DEBAT : est-ce qu'on a moins de profondeur/niveau avec un mix seulement software/ordi?

T'as fait un Edit ? 

Scare et J-Luc: par décision unanime, vous êtes virés tous les deux ! Non mais ! 

Tu peux pas me virer, je suis modo. Modo vicinal, certes mais JE peux te virer, moi.

Hors sujet :

 

Pour changer de sujet en restant dans le sujet : Imaginez : on mélange une onde radio avec une sous-porteuse non pas décalée de 455 ou 1070kHz mais de... 0, du coup les produits du mélange sont dans le domaine audio. Le mélange se fait avec des portes analogiques qui sortent deux signaux I et Q en quadrature et on entre ça dans les bons convertisseurs audio d'une UA-1000 réglée sur 96kHz/16 bits.

Tout ça (sauf l'UA-1000) entre dans une boîte grosse comme rien connectée en USB au PC, à une antenne ondes courtes et à l'Edirol par un câble stéréo. On met un logiciel de SDR (Software Defined Radio) sur le PC et on obtient ... un récepteur ondes courtes qui m'a permis à l'instant de choper un collègue radioamateur français à Guernesey sur 1.8MHz (160mètres).

L'idée est de remplacer plein de matos HF par plein de logiciels. C'est pas encore terrible mais ça commence à être franchement rigolo. Pour info c'est l'interface son qui donne tout le gain et elle doit sampler exactement en même temps I et Q faute de quoi le décodage des divers modes de modulation échoue.

Vous savez quoi ? La carte son intégrée est très mauvaise et l'Edirol UA-1000 en USB-2 est comme le 5ème élément : par-faite.

 

Son ici et image ci-dessous.

 

Bon ben, là, ça y est, je suis largué 

Scare : la décorrélation entre le signal et le bruit de quantification, c'est l'une des hypothèses nécessaires pour que le suréchantillonnage en entrée fonctionne. Mais je suis d'accord que c'est faux lorsque l'amplitude du signal est très faible ; d'ailleurs, il me semble que certains convertisseurs rajoutent intentionnellement un peu de bruit blanc aléatoire pour "casser" la corrélation.

Zerosquare : oui en rajoutant un dither

Merci très intéressant ton doc.

 

OurDarkness wrote:

Hello all,

I am new to this forum. 

I want to buy a high end converter (I am between 3 brands) and I was wondering whether it is safe to assume that a converter running at 192 KHz can handle the 96 KHz sampling rate better than the 96 KHz unit? Dan said that the bigger the sampling rate the more chances of error there are, so I would like to know what these chances are and whether they are related to the clock per se or to the AD converter. Or, in other words if I get a 192 KHz unit and run it at 96 Khz are the chances of error less than if I had the 96 Khz unit and run it at 96 KHz?

Same question is for lower sampling rates: Dan's Gold AD is 96 KHz, does that mean that it's more accurate at 48 KHz?

Regards,
Yannis

 

44,1 Khz est-ce suffisant pour l'audio ?

Part 1

Part 2

Hello Dan,

Je viens de lire votre pdf sur la théorie de l'échantillonnage ... Vous dites 192 kHz est trop élevé pour obtenir une bonne qualité audio, mais est ce que 96 Khz l'est aussi ?

Tout cela devient confus.

Réponse ici

J'adore ce thread, un milliard de discutions croisées, de l'humour, du sérieux, de l'OVNIesque ^^

pour un thread qui devait finir en combat de troll, et sombrer dans l'oubli

quel volontarisme ! continuez les gars!

Danguit> je sais bien mais là tu verrais comme ça marche avec rien ! Bon, au delà de 10MHz, ça commence à plus aller; avec de fausses porteuses un peu partout. Ce qui est impressionnant dans le PMSDR que j'utilise c'est qu'il n'y a pas de front-end HF. pas un préamp HF, pas un MOS, rien ! Antenne -> mélangeur -> amplis op -> carte son.

Citation de Dr Pouet :

- ils indiquent en fait s'il faut ajouter 1 ou retrancher 1 à la pente courante du signal

VOILA ! C'est LA explication simple dont on avait besoin et l'analogie avec le joystick est parfaite. C'est ça l'intégration réussie !

Citation de : J-Luc

C'est ça l'intégration réussie !

L'une des réponses de M. Lavry m'a tellement plu que je souhaite la faire partager à tout le monde dans notre bonne vieille langue.

J'ai essayé de la modifier un poilou en détaillant pour la rendre accessible même pour le newbie (j'ai dit "essayé" ). Logiquement ça intéresse toute personne pratiquant la MAO.

La question : 44,1 Khz est-ce suffisant pour l'audio ?

Le théorème d'échantillonnage établi que l'on doit échantillonner deux fois plus rapidement que la période correspondant à la plus haute fréquence du spectre audio (FE = 2 fois la bande passante audio).

Lorsque le signal audio se situe à une fréquence proche (20kHz) de la fréquence de Nyquist (22,05 kHz),  beaucoup de personnes ne regardent qu'une seule période du signal échantillonné. Ils se demandent alors comment il est possible de reconstituer la fréquence de 20 Khz avec seulement deux points issus de l'échantillonnage (un point toute les 22.67us pour une période de 50 us). C'est une vue erronée de l'échantillonnage. On ne peut pas dire que la forme d'onde est reconstituée seulement à partir de deux points, sur une seule période.

Pour comprendre l'échantillonnage, on doit prendre en compte plusieurs périodes de la même fréquence plutôt que seulement une période contenant seulement deux points d'échantillonnage.

En prenant plusieurs périodes, on se rend vite compte que les échantillons (points) atteignent des valeurs différentes sur chacune des périodes précédentes. Avec les données de multiples périodes, on peut alors reconstituer l'onde d'origine de l'échantillon tout en ayant seulement deux points par période.

Donc non seulement il faut respecter le théorème de Nyquist  MAIS plus le signal audio s'approche de la fréquence de Nyquist (22,05 kHz pour une FE de 44,1 kHz), plus il faut de période du signal audio pour pouvoir reconstituer l'onde d'origine.

Cela me parait fondamental !! on l'on y pense jamais vraiment ! (en tout cas moi)

On notera que les périodes les plus récentes (plus proche de la portion audio en cours de reconstitution) contribuent davantage à la reconstruction. Il est juste de noter que ce qui s'est passé il y a plusieurs périodes a moins d'influence sur le résultat. Mais on ne peut ignorer les échantillons précédents, plus l 'historique du signal sera pris en compte, meilleure sera l'onde reconstruit. Bien sûr, il existe des limites pratiques à la façon dont nous regardons "en arrière".

À basses fréquences audio, il existe de nombreux échantillons dans chaque période du signal (car on se situe à une fréquence très basse par rapport à la fréquence de Nyquist).

Mais en augmentant la fréquence audio, nous arrivons à un point où il y a seulement 2 échantillons par période (au dessus de 8819 Hz), et le signal échantillonné devient visuellement déroutant pour ceux qui considèrent qu'une seule période (il ne ressemble plus du tout au signal original analogique). Un examen plus approfondi montre que les échantillons "marchent" au travers des cycles audio. En regardant le signal échantillonné sur plusieurs périodes, on observe que les échantillons sont décalés et l'on comprend comment reconstituer le signal d'origine.

En prenant une certaine période comme un «point de départ". De nombreuses période plus tard, nous avons attendu assez de temps pour retrouver un échantillon se trouvant assez étroitement à la même position que l'échantillon de la période du point de départ, la boucle est bouclée.  on appelle cela «une période cyclique». cette période cyclique est répétitive (pour une onde sinusoïdale ou une entrée périodique).

Si nous voulions reconstruire par exemple 22049Hz avec une FE de  44,1 kHz (Nyquist à 22,05 kHz), le temps requis (pour atteindre même une approximation grossière) pour atteindre le point de départ de la "période cyclique" serait énorme. C'est parce que la différence de fréquence entre 22049 Hz et la fréq de Nyquist n'est que de 1HZ. Cette différence 1Hz a un donc une "période cyclique" de 1 seconde !!

Cela signifie qu'à une FE de 44,1 kHz, , pour obtenir suffisamment d'échantillon nécessaire à la reconstruction de la fréquence de 22049 Hz, il faut 1 seconde, soit 44100 échantillons !  C'est vraiment beaucoup de données à recueillir et filtrer ...

Cependant, disons que nous voulons reproduire proprement 20KHz avec le même Nyquist, alors la différence de fréquence est 2050Hz qui a une "période cyclique" de seulement 487 usec. Il ne faut alors que 21 échantillons de données pour atteindre une "période cyclique".

Combien de "période cyclique" a-t-on besoin pour que la reconstruction soit bonne? Cela doit être quantifié, mais il est clair qu'une reconstruction de 22049Hz avec 44,1 échantillonnage n'est pas possible ! D'autre part, une reconstruction de la qualité de la fréquence de 20KHz est possible.

Ainsi, au lieu d'essayer de faire une conversion très proche de la fréquence de Nyquist, nous descendons légèrement la fréquence de coupure du filtre afin de filtrer les signaux de telle sorte que le convertisseur n'ai pas besoin d'essayer de reconstruire ce qui est pratiquement impossible. Bien sûr, avec les nouveaux convertisseurs (Oversampling en entrée cf sigma delta), la fréquence de Nyquist est plus élevée par de facteurs énormes (dans la gamme MHz) et  la question de l'anti aliasing sur les filtres des convertisseur AD appartient au passé (cela fut un problème jusqu'au début des années 1990). La même chose vaut pour la reconstruction DA qui est filtré après oversampling.

La question existe pour le "down sampling" (décimation), par exemple à  44,1 kHz avec les filtres numériques FIR ou IIR's. Pour obtenir le FIR plus proche de Nyquist, on doit filtrer plus longtemps, et pour décimer à 22.049 KHz, il nous faudrait sans doute des centaines de milliers d'échantillons et un énorme moteur de calcul. Ce n'est pas la peine. Si vous êtes prêt à se contenter descendre la bande passante 1000Hz en dessous de Nyquist, le problème devient beaucoup plus facile (Une "période cyclique" étant 1000 fois plus courte). il est alors possible de faire la décimation avec une quantité raisonnable de données. De la même façon faire l'IIR a ses limites aussi.

La question fondamentale est donc :  Quelle est réellement la bande passante de l'audio ?!

Si l'on considère que c'est 20 kHz, alors aucun soucis pour travailler à 44,1 kHz.

Si l'on considère que c'est un peu plus, M. Lavry démontre que ça risque de partir assez vite en sucette en se rapprochant de Nyquist, alors mieux vaut travailler à 48 kHz pour décaler un peu plu., Mais dans ce cas nous n'obtenons pas une division entière lors de la redescente à 44,1 sur cd => 88,2 kHz semble peut être assez approprié.

Une Fe de 55,125 kHz serait vraiment au top, un bon compromis entre bande passante (275625 Hz), souplesse pour la reconstruction du signal d'origine, précision de l'électronique, quantité de données stockés.

Pour redescendre à 44,1 kHz, il faudrait simplement diviser la freq par 1,25, soit 1.01 en binaire

En étant un peu plus gourmand, une FE à 66,15 kHz. Pour redescendre à 44,1 kHz, il faudrait simplement diviser la freq par 1.5, soit 1.1 en binaire.

44,1 c'est peut être un poilou juste et 88,1 un poilou too much. Le mieux est d'abandonner le CD et de se mettre à 48kHz.

Citation de : scare

L'une des réponses de M. Lavry m'a tellement plu que je souhaite la faire partager à tout le monde dans notre bonne vieille langue.

Merci Scare, d'avoir traduit cette réponse de Dan Lavry et du coup de rendre compréhensible (au moins en partie) pour les néophytes dans mon style le débat fourni que vous avez entre spécialistes.