61 réponses
16 participants
7 549 vues
23 followers

mrfat

378

Posteur·euse AFfamé·e

Membre depuis 19 ans

Sujet de la discussion Posté le 16/10/2013 à 21:29:27

Hello,

A force de lire, d'entendre tout et son contraire je souhaite une fois pour toute que l'on résolve ces deux questions :

- Freq / bits pour configurer son projet dans cubase

- niveaux à l'enregistrement RMS et Peak

Freq / BITS : on est tous d'accord pour dire que configurer un projet en 16 bit / 44,1khz n'est plus trop d'actualité ! Surtout avec la mort du cd , nos "oeuvres" finiront plus sur iTunes que dans les Fnac ...

J'ai pu lire pour la fréquence, qu' il faut soit rester en 44,1khz ou soit la doubler donc 88,2khz (quand c'est pour l'audio / sinon pour la video c 'est 48khz)

Quand est il vraiment ?

Pour le 16 bits , tout le monde s'accorde de mettre au minimum 24bits . Quel est la difference des bits pour l'enregistrement et du fameux 32bits flottant à partir duquel cubase fonctionne ...?

En gros sous cubase 7 , avec une RME UC quel est la meilleur résolution à choisir pour le projet ?

Quel est l incidence sur la latence et l optimisation des calculs interne ?

RMS / PEAK : J'ai lu l'article sur les niveaux d'enregistrement . Bien compris qu'il fallait enregistrer la source à -18db RMS . On m'a dis aussi qu'en plus de ces -18 db il faut que les peak soit max à -6db pour avoir une marge .

Quel est donc le bon niveaux à la prise ?

Ensuite pour la mesure , pourquoi il y a une difference de vumètre (RMS et Peak) entre celui de cubase et par ex celui du Braiworx meter ou ceui d'ozone insight ? il ne sont pas qualibré de la même façon ?

Ce qui est étrange c'est que tout les indicateurs de Peak/RMS que j'ai indiquent tous à peu près les mêmes niveaux mais du coup tous déferrent de celui de cubase ....

Merci

Minimoog => Radial JDI => Phoenix Audio DRS-Q4 => RME UC => Focal Solo 6

Afficher le sujet de la discussion

EraTom

2282

AFicionado·a

Membre depuis 14 ans

51 Posté le 27/10/2013 à 19:45:12

Ok, je crois avoir compris et je pense que nous disons a peu prêt la même chose quant aux filtres.

Ce que je voulais dire c'est que même si un signal est entièrement compris dans la bande [ 0 ; F/2 [ le problème de reconstruction du signal est posé par l'échantillonnage mais le défaut est lié à la solution technique pour extraire la bande utile : le filtre d'interpolation (de sortie) n'est pas parfaitement raide, et tu nous donnes une parfaite illustration d'un problème que l'on peut rencontrer avec cette solution.

Dans le cas d'une sinusoïde seule, il est possible de la retrouver sans erreur sans utiliser de filtrage : Avec une série d'échantillons d'une sinusoïde de fréquence < Fe/2, on peut trouver l'ensemble solution des sinusoïdes qui passent pas ces points et il suffit alors de ne garder que celle dont la fréquence est inférieure à Fe/2 (en ignorant toutes les autres).
C'est un cas "théorique" qui ne se rencontre pas dans l'audio mais qui permet de comprendre que l'information n'est pas perdue par le processus d'échantillonnage lui-même : on est "juste" incapable de l'extraire convenablement avec un filtre imparfait.

[ Dernière édition du message le 27/10/2013 à 19:45:35 ]

EraTom

2282

AFicionado·a

Membre depuis 14 ans

52 Posté le 28/10/2013 à 09:29:02

Citation :

Augmenter le nombre de bits par rapport à quoi ??

Si je conçois un CAN à base de comparateurs (sans sur-échantillonage), je peux très bien sortir en 48 bits.

Construire un CAN 48bits "flash" est très compliqué : Il faut s'assurer que l'échelle des quantifications est bien "linéaire" (la dispersion des composants pose problème est une calibration est toujours nécessaire, et avec 2^48-1 seuils à comparer, je te laisse imaginer l'ampleur de la procédure), il faut aussi que les 2^48-1 bloqueurs soient synchrone dans une période d’échantillonnage.

Rien que c'est deux points justifient pour beaucoup de fabriquants à passer au CAN delta-sigma par sur-échantillonnage.

Danguit

3348

Squatteur·euse d’AF

Membre depuis 19 ans

53 Posté le 28/10/2013 à 09:32:32

Hors sujet :

Citation :
et il suffit alors de ne garder que celle dont la fréquence est inférieure à Fe/2 (en ignorant toutes les autres).
On pourrait peut-être appeler cela un filtrage.

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

Spacionot (ex Cola Verde)

2804

Squatteur·euse d’AF

Membre depuis 13 ans

54 Posté le 28/10/2013 à 12:17:25

Citation :

Construire un CAN 48bits "flash" est très compliqué : Il faut s'assurer que l'échelle des quantifications est bien "linéaire" (la dispersion des composants pose problème est une calibration est toujours nécessaire, et avec 2^48-1 seuils à comparer, je te laisse imaginer l'ampleur de la procédure), il faut aussi que les 2^48-1 bloqueurs soient synchrone dans une période d’échantillonnage.

Rien que c'est deux points justifient pour beaucoup de fabriquants à passer au CAN delta-sigma par sur-échantillonnage.

J'avais indiqué 48 bits comme un exemple extrème et donc, si je comprends bien, l'argument d'utiliser la technologie à sur-échantillonage (delta-sigma) dans les CAN est aussi (comme pour les CNA) un argument d'ordre économique....
...En plus de la théorique augmentation qualitative...

Je me demande si cette technologie a toujours été utilisée et si les premiers convertisseurs 16 bits mis sur le marché utilisaient déjà le sur-échantillonage ???

Si vous avez des références de convertisseurs ou de machines (ADAT, DTD ect) n'utilisant pas le sur-échantillonage, je suis preneur....

https://spacionot.bandcamp.com/

EraTom

2282

AFicionado·a

Membre depuis 14 ans

55 Posté le 30/10/2013 à 20:12:41

Hors sujet :

Citation de Danguit :
x
Hors sujet :
Citation :
et il suffit alors de ne garder que celle dont la fréquence est inférieure à Fe/2 (en ignorant toutes les autres).
On pourrait peut-être appeler cela un filtrage.
C'est bien un filtrage, mais pas par convolution.

Dans ce cas particulier, ayant une information forte a priori sur la forme du signal (une sinusoïde), on peut même réaliser du filtrage dit optimal en se ramenant à un problème d'optimisation paramétrique :
- On sait que l'on a une sinusoïde de la forme s(n) = a*sin(w*n*Te + phi), avec Te la période entre deux échantillons =1/Fe et n l'indice de l'échantillon.
- On a une séquence d'échantillons bruitée (i.e. avec un bruit additif, d'origine apologique et/ou celui de quantification) x(n)
- On calcule l'erreur quadratique : ∑(x(n)-s(n))² (la somme sur tous les n)
- On cherche le triplet (a,w,phi) qui minimise cette erreur (avec un contrainte sur w pour qu'il reste inférieur à 2*pi*Fe)
- On obtient la sinusoïde en calculant s avec les paramètres optimaux, le résidu de x(n)-s(n) est le bruit : en plus on débruite !

Pour un ensemble d'échantillons, le critère à optimiser est un moindre carré non linéaire qui peut être résolu avec l'algo de Gauss-Newton sans problème (c'est un classique des math).

Pour le faire "à la volée" à chaque nouvel échantillon (plus il y en a, mieux on estime) il existe des algo de "mise à jour" d'un moindre carré.

Si les paramètres évoluent au cours du temps, il existe des moindre carré avec "facteur d'oubli", mais ça ne marche pas terrible.
Si l'on a une idée de "l'évolution "dynamique" des paramètres, il est possible de mettre en oeuvre le... filtrage de Kalman avec une variante non linéaire sous-optimale https://fr.wikipedia.org/wiki/Filtre_de_Kalman

Et ça c'était le début d'une des applications de ma thèse de doctorat sur le sujet !
(oui j'avoue, je viens de me faire un peu plaisir. Attention à la masturbation)

Citation :

si je comprends bien, l'argument d'utiliser la technologie à sur-échantillonage (delta-sigma) dans les CAN est aussi (comme pour les CNA) un argument d'ordre économique....

Ben c'est le nerf de la guerre : proposer un niveau de qualité ou de performance au meilleur coût.

La mise au point d'un CAN flash de la même résolution que les CAN delta-sigma actuels est vraiment très délicate, et ça les rends très (trop) chers... De plus ils ont de réels défauts gênants que les CAN delta-sigma n'ont pas.

Spacionot (ex Cola Verde)

2804

Squatteur·euse d’AF

Membre depuis 13 ans

56 Posté le 31/10/2013 à 00:10:04

Citation :

La mise au point d'un CAN flash de la même résolution que les CAN delta-sigma actuels est vraiment très délicate, et ça les rends très (trop) chers...

Je comprends dans le cas d'un convertisseur équipant un téléphone à 29 euros mais moins dans dans le cas d'un convertisseur haut de gamme à 1000 euros et plus.

Citation :

De plus ils ont de réels défauts gênants que les CAN delta-sigma n'ont pas.

Ce qui me gêne c'est qu'un convertisseur flash à 44100hz donnera (en théorie) une valeur de bits exacte 44100 fois par secondes alors qu'un convertisseur delta-sigma donnera une valeur exacte zéro fois par seconde (jamais ou presque) avec tout le temps des approximations (ou des moyennes).

Enfin c'est ce que j'en ai compris et malgré les avantages supposés du convertisseur delta-sigma, j'arrive difficilement à croire que ces derniers donnent un représentation plus fidèle du signal. Comme je l'ai dit plus haut, le test A/B n'est pas faisable à part sur des plugins de traitement à sur-échantillonage et encore je ne suis même pas sur que ce soit la même technologie de sur-échantillonage qui est utilisée.

Edit : je viens de faire un tour sur Wiki et il y différents convertisseurs présentés en plus du "flash"

Convertisseur à approximations successives
Convertisseur à double rampe
delta sigma

effectivement ils indiquent des résolutions faibles ou des temps de conversion lents...
Le convertisseur à approximations successives semble pas mal quand même et est indiqué pour 12 bits de résolution environ. N'y a t-il pas moyen de le "pousser" un peu ( en 20 bits par exemple) ??
Peut-on conclure que tous les CAN à partir de 16 bits sont des delta-sigma ??

https://spacionot.bandcamp.com/

[ Dernière édition du message le 31/10/2013 à 12:18:01 ]

Danbei

1894

AFicionado·a

Membre depuis 14 ans

57 Posté le 31/10/2013 à 13:55:19

http://i.minus.com/jzKGUT79vSYxK.jpg
Ce graphique proviens du document suivant https://www.emse.fr/~dutertre/documents/cours_convertisseurs.pdf (page 31) datant de 2009.
Il donne les champs d'applications des différentes méthodes de conversion, mais semble etre depassé: maintenant n'importe quelle interface audio propose une conversion à 96kHz sur 24bits.
Mais ça laisse penser que c'est bien le sigma-delta qui est utilisé pour des résolutions supérieurs ou égals à 16bit.

J'ai recuperer le document icihttp://xcotton.pagesperso-orange.fr/electron/coursetdocs.htm. Il y a plusieurs autres documents sur le sujet, j'ai pas tout lu mais si ça intéresse certains...

A propos des differences (audible) entre l'echantillonage à 44.1kHz et 48kHz, ca serai pas un gage de mauvaise qualité pour un convertisseur ? Ca voudrai dire que le filtre anti-aliasing n'est pas performant. Un bon convertisseur ne devrai pas donner de differences audible, pour peu que l'on n'ai pas une ouïe spécial.
Je dit ca parce que plus tot dans le sujet j'ai lu que la difference était plus flagrante quand le convertisseur était de haute qualité...Ce qui me parait très bizarre.

[ Dernière édition du message le 31/10/2013 à 14:15:36 ]

Spacionot (ex Cola Verde)

2804

Squatteur·euse d’AF

Membre depuis 13 ans

58 Posté le 31/10/2013 à 22:30:18

merci Danbei

https://spacionot.bandcamp.com/

EraTom

2282

AFicionado·a

Membre depuis 14 ans

59 Posté le 02/11/2013 à 11:39:10

Citation :

Ce qui me gêne c'est qu'un convertisseur flash à 44100hz donnera (en théorie) une valeur de bits exacte 44100 fois par secondes alors qu'un convertisseur delta-sigma donnera une valeur exacte zéro fois par seconde (jamais ou presque) avec tout le temps des approximations (ou des moyennes).

Il n'y a qu'une pendule arrêtée qui donne l'heure exacte 2 fois par jour.

Le convertisseur sigma-delta laisse une erreur plus petite que le bit de poids faible : c'est toute la précision dont on a besoin.

Un convertisseur flash voit une dispersion entre les 2^n différents seuils (pour 1 bit supplémentaire il faut doubler le nombre de seuils) : il n'est pas linéaire et demande une calibration... qui n'est pas parfaite. De plus cette dispersion évolue au cours du temps, de la température, etc.
Il existe aussi une dispersion des instants où le 2^n bloqueurs prélèvent la valeur impossible à corriger.

La réalisation du filtre d'antialisasing est également plus difficile...

Spacionot (ex Cola Verde)

2804

Squatteur·euse d’AF

Membre depuis 13 ans

60 Posté le 02/11/2013 à 16:22:29

Citation :

Il n'y a qu'une pendule arrêtée qui donne l'heure exacte 2 fois par jour.

c'est exactement à ça que je pensais

Citation :

Le convertisseur sigma-delta laisse une erreur plus petite que le bit de poids faible : c'est toute la précision dont on a besoin.

ha...donc à un instant T correspondant à un echantillon, le CAN sigma-delta donnera une valeur extrèmement proche de la valeur réelle ( à part la minuscule erreur du bit de poids faible) ??

C'est bien ce bit de poids faible qu'on utilise pour le dithering ?

Citation :

Un convertisseur flash voit une dispersion entre les 2^n différents seuils (pour 1 bit supplémentaire il faut doubler le nombre de seuils) : il n'est pas linéaire et demande une calibration... qui n'est pas parfaite. De plus cette dispersion évolue au cours du temps, de la température, etc.

d'accord mais je ne vois pas pourquoi tu prends le convertisseur flash comme concurrent direct du sigma-delta.....apparemment le Flash n'est pas du tout adapté à l'audio (fréquence et résolution)

Est ce parce qu'il est le plus proche concurrent en terme de précision ?

https://spacionot.bandcamp.com/

[ Dernière édition du message le 02/11/2013 à 16:24:48 ]

EraTom

2282

AFicionado·a

Membre depuis 14 ans

61 Posté le 04/11/2013 à 20:19:37

Citation :

ha...donc à un instant T correspondant à un echantillon, le CAN sigma-delta donnera une valeur extrèmement proche de la valeur réelle ( à part la minuscule erreur du bit de poids faible) ??

En vérité je bute un peu sur ce genre de question.

Aucune machine ou appareil ne donne la "valeur réelle", et je ne dis pas ça pour la sémantique ou pour t'enfumer avec une réponse pseudo-mystique sur la métaphysique du bit : "0 ou 1 ? Telle est la question."

En métrologie on distingue au moins 3 types d'erreurs : https://fr.wikipedia.org/wiki/Erreur_%28m%C3%A9trologie%29 (le 1er §)

Pour un CAN, on s'arrange pour que la dispersion statistique causée par l'étage d'entrée du CAN lui-même soit plus petite que sa résolution (sinon, cette résolution ne sert à rien). Un CAN delta-sigma l'assure comme les autres CAN.
Et puis, ce que tu appelles "valeur réelle" contient déjà des erreurs (à l’acquisition, puis tout traitement analogique avant la numérisation). Il faut garder en tête qu'en audio le "bruit thermique" ou bruit de fond est une forme d'erreur (analogique) sur le signal envoyé vers le CAN qui entraîne déjà des SNR qui atteignent rarement (pour ne pas dire jamais) -100dB ; les CAN utilisés en audio sont déjà, d'un certain point de vue, bien plus performants que ce dont on a réellement besoin.

Citation :

C'est bien ce bit de poids faible qu'on utilise pour le dithering ?

Non, le dithering c'est autre chose.
En réalité l'erreur de quantification ne donne pas un "bruit" mais une "distorsion". Il se trouve que quand le signal à une dynamique bien plus grande que le pas de quantification, alors cette distorsion liée à la quantification se comporte comme un bruit blanc et peut être traité comme tel (en toute rigueur i.e. c'est démontrable mathématiquement).

Pour un signal issu d'une prise son classique, il existe déjà dans le signal une erreur (le bruit de thermique analogique) dont la dynamique (ou l'écart-type) est plus grande que le pas de quantification du CAN, et l'erreur de quantification se comporte comme un bruit additif imperceptible.

Pour un signal de synthèse... ou après un traitement, le signal numérique peut réellement être à 0 ou avec une dynamique très faible : l'erreur de quantification ne peut plus être considérée comme un bruit blanc et on entend franchement une distorsion.

L'idée de base de dithering est d'ajouter un petit signal qui ne perturbe pas trop l'écoute (en tout cas moins que le son de la distorsion) mais qui permet d'assurer une dynamique plus grande que la pas de quantification même lorsque le signal original présente une amplitude diminuée, de cette manière l'erreur de quantification reste bien un bruit blanc additif.
En s'inspirant de ce qu'il se passe avec la prise son "classique", on ajoute un autre bruit blanc d'écart-type supérieur au pas de quantification tout en le maintenant bien plus bas que le SNR que l'on trouve sur une prise son.
Il existe plusieurs techniques pour ajouter ce bruit (et même pour le générer).

Citation :

d'accord mais je ne vois pas pourquoi tu prends le convertisseur flash comme concurrent direct du sigma-delta.....apparemment le Flash n'est pas du tout adapté à l'audio (fréquence et résolution)

Je ne le prends pas comme concurrent direct, je voulais juste prendre un exemple de l'autre grande famille de CAN. Les autres techno sont en générale des variantes de l'une ou de l'autre, du moins des passerelles existent dans le formalisme du traitement du signal.

Ps : Le graphique de Danbei donne une bonne idée de la répartition de ces technos mais il date un peu ; on sait faire aujourd'hui des CAN delta-sigma qui montent à 200kHz en 24bits, ou encore jusqu'à 5MHz en 16bits.

Citation :

Est ce parce qu'il est le plus proche concurrent en terme de précision ?

Ce que je voulais dire avec les CAN flash c'est qu'il serait technologiquement possible d'obtenir la même résolution qu'avec un CAN delta-sigma, mais la conception se complexifie tellement que son prix serait réellement prohibitif (il faut doubler le nombre de comparateurs du circuit-intégré pour chaque bit supplémentaire, et le prix va suivre à peu près la même courbe) tout en présentant des erreurs du même ordre de grandeur.

Aujourd'hui le CAN delta-sigma représente le meilleur compromis entre ses qualités, ses défauts et aussi son coût pour la numérisation en audio :
- Le sur-échantillonnage demande de monter très haut en fréquence pour arriver à la fréquence d'échantillonnage visée (ce qui limite la bande utile max proposée par cette techno), mais elle suffit largement pour l'audio.
- Mais du coup, ce sur-échantillonnage permet de limiter très efficacement le problème du repliement spectral.
- Une résolution de 24bits est plus que suffisante pour le travail audio.
- Si l'on regarde de près le bruit de quantification n'est plus "blanc" mais est mis en forme par la modulation sigma-delta (même dans la bande-utile) : c'est un bruit coloré qui a une puissance spectrale plus importante dans le haut du spectre, et c'est très bien pour l'audio car notre oreille est encore moins sensible dans cette partie.
- La conception est économique en composants : c'est bien pour minimiser les coûts mais aussi pour améliorer la fiabilité : un CAN delta-sigma est robuste parce qu'il comporte peut de composants.

Spacionot (ex Cola Verde)

2804

Squatteur·euse d’AF

Membre depuis 13 ans

62 Posté le 05/11/2013 à 01:49:17

merci pour toutes ces informations et explications.
Pour le dithering, je connaissais déjà mais j'avais fait la comparaison
car c'est aussi sur le bit le plus faible qu'il s'applique.

https://spacionot.bandcamp.com/

< Liste des sujets
Charte

Liste des modérateurs

UNE FOIS POUR TOUTE !