Super lyd-cd

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 4. juni 2015; checks kræver 26 redigeringer .
Super lyd-cd
Medietype optisk disk
Indholdsformat digital ( DSD )
Kapacitet op til 7,95 GB
Læsemekanisme laser , bølgelængde 650 nm (rød)
Designet Sony , Philips
Størrelsen diameter 120 mm, tykkelse 1,2 mm
Ansøgning lydbærer
Udgivelsesår 1999
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Super Audio CD ( SACD ) er en ikke- genskrivbar optisk lyddisk , der giver dig mulighed for at gemme lyddata med væsentlig højere kvalitet end en konventionel CDDA -disk. Designet[ klargør ] af Sony og Philips i 1999 .

SACD-afspilning kræver en speciel afspiller, der er kompatibel med dette format; dog kan en SACD-disk indeholde et ekstra CD-lag (kun stereo) af hensyn til kompatibilitet med konventionelle afspillere, sådanne diske kaldes hybrid (Hybrid SACD) og kan afspilles på alle konventionelle CD-afspillere .

Historie

Super Audio CD-formatet blev introduceret i 1999. I maj 2002 begyndte Philips og Crest Digital at designe og installere den første SACD-hybriddrevproduktionslinje i USA med en kapacitet på 3 millioner diske om året. SACD nåede ikke samme vækstniveau som CD'er i 1980'erne og blev ikke accepteret af det almindelige marked.

Formatbeskrivelse

Kodningsfunktioner

SACD'er optages med et enkelt - bit Direct Stream Digital ( DSD ) optageformat , som giver højere lydkvalitet end almindelige CD'er på grund af en højere samplinghastighed (op til 2,8224 MHz).

1-bit optageformatet er en direkte optagelse af et 1-bit udgangssignal fra en delta-sigma ADC , og dette signal har bemærkelsesværdige egenskaber: et dynamisk område på mere end 120 dB, en frekvensgang på 0 til 100 kHz. Med denne kombination af frekvensgang og dynamisk rækkevidde er DSD uovertruffen af ​​andre optagesystemer, digitale eller analoge.

Optagelse af et sådant en-bit signal direkte er et alternativ til eksisterende masteroptagelsesformater. Denne skrivning eliminerer behovet for decimerings- og interpolationsprocesser for analog I/O. Dette forenkler strukturen (blokdiagram) af registreringssystemet, da de parallelle informationslinks af multi-bit digitale ord og behovet for deres synkronisering forsvinder.

Som med konventionelle PCM-systemer konverteres det analoge signal først til digitalt ved hjælp af delta-sigma-modulation ved en samplingshastighed på 64 gange den nominelle samplingshastighed. Men DSD skriver 1-bit-impulser direkte, mens konventionelle systemer så konverterer 1-bit-signalet til en multi-bit PCM-kode. Som et resultat giver DSD en digital one-bit repræsentation af lydsignalet. En positiv amplitudeændring vil blive repræsenteret af alle "1'ere". Negativ - alle "0". Nulpunktet vil blive repræsenteret ved en ændring i binært tal. Da amplitudeværdien af ​​et analogt signal i hvert øjeblik er repræsenteret som en pulstæthed, omtales denne teknik undertiden som Pulse Density Modulation (PDM).

Den på denne måde opnåede momentumflux har bemærkelsesværdige egenskaber. Ligesom PCM er DSD iboende modstandsdygtig over for forvrængning, støj og banke fra optageudstyr og transmissionskanaler. Men i modsætning til PCM er DSD som konverteringsprincip meget tættere på analog signaltransmission. D/A-konvertering kan nemt opnås med et analogt lavpasfilter.

Strømmen af ​​delta-sigma-impulser er ret "støjende". Det ultrahøje signal-til-støj-forhold, der kræves af DSD i lydområdet, opnås ved hjælp af femte-ordens støjreduktionsfiltre, som effektivt flytter støj op i frekvens ud af lydområdet.

Støjmodstand

Selv om stigningen i bitdybden og samplingshastigheden af ​​PCM-systemer forbedrede lydkvaliteten, blev disse forbedringer mindre og mindre signifikante. Årsagen til dette er indlysende - filtrering. I et PCM-system kræves der meget stejle filtre ved indgangen for at afvise frekvenser, der er på eller over halvdelen af ​​samplingsfrekvensen. Ved en samplingshastighed på 44,1 kHz skal murstensvægfiltre passere 20 kHz og stadig afskære 22,05 kHz - ikke en let opgave. Derudover tilføjes kvantiseringsstøj uvægerligt under optagelse og afspilning. Derudover resulterer sampling ved Nyquist-frekvensen i et signifikant skift mellem filtrenes fase- og frekvensrespons i den øvre fjerdedel af frekvensområdet. I et 1-bit system er faseresponsen i toppen af ​​lydspektret derimod ikke påvirket af murstensvægfilteret. Dette aspekt er især vigtigt, når det digitale behandlingssystem er en del af en feedback-loop, fordi i dette tilfælde er faseforskydningen mindre, og systemstabiliteten og lydgengivelsen er højere.

Et andet træk ved dette format er dets adfærd under forhold med mulig overbelastning. Single-bit high-order indkodere skal være i stand til at håndtere overbelastning, så stabiliteten ikke kompromitteres. Dette sikres ved at vælge en passende overførselskarakteristik. Single-bit format giver ikke, i modsætning til multi-bit, aliasing effekter under overbelastning.

Fejltolerance

Fordi enhver bit i et en-bit format bærer den samme mængde information, er effekten af ​​hver fejl uafhængig af, hvilken bit der er i fejl. I denne sammenligner enkeltbit-formatet sig gunstigt med multi-bit-kodning, hvor den mest signifikante bit (MSB) fejl påvirker (L - ordlængde) mere end den mindst signifikante bit (LSB) fejl. For et 20-bit optagelsessystem betyder det, at fejlen i MSB vil påvirke omkring 1 million gange mere end i LSB.

Fremadrettede fejlkorrektionssystemer (såsom dem, der bruges i CD-formatet) antager, at alle bits har samme informationsvægt, så de beskytter hver bit lige meget. Dette er ikke egnet til et lydsignal, så effektiviteten af ​​sådanne systemer lider - de mindst signifikante bits er overbeskyttede, og de mest signifikante bits er ikke tilstrækkeligt beskyttede. Desuden er effekten af ​​fejl ikke proportional, da det afhænger af, hvilken bit fejlen opstod. Dette fører til hurtig nedbrydning af signalet, når et vist niveau af fejltæthed overskrides.

Faktisk er den maksimale effekt af hver enkelt fejl en funktion af oversamplingshastigheden. effekten af ​​fejlen er omvendt proportional med oversamplingsfaktoren. For eksempel, hvis faktoren er 64, vil fejlen introduceret af en bit være ca. 1/64 af det maksimale niveau, det vil sige, dets niveau er 36 dB mindre end det maksimale udgangssignalniveau.

Funktioner af SACD'er

Varigheden af ​​en Super Audio CD kan være op til 109 minutter, forudsat at den indeholder to SACD-zoner med forskellige optageparametre (f.eks. 2.0 og 5.1 ). Når du kun bruger én SACD-zone, overstiger lydens varighed 2 timer.

En SACD-optagelse kan indeholde fra 1 til 6 lydkanaler .

SACD-afspilning kræver en speciel afspiller , der er kompatibel med dette format. En SACD-disk kan dog indeholde et ekstra CD-lag (kun stereo) for kompatibilitet med konventionelle afspillere, sådanne diske kaldes hybrid ( eng.  Hybrid SACD ) og kan lyttes til på alle konventionelle CD-afspillere . Omtrent halvdelen af ​​de frigivne SACD'er er hybrider.

Kapaciteten på SACD-disken er øget 6 gange på grund af reduktionen af ​​laserbølgelængden og stigningen i objektivets blænde . På grund af dette blev diameteren af ​​læsepletten af ​​lys reduceret til 1 µm . Dette gjorde det igen muligt at reducere størrelsen af ​​gruberne , intervallerne mellem dem og banens tonehøjde.

Til SACD-skiver bruges guld som materiale i de reflekterende lag (i modsætning til CD-DA, som bruger aluminium; selvom "guld"-cd'er også findes, oftest til deluxe- og samlerudgaver på grund af deres "rige" udseende).

Sammenligning med andre formater

CD DVD lyd SACD
Format, bit 16 PCM 16-, 20-, 24 PCM 1 DSD
Samplingfrekvens, kHz 44,1 44,1-192 2822,4
Dynamisk rækkevidde, dB 96 144 (teoretisk) 120
Frekvensområde, Hz 20-20.000 op til 96000 20-50.000
Diskkapacitet, GB 0,7 4,7-8,5 4,7-8,5
Lydtid, min 80 >180/109
Stereoanlæg Ja Ja Ja
Surround sound Ikke 5.1 (undtagen 192 kHz) 5.1

CD-Audio bruger 44,1 kHz til at sample analog lyd . I SACD er frekvensen 64 gange højere - 2,8224 MHz. En cd bruger 16 bits pr. sample, så informationsflowet her er 16×44100 Hz pr. kanal eller 705.600 bps pr. kanal. DSD bruger 1 bit pr. sample, så informationsflowet vil være 2.822.400 bps pr. kanal. Dette er 4 gange mere end CD, men mindre end DVD-A - 24 bits x 192.000 Hz = 4.608.000 bps

DVD-Audio- formatet (bitdybde - 24 bit, samplingfrekvens - 192 kHz) sender et signal med en nøjagtighed på 24 bit, som giver indkodning af signalamplituden med høj nøjagtighed op til Nyquist-frekvensen på 96 kHz, mens denne optagelse formatet bruger den samme PCM-kodning som CD-Audio .

Interessante fakta

Se også

Litteratur

Links

Noter

  1. ↑ Lydformater med høj opløsning . Dato for adgang: 20. marts 2012. Arkiveret fra originalen 29. november 2012.
 Lydmedier og typer af lydoptagelse
Analog
Digital