hifi.slovanet.sk

[Roman St]

Počítače s vícekanálovými zvukovými kartami nabízí, prakticky zadarmo, dělení signálu pro jednotlivá pásma reproduktorových soustav na digitální úrovni. Předpokladem je ovšem také vlastnit tři či více zesilovačů . Nyní zkouším zprovoznit plugin (doplněk) do foobaru od Francoise Bourdona s příznačným názvem foo_dsp_xover. Jeho popis a funkce naleznete zde: http://xover.sourceforge.net/. Název je zkáceninami slov foo jako foobar, dsp digitální zpracování signálu a xover je zkratka pro crossover tedy výhybku. Ačkoliv soubor samotný (dll) má pouhých 221kB tak obsahuje řadu sofistikovaných řešení, které autor převzal od významých kapacit z oboru. Motorem softwaru jsou digitální filtry FIR jejichž princip je stručně popsán třeba zde: http://automatizace.hw.cz/clanek/2005110801. Foo_dsp_xover umožňuje volbu dělících kmitočtů, jejich strmost (až do 60dB/oct. !) také volbu typu filtru - Bessel, Butterworth a Chebyshev. Už toto nabízí nekonečné možnosti nastavení a hlavně poslechu výsledků. Všechno je možné libovolně nastavit v každém z pásem. Naprosto ideální funkcí je nastavení zpoždění signálu pro jednotlivá pásma (v milisekundách). Pak nejste při případné stavbě reprobeden omezeni uspořádáním jednotlivých měničů "do roviny".
Samotné nastavení a zprovoznění již však nebude tak úplně snadné (pro jednotlivá PC a zapojení). Na následujícím obrázku je otisk mé obrazovky kde vlevo je mixážní software dodávaný ke zvukovým kartám Emu.



Windows umí pracovat s více zvukovými toky wave najednou a toho je právě využito. Jednotlivé wave přenáší jednotivá pásma. O jejich zpětném mixování však nemůže být řeči, jsou samozřejmě přímo směrovány na konkrétní fyzické vystupy na kartě. Napravo je otevřené okno foo_dsp_xoveru. Oříškem zůstává řízení hlasitosti a správné nastavení pro jednotlivé reproduktory, což se jistě bez měřícího mikrofonu neobejde. Zatím nemám tři stejné zesilovače a reprosoustavy bez výhybek, takže celkový výsledek mi zůstává utajen. Poslouchal jsem jednotlivé pásma samostatně a jen změna typu filtru vám přivodí paniku kolik se nabízí možností. Otázkou také bude přímé porovnání s aktivní výhybkou.

[dhfool]

FIR,IIR filtr
Drtivá většina d.paraEQ co jsem zkoušel,přidává do signálu více či méně THD a to nemusí ani nic equalizovat,stačí když přes ně jde signál...Viz můj "problém" s nárůstem THD při zapojení MIX na Emu 1212(lopuch).Otázkou je co bude menší zlo,jestli akt.výhybka,nebo DSP výhybka

[PMA]

Obecně, algoritmy digitálních filtrů představují prakticky největší problém při zpracování a rekonstrukci analogového signálu. Míra problému se snižuje se zvyšováním vzorkovací frekvence.

[Roman St]

Průchod signálu filtrem FIR jistě přidá nějaké zkreslení. Ale jak velké a jak vypadá, jak je slyšet ? Nastavil jsem střední pásmo foo_dsp_xoveru (fdx) na 200 - 2000Hz, Bessel, strmost 24db/okt a změřil to.

Test signál: http://www.lightaudio.unas.cz/1kHz.png
Test signál po loopbacku kartou: http://www.lightaudio.unas.cz/1kHz_Loop.png
Test signál, loopback, průchod skrze fdx: http://www.lightaudio.unas.cz/1kHz_Xover.png

Výsledek mě mile překvapil. Z grafu je krásně patrné pracovní pásmo, zkreslení se drží na minimu. Zbývá ještě naaranžovat poslech.

[PMA]

Při buzení jedním sinusovým tónem to nepoznáš, a na THD se to neprojeví (to už musí být velká chyba ...)

Slyšet to je a zcela zásadně. Z místní diykomunity se tomu věnují nejvíc Glassman a Krasomil. Buď to ber jako fakt, nebo studuj tuto problematiku.

P.S.: zkus např. rozmítání a prohlédni si výsledek v časové oblasti.

[Roman St]

Pavle díky za tipy. Některé práce Krasomila a Glassmana jsem už četl. Tvůj příspěvek působí trochu učitelsky. Hned jsem si vzpomněl na Lenina: Učit se ! Učit se ! Učit se !
Studovat algoritmy FIR ale opravdu nebudu, mě zajímají všechna dostupná technická (poříditelná) řešení, ať tradiční tak i extravagantní, tak teď zkouším FIR .

[Roman St]

V té časové oblasti to vypadá fakt hrozně . Přehrával jsem "rotor" a tady je z něj jeden buřt originál a jeden po průchodu fdx:

http://www.lightaudio.unas.cz/Burst.png
http://www.lightaudio.unas.cz/BurstX.png

Skoro už nemám chuť to ani poslouchat ...

[opa]

Roman St - držím palce a jsem rád, že se do toho někdo pustil. Pokud mi zbyde čas, také bych rád něco takového zkusil. Jestli se to hodí pro trvalý provoz, ukáže zřejmě až čas. Ale považuji to za ideální řešení pro vývoj reprosoustav s aktivními výhybkami. Počítačovou simulací lze odladit výhybku a potom stavět už najistotu. Ještě mám jedno podobné, trochu krkolomější řešní. Několik testovacích signálů a skladeb rozdělit do pásem v PC v editoru (kvalitním algoritmem) a vypálit na DVD (6 kanálů) ve vyšším rozlišení. Pak to přehrát DVD přehrávačem a jednotlivé kanály poslat do správných reproduktorů. Ještě mám pocit, že podobné řešení je součástí nějakého programu na návrh reprosoustav. Ale paměť už neslouží, teď si nemohu vzpomenout, neví někdo, který to je?

[PMA]

"Rotor" není generovaný úplně korektně, je to FM.

Neberte filtry na lehkou váhu, chce to jít aspoň na 8 x Fs, jako Fs myslím běžných 44,1kHz. Jako vždy, ze začátku může vše působit triviálně. Ale jako vždy, každý triviální přístup je špatný a chybný.

P.S. Romane, nemá to být mentorování. Ale není v mých silách a nyní ani v časových možnostech se tu pouštět do detailních rozborů, jelikož nemůžeme suplovat standardní vzdělání v příslušném oboru, rychlokvašná kuchařka neexistuje. Nemyslím to zle. HiFi jako koníček je specifický v tom, že vyžaduje, v případě že jdeme do hloubky, vzdělání univerzitního a postgraduálního charakteru v přísl. oboru, jinak jsme na poli nepřípustných zjednodušování. Tato poslední věta není míněna adresně, ale obecně.

[Roman St]

Díky za vysvětlení. My víceméně uživatelé, hledáme řešení a vy jenž vidíte řešení zevnitř tak nám šetříte čas.
Tak poslouchám různé songy bez a skrze fxd. Nastavil jsem jedno pásmo od dvaceti do dvaceti kilo, takže signál je "poškozen" jen průchodem. Ale vážení není to legrace je od sebe rozeznat. Mě to zatím nejde, nevím na co se zaměřit.

[PMA]

Rozmítaný signál (velmi pomalu) 9kHz - 11kHz, vzorkování 48kHz, konstantní amplituda. Výsledek po rekonstrukci vnitřním digitálním filtrem CE v časové oblasti, výsledek v AA je stejný. Navedl mě na to Bohouš ve čtvrtek, jevu jsem si již dříve všiml, ale nevěnoval mu pozornost. Při převzorkování se to patřičně zlepšuje.

[opa]

Ten průběh za filtrem vůbec nemusí být špatně, zkus filtrem prohnat obyčejný obdélník a taky se zhrozíš.

[PMA]

Obdélník je triviálně vysvětlitelný, má strmé hrany a po frekvenčním omezení je jejich změna jasná. To jsou elementární souvislosti.

Tady toto ne. Modulace je pomalá, se změnami odpovídajícími hluboko v přenášeném pásmu, a výledek za filtrem je ve slyšitelné oblasti. Je to otázka neideální implementace filtru.

Ještě jednou opakuji, že triviální vysvětlení jsou chybná.

[Roman St]

Použil jsem jiný plugin a výsledek je daleko lepší. Tento je ovšem jednodušší v nastavování a kupříkladu strmost či typ filtru nejde vůbec volit. Prozkoumám podrobněji.

[Roman St]

Ten signál jste generovali v CE (AA) ?

[tomtom]

[dhfool]

Při převzorkování se to patřičně zlepšuje
Na kolik? 384khz ?Ono je to stejně jedno,protože neznám žádný plugin který by realtime převzorkoval 44.1 až na 352.8khz.Tímto je to na domácí hifi nepoužitelné...
No a vlastně by se to muselo potom downsamplovat na 176,4 aby to bylo použitelné pro "normální" karty..Moc puritánské to rozhodně není

IMHO to žádný z komerčních produktů jako je Lyngdorf,DEQX apod. stejně neřeší a jak si to lidi pochvalují
Kašli na nedokonlost filtů a zkus to

[dhfool]

dsp emu je

[opa]

PMA - obrázek, který jsi předvedl, je jenom a pouze problém zobrazení v daném programu. Snadno se o tom přesvědčíš, když provedeš zoom tak, aby bylo zobrazeno třeba jen 10 cyklů na šířku obrazovky. Potom se můžeš pohybovat v záznamu kamkoliv dopředu či dozadu a amplituda je naprosto konstantní. A nebo dej osciloskop na výstup zvukové karty, to je ještě průkaznější.

[PMA]

OPA: v případě onoho obrázku je to tak. Zmátlo mě předvedení u B.S., kdy v AA je ale tento jev i při roztahování záznamu. V CE96 zmizí.

S osciloskopem mě to napadlo včera, a dělal jsem X měření pro různé kombinace modulačních zdvihů a modulačních frekvencí. Podobný, jako ukázaný jev se skutečně vyskytuje, ale až tehdy, když do hry vejde tvar impulsní odezvy použitého filtru. Výsledný výstupní analogový signál je konvolucí impulsních odezev jednotlivých vzorků, a zvlnění obálky tam je.

Přiložený obrázek přesně odpovídá měření na osciloskopu. Obálka vrcholů obsahuje původně neexistující frelvenci, a to ve slyšitelném pásmu.

[Roman St]

Dobrá práce Pavle, a pak že není čas . Můžeš publikovat výrobu toto testovacího signálu co jsi použil nebo ho někam dát ke stažení ?

[opa]

Možná jsem to zcela nepochopil. Ale když přelaďuji plynule sinus, tak deformuji tvar sinusovky a vzniká zkreslení (přidávám "původně neexistující frekvence") v každém případě bez ohledu na jakékoliv filtry. Záleží pouze na poměru generované frekvence a rychlosti přelaďování. Pokud je přelaďování lineární, lze si to představit jako frekvenční modulaci sinusového signálu trojúhelníkovým modulačním průběhem. A z toho už je zřetelnější, že se tam musí vloudit další kmitočty.

[PMA]

Závisí to zejména na vzdálenosti frekvenčního zdvihu a modulační frekvence od vzorkovací frekvence. Vzorkovací frekvence determinuje impulsní odezvu rekonstrukčního brickwall filtru. Ta, konvolucí s hodnotami vzorků, určí tvar výstupního signálu. Při zachování indexu modulace a zvýšení vzorkovací frekvence jev postupně mizí.

Vtip je v tom, že rozmítaný signál (frekvenčně modulovaný) má konstantní amplitudu. Při přibližování se rychlosti změny k Fs se začne uplatňovat tvar impulsní odezvy filtru, a výsledek je vidět na předchozím obrázku. Amplitudová modulace obálky je čistě věc rekonstrukčního filtru.

[dustin]

"Při přibližování se rychlosti změny k Fs" začne vznikat spoustu vyšších harmonických a analogový filtr před AD převodníkem nemusí vše zachytit. Pak by nebyly splněny základní podmínky vzorkování.

Tím Fs se myslí skutečná vzorkovací frekvence AD, nebo až po digitální filtraci a decimaci z původní několikanásobné vzorkovací frekvence?

[PMA]

Fs je jen jedna, je to 44.1kHz pro CD red book. Převzorkování dopočítá další body mezi původní Fs (digitální filtrace, výpočetní algoritmus), nepřinese však "novou" informaci. Impulsní odezva - míněn digitální, ale i analogový filtr.

Zde je příklad pro Fs = 48kHz
a
Fc (nosná) = 10kHz
dF (mod. zdvih) = 8kHz
Fm (mod. frekvence) = 8kHz
beta (index modulace) = 1

[PMA]

Pokud snížíme dF na 4kHz a Fm na 4kHz, vše ostatní zachováno, začne filtr (algoritmus) "stíhat" a modulace amplitudy zmizí. Index modulace je přitom nezměněný:

[PMA]

Na základě dlouholetých, cca 25 let dlouhých zkušeností s digitalizací nestacionárních signálů a jejich zpracováním, si troufám tvrdit, že v případě realizace je nutné mít alespoň 10 vzorků na periodu signálu nejvyšší zpracovávané frekvence. Tudíž, pro 20kHz limit (což je pro audio málo), potřebuji 10 vzorků v čase 50 us. Tj. vzorkovací frekvence 200kS/s, čemuž se blíží až DVD-A se vzorkováním 192 kHz.

[PMA]

Jiný příklad FM, jejímž výsledkem je multitón o 6 tónech:

[dustin]

[PMA]

Žádný rozpor, jelikož brickwall 22kHz na A/D straně působí samozřejmě totéž. Potom D/A + filtr udělá přesnou rekonstrukci zkaženého průběhu (na A/D straně), která dopadne stejně. V podstatě se vším souhlas Teorii asi známe všichni (oba).