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Techniques du Son

La dynamique du CD et ses mystères révélés !

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Sujet de la discussion La dynamique du CD et ses mystères révélés !
Salut ami lecteur,

c'est ICI qu'un point décisif de l'histoire humaine des sciences et techniques doit se jouer :

La dynamique des CD est-elle de 90 ou de 96dB ?

Mon avis : 2 approches sont possibles

-Soit on considère la dynamique est le rapport entre la valeur la plus basse (1) et la valeur la plus haute d'amplitude (32767 puisque on code sur 16 bits des valeurs entre -32768 et +32767) ce qui nous donne 90dB de dynamique. 20*log(32767/1)=90.3dB

- Soit on considère que la dynamique l'expression en dB du nombre total de valeurs codables sur 16 bits soit 2^16 ce qui nous donne 20*log(65534/1)=96.3dB

Pour ma part, je pense que la prise en compte du 16 bits signés impose la première réponse comme la bonne.

Toutefois la seconde est la démonstration classique qu'on trouve partout.

Alors ?

Affiliation : Dirigeant Fondateur d'Orosys - Two notes Audio Engineering

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126
Désolé de m'imiscer comme ça mais je viens de me farcir à peu près tout le thread alors maintenant je me sens concerné.

Juste un truc, dans certains posts il y a manifestement confusion entre dynamique théorique du support CD et dynamique d'un lecteur de CD.
Concernant la théorie sur le CD, comptez pas sur moi pour en rajouter sur la question du 90 ou 96 dB. En plus j'ai quitté l'école depuis trop longtemps et j'ai pas envie d'y retourner.
En revanche je ne vois pas pourquoi un lecteur de CD ne pourrait pas afficher une dynamique de plus de 100 dB, si l'on considère le niveau en position STOP ou entre 2 plages et le niveau quand le signal a la plus forte amplitude (d'un bout à l'autre des 16 bits donc). Ok c'est de la triche parce qu'à moins d'inclure une espèce de noise gate (selon moi parfaitement inutile, faut pas déconner quand même) on ne profite pas de la dynamique totale du lecteur pendant la reproduction d'un morceau. Mais bon le marketing peut avoir ses raisons tout ça...
127
Ce thread fait rêver... Je fait trop pouvoir faire mon intéressant dans les repas de famille... Ceci dit Raidesboules, c'est exactement ce à quoi je pensais... La dynamique est inhérente au format, au support ?
128
AAAAAAAAAAAAAHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH non mon DDDIEEUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU :8O:

V'là que la dynamique du CD va être de 100 dB maintenant :((( :(((

Moi qui voulait me coucher de bonne heure ce soir.

Allez, pour la forme, gardons à l'esprit que nous nous sommes arrêtés sur la théorie. Mais on pourrait dévier vers les convertisseurs maintenant car on ferait intervenir une dimension pratique qui laisserait plus de place au pragmatisme et à l'échaffaudage de théories.

(punaise ce que je parle bien moi parfois...)
129
Je peux ? :idee:

- Le plus petit signal encodable sur CD c'est : 0 / 1 / 0 / 1 etc... Bon. Il a une composante continue de 0,5 mais c'est pas la question. Il a une valeur crête-crête de 1.

- Le plus gros signal encodable c'est 32767 / (-32768) / 32767 / (-32768) etc... Celui-là a une valeur crête-crête de 65536.

Le rapport entre les deux est de 65536 = 2^16 soit 96dB.


J-Luc

Il y a deux moyens d’oublier les tracas de la vie : la musique et les chats.
Albert Schweitzer

130

Citation : une dynamique de plus de 100 dB, si l'on considère le niveau en position STOP ou entre 2 plages et le niveau quand le signal a la plus forte amplitude (d'un bout à l'autre des 16 bits donc)



Ca, c'est le rapport S/B max. Et effectivement, il n'a pas vraiment de limite.

Il y a deux moyens d’oublier les tracas de la vie : la musique et les chats.
Albert Schweitzer

131
:mdr: ce thread est vraiment à se pisser dessus :mdr:
A man, a plan, a canal : Panama
132
Yeah Bigbill !
Bon, pour répondre à J Luc & RaidesBoules : on parle du CD et non pas du lecteur CD.
Mais dans la pratique, je suis d'accord, on peux imaginer un "bruit" d'amplitude plus petit que la quantification du cd en sortie de convertisseur.
Je propose qu'on reste au cd.
Déjà qu'on a du mal avec :mdr: !
"Fight the war, fuck the norm" Know your enemy - Rage Against The Machine
133
@ jean-luc:
c'est la question que je me posais : le plus petit signal encodable, c'est bien comme tu le dis 0-1-0-1 ? c'est possible d'avoir un signal sans composante négative ? ce serait pas 1/-1/1/-1 plutôt ? parce que toute la question est là .
si c'est 0-1-0-1, on a 96 dB de dynamique théorique, si c'est 1/-1/1/-1, on n'a plus que 90dB.
@+
134
Comme acoustiquement, pour créer une oscillation, on n'a besoin que la membrane du haut parleur ait un mouvement de poussée et de recul par l'alternance d'une polarisation négative et positive dans la bobine , alors electriquement, un signal sans composante négative, cela ne produit pas de son.

(ça, c'est du raccourci :lol: )
135
Funkakuchi > J'ai lu et médité sur ton article pendant le week-end et jusqu'à ce soir. J'avoue que je suis perplexe. Cela dit l'article est vraiment intéressant et m'a permis de fixer certaines notions qui, je l'avoue, m'étaient nébuleuses.

Au fait, venons-en au fait.

Dans le paragraphe "The relationship of dynamic range to data word size in digital audio", les formules qui sont données (SNR, dynamic range), sont parachutées en ne citant qu'une référence : L. D. Fielder, "Human Auditory Capabilities and Their Consequences in Digital-Audio Converter Design", Audio in Digital Times, Proc. Audio Eng. Soc. 7th Inter. Conf., Toronto, Ont., Canada, May 14th-17th 1989, pp. 45-62.
Si quelqu'un possède cet article, je veux bien me pencher dessus encore une fois sinon je ferai appel à mes potes les signaleux.
Dans l'article, il est écrit :

Citation : SNR[A/D(RMS)] (dB) = 6.02 n + 1.76 dB
Dynamic Range (dB) = 6.02 n + 1.76 dB equivalent to 6.02 n
1.76 dB is based on sinusoidal waveform statistics and would vary for other waveforms, while n represents the data word length of the converter or the digital signal processor.


Je me permets de traduire :

" 1.76 dB est basé sur la statistique (moyenne ?) d'une forme d'onde sinusoïdale et doit varier pour les autres formes d'ondes, alors que n représente blablabla (...) "
Ce qui est étrange, c'est que plus loin, il est noté en toutes lettres (table 3 sous la figure 7) 16bit <=> 96 dB.

Enfin, j'attirerai l'attention de Strobo sur deux choses :
1. le titre du paragraphe est explicite : La relation entre l'echelle dynamique et la taille d'un mot de donnée en audio digital
Les auteurs se placent consciemment en digital pas du côté acoustique.

2.

Citation : In undithered DSP-based systems, the SNR definition above is not directly applicable since there is no noise present when there is no signal. In digital terms, dynamic range and SNR (Figure 6) are often used synonymously to describe the ratio of the largest representable signal to the quantization error or noise floor. Therefore, when referring to SNR or dynamic range in terms of DSP data word size and quantization errors—both terms mean the same thing.



d'où ce que j'ai dit beaucoup plus tôt dans le thread : rapport signal sur bruit (SNR) est équivalent à la dynamique dans le cas d'un système digital, bien sûr.

J'ai appris des choses étonnantes comme la dynamique d'un système "32 bit IEEE floating point" est de 1530 dB (:oo: ) alors qu'elle n'est que de 192dB pour un système fractionnaire courant (comme nos PC quoi !) 32 bits.
L'allucination !
Je n'ai pas fait le calcul ... ça me fout les jetons !

Sinon, c'est du raccourci Strobo !!!
"Fight the war, fuck the norm" Know your enemy - Rage Against The Machine
136
Ben, c'est bien pour ça que dans les systèmes de calcul on utilise du flottant et pas du virgule fixe ;)
Le flottant va d'environ - on va pas chipoter, hein ;) - de -0.5 * 10^127 à 0.5 * 10^127 avec le plus petit nombre codable quelque chose comme 0.5*10^-128, donc à la louche 256*6dB donc environ 1500dB
137
Concernant ces deux graphes. Pour les entendre il faudras obligatoirement passe par une
transcription Digital/analogique que sera obligatoirement symetrique donc ton signal devient
la moitie d'un signal pleine echelle 0dBFs soit un signal a -6dBFs.
Concernant le discution du bit n°16 sans signe il n'y aurais pas de signal donc le 16 eme bits est
bien audible.
Pour en savoir plus la reference est :
http://www.audioprecision.com
138
Attention les gars on a beau avoir une dynamique enorme en 32bits IEEE, il faut se souvenir qu'en virgule flottante on a plus de range mais pas plus de précision pour les grandes amplitudes (on pourrait dire moins pour les grandes amplitudes). Donc le rapport signal bruit se dégrade proportionellement au range utilisé... ---> d'ou les pb de sommation digitale avec un grand nombre de pistes.
139

Citation : on n'a besoin que la membrane du haut parleur ait un mouvement de poussée et de recul par l'alternance d'une polarisation négative et positive dans la bobine , alors electriquement, un signal sans composante négative, cela ne produit pas de son.

(ça, c'est du raccourci )



:non: oui mais c'est une bêtise. Le signal électrique qui représente le son fluctue sans cesse et chaque variation participe au son, même si on ne passe pas le "zéro". Quand une flûte joue en même temps qu'une basse, on voit au scope le gros signal de la basse, ample et à basse fréquence, auquel est superposé le son de la flûte, petites variations superposées à la basse et pourtant bien audibles (heureusement !) bien que ne passant le zéro que de temps en temps. Un signal fait de valeurs zéro et un est un signal carré et en temps que tel, s'il n'est pas à trop haute fréquence, est parfaitement audible. Faut monter le volume, ça c'est sûr. La composante continue sera éliminée par la première capa trouvée sur le chemin du signal, et il y en a...

J-Luc

Il y a deux moyens d’oublier les tracas de la vie : la musique et les chats.
Albert Schweitzer

140
Bon ben alors tout compte fait c'est 96dB la dynamique on dirait bien???
c'est dingue j'étais complètement convaincu des 90,3dB, et maintenant je suis à fond pour cette version des 96dB. :???:
141
J Luc, je crois qu'on est d'accord là dessus, je ne vois pas ma contradiction. :???:

En revanche, tu introduis la notion de composante continue qui est systématiquement éliminée puisque elle est non souhaitée dans le monde de l'audio pour les raisons que j'évoque.
Ce qui fait que l'on entend le signal carré entre 0V et 1V (exemple) est simplement dû à la variation naturelle de la membrane dans son "débattement positif" mais ce n'est pas un fonctionnement electro-acoustique, ni mécanique, normal. C'est comme si tu appliques une tension DC sur ton enceinte. La membrane va se décaler mais il y a aura un déséquilibre entre le débattement positif et négatif, résultant en une incapacité de retranscrire correctement l'amplitude crête-crête de ton signal électrique.

Mais bon, je m'avance un peu, car c'est hors-sujet, et je suis pas acousticien.
142

Citation : un signal sans composante négative, cela ne produit pas de son.



Ce n'était que ça qui me génait.

Citation : La membrane va se décaler mais il y a aura un déséquilibre entre le débattement positif et négatif, résultant en une incapacité de retranscrire correctement l'amplitude crête-crête de ton signal électrique.



Oui. C'est pour ça qu'il y a toujours une capa quelque part.


J-Luc

Il y a deux moyens d’oublier les tracas de la vie : la musique et les chats.
Albert Schweitzer

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Citation : - Le plus petit signal encodable sur CD c'est : 0 / 1 / 0 / 1 etc... Bon. Il a une composante continue de 0,5 mais c'est pas la question. Il a une valeur crête-crête de 1.


Certes..
Mais si tu envoies ce signal avec composante continue dans un éditeur audio, et que tu utilises la fontion 'remove offset' ou 'DC rejection' ou que sais-je, sur quoi tu tombes ? Sur un VRAI signal audio qui sera

soit 0 / 0 / 0 / 0 -> c'est à dire: le silence,
soit -1 / +1 / -1 / +1 -> le plus petit signal audio possible

(ce qui fait que tu obtiens un résultat ou l'autre, c'est selon que la fonction 'remove offset' est basée sur des inégalités strictes ou larges)

Or, pour calculer la dynamique, c'est le deuxième signal qu'on utilise. Comme tu as choisi de raisonner en crête à crête on obtient donc:

dynamique = 20*log(65536/2) = 90.3 dB :mdr: :mdr:

rassuré strobo ?

ref: post 73
A man, a plan, a canal : Panama
144

Citation : soit -1 / +1 / -1 / +1 -> le plus petit signal audio possible



Non et re-non. A tout moment, le signal de sortie d'un lecteur de CD peut varier d'un (et un seul) bit et cette variation est bien la variation la plus faible qu'il soit capable de restituer.

Un truc carré qui irait du -max at +max serait la plus grande.

Citation : Sur un VRAI signal audio qui sera ...



Qu'est-ce qu'il a de VRAI, ton signal audio ? Est-ce que les variations d'un bit de poids faible tout au long d'un signal audio ne sont pas vraies ?

La dynamique c'est le rapport entre la plus petite variation possible et la plus grosse.

Comme on dit, y'a pas à tortiller du c*l pour ch*er droit. Dynamique = 20*log(2^nb_bits).

Chimimic, au s'cours, y m'embêtent ! :(((

J-Luc

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Albert Schweitzer

145
:mdr: :mdr: :mdr: :mdr: :mdr: :bravo:
A man, a plan, a canal : Panama
146
Je dois dire que depuis le post de J Luc d'hier, je me fais pas fier ... :oops:

Je crois que je fais chier tout le monde depuis 145 posts pour rien.
Je me demande encore pourquoi j'ai bloqué comme ça sur le +1/-1 d'amplitude alors que le signal le plus faible est bien +1/0 (ou -1/0).
En terme de déplacement de membrane cela signifie que celle-ci va osciller que sur la partie positive (ou négative).
Il y a une composante continue, en effet, mais nous parlons ici du signal le plus faible audible, donc un signal tout rikiki. Et une composante continue de la moitié de tout rikiki ca fait rik ou iki, donc pas grand chose.
La composante continue est ennuyeuse en cas de grands déplacements (signal fort) de la membrane du hp, car grands déplacements + composante continue importante, il est possible que la membrane aille plus loin que son déplacement max autorisé d'où possible destruction de la partie mécanique du hp (membrane, spider, ...)

Pourquoi des gens intelligents auraient fait deux théories pour une même représentation ?
Je m'en veux énormément d'avoir buté aussi longtemps là-dessus.
Je présente évidemment mes plus plates excuses à Strobo (et aussi aux autres), avec qui nous avons beaucoup discuté .... :oops:

numérique : 96 dB
physique : 96 dB
et tout va bien dans le meilleur des mondes.

Hors sujet : Bon, je vais me trouver un nouveau pseudo moi ...



Devant vous, je me (petit) suicide ... pan !
Et G-Spot mourrut ... son honneur était sauf (... enfin presque)
"Fight the war, fuck the norm" Know your enemy - Rage Against The Machine
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:mdr: nan, pars pas! :mdr:
A man, a plan, a canal : Panama
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:P: Hey mon G-Spot, le plus important est d'avoir cherché à comprendre et surtout, d'avoir compris. Je suis sûr qu'on a tous avancé avec cette histoire et c'est bien là l'essentiel ! :clin:
Même si ça s'écartait de la question initiale, j'ai appris des trucs dans tes démonstrations, et j'ai même ressorti des vieux cours poussiéreux (avec des dessins dans la marge preuve que je m'éclatais un max surtout quand il fallait se farcir 2 heures de traîtement des signaux numériques à 8h00 le lundi matin... :bravo: ).

Bon, c'est pas tout ça, mais mon Tracktion favori s'ennuie. Il est temps de se remettre un peu à la zik, parce que pour l'instant, je pourrais la coder avec 0 bit. :clin:
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T'as raison Strobo ... le plus important c'est faire de la ziq' :bravo: .

Hors sujet : D'ailleurs pour ceux que ca interesse de donner un avis, y'a un truc à moi par là (post 329) . Les critiques sont bienvenues !
Les autres concurrents sont post 311
Vous pouvez encore participer au concours, il reste une semaine.

"Fight the war, fuck the norm" Know your enemy - Rage Against The Machine
150

Citation : ca fait rik ou iki



Je la garde celle-là.

J'aime bien les gens qui cherchent à comprendre. ceux qui mangent tout cru ce qu'on leur donne c'est pas rigolo.

Allez, "point G",...

Hors sujet : (ta femme sait que tu traines sur Audiofanzine avec ce pseudo ?)


... bon courage pour la suite.

J-Luc

Il y a deux moyens d’oublier les tracas de la vie : la musique et les chats.
Albert Schweitzer