Hogy működik a PCM és a DSD

Hogy működik a PCM és a DSD

Mi is az a DSD audió? Hogyan működik? Miben különbözik a többi audiofil digitális formátumtól?

Úgy fest, hogy a DSD formátum újra divatba jön. A legtöbb új digitális készülék DSD kompatibilitást kínál, mivel folyamatosan egyre szélesebb jazz és klasszikus muzsika kínálat érhető el ebben a formátumban. A teljesség igénye nélkül megpróbáljuk tisztázni miben különbözik a jól ismert CD formátuma a DSD nagy felbontású digitális formátumtól.

A PCM formátum bemutatása

1. Eredeti analóg jel
2. Fix idejű hullámalak minták
3. Az eredeti hangjel mintája a 19.-ik mintavételezés pontban

Az analóg jel digitális adat formájában 0 és 1 értékekkel leírható, de fontos dolog, hogy ezt többféle módon lehet alkalmazni. Itt van például a PCM (Pulse Code Modulation) rendszer. Mielőtt rátérnénk a többi formátumra, kezdjük azzal, hogy röviden áttekintjük ezt az általánosan alkalmazott verziót. A PCM formátumba kódolt információ a hangjel kétféle paraméterét figyeli. Az első az amplitúdó, vagy jelnagyság, a másik az idő. Egy CD lemezen alkalmazott PCM jel 16 bites adata arra alkalmas, hogy 65536 féle különböző jelszint megkülönböztetését tegye lehetővé. Az eredeti zenei anyag hullámformájának amplitúdóját pedig meghatározott számú mérési ponton, másodpercenként 44100 alkalommal határozza meg a rendszer. Ez a gyakoriság az emberi hallás 20 Hz – 20 kHz tartományában egészen jól alkalmazható a digitalizálásra.

DSD és SACD formátum

A DSD a Direct Stream Digital mozaik szava, és teljesen más megközelítés módot alkalmaz. Az 1990-es évek közepén ezt a formátumot gyakran használták a régi analóg felvételek digitalizálására.

Úgy tervezték, hogy egyszerűbb legyen a mintavételezés módja, illetve kisebb helyigénnyel lehessen a memóriákon tárolni, mint a PCM adatokat. Fontos szempont volt, hogy a DSD adatokat egyszerű legyen 44,1 kHz (vagy annak egész számú többszörösére) PCM formátumra konvertálni. Nagyjából ekkor a Sony és a Philips is kereste a formátumot, ami esetleg le tudná váltani a CD-t. Éppen kapóra jött a DSD az SACD bemutatásához. Nagyon jó másolás elleni védelemmel lehet ellátni, így ideális választás volt.

A DSD legfontosabb előnye az egyszerűség, és a relatív olcsó megvalósíthatóság. Nem igényel olyan bonyolult jelfeldolgozást mint a PCM, emiatt a digitális analóg konverter olcsóbb lehet.

A DSD egy bitnyi információt alkalmaz, amely arra vonatkozik, hogy az analóg jel hullám alakjának előző állapotához képest magasabb, vagy alacsonyabb szintű a jel amplitúdója/nagysága. Összehasonlítva a 16 bites PCM 65 ezer féle jelszintjével, a DSD amplitúdó leképezése határtalannak tűnhet.

Az egymást követő mintavételezés pontok másodpercenként 2,8 milliószor követik egymást, ami a CD mintavételezésének 64-szerese. A szabványos elnevezése ezért lett DSD64, illetve ennek kétszeres – DSD128 – négyszeres – DSD256, és így tovább egyre növekvő mintavételezés frekvenciával. Elvileg létező dolog a DSD512, ám ilyen módon kódolt anyagot még soha nem hallottunk.

A standard DSD felvételek minősége a PCM felett áll, ám nagyobb sebességű verzióit rendkívül nehéz találni. A DSD fanok eskü alatt vallják, hogy olyan közel áll az analóg hangzáshoz, amennyire csak egy digitális állhat. Ha jobban megnézi a DSD jelfolyamot, szinte el lehet képzelni az analóg jel alakját amit ki fog adni. Az egymást követő több nulla érték például csökkenő jelnagyságot, a sok 1-es érték pedig emelkedő jelnagyságot jelent.

Mi a DSD árnyoldala?

A fentiekben minden jól hangzik, ám tudni kell, hogy a felvételt manipulálni, szerkeszteni, módosítani enyhén szólva nehézkes, sőt gyakorlatilag lehetetlen. Bármilyen utómunkálat, mint például lecsengés, dinamika módosítás, vagy más művelet csak úgy végezhető el, hogy PCM formátumra vissza alakítják, majd a módosítás után újra átkonvertálják DSD-re.

Ez már nem hangzik olyan nagyon jól ugye? Ez aligha nevezhető a legtisztább eljárásnak. Márpedig a cikk megírásának időpontjában szinte az összes DSD felvétel átesik ezen az átalakítási folyamaton, mivel a megfelelő szoftverek és hardverek fejlesztése még mindig csak folyamatban van.

Biztosan hallott már a DXD formátumról. Ez az eredeti DSD jelnek egy PCM 24 bit 352 kHz-re konvertált változata. Bár elnevezésében nagyon hasonlít a DSD-re, tudni kell, hogy ezt bizony egy nagyon nagy felbontású PCM-ként kell elkönyvelni, és persze feldolgozni az analógra alakítás során. Ha a mérési adatok alapján hasonlítjuk össze őket, a DSD sokkal zajosabb, mint a PCM. Az ügyes jelfeldolgozás technológiák alkalmazásával a hangmérnökök képesek a zajt a hallásküszöb alatt tartva optimalizálni a hangzást és a dinamikát a hallható tartományban. Hogy csinálják ezt? Úgy, hogy kiszűrik a nagyfrekvenciás zavarjeleket a hangból.

Mennyire nagy felbontású a DSD?

Teljesen jogos a kérdés! Nincs tökéletesen pontos adat erről a dologról, de a DSD64 felbontása nagyjából a 24 bit 88,2 kHz PCM formátumnak felel meg. A dinamika tartomány tekintetében a DSD 120 dB körüli értékre képes a hallható tartományban. A CD 96 dB adatával összehasonlítva ez jobb, de tudnia kell, hogy egy 24 bites 192 kHz mintavételezésű felvétel elméleti dinamika maximuma valahol 144 dB körül lehetne.

Bár a DSD formátummal kapcsolatos számadatok sokkal látványosabbak, a CD által biztosított lehetőségek is kiválók egy kimagasló szintű bemutatóhoz.

Hogy játszhat le DSD formátumot?

Az utóbbi időben egyre több berendezés képes kezelni, sőt folyamatosan bővül a letölthető zenék kínálata. Szinte minden hordozható lejátszó, otthoni DAC, sőt a magasabb kategóriás mobil telefonok is képesek kezelni.

A kiadók web oldalán, vagy más letöltés oldalakon találkozhat a DSF, vagy DFF kifejezésekkel. Mindkettő DSD fájlformátumot jelent, de elegendő annyit tudnia róluk, hogy javasolt a DSF verziót választania, mert ez a meta adatokat jobban kezeli a legtöbb lejátszón (előadó neve, dal címe, album kép, stb). A kiadók oldalán szinte minden esetben megvásárolhatók az audiofil formátumú verziók is. Ezeket gyakran HDtrack, vagy Hiresaudio, stb. elnevezéssel jelölik. Aki pedig rendelkezik kompatibilis lejátszóval, azoknak az SACD fizikai formátumok állnak rendelkezésére.

Rendkívül fontos követelmény a lejátszóval szemben, hogy képes legyen megmutatni a két réteg közötti különbséget. A gyengébb kvalitású eszközök csak a kedvét szegik, ahogy az a formátum megjelenésekor már egyszer megtörtént. Nem elegendő a nagy felbontású fájl formátumának lejátszási képessége, a rendszer többi elemének is igazodnia kell a megnövekedett igényekhez, ellenkező esetben alig érzékeli, durva esetben észre sem veszi a DSD formátumban rejlő potenciált – fordító megjegyzése.

Írta: Kashfia Kabir

2018 május 23

Forrás:[https://www.whathifi.com]