Super Audio CD

A Super Audio CD ( SACD ) egy nem újraírható optikai audiolemez , amely lehetővé teszi a hangadatok lényegesen jobb minőségben történő tárolását, mint egy hagyományos CDDA lemez. Tervezett[ pontosítás ] a Sony és a Philips által 1999 - ben .

Az SACD lejátszásához speciális lejátszóra van szükség, amely kompatibilis ezzel a formátummal; azonban az SACD lemez tartalmazhat egy további CD-réteget (csak sztereó), hogy kompatibilis legyen a hagyományos lejátszókkal. Az ilyen lemezeket hibridnek (Hybrid SACD) nevezik, és bármilyen hagyományos CD-lejátszón lejátszhatók .

Történelem

A Super Audio CD formátumot 1999-ben vezették be. 2002 májusában a Philips és a Crest Digital megkezdte az első SACD hibrid meghajtó gyártósor tervezését és telepítését az Egyesült Államokban, évi 3 millió lemez kapacitással. Az SACD nem érte el azt a növekedési szintet, mint a CD-k az 1980-as években, és a mainstream piac nem fogadta el.

Formátum leírása

Kódolási funkciók

Az SACD - ket egybites Direct Stream Digital ( DSD ) rögzítési formátumban rögzítik , amely magasabb hangminőséget biztosít, mint a hagyományos CD-k a magasabb mintavételezési frekvenciának köszönhetően (2,8224 MHz-ig).

Az 1 bites rögzítési formátum egy delta-szigma ADC 1 bites kimeneti jelének közvetlen rögzítése , és ez a jel figyelemre méltó jellemzőkkel rendelkezik: 120 dB-nél nagyobb dinamikatartomány, 0 és 100 kHz közötti frekvenciaválasz. A frekvencia-válasz és a dinamikatartomány ezen kombinációjával a DSD páratlan a többi digitális vagy analóg rögzítési rendszernél.

Az ilyen egybites jel közvetlen rögzítése a meglévő master felvételi formátumok alternatívája. Ez az írás szükségtelenné teszi az analóg I/O tizedelési és interpolációs folyamatait. Ez leegyszerűsíti a rögzítési rendszer felépítését (blokkvázlatát), mivel a többbites digitális szavak párhuzamos információs kapcsolatai és szinkronizálási igénye megszűnik.

A hagyományos PCM-rendszerekhez hasonlóan az analóg jelet először digitálissá alakítják át delta-szigma modulációval , a névleges mintavételi frekvencia 64-szeresének megfelelő mintavételezési gyakorisággal. A DSD azonban közvetlenül 1 bites impulzusokat ír, míg a hagyományos rendszerek ezután az 1 bites jelet többbites PCM-kóddá alakítják át. Ennek eredményeként a DSD digitális egybites reprezentációt ad az audiojelről. A pozitív amplitúdóváltozást az összes „1” jelenti. Negatív - mind "0". A nulla pontot a bináris szám változása fogja képviselni. Mivel az analóg jel amplitúdóértéke minden pillanatban impulzussűrűségként van ábrázolva, ezt a technikát néha impulzussűrűség-modulációnak (PDM) is nevezik.

Az így kapott lendületi fluxus figyelemre méltó tulajdonságokkal rendelkezik. A PCM-hez hasonlóan a DSD is eleve ellenáll a torzításoknak, a zajnak és a felvevőberendezésekből és az átviteli csatornákból származó kopogásnak. De a PCM-mel ellentétben a DSD konverziós elvként sokkal közelebb áll az analóg jelátvitelhez. A D/A konverzió könnyen megvalósítható egy analóg aluláteresztő szűrővel.

A delta-szigma impulzusok áramlása meglehetősen "zajos". A DSD által megkövetelt ultramagas jel-zaj arányt az audio tartományban ötödrendű zajcsökkentő szűrőkkel érik el, amelyek hatékonyan tolják fel a zajt a frekvenciában a hangtartományon kívülre.

Zajállóság

Valójában, miközben a PCM rendszerek bitmélységének és mintavételezési gyakoriságának növelése javította a hangminőséget, ezek a fejlesztések egyre kevésbé jelentősek. Ennek oka nyilvánvaló - szűrés. A PCM rendszerben nagyon meredek szűrőkre van szükség a bemeneten, hogy elutasítsák a mintavételi frekvencia felénél vagy annál nagyobb frekvenciákat. 44,1 kHz-es mintavételezési frekvenciánál a téglafalú szűrőknek át kell menniük a 20 kHz-en, és le kell vágniuk a 22,05 kHz-et – ez nem könnyű feladat. Ezenkívül rögzítés és lejátszás közben mindig hozzáadódik a kvantálási zaj. Emellett a Nyquist-frekvencián történő mintavételezés jelentős eltolódást eredményez a frekvenciatartomány felső negyedében lévő szűrők fázis- és frekvenciaválaszai között. Ezzel szemben egy 1 bites rendszerben az audiospektrum tetején lévő fázisválaszt nem befolyásolja a téglafalszűrő. Ez a szempont különösen fontos, ha a digitális feldolgozó rendszer egy visszacsatoló hurok része, mert ebben az esetben kisebb a fáziseltolódás, és nagyobb a rendszer stabilitása és hanghűsége.

Ennek a formátumnak egy másik jellemzője az esetleges túlterhelés esetén való viselkedés. Az egybites, magasabb rendű kódolóknak képesnek kell lenniük a torlódások kezelésére, hogy a stabilitás ne sérüljön. Ezt a megfelelő átviteli karakterisztika kiválasztásával biztosítjuk. Az egybites formátum a többbitesekkel ellentétben nem ad alias effektust túlterhelés esetén.

Hibatűrés

Mivel az egybites formátum bármely bitje ugyanannyi információt hordoz, az egyes hibák hatása független attól, hogy melyik bit hibás. Ebben az egybites formátum kedvezően hasonlít a többbites kódoláshoz, amelyben a legjelentősebb bit (MSB) hiba jobban érint (L - szóhossz), mint a legkevésbé jelentős bit (LSB) hiba. Egy 20 bites rögzítési rendszer esetében ez azt jelenti, hogy az MSB hibája körülbelül 1 milliószor nagyobb hatással lesz, mint az LSB-ben.

A továbbítási hibajavító rendszerek (például a CD formátumban használtak) feltételezik, hogy minden bitnek azonos az információs súlya, így minden bitet egyformán védenek. Ez nem alkalmas audiojelhez, így az ilyen rendszerek hatékonysága csorbát szenved - a legkisebb jelentőségű bitek túlvédettek, a legjelentősebb bitek pedig nem kellően védettek. Ráadásul a hibák hatása nem arányos, hiszen attól függ, hogy melyik biten történt a hiba. Ez egy bizonyos hibasűrűség túllépése esetén a jel gyors leromlásához vezet.

Valójában minden egyes hiba maximális hatása a túlmintavételi arány függvénye. a hiba hatása fordítottan arányos a túlmintavételi tényezővel. Például, ha a tényező 64, akkor az egy bit által bevitt hiba körülbelül a maximális szint 1/64-e, azaz szintje 36 dB-lel kisebb, mint a maximális kimeneti jelszint.

SACD-k jellemzői

A Super Audio CD időtartama legfeljebb 109 perc lehet, feltéve, hogy két SACD zónát tartalmaz különböző rögzítési paraméterekkel (például 2.0 és 5.1 ). Ha csak egy SACD-zónát használ, a hang időtartama meghaladja a 2 órát.

Egy SACD-felvétel 1-6 hangcsatornát tartalmazhat .

Az SACD lejátszásához speciális lejátszóra van szükség, amely kompatibilis ezzel a formátummal. Az SACD-lemez azonban tartalmazhat egy további CD-réteget (csak sztereó), hogy kompatibilis legyen a hagyományos lejátszókkal, az ilyen lemezeket hibridnek ( eng.  Hybrid SACD ) nevezik, és bármely hagyományos CD-lejátszón meghallgathatók . A kiadott SACD-k körülbelül fele hibrid.

Az SACD lemez kapacitása hatszorosára nőtt a lézer hullámhosszának csökkenése és a lencse rekesznyílásának növelése miatt . Ennek köszönhetően a leolvasó fényfolt átmérője 1 µm -re csökkent . Ez pedig lehetővé tette a boxok méretének, a köztük lévő távolságok és a pálya magasságának csökkentését.

SACD lemezeknél aranyat használnak a fényvisszaverő rétegek anyagaként (ellentétben az alumíniumot használó CD-DA-val; bár "arany" CD-k is megtalálhatók, leggyakrabban deluxe és gyűjtői kiadásokhoz, "gazdag" megjelenésük miatt).

Összehasonlítás más formátumokkal

A CD-Audio 44,1 kHz -et használ az analóg hang mintavételéhez . Az SACD-ben a frekvencia 64-szer nagyobb - 2,8224 MHz. Egy CD mintánként 16 bitet használ, tehát az információáramlás itt csatornánként 16×44100 Hz, vagy csatornánként 705 600 bps. A DSD 1 bitet használ mintánként, így az információáramlás csatornánként 2 822 400 bps lesz. Ez négyszer több, mint a CD, de kevesebb, mint a DVD-A – 24 bit x 192 000 Hz = 4 608 000 bps

A DVD-Audio formátum (bitmélység - 24 bit, mintavételi frekvencia - 192 kHz) 24 bites pontosságú jelet továbbít, amely a jel amplitúdójának nagy pontosságú kódolását biztosítja a 96 kHz-es Nyquist frekvenciáig , miközben ez a felvétel formátum ugyanazt a PCM-kódolást használja, mint a CD-Audio .

Érdekes tények

• A PlayStation 3 első két verziója (2010.10 előtt) teljesen SACD-t játszik le.
• A DSD lemez olyan optikai lemezt jelent (DVD-R, DVD+R, DVD-RW vagy DVD+RW), amely DSF kiterjesztésű DSD fájlokat tartalmaz, és lejátszható számítógépen vagy más olyan berendezésen, amely támogatja az ilyen fájlok lejátszását. Nagy felbontású hangfájlokat tartalmaz 2822,4 kHz mintavételezési frekvenciával. A DSD-lemez hangminősége megegyezik az SACD-lemezével. A Sony kifejlesztett egy DSD Disc Format nevű specifikációt, amelyet egyes lemezkiadók használnak DSD lemezek kiadására. Ez a formátum nyitott, és speciális szoftverrel egy ilyen lemez otthon is elkészíthető, és például az interneten keresztül beszerzett DSD-fájlokat tartalmazhat. [egy]

Lásd még

• DSD , DXD
• Bakelit lemez

Irodalom

• I. A. Aldoshina, E. I. Vologodin, A. P. Efimov et al. Elektroakusztika és hangsugárzás: tankönyv egyetemek számára. - M .: Hotline-Telecom, Rádió és kommunikáció, 2007. - 872 p.

Linkek

• SACD  portál
• Orosz többcsatornás SACD lemezek és lemezek .
• Általános információk az SACD-ről
• Direct Stream Digital: egybites digitális felvételi formátum // Hangmérnök magazin, 1999, 2. sz.
• SACD vs. DVD-Audio: A nagyfelbontású formátumok gyakorlati felfedezése

Jegyzetek

1. ↑ Nagy felbontású hangformátumok . Hozzáférés dátuma: 2012. március 20. Az eredetiből archiválva : 2012. november 29. (határozatlan)