пониженной плотности синусоидой, но, думаю и так в целом понятно из описания - М.С.)

Обратите внимание, что синие области - это распределение плотности включенных битов, белые области - там где биты выключены. Также обратите внимание, что периодичность между одиночными битами идентична.. Красная синусоида, огибающая изображение, показывает результат распределения в потоке большего или меньшего числа включенных бит. Там, где совсем нет включенных битов (всё белое) синусоида находится в самой нижней точке, там, где число включенных бит максимально (все синее) - синусоида находится в наивысшей точке.

Скорость потока битов (битрейт) в 64 раза выше битрейта CD (DSD64), также, в некоторых случаях битрейт в 128 раз быстрее битрейта CD (DSD128). (Напоминаю, статья 2012 года - М.С.).

И вот интересный момент: если вы возьмете поток DSD и пропустите его через простой аналоговый lowpass-фильтр для сглаживания переходов состояния битов вкл\выкл, то на выходе вы получите музыку! Это удивительно, так как если мы проделаем то же самое с PCM, то на выходе получим только шум.

Итак, DSD намного ближе к аналоговому сигналу, чем любой PCM.


(Александер) #2

Михаил, ликбез интересный, но почему же то что ближе к аналогу чем любой PCM хочется сразу выкинуть в печь после того как послушаешь нормальную реализацию редбука?
Второй вопрос - сколько издано на редбуке и сколько в dsd?
Третий вопрос - нет ли ощущения того, что если не рассказать взахлеб от интересной фишечке, свой продукт с этой фишечкой не продать?


(Михаил) #3

Речь о том, что нормальная реализация DSD по определению - сама физика процесса, метод кодирования - достовернее любой нормальной реализации PCM, в том числе редбука. Другое дело, что записей в нормальной реализации DSD мало, а в редбуке много - так исторически получилось. Но это ведь к обсуждаемому вопросу отношение не имеет.


(Алексей) #4

Недавно скачал и послушал альбом Ballad Of Ben Webster в DSD 128. Великолепный звук.
А вот DSD 64, те что вытянуты с SACD, конечно не вызывают положительных эмоций, как и сами SACD.


(Михаил) #5

Если исполнителя изначально пишут в DSD и делают это качественно, как например здесь, то, боюсь, редбук в пролёте.


(Михаил) #6

DSD очень неудобен для работы, и потому в основной массе DSD-записи являются или архивированием аналоговых лент (для чего формат оптимален), или же делаются на основе исходников DXD, т.е. ИКМ (PCM), что, натурально, несколько противоестественно.

В своё время было высказано мнение одного из разработчиков насчёт DSD “если бы мы это делали сегодня, то формат был бы 5-ти битным”.

Собственно, “что такое DSD” и чем оно отличается от ИКМ предельно кратко сформулировал Эд Мейтнер в стародавнем интервью Positive Feedback: “ИКМ – абсолютная машина, а DSD – относительная”. Там же он подчёркивал первоначальную ориентацию на архивирование аналоговых записей.

Т.е. проблема – в подготовке записи, или писать “влёт” без монтажа и сведения, или работать с аналоговыми исходниками, или – готовить в ИКМ (ныне в варианте DXD).


(Марат) #7

Чушь собацкая. Маркетоложество чистой воды. Да, dsd можно через rc-цепочку выгнать прямо на вход усилка и, если он не погорит от мегагерцовой несучки, звук будет. Этим до сих пор пользуются десятки юных энтузазистов на diyaudio и пара-тройка ушлых китайцев.

Над редбуком преимущество лишь в реальном разрешении - у SACD оно примерно эквивалентно 24/176. Тот же DXD 32/384 перенесет гораздо больше информации. Посчитайте, во сколько раз.

Также имеется ошибка перевода. DSD не есть PWM, а есть однобитный PCM.


(German) #8

PWM “засветился” в проекте ЦАП mola-mola, но там и несущая 2048fs, если не изменяет память.


(Dimian) #9

Скорее всего из-за того, что нормальных реализаций как DSD изданий, так и аппаратуры почти нет.


(Александер) #10

А по мне - проблема только в жадности и лицензионных отчислениях. Все остальное бы подтянулось, будь SACD открытым


(Михаил) #11

Форум превращается в какой-то филиал сундука. Увы.


(Dimian) #12

Возможно и так, но речь то зашла о том, что изначально звучание DSD не зашло?


(Антон) #13

Вот и всё.
Если нет всей любимой музыки на данном носителе-нафиг он нужен?


(Dimian) #14

Вместо ответа:

Историю с ATRAC все помнят?


(©) #15

Именно так! Причём эквивалент DSD64 (SACD) ближе скорее к 24/88, если рассматривать поток без компрессии (wav).


(German) #16

Эквивалентная битность для SDM частотно-зависима, с максимумом на НЧ. формула расчета:
ENOB = (SNR – 1.76)/6.02 dB.


(Роман) #17

Такое впечатление, что фэнтзи прочитал. Мечты на тему почему я хочу верить в ДСД. Да простит меня автор, но это просто аудиофилия чистой воды.
Отличия ДСД от ПЦМ только в разбитие на “слова” - процесс создания один в один.
Считать аналоговым ДСД можно только если верить что ЖК экраны у нас тоже … полностью аналоговые.
ТТХ ДСД даже пониже чем у PCM если верить официальным данным и ограничена 120дб, что эквивалентно примерно 20 битам. А 20 бит уже вполне себе давно реализованы давно.
Поток отсчетов, если мне не изменяет память, даже поменьше будет чем в некоторых “типовых” форматах. Я сейчас искать не хочу табличку в вики, но количество данных передаваемых в единицу времени в ДСД отнюдь не самое большое.

Ну и т.д.


(.ιllιlι.ιlι. ) #18

Завышенная оценка (?)

Заниженная оценка (?)

Формальные вычисления:

16 bit x 176,4 KHz (PСM) = 1 bit x 2822,4 KHz (DSD64)
24 bit x 117,6 KHz (PСM) = 1 bit x 2822,4 KHz (DSD64)


(DEVID) #19

:relieved: страшная тема.


(.ιllιlι.ιlι. ) #20

Все не до конца изученное имеет тенденцию обрастать мифами.

А направленность и разновидность мифотворчества происходит в пользу той стороны, которая им занимается.