Tekniska specar kontra människans hörsel

Hur funkar tekniken bakom bra hifi?

Moderator: Redaktörer

Användarvisningsbild
Ix
 
Inlägg: 203
Blev medlem: 2004-01-22

Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav Ix » 2016-01-13 23:23

Har googlat till leda och bara hittat lösryckta påståenden i stil med "it is generally considered that...." så nu ställer jag mitt hopp till er.

Finns det någon bra sammanfattning (gärna i artikelform från seriösare källa) på vilka mätvärden på vanliga specifikationer inom ljudvärlden som anses vara fullgoda för att matcha/överträffa den mänskliga hörseln?

Det närmaste jag kommit är följande foruminlägg på annan ort:

(1) +/- 0.1 - 0.2 dB frequency response variations across the audio band cannot be distinguished.
(2) < 0.1 % THD cannot be distinguished.
(3) SNR 90 dB down or better is perceived the same as being noiseless.
(4) Jitter 90 dB down or better cannot be distinguished.

Men som sagt, en trovärdig källa vore trevligt. Och även motsvarande värden för t.ex. crosstalk, dynamic range osv.

Några tips?

Användarvisningsbild
IngOehman
 
Inlägg: 48470
Blev medlem: 2003-09-28
Ort: K-PAX via Tellus

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav IngOehman » 2016-01-14 00:25

Ix skrev:Har googlat till leda och bara hittat lösryckta påståenden i stil med "it is generally considered that...." så nu ställer jag mitt hopp till er.

Finns det någon bra sammanfattning (gärna i artikelform från seriösare källa) på vilka mätvärden på vanliga specifikationer inom ljudvärlden som anses vara fullgoda för att matcha/överträffa den mänskliga hörseln?

Det närmaste jag kommit är följande foruminlägg på annan ort:

(1) +/- 0.1 - 0.2 dB frequency response variations across the audio band cannot be distinguished.
(2) < 0.1 % THD cannot be distinguished.
(3) SNR 90 dB down or better is perceived the same as being noiseless.
(4) Jitter 90 dB down or better cannot be distinguished.

Men som sagt, en trovärdig källa vore trevligt. Och även motsvarande värden för t.ex. crosstalk, dynamic range osv.

Några tips?

Okej, källan för det följande är de studier jag själv gjort.

Tonkurveavvikelser på 0,1 dB har jag stött på några personer som lyckats detaktera, jag är en av dem. Tonkurva inom +/-0,05 dB har jag inte stött på någon som kan detektera, så det är den noggrannhet som jag alltid rekommanderar om man vill A/B-jämföra saker och inte vill att tonkurve- eller nivåskillnader skall orsaka detektion.

0,1% THD är förvisso i sig mycket svårt, kanske rent av omöjligt att detektera på en sinussignal, men att en apparat mäter 0,1% total harmonisk distorsion behöver inte betyda att dessa olinjäriteter inte orsakar andra distorsionsformer som är hörbara, med den ena eller andra insignalen. För det mesta är det dock tillfyllest om de 0,1 procenten verkligen är en sanning 1 - 80 000 Hz och vid alla aktuella signalnivåer. Det kräver dock omfattande mätningar för att säkerställa att så är fallet.

När det gäller brusnivå så finns det självklart inget absolut S/N som garanterar ohörbart brus. Det beror ju på hur starkt samma anläggning kan spela som max. Klarar anläggningen 130 dB så kommer -90 dB att hamna på 40 dB, vilket är väldigt hörbart. Jag menar nog att man hellre bör ange brusnivån i absoluta tal, och där är det 0 dB som är ohörbart i alla rum, för de flesta lyssnare, om bruset inte har fula karaktärer. Människor är dock olika och min egen hörtröskel ligger t ex på -8 dB så det är vad som behövs för att jag skall uppfatta det som i sanning "tyst". Det finns dock studier som visar att det gynnar hörandet av mikrodetaljer att ha ett brus som ligger strax över hörtröskeln (men som i de flesta rum maskeras helt av grundbruset). Så om man siktar på +10 dB så betyder det att man behöver att S/N om 120 dB om man klarar att spela 130 dB med anläggningen (vilket är en ganska extremt kapabel anläggning), det vill säga en upplösning om 20 bitar.

När det gäller Jitter är det kanske svårare än för några andra former att ange hörtröskeln, men mäter man jittret i form av resulterande distorsionsnivå (istället för i t ex ps) så är det nog rimligt att sätta kravet till -100 dB, det är i varje fall så att jag fått hörbarhet på "elakt" jitter som givit analoga störprodukter som legat på en nivå strax över det. Mäter man jitter i tid istället (vilket på sätt och vis är riktigare) så vill jag nog ha en jitternivå på under 200 ps vid DACen. Men det betyder inte att den behöver vara så låg under transmissionen. En bra DAC har ju tidsrekonstruktion, så jitter som uppstår kan tas bort. Man kanske dock bör skilja mellan signalrelaterat jitter och mera brusliknade jitter, och jitter som helt enkelt är en smalbandig störning. Resultaten blir rätt så olika.

- - -

Som man det mesta andra så beror det på, och det beror mycket.


Vh, iö
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav Svante » 2016-01-14 00:51

Ix skrev:Har googlat till leda och bara hittat lösryckta påståenden i stil med "it is generally considered that...." så nu ställer jag mitt hopp till er.

Finns det någon bra sammanfattning (gärna i artikelform från seriösare källa) på vilka mätvärden på vanliga specifikationer inom ljudvärlden som anses vara fullgoda för att matcha/överträffa den mänskliga hörseln?

Det närmaste jag kommit är följande foruminlägg på annan ort:

(1) +/- 0.1 - 0.2 dB frequency response variations across the audio band cannot be distinguished.
(2) < 0.1 % THD cannot be distinguished.
(3) SNR 90 dB down or better is perceived the same as being noiseless.
(4) Jitter 90 dB down or better cannot be distinguished.

Men som sagt, en trovärdig källa vore trevligt. Och även motsvarande värden för t.ex. crosstalk, dynamic range osv.

Några tips?


Problemet med alla siffrorna du räknar upp är att det är massor med villkor som är bortplockade. Det finns åtminstone en seriös studie som påvisade hörbarhet med 0,08 dB tonkurvefel och en lyssnare som kunde detektera den med fullgod sadisktisk konfidens. Det var i en studie av Karl-Erik Ståhl som publicerades i MoLt på 90-talet tror jag.

Ang. dist så finns det väldigt många olika sorters olinjäriteter, och väldigt många testsignalsfrekvenser. Det går definitivt detektera en del apparater med mindre dist än 0,1 % vid 1 kHz. Det kan ju vara mycket dist vid någon annan frekvens.

SNR, samma sak. En MP3-fil har ett ohyggligt lågt SNR, men N-et är så format spektalt att det maskeras av musiksignalen. Man kan dock skräddarsy ett N så att det hörs även om det ligger -90 dB under någon speciell S.

Jitter kan också ha väldigt olika egenskaper.

Man måste veta mer, helt enkelt och det kanske är så att gränser och kriterier inte kan formuleras så enkelt som många vill tro.
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
IngOehman
 
Inlägg: 48470
Blev medlem: 2003-09-28
Ort: K-PAX via Tellus

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav IngOehman » 2016-01-14 00:56

Tumregler suger helt enkelt. Här som alltid.

Det är så komplicerat som det är, även om man skulle önska att det vore enklare.


Vh, iö
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).

Användarvisningsbild
Ix
 
Inlägg: 203
Blev medlem: 2004-01-22

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav Ix » 2016-01-14 08:22

Hurra vad glad jag blev av att logga in och se svar från två så kunniga herrar. Goda källor om något! Stort tack för ert engagemang i denna, nu till synes, småfåniga fråga.

I min egen profession, som är långt från audio i någon form, brukar jag själv också predika nackdelen med tumregler och att det finns stor risk att köra snett pga dem. Samtidigt är dygnets timmar begränsade och ibland finns det måhända en poäng ändå, om man är medveten om tumreglernas begränsningar?

Utifrån det Ingvar skrev har jag nu kunnat sluta mig till egna riktvärden att kika efter, om än inte leva slaviskt efter och absolut inte dyvla på andra.

Skulle man kunna hoppas på en liknande redogörelse för övriga vanligt förekommande specifikationer på tex dac-chipp och förstärkare? Som t.ex crosstalk och dynamic range?

(Anledningen till min fråga är egentligen påståendet som snurrar runt att idag är ALLA dac-chipp så bra att det spelar ingen roll om man betalar 40 000 kr eller 40 kr. Båda, förutsatt att kringliggande system är okej implementerat, överträffar människans hörsel. För att testa påståendet beställde jag det enklaste ljudkort jag kunde hitta:http://m.ebay.com/itm/5V-PCM2704-Mini-USB-Powered-Sound-Card-DAC-Decoder-Module-Board-For-PC-Computer-/311469887793 Ja, det låter sannerligen förbaskat bra!)

Användarvisningsbild
IngOehman
 
Inlägg: 48470
Blev medlem: 2003-09-28
Ort: K-PAX via Tellus

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav IngOehman » 2016-01-14 14:59

Det är förvisso sant att dagens DACar statistiskt är rätt så bra och att en väldigt billg kan ge en väldigt dyr en match, men jag skulle inte skriva under på att skillnaderna är ohörbara. Ibland är de det förstås, men ofta kan man höra små skillnader.

Det som är lite fascinerande, när man blindtestar, är att man ofta finner att det inte finns något entydigt och klart samband mellan pris och prestanda. Möjligen är det rent av så att man om man vill hitta den allra sämsta DACen (sett ur ett återgivningsperspektiv) hittar den i mycket hög prisklass.


Vh, iö
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).

Användarvisningsbild
Almen
Hilbert
 
Inlägg: 18627
Blev medlem: 2005-01-01
Ort: Göteborg

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav Almen » 2016-01-14 15:10

Följande har jag postat i en annan tråd:

Här är en jämförelse mellan D/A-omvandlingen i två relativt nya apparater, en spelare över 100 000:- och en DAC på knappt 20 000:-.

Till vänster Playback Design MPS-5 och till höger Bryston BDA-1.

Bild Bild

Bild Bild
Waveform of undithered 1kHz sinewave at –90.31dBFS, 16-bit data (left channel blue, right red).

Bild Bild
Waveform of undithered 1kHz sinewave at –90.31dBFS, 24-bit data (left channel blue, right red).
"Nämn tre av de köttätande växter som vid mässan i Hannover med hull och hår slukade den då ditresta gosskören. Svara!"

Användarvisningsbild
IngOehman
 
Inlägg: 48470
Blev medlem: 2003-09-28
Ort: K-PAX via Tellus

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav IngOehman » 2016-01-14 23:41

Ja, sådär kan det vara.

Man bör dock minnas att även om den dyra apparaten inte når CD-upplösning ens med de mest högupplösta programmaterialen, så är det ändå rätt så bra, men kanske ändå onödigt dåligt. Man betalar ju liksom extra för förgrumlingen. Men å andra sidan utesluter jag inte att någon uppfattar resultatet som subjektivt bättre, enligt deras smak. Hörde för några dagar sedan en rätt så dyr DAC i LA, som inte använde någon översampling alls, och den var rätt så karakteristisk i sin "spelstil", men även om man rätt säkert kan veta att den påverkar musiksignalen påtagligt, så betyder det inte att alla uppfattar det som något negativt.

Det är inte bara en fråga om objektivt, och heller inte bara en om subjektivt, det finns en filosofisk komponent också. Vad man "vill" behöver inte vara något som enkelt kan beskrivas som att optimera subjektiva mjutningen, nyfikenhet kan ju göra att man vill höra saker så sant som möjligt, även om någon färgning skulle kunna föredras på visst (eller till och med alla) programmaterial.


Vh, iö
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).

Användarvisningsbild
solhaga
 
Inlägg: 2666
Blev medlem: 2014-04-25

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav solhaga » 2016-01-16 16:16

Nu blir jag inspirerad till lite mätningar på min enkla DAC! Men det blir nog i en annan tråd...

Men först ett tips om en ny feature i REW. Det går att lägga till distorsion på testsignalen.

Bild

Jag hör den rena signalen vid -90 dB vid lyssningsplatsen (ren och ren, skall senare mäta med oscilloskop) och jag hör även när andratonsdistorsionen läggs på enligt ovan.
Visserligen en hög distorsionsnivå, men det borde gå att sänka nivån tills jag inte hör den längre och då är ju det bara den distorsion som min signalkedja har som hörs.

Stäng sedan av andratonen och gör likadant med resten av övertonerna.
Upprepa för andra nivåer och frekvenser på testsignalen

Borde man inte då ha fått ett kvantifierat mått på sin signalkedja?
Som man kan ta överföra till andras signalkedjor eller varför inte om man utvärderar sin egen vid exempelvis test av en ny DAC?

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav Svante » 2016-01-16 17:20

solhaga skrev:Men först ett tips om en ny feature i REW. Det går att lägga till distorsion på testsignalen.


En sån skrev jag och lade ut här på Faktiskt för kanske 5 år sedan. Det är rätt kul att släcka disten vid en lågfrekvent sinus, det är uppenbart hur hörbar disten är i de flesta högtalare. Man kan också förstå att den är viktig för lokalisering av subbar. I varje fall på sinustoner.

http://www.tolvan.com/hacks/HarmOsc.exe
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
solhaga
 
Inlägg: 2666
Blev medlem: 2014-04-25

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav solhaga » 2016-01-16 17:52

Svante skrev:
solhaga skrev:Men först ett tips om en ny feature i REW. Det går att lägga till distorsion på testsignalen.


En sån skrev jag och lade ut här på Faktiskt för kanske 5 år sedan. Det är rätt kul att släcka disten vid en lågfrekvent sinus, det är uppenbart hur hörbar disten är i de flesta högtalare. Man kan också förstå att den är viktig för lokalisering av subbar. I varje fall på sinustoner.

http://www.tolvan.com/hacks/HarmOsc.exe

Ja, den var ju smutt och leder betydligt snabbare till målet. Ett antal screenshots i en väl betittlad mapp så är mätobjektet dokumenterat.

Användarvisningsbild
solhaga
 
Inlägg: 2666
Blev medlem: 2014-04-25

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav solhaga » 2016-01-17 17:22

solhaga skrev:Nu blir jag inspirerad till lite mätningar på min enkla DAC! Men det blir nog i en annan tråd...

...

Jag hör den rena signalen vid -90 dB vid lyssningsplatsen (ren och ren, skall senare mäta med oscilloskop) och jag hör även när andratonsdistorsionen läggs på enligt ovan.

...

Nej, det gick ju inte att mäta på en signal som har amplituden 46 μV.
I varje fall inte med mitt antika oscilloskop.

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav Svante » 2016-01-18 00:00

solhaga skrev:
solhaga skrev:Nu blir jag inspirerad till lite mätningar på min enkla DAC! Men det blir nog i en annan tråd...

...

Jag hör den rena signalen vid -90 dB vid lyssningsplatsen (ren och ren, skall senare mäta med oscilloskop) och jag hör även när andratonsdistorsionen läggs på enligt ovan.

...

Nej, det gick ju inte att mäta på en signal som har amplituden 46 μV.
I varje fall inte med mitt antika oscilloskop.


Bygg en liten förstärkare med två motstånd och en opamp.
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
IngOehman
 
Inlägg: 48470
Blev medlem: 2003-09-28
Ort: K-PAX via Tellus

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav IngOehman » 2016-01-18 00:14

Hur mycket man än förstärker en svagdistorderande sinuston är det svårt att se distorsionen med hjälp av ett oscilloskop. Den behöver uppgå till ett antal procent innan man med rimlig säkerhet kan bedöma den genom att titta på vågformen på ett oscilloskop.

Om man däremot bygger ett effektivt notch-filter med hög förstärkning, således att man kan ta bort grundtonen och får en ny vågform där distorsionskomponenten är mycket mera dominerande, då blir det lätt att bedöma distorsionen, speciellt om notch-delen är in- och urkopplingsbar. En klassisk metod att skapa effektivt och i sig extremt lågdistorderande notchfilter är med hjälp av s k överbryggat T. En sådan koppling är dock bäst om man kan välja sinustonens grundfrekvens fritt således att den kan anpassas filtret istället för tvärtom. Det är småknepigt att bygga högklassiga, trimbara överbryggade Tn.


Vh, iö
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).

Användarvisningsbild
solhaga
 
Inlägg: 2666
Blev medlem: 2014-04-25

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav solhaga » 2016-01-18 00:34

Tänkte mig nog se hur +/- 1 bit från DAC:en såg ut rent kvantitativt.

Användarvisningsbild
IngOehman
 
Inlägg: 48470
Blev medlem: 2003-09-28
Ort: K-PAX via Tellus

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav IngOehman » 2016-01-18 08:04

Aha, ja det går förstås att göra, men av triggerskäl görs det bäst på så vis att du skapar en signal som använder båda kanalerna, och i den ena lägger du en mycket, mycket starkare signal (samma frekvens), som du kan trigga på.

När du sedan förstärker den mycket svaga signalen för att kunna se den tydligare så kommer du med största sannolikhet se en hel del brus, som i sig också försvårar triggningen om du inte haft den starka kanalen att trigga på.

Och har du ett rimligt modernt oscilloskop med lite signalbehandlingsmöjligheter så kan du medelvärdesbilda signalen en stund (det funkar bra om du har den andra kanalen att trigga på, det vill säga om triggningen sker med hög tidsprecision) och du får se vågformen väldigt tydligt och bra.


Vh, iö
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).

Användarvisningsbild
solhaga
 
Inlägg: 2666
Blev medlem: 2014-04-25

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav solhaga » 2016-01-18 08:17

solhaga skrev:Tänkte mig nog se hur +/- 1 bit från DAC:en såg ut rent kvantitativt.

Alltså "Waveform of undithered 1kHz sinewave at –90.31dBFS, 16-bit data (left channel blue, right red)." och "Waveform of undithered 1kHz sinewave at –90.31dBFS, 24-bit data (left channel blue, right red)." enligt almens inlägg ovan.

Svante skrev:Bygg en liten förstärkare med två motstånd och en opamp.

Får nog bli det.

IngOehman skrev:Hur mycket man än förstärker en svagdistorderande sinuston är det svårt att se distorsionen med hjälp av ett oscilloskop. Den behöver uppgå till ett antal procent innan man med rimlig säkerhet kan bedöma den genom att titta på vågformen på ett oscilloskop.
Vh, iö

För en kvalitativ analys så fungerar nog en FFT bättre. REWs RTA är ypperlig i detta avseende.

IngOehman skrev:Om man däremot bygger ett effektivt notch-filter med hög förstärkning, således att man kan ta bort grundtonen och får en ny vågform där distorsionskomponenten är mycket mera dominerande, då blir det lätt att bedöma distorsionen, speciellt om notch-delen är in- och urkopplingsbar. En klassisk metod att skapa effektivt och i sig extremt lågdistorderande notchfilter är med hjälp av s k överbryggat T. En sådan koppling är dock bäst om man kan välja sinustonens grundfrekvens fritt således att den kan anpassas filtret istället för tvärtom. Det är småknepigt att bygga högklassiga, trimbara överbryggade Tn.
Vh, iö

Ja, det vore en bra testlåda att ha med sig. Med lite fler filter så testar man ju lätt av en signalkedja. Hmm, kanske med enveloppdetektor och en VU-meter för varje steg?
(Jag måste nog sluta med denna ständiga ambitionsglidning...)

Användarvisningsbild
solhaga
 
Inlägg: 2666
Blev medlem: 2014-04-25

Re: Tekniska specar kontra människans hörsel

Inläggav solhaga » 2016-01-18 08:20

IngOehman skrev:Aha, ja det går förstås att göra, men av triggerskäl görs det bäst på så vis att du skapar en signal som använder båda kanalerna, och i den ena lägger du en mycket, mycket starkare signal (samma frekvens), som du kan trigga på.

När du sedan förstärker den mycket svaga signalen för att kunna se den tydligare så kommer du med största sannolikhet se en hel del brus, som i sig också försvårar triggningen om du inte haft den starka kanalen att trigga på.

Och har du ett rimligt modernt oscilloskop med lite signalbehandlingsmöjligheter så kan du medelvärdesbilda signalen en stund (det funkar bra om du har den andra kanalen att trigga på, det vill säga om triggningen sker med hög tidsprecision) och du får se vågformen väldigt tydligt och bra.


Vh, iö


Helt rätt. Tror dock att mitt oscilloskop är väl trött.


Återgå till Teknikforum


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: UrSv och 10 gäster