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Le pub de Nyquist Shannon et leurs copains

  • 173 réponses
  • 21 participants
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Sujet de la discussion Le pub de Nyquist Shannon et leurs copains
Pour poursuivre ici des discussions qui seraient hors-sujet dans d'autres threads... :-D

Donc questions et tests divers autours des convertisseurs anologique / numérique et dans l'autre sens, fréquences d'échantillonnage, repliement, technologies de fabrication, etc...

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

[ Dernière édition du message le 24/11/2010 à 23:06:31 ]

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151
Citation :
Il y a un pic +20dB vers 44kHz qui correspond à la fréquence d'échantillonnage.
Un petit point de détail, on est en échelle log de 20 à 200 et le pic correspond à 64k et non 44.
Pour le reste, je pense que ce sera plus clair avec une réprésentation en fréquence linéaire :image.php
Et je répète qu'il ne s'agit que d'enveloppes, à une fréquence dans la gamme audio correspondant des images dans les différentes bosses.

Edit :
Je ne suis pas un spécialiste mais je pense qu'il y a en sortie un suréchantillonnage * 4, ce qui explique que le spectre n'est pas complètement rempli par les images des fréquences audio et que l'on ne peut voir entièrement la réponse des filtres.

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

[ Dernière édition du message le 11/02/2012 à 10:01:57 ]

152
Citation :
Tu te trompes, il faut bien lire ce qui est écrit ! Je mesure des fréquences instantanées, en crête. D'où vient cette histoire de moyenne ?
Bon, y'a un truc que je voudrais éclaircir, parce que je ne pige pas.

C'est quoi la périodicité de ton wobulateur ?

C'est quoi la périodicité de mesure de ton analyseur ? Si elle est plus grande que celle du wobulateur, comment sont combinées les différentes mesures ? (est-ce qu'il prend le maximum, la moyenne, etc.)

La prononciation, c'est important !

153
Citation :
Bon, y'a un truc que je voudrais éclaircir, parce que je ne pige pas.
Je crois que tu te focalises sur un point qui, ici, n'a aucune importance.
En fait je me suis mal exprimé, car j'injecte effectivement une fréquence instantanée d'amplitude 0dBFS, mais le spectre étant pris sur un temps plus ou moins important, il ne sait pas mesurer le niveau exact. Si au lieu de balayer de façon continue, j'envoyais des fréquences discrètes pendant un temps suffisant (et avec la fenêtre qui va bien), je trouverais un spectre de niveau un peu plus élevé mais cela ne changerait absolument rien en relatif, ce qui est le résultat recherché : si à une fréquence on perd 10 dB avec un signal à 0dBFS, on perdra toujours 10dB avec un niveau inférieur, à condition bien sûr d'être suffisamment loin du bruit.

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

154
OK, je comprends ce que tu veux dire.

J'aurais imaginé que le rapport signal / images parasites serait meilleur que ça (sur ta dernière courbe, ça a l'air d'être environ 40 dB dans le pire des cas). Bon ceci dit, jusque ~40 kHz y'a rien à dire, et c'est déjà bien plus qu'il n'en faut pour l'oreille humaine, donc je dirais qu'en pratique on s'en fout un peu.

Il serait intéressant de faire les mêmes tests en entrée, pour voir les perfs du filtre anti-repliement, mais il faut un générateur de signaux pour ça (ou éventuellement une autre carte son, dont la fréquence d'échantillonnage de sortie sera nettement plus grande que celle de la carte à tester, par exemple 192 kHz pour mesurer les perfs du filtre quand on échantillonne à 48 kHz).

La prononciation, c'est important !

155
Citation de Danguit :
j'injecte effectivement une fréquence instantanée

C’est quoi donc ?
156
Citation :
C’est quoi donc ?
Cf. par exemple (au hasard) :https://www.creatis.insa-lyon.fr/~vray/doc_cours/temps-frequence_expose_3_Slides.pdf

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

157
Citation :
Un petit point de détail, on est en échelle log de 20 à 200 et le pic correspond à 64k et non 44.

Polala ! Quel boulet (je parle de moi, hein).

Pitié, dis-moi si j'ai compris la manip (pour me rassurer) :
- A chaque fréquence tu as balancé une sinusoïde, l’abscisse représente la fréquence que tu as injectée sur une fenêtre de temps,
- En ordonnées tu as mis le max de la sortie après filtrage + échantillonnage de la carte son sur cette fenêtre de temps.

Les bosses que l'on observe sont donc les fréquences repliées (ce que tu appelles les "images" si j'ai bien compris) que l'on retrouve en sortie (d'où leurs forment particulières), pas assez atténuées par le filtre d’anti-aliasing.


Citation :
J'aurais imaginé que le rapport signal / images parasites serait meilleur que ça (sur ta dernière courbe, ça a l'air d'être environ 40 dB dans le pire des cas)

Toujours si j'ai bien compris, il faut faire attention avec le niveau du bruit, c'est du "max hold" : sur une petite fenêtre de temps c'est la valeur max des réalisations des bruits qui va être conservée.

Si le bruit suit une loi normale, le max se trouve typiquement à 5 fois l'écart-type : tu sur-estimes la puissance du bruit de 20*log10(5) = 14 dB.
(je parle bien du bruit, pas du spectre replié).

[ Dernière édition du message le 11/02/2012 à 21:07:26 ]

158
Citation :
Polala ! Quel boulet (je parle de moi, hein).
Tout le monde s'est fait avoir au moins une fois !
Citation :
A chaque fréquence tu as balancé une sinusoïde
Uniquement de 20 à 22050Hz. Le reste correspond aux fréquences parasites, càd au résidu du spectre d'un signal échantillonné pas complètement filtré.
Citation :
c'est du "max hold" : sur une petite fenêtre de temps c'est la valeur max des réalisations des bruits qui va être conservée.
A un instant donné on injecte une sinusoïde et l'on retrouve ses artefacts, donc ce n'est pas du bruit mais des signaux bande étroite, par conséquent quand on sort suffisamment du bruit (par exemple sur les grosses bosses), le niveau n'est pas surestimé (ou si peu !).

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

[ Dernière édition du message le 13/02/2012 à 20:05:44 ]

159
Mon opinion à 2 balles que je donne quand même :
"-50dB à plus de 20kHz : personne ne va jamais entendre de différence à ce niveau là".

Ou alors uniquement un gusse de 19 ans qui n'a jamais eu de walkman et n'est jamais allé à un concert ni en boîte.

Et puis alors un batteur de 25 ans ou plus, on n'en parle même pas.

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

160
Citation :
"-50dB à plus de 20kHz : personne ne va jamais entendre de différence à ce niveau là".
Personne n'a prétendu que c'était audible !
C'était notamment pour montrer que contrairement à ce que croient et/ou affirment certains, il n'y a pas le calme plat au-delà de Fe/2, et la qualité de filtrage hors-bande n'est pas identique pour tous les matériels. On trouve aussi des différences intéressantes (même dans la bande) avec des convertisseurs de principe différent.
Mais je l'avoue, la raison principale est que je voulais tester mon nouveau jouet (oscilloscope USB).

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

161
Quel modèle ?

La prononciation, c'est important !

162
x
Hors sujet :
Citation :
Quel modèle ?
4224, mais je commence à regretter de ne pas avoir pris le 4227 => je sens qu'il va y avoir un 4224 neuf en occasion !

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

163
x
Hors sujet :
Ah OK, je croyais que t'avais acheté un oscilloscope "complet" avec option USB.

La prononciation, c'est important !

164
x
Hors sujet :
Citation :
Ah OK, je croyais que t'avais acheté un oscilloscope "complet" avec option USB
J'avais commencé à regarder cette solution, mais pour 12 (16) bits et 32Mo de mémoire ce n'est pas le même prix. Et là, le logiciel n'est pas mal et tourne sur différentes machines (sans compter le pilotage direct par Excel ou via VB, C ou autre).

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

165

Hors sujet :

J'ai récupéré au taf un petit Tektro à LCD (N&B, mais quand même) 60MHz de BP qui partait à la poubelle (fin de vie de produit). bravo

 

Hors sujet :

J'ai aussi un millivoltmètre RMS à aiguille (HP) si y'en a qui savent à quoi ça peut servir en audio. La gamme la plus sensible est de 1mV FS. Quand on approche le doigt de la BNC débranchée, à 1cm on est déjà au taquet à cause de la ronflette.

 

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

166
x
Hors sujet :
Hé ben... je connais un paquet de gens qui seraient fort heureux de s'occuper du retraitement de "déchets" de ce genre. D'ailleurs ça me sidère automatiquement le matos que certaines boîtes balancent à la benne icon_facepalm.gif

La prononciation, c'est important !

167

Hors sujet :

Citation :

J'ai aussi un millivoltmètre RMS à aiguille (HP) si y'en a qui savent à quoi ça peut servir en audio.

 

@J-luc: un millivoltmètre à aiguille ,ça sert pour sa rapidité .Un appareil numérique qui n'a pas de mémoire est incapable de mesurer un  signal plus rapide que son temps d'affichage ;et encore dans certains cas même avec la mémoire ce qu'on mesure n'est pas juste .Là ,l'appareil à aiguille réagit très rapidement :l'aiguille décolle aussitôt .

 

 

 

Mon soundcloud  Good times !   

                      

[ Dernière édition du message le 09/04/2012 à 16:53:22 ]

168
Je déterre ce fil suite à un début de discussion HS avec Danguit dans ce fil
https://fr.audiofanzine.com/microphone-statique-transistor/forums/t.439826,vos-conseils-pour-un-couple-de-petites-membranes,post.7742542.html
Je vais essayer de faire déplacer les posts précédents. Sinon, reprendre dans le fil ci-dessus à partir du post 1334 (p 134 quand même :-p)

Donc Danguit m'a rappelé à la théorie élémentaire, je poursuis :

J'ai regardé le post que tu m'as indiqué et quelques posts suivant.
Je pense qu'effectivement, on ne parle pas exactement de la même chose. C'est sans doute de ma faute : je prétendais voir apparaître des fréquences fantôme en dessous de la fréquence échantillonnée de 18k du fait du repliement alors qu'effectivement il n'y a rien dans l'analyse spectrale de mon fichier wav en dessous de 18k.
Ensuite, toute la discussion que tu m'indiques s’intéresse aux fréquences > à la demi fréquence d'échantillonnage. Et je n'ai rien à redire là dessus.
Donc je me focalise sur ce que me fait visualiser mon séquenceur et différents outils d'analyse du signal (qui n'est passé dans aucun convertisseur, on est bien d'accord). On est dans le domaine temporel. Je vois et ça ne me surprend pas, que les crêtes du signal de 18k échantillonné à 44k varient de manière périodique. Par ailleurs, et ça ne me surprend pas non plus, plus on augmente la fréquence d'échantillonnage plus ces différences de crêtes s'estompent.
Je reformule donc ma question : comment un bon convertisseur NA auquel on donne en entrée un fichier dont les crêtes sont variables pourrait restituer en sortie un signal analogique conforme à la sinusoïde à crête fixe codée au départ ?

L'image figurant quelques posts après le tien et qui montre bien ce que je cherche à illustrer, n'a aucun commentaire mais je comprends que c'est l'image du signal issu du CNA après conversion d'un signal de 20k. On ne voit que 3 périodes qui ont l'air d'avoir la même amplitude. Si c'est vrai tout le temps, je ne comprends pas...

J'ai fait l'expérience de boucler la sortie analogique sur l'entrée analogique de mon interface (donc en 44k).
Voici ce que j'obtiens
image.php
C'est pas très beau, mais d'accord, je n'ai pas prouvé grand chose. Je n'ai pas d'oscillo sous la main pour réellement visualiser le signal analogique sortant de mon CAN.
Pour commencer à prouver, il faudrait que j'ai 2 intefaces : 1 qui reproduise le fichier en 44k et l'autre qui enregistre en 192k, et ça j'ai pas :((( Ah si, peut-être... Je vais essayer, mais ce ne sera que du 96k.

169
Citation :
mais ce ne sera que du 96k
C'est mieux que rien puisque tu auras 2 fois plus de points par période et tu devrais voir la même chose que lorsque tu as #8.3k (en 44.1k), donc plus ressemblant une sinusoïde, et si tu regardes le spectre tu ne verras qu'une raie.
Ensuite avec F = 21 à 22k (juste en dessous de Fe/2) tu verras 2 raies, l'une à F et l'autre à Fe-F.

Edit :
Pour reconstruire ton signal sur le papier : https://en.wikipedia.org/wiki/Whittaker%E2%80%93Shannon_interpolation_formula

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

[ Dernière édition du message le 01/02/2014 à 18:38:00 ]

170
Voilà le résultat des courses :
D'abord le fichier d'échantillons à 44.1khz d'une sinusoïde calculée en 32 bits float
image.php
L'image est suffisemment dilatée pour voir tous les échantillons successifs.

Ce fichier est reproduit via un interface MOTU, donc en 44.1k.
La sortie analogique est envoyé en entrée d'un enregistreur FR2LE enregistrant en 96k.
Voici la visualisation du fichier obtenu
image.php
avec la visualisation des échantillons à 96k

Et une vision "oscilloscope de la même chose
image.php

D'où je conclue, comme la théorie exposée par Danguit le prévoyait, qu'effectivement à la sortie analogique après conversion NA du fichier 44,1k que l'on retrouve bien une sinusoïde de 18k et d'amplitude quasi constante.

J'ai vu, je crois :bravo:
171
Citation :
J'ai vu, je crois
On y arrive.
En fait quand on manque de résolution en temporel, il faut travailler en spectral. Si tu regardais le spectre (par exemple via Audacity ou Goldwave) plutôt que la forme temporelle, ce serait tout de suite plus clair.
Pour terminer, d'une part ce n'est pas ma théorie, et d'autre part l'amplitude est constante, pas quasi.

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

172
Concernant la vision spectrale du fichier enregistré à 96k, voici ce que ça donne
image.php
La petite remontée dans l'extrème grave me perturbe (bon elle est quand même bien faible...)

[ Dernière édition du message le 01/02/2014 à 19:13:54 ]

173
J'espère que le niveau de la raie à 18k est de l'ordre de 0 dB. Car celle à -86 est vraisemblablement son image et son niveau devrait être relativement très faible si le filtre de reconstruction est bon. Ou alors ton enregistreur est pourri.

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

174
La raie à 18k monte à -3db. J'ai dilaté pour mieux voir ce qui se passait en dessous de -80db.
Pour le résidu dans le grave, et vu son niveau, c'est plus de l'ordre de la ronflette sur le cable utilisé.