Non OS vs. OS vs. Upsampling DAC's?

voodooless · Bericht door **voodooless** » zo 14 mei 2006, 20:37

Zo...

Je leest er veel over, en veel mensen hebben een favoriet. Maar wat zij nu de feiten?

Waarom zou een non oversampling DAC zoveel beter zijn dan de andere twee, en waarom zou een upsampling DAC zoveel beter zijn dan een oversampling type? En zo zijn er nog een aantal andere combinaties te verzinnen...

Er woeden op bijvoorbeeld DIYaudio vaak lange discussies over waarom het een beter zou zijn dan het ander, maar een zinvolle einconclusie is er nooit. Het eindigt altijd in een moddergevecht

Dus: hoe zit het nu? Wat zijn de grote verschillen, hoezwaar wegen ze, en wat is dan technisch de beste oplossing?

Zelf ben ik meer van het oversampling kamp. Ik zal zelf even aangeven waarom ik denk dat je daar het beste resultaat in kan krijgen, jullie kunnen daar dan op inhaken, corrigeren, voor gek verklaren, andere mening laten horen, enz...

Oke, dus waarom oversampling DAC (in het kort):
1. Het analoge filter komt ver buiten het hoorbare bereik te liggen, en hoeft niet zo stijl te zijn, dus minder fase problemen.
2. Synchrone oversampling zorgt niet voor afrondingsfouten. Algoritmes zijn dus relatief simpel. Simpelste is denk ik wel samples kopieeren en dan een digitaal low pass filter om noise shaping te doen.
3. Eenvoudige synchronisatie op de clock door de synchrone oversampling.

Graag hoor ik wat jullie erover denken! Altijd leuk om hier een discussie over te hebben

Bericht door **Henkjan** » zo 14 mei 2006, 20:59

ik heb een oldschool Denon CD speler, die doet 20 bit, 8x oversamplen, en een DVD963SA van ome Frits, die doet upsamplen naar 192kHz. en ik hoor geen verschil op de koptelefoon

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » zo 14 mei 2006, 21:22

Hoi Deepsace,

Ben bang dat dat een oeverloze discussie wordt. Niet filteren is technisch en theoretish iig incorrect om het signaal goed te "reconstrueren". Oversampelen doe je eigenlijk alleen om een digitaal filter toe te kunnen passen wat makkelijker en goedkoper te maken is dan een analoog reconstructiefilter.

Aangezien het allemaal een compromis is zijn er lieden die dan maar vinden om die hele filtering maar achterwege te laten. Zie de oeverloze discussies op Diyaudio.com die wat mbt een hoog cultgehalte hebben.

Leeuwarden · Bericht door **Leeuwarden** » zo 14 mei 2006, 21:26

Heb jij beide beluisterd Peter? Ik heb die discussie maar vermeden en ben na wat enthousiaste verhalen ooit begonnen aan de DDDac1543 van DDDoede. Staat nog steeds in de kast om eens af te maken.

voodooless · Bericht door **voodooless** » zo 14 mei 2006, 21:28

Pjotr,

Dat weet ik wel natuurlijk

Maar het gaat even niet of het beter klinkt of niet, maar welke oplossing technisch gezien de betere is.

Bedankt voor je bijdrage, want er staat weer wat in om mee verder te kunnen

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » zo 14 mei 2006, 21:41

Leeuwarden schreef:
Heb jij beide beluisterd Peter? Ik heb die discussie maar vermeden en ben na wat enthousiaste verhalen ooit begonnen aan de DDDac1543 van DDDoede. Staat nog steeds in de kast om eens af te maken.

Hoi Jan,

Heb de 47Labs beluisterd en ik was er niet van onder de indruk. Klonk niet slecht maar zeker niet beter dan mijn Sony en mijn M-Audio Superdacje. Die laatste klinkt wel beter dan de Sony vind ik, minder vermoeiend op den duur.

Leeuwarden · Bericht door **Leeuwarden** » zo 14 mei 2006, 21:56

Hoi Peter,

47 labs ook beluisterd, ook niet van onder de indruk (en dat is een understatement)... Als je met die M-audio deze http://www.hifi.nl/recensies.php?id=1461 bedoeld dan heb ik die ook beluisterd. En dat is inderdaad totaal andere koek!

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » zo 14 mei 2006, 23:03

Hoi Jan,

Ja, idd dat DAC-je. Dat die recentie daar nog staat zeg, is al 4 jaar geleden. Leuk om terug te lezen. Maar er staat wel wat onzin in die recentie. Er zit helemaal geen digitalesuperdoopersoundprocessor in zoals ze schrijven. Dat is het pic-microcontrollertje voor het huishoudwerk. Verder is het zo recht-toe-recht-aan als maar zijn kan: Standaard Crystal receiver met een 8x oversampling AKM dac chip er achter. De kracht zit hem in de AKM dac-chip.

Jammer dat ie niet meer te koop is want het is een heel leuk dac'je waar ook nog behoorlijk wat aan te modden/verbeteren valt.

voodooless · Bericht door **voodooless** » ma 15 mei 2006, 9:38

Hier nog een review van de LAB47:
http://www.opera-consonance.com/Review/ ... -page1.htm

Lekker slijmerig, misinformed, en tegenstrijding...

voodooless · Bericht door **voodooless** » ma 15 mei 2006, 14:04

Hier nog een leuk artiekel over de ringing problemen van de FIR filters in oversampling DAC's:

aes97ny.pdf: Bron: http://www.dcsltd.co.uk/technical_papers/aes97ny.pdf; (288.9 KiB) 69 keer gedownload

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » di 23 mei 2006, 23:41

Tja, voer voor oeverloos ge-OH.

Technisch gezien zijn filterloze DAC's helemaal geen DAC's. Dat interpolatiefilter hoort er gewoon bij. En als je niet upsampled, dan heb je een sinx/x vervorming. Je hebt dan geen hoog meer. Sommige mensen prefereren dat.

Je kunt upsamplen wat je wil, maar uiteindelijk ga je toch naar 44k1 Hz in een DAC. Halfband filter bijvoorbeeld. En hoe ga je dat doen? Dat is een interessante vraag. Het voordeel hierbij is wel dat een gedeelte van de filtering gedaan kan worden in het digitale domein en dat dus het externe analoge filter veel eenvoudiger kan zijn.

Toch is dat niet het belangrijkste, zo lijkt het. Ripple in de filterkarakteristiek is een moeilijk begrijpbaar probleem. Er wordt veel onderzoek naar gedaan. Een ripple van 0.2 dB is onaanvaardbaar.

Groet,
Jacco

voodooless · Bericht door **voodooless** » di 23 mei 2006, 23:46

dekkersj schreef:
Je hebt dan geen hoog meer. Sommige mensen prefereren dat.

Ik denk eerder dat je een heleboel hoog hebt. Heeft allee niet meer veel met de input te maken

Toch is dat niet het belangrijkste, zo lijkt het. Ripple in de filterkarakteristiek is een moeilijk begrijpbaar probleem. Er wordt veel onderzoek naar gedaan. Een ripple van 0.2 dB is onaanvaardbaar.

Om hier even op in te haken naar aanleiding mijn bovenstaande link. een kleinere passband ripple zal wel zorgen voor langere filters. en ook meer ringing, wat dus vogens het artiekel van de link nadelig zou zijn. Echt betrouwbaar wordt dat helaas niet duidelijk gemaakt. Gelukkig kun je in de stopband sparen, zolang die maar flink gedempt is. Je kunt daar best wat meer ripple hebben natuurlijk, valt toch niet op (dat is overigens ook duidelijk zichtbaar uit de grafieken van de datasheets van menig DAC).

Paul Jenner · Bericht door **Paul Jenner** » di 23 mei 2006, 23:52

Misschien is het handig om in deze discussie (voor zover de hele discussie handig is) een verschil te maken tussen upsampling en oversampling.

Oversampling is zoals je omschrift: Er kan een eenvoudig filter worden gebruikt op een hele hoge frequentie, zodat fase-narigheid buiten de weergaveband kan worden gehouden.

Upsampling is een kreet die de laatste jaren opmars heeft gemaakt. Het 44.1 signaal wordt geresampled naar bijvoorbeeld 96 kHz, of veelvouden daarvan.
Dat vind ik een bijzonder stomme procedure: 96 is geen geheel veelvoud van 44.1. Je introduceert dus meteen afrondingsfouten. Is m.i. alleen een marketingkreet die gebruikt wordt om de toepassing van die 96 kHz DAc's te rechtvaardigen. Die zijn namelijk veel goedkoper te krijgen, sinds de opmars van de DVD-speler. Worden eenvoudigweg in grotere aantallen gemaakt.

Ik moet zeggen dat ik de verschillende systemen nog nooit naast elkaar beluisterd heb. Heeft ook niet veel nut, aangezien het resultaat door veel andere zaken beinv,oed wordt. Vooralsnog "geloof" ik best in de klassieke oversampling.
Ik vermoed wel dat er met oversampling steeds hogere eisen aan je klok gesteld worden.

Paul.

voodooless · Bericht door **voodooless** » di 23 mei 2006, 23:57

Zeker moet je upsampling los zien van oversampling! Dat het een hype is, is duidelijk. Toch hebben veel high-end merken in hun bovenste productlijn upsampling DAC's en spelers. Misschien doen ze dat vooral om zich te onderscheiden, maar misschien zit er wel meer achter. Ik kan me bij jou mening echter alleen maar aansluiten

Paul Jenner · Bericht door **Paul Jenner** » wo 24 mei 2006, 0:01

Tis feitelijk hetzelfde volgens mij,

44.1 ombouwen naar 88.2 is toch ook upsampling ?

Paul.

voodooless · Bericht door **voodooless** » wo 24 mei 2006, 0:02

Paul Jenner schreef:
44.1 ombouwen naar 88.2 is toch ook upsampling ?

Wat mij betreft is het upsampling zodra de samplerates asynchroon zijn. er wordt ook wel eens upsampling naar 88.2 gedaan inderdaad. Maar dat is dan toch niet meer dan 2x oversampling. Veel DAC's doen 64x of zelfs 128x oversampling

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » wo 24 mei 2006, 0:06

deepspace schreef:
dekkersj schreef:
Je hebt dan geen hoog meer. Sommige mensen prefereren dat.
Ik denk eerder dat je een heleboel hoog hebt. Heeft allee niet meer veel met de input te maken

Toch is dat niet het belangrijkste, zo lijkt het. Ripple in de filterkarakteristiek is een moeilijk begrijpbaar probleem. Er wordt veel onderzoek naar gedaan. Een ripple van 0.2 dB is onaanvaardbaar.
Om hier even op in te haken naar aanleiding mijn bovenstaande link. een kleinere passband ripple zal wel zorgen voor langere filters. en ook meer ringing, wat dus vogens het artiekel van de link nadelig zou zijn. Echt betrouwbaar wordt dat helaas niet duidelijk gemaakt. Gelukkig kun je in de stopband sparen, zolang die maar flink gedempt is. Je kunt daar best wat meer ripple hebben natuurlijk, valt toch niet op (dat is overigens ook duidelijk zichtbaar uit de grafieken van de datasheets van menig DAC).

Nee, minder hoog. Dat is het lot van die non oversample shit. In de kliko met die zooi.

Langere filters meer ringing? Die is niet goed wijs. Strikt gesproken is ringing op een blok juist een goed teken. Maar ik neem aan dat je de lengte van je filter bedoelt. Hoe langer dat filter, hoe meer pre en post echos er zullen zijn.

Maar je geeft aan dat je de theorie niet helemaal beheerst. Pre en post echos zijn niet meer van belang als ze onder een bepaald niveau komen. Nu is het zo dat een 0.2 dB ripple in het frequentiedomein een pre echo maakt op -40dBFS. Daar word ik dus niet vrolijk van. Kleiner maken die ripple! Zeg 0.0005 dB. Heb je lange FIR filters nodig (in de praktijk zijn dat IIR filters uit kostenoverwegingen) en het duurt dus lang voordat je die Sinc interpolatie bijdragen heb "verwerkt", maar dat is the only way to go.

Groet,
Jacco

voodooless · Bericht door **voodooless** » wo 24 mei 2006, 0:17

dekkersj schreef:
Nee, minder hoog. Dat is het lot van die non oversample shit. In de kliko met die zooi.

Het analoge filter zorgt misschien voor minder hoog, maar er komt wel meer vervorming door (minder steile filters, meer troep over), dus meer hoog (grotendeels onhoorbaar welliswaar, maar goed)

Maar ik neem aan dat je de lengte van je filter bedoelt. Hoe langer dat filter, hoe meer pre en post echos er zullen zijn.

Dat is precies wat ik bedoelde...

Maar je geeft aan dat je de theorie niet helemaal beheerst. Pre en post echos zijn niet meer van belang als ze onder een bepaald niveau komen. Nu is het zo dat een 0.2 dB ripple in het frequentiedomein een pre echo maakt op -40dBFS. Daar word ik dus niet vrolijk van. Kleiner maken die ripple! Zeg 0.0005 dB. Heb je lange FIR filters nodig (in de praktijk zijn dat IIR filters uit kostenoverwegingen) en het duurt dus lang voordat je die Sinc interpolatie bijdragen heb "verwerkt", maar dat is the only way to go

Hmm. Daar klopt natuurlijk als een bus. Had ik nog heelmaal niet aan gedacht

Klopt het dan wel dat de echo langer is? Lijkt me niet meer dan logisch aangezien je verder in de "toekomst" kijkt met een langer filter.

Maareh, IIR filters? Dat dat goedkoper is snap ik. Maar het hoort toch netjes faselinear te zijn? En als er toch al IIR filters worden toegepast, dan is het hele pre-echo gedoe toch ook niet van belang?

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » wo 24 mei 2006, 0:25

deepspace schreef:
dekkersj schreef:
Nee, minder hoog. Dat is het lot van die non oversample shit. In de kliko met die zooi.
Het analoge filter zorgt misschien voor minder hoog, maar er komt wel meer vervorming door (minder steile filters, meer troep over), dus meer hoog (grotendeels onhoorbaar welliswaar, maar goed)

Maar ik neem aan dat je de lengte van je filter bedoelt. Hoe langer dat filter, hoe meer pre en post echos er zullen zijn.
Dat is precies wat ik bedoel...

Maar je geeft aan dat je de theorie niet helemaal beheerst. Pre en post echos zijn niet meer van belang als ze onder een bepaald niveau komen. Nu is het zo dat een 0.2 dB ripple in het frequentiedomein een pre echo maakt op -40dBFS. Daar word ik dus niet vrolijk van. Kleiner maken die ripple! Zeg 0.0005 dB. Heb je lange FIR filters nodig (in de praktijk zijn dat IIR filters uit kostenoverwegingen) en het duurt dus lang voordat je die Sinc interpolatie bijdragen heb "verwerkt", maar dat is the only way to go

Hmm. Daar klopt natuurlijk als een bus. Had ik nog heelmaal niet aan gedacht Klopt het dan wel dat de echo langer is? Lijkt me niet meer dan logisch aangezien je verder in de "toekomst" kijkt met een langer filter.

Maareh, IIR filters? Dat dat goedkoper is snap ik. Maar het hoort toch netjes faselinear te zijn? En als er toch al IIR filters worden toegepast, dan is het hele pre-echo gedoe toch ook niet van belang?

Meer hoog in het onhoorbare gedeelte misschien. In een non oversampling DAC is het een sample and hold principe. En dat kost een hele hoop aan hoog.

Het hoort netjes fase-lineair te zijn of in ieder geval constante groepslooptijd. Maar die filters zijn groot en duur en kosten chip oppervlak. IIR dus. Het probleem ontstaat als er een ripple ontstaat in de frequentieoverdracht. Waarom kan dat niet bij IIR filters? (misschien niet over de hele band) Equiripple filters worden volgens mij het meest toegepast. Dan heb je het probleem gelijk te pakken.

Ook bij resamplen krijg je te maken met die ripple. Ik heb begrepen dat de meeste ontwerpers een ripple van 0.2 tot 0.5 dB tolereren (een collega heeft een hardware oplossing met 0.02 dB ripple). Totaal onacceptabel dus. Althans, in mijn bescheiden mening.

Groet,
Jacco

voodooless · Bericht door **voodooless** » wo 24 mei 2006, 0:37

dekkersj schreef:
Het probleem ontstaat als er een ripple ontstaat in de frequentieoverdracht. Waarom kan dat niet bij IIR filters?

IIR filters hebben geen pre-echo. En dat is nu juist het grootste bezwaar tegen FIR filters. Dus je kunt wel die ripple hebben, maar de gevolgens zijn denk ik toch anders, want een post-echo blijkt veel minder op te vallen.

Equiripple filters worden volgens mij het meest toegepast. Dan heb je het probleem gelijk te pakken.

Klinkt interessant. Maar dit is eigenlijk ook een FIR oplossing voor zover ik het kan zien. Al zie ik op internet wel IIR benaderingen van een dergelijk filter.

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » wo 24 mei 2006, 0:50

deepspace schreef:
dekkersj schreef:
Het probleem ontstaat als er een ripple ontstaat in de frequentieoverdracht. Waarom kan dat niet bij IIR filters?
IIR filters hebben geen pre-echo. En dat is nu juist het grootste bezwaar tegen FIR filters. Dus je kunt wel die ripple hebben, maar de gevolgens zijn denk ik toch anders, want een post-echo blijkt veel minder op te vallen.

Equiripple filters worden volgens mij het meest toegepast. Dan heb je het probleem gelijk te pakken.
Klinkt interessant. Maar dit is eigenlijk ook een FIR oplossing voor zover ik het kan zien. Al zie ik op internet wel IIR benaderingen van een dergelijk filter.

Ik zie geen fundamentele oorzaak waarom IIR filters geen kleine rippeling kunnen hebben in het frequentiedomein, zeker bij het afronden in discrete woordlengten. Maar daar kan ik fout zitten.

Ik ga voor constante groepslooptijdfilters. FIR dus. Die zijn inmiddels ook recht te krijgen, maar nog niet gebruikt bij mijn weten. Een kleine rippeling kost hele grote chip oppervlakken en worden als zodanig niet toegepast. Wel vele, vele andere truucendozen, die ik ook niet ken.

Die digitale techniek is nog niet volwassen. Het venijn zit hem in de staart. Het alternatief is stevig oversamplen (dvd-a) of een combinatie van oversampling - tegenkoppeling (sacd).

Groet,
Jacco

Roland · Bericht door **Roland** » wo 24 mei 2006, 0:57

Deepspace: 1 blz terug

Maar het gaat even niet of het beter klinkt of niet, maar welke oplossing technisch gezien de betere is.

Beetje off topic: onbedoeld erg grappig! Sorry Deepspace niet L*llig bedoeld. Ik begrijp dat het lot van al die nulletjes en eentjes je echt aan het hart gaat.

Vriendelijke groet Roland

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » wo 24 mei 2006, 1:10

Roland schreef:
Deepspace: 1 blz terug
Maar het gaat even niet of het beter klinkt of niet, maar welke oplossing technisch gezien de betere is.
Beetje off topic: onbedoeld erg grappig! Sorry Deepspace niet L*llig bedoeld. Ik begrijp dat het lot van al die nulletjes en eentjes je echt aan het hart gaat.

Vriendelijke groet Roland

Ik denk dat Deepspace een mooie zoektocht formuleert. "welke oplossing technisch gezien de betere is". Ik heb daar respect voor ook al lijkt het triviaal. In de praktijk blijkt dat het allesbehalve triviaal is.

Groet,
Jacco

voodooless · Bericht door **voodooless** » wo 24 mei 2006, 8:18

Roland schreef:
Beetje off topic: onbedoeld erg grappig! Sorry Deepspace niet L*llig bedoeld. Ik begrijp dat het lot van al die nulletjes en eentjes je echt aan het hart gaat.

Het is heel simpel. Over smaak valt niet te twisten, over technische oplossingen wel

Bedankt voor de steun Jacko!

Slightly ander onderwerp. What about het reconstueeren van de waveform door middel van andere technieken dan samples verduppelen en FIR/IIR filteren... Ik doe eens gek: trek er een spline doorheen ofzo

Dan heb je het digitale filter niet meer nodig, en kun je voltaan met een analoog filter, ergens ver weg van het hoorbare.

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » wo 24 mei 2006, 9:07

deepspace schreef:
Slightly ander onderwerp. What about het reconstueeren van de waveform door middel van andere technieken dan samples verduppelen en FIR/IIR filteren... Ik doe eens gek: trek er een spline doorheen ofzo Dan heb je het digitale filter niet meer nodig, en kun je voltaan met een analoog filter, ergens ver weg van het hoorbare.

Dat is wat Wadia doet. Maar voor een spline moet je ook oversampelen omdat je daarvoor net zo goed de tussenliggende stapjes moet berekenen. Spline interpolatie is overigens net zo goed digitaal filteren.