Что такое DSD аудио?

07/04/2020

Формат DSD снова вернулся в моду. Большинство новых цифровых продуктов имеют совместимость с DSD, и каталог музыки теперь достаточно велик, чтобы вызывать уважение, особенно если вы любите джаз и классику.

Но что это? И чем он отличается от цифровых сигналов, используемых на компакт-дисках и в любом другом музыкальном формате высокого разрешения? Цифровые сигналы принимают форму двух состояний, которые могут быть представлены 0 и 1, но эта информация должна быть организована особым образом для любого использования. Практически в каждом случае система организации цифр называется PCM (импульсная кодовая модуляция).

В PCM оригинальная аналоговая форма музыкальной волны описана в двух частях. Первое - это его амплитуда (размер). На CD это представлено 16-битными цифровыми данными, что дает нам возможность определять 65 536 различных уровней сигнала.

Преобразование аналогового сигнала в формате PCM 1. Оригинальный аналоговый сигнал 2. Измерение аналогового сигнала через фиксированные интервалы времени 3. Значение величины оригинального сигнала в 19 точке измерения

Оригинальная музыкальная форма волны должна измеряться через равные промежутки времени, чтобы она была правильно представлена. Измерение выполняется 44 100 раз в секунду. Хотя это выглядит как произвольно большое число, оно выбрано довольно тщательно, чтобы обеспечить охват всего диапазона частот человеческого слуха (от 20 Гц до 20 кГц).DSD (Direct Stream Digital) использует другой подход. Еще в середине 1990-х годов он изначально задумывался как способ архивации старых аналоговых записей. Он был разработан, чтобы быть более простым и экономичным способом хранения данных цифровой музыки, чем PCM. Важно отметить, что DSD также был спроектирован так, чтобы его можно было легко преобразовывать в файлы PCM с частотой дискретизации, кратной 44,1 кГц. Примерно в то же время Sony и Philips разрабатывали замену для CD, которая в конечном итоге стала диском SACD. DSD казался идеальной системой для создания нового формата, особенно потому, что он имеет отличную защиту от копирования.

Главной привлекательностью DSD является его простота и, соответственно, дешевизна внедрения. Он требует меньше обработки, чем PCM, и может использовать более простые, гораздо более дешевые ЦАП.

DSD использует один бит информации, и вся эта информация говорит нам о том, является ли текущая выборка аналогового сигнала выше или ниже, чем в предыдущем. По сравнению с более чем 65 000 различных значений, которые имеет 16-битный PCM, два значения (0, если новая выборка, если сигнал ниже, или 1, если оно выше) DSD выглядят мощно ограничивающими.

Преобразование аналогового сигнала в формате DSD

Этот недостаток разрешения компенсируется очень высокой частотой дискретизации, превышающей 2,8 миллиона раз в секунду, что в 64 раза превышает скорость CD. По этой причине стандартный DSD иногда называют DSD64, а версии с двойной и четырехкратной скоростью называются DSD128 и DSD256 соответственно. Есть даже спецификация DSD512, хотя мы никогда не слышали ни одного закодированного материала. Стандартные записи DSD по-прежнему относительно редки по сравнению с альтернативами PCM, и эти высокоскоростные версии чрезвычайно нишевые. Поклонники DSD утверждают, что формат такой же близкий к аналоговому, как и цифровой. Если вы посмотрите на цифровой поток DSD, вы можете нарисовать аналоговый сигнал, просто взглянув на плотность 0 и 1. Чем больше 0, тем ниже идет форма волны, и для них она противоположна. Там, где есть баланс двух значений, мы находимся на нулевой сигнальной точке или близко к ней.

Это все выглядит хорошо, но есть и проблемы с DSD. Не очень удобно манипулировать записью DSD. Все вещи, которые требуются после записи, такие как эквалайзер, редактирование, управление динамическим диапазоном и добавление реверберации, обычно включают преобразование потока DSD в PCM для выполнения обработки, а затем переключение обратно. Это вряд ли чистый способ делать вещи, верно? Почти каждая студийная запись, сделанная с помощью DSD, проходит через этот процесс. Это связано с отсутствием подходящего оборудования и программного обеспечения для обработки. Вы можете встретить термин DXD на записи. Именно здесь исходный сигнал DSD был преобразован в 24-бит / 352 кГц PCM и обработан в этой форме. Хотя название (намеренно или нет) звучит как DSD, это просто PCM с очень высоким разрешением. Что касается измерений, DSD также имеет проблемы с высоким уровнем шума по сравнению с PCM. Умные методы обработки позволяют инженерам сместить шум выше нашего слуха и оптимизировать производительность и динамический диапазон в слышимой области. Высокочастотный шум обычно отфильтровывается.

Итак, насколько высокое разрешение записи DSD? Нет точного способа добиться эквивалентности между PCM и DSD, но он примерно такой же, как у 24-битных / 88,2 кГц PCM.С точки зрения динамического диапазона DSD в диапазоне слышимых частот составляет около 120 дБ. Для сравнения, CD имеет размеры около 96 дБ, а записи 24-бит / 192 кГц имеют теоретический максимум около 144 дБ.

Хотя большие цифры более впечатляющие, даже диапазон CD считается более чем достаточным, чтобы справиться с любой записью.