32 Bit Floating

Hallo @Kostja ,
Da sind schon einige Unstimmigkeiten drin…
My 50 Cent als Ergänzung:
Meines Wissens liegt der Vorteil von 32bit FloatingPoint zum Einen in der höheren Wortbreite (32bit), also die Menge an bits, die zur Speicherung von Ganzzahlen bei der Messung des Signales zur Verfügung stehen. Dadurch ergibt sich gundsätzlich erstmal die Möglichkeit, eine viel höhere Anzahl von Messwerten zu speichern, also eine höhere Auflösung der Samples, resultierend in einem größeren Dynamikumfang.
32 FP ist eigentlich nichts anderes als eine Aufnahme mit 24 Bit Auflösung (theoretisch mit max 144 dB Dynamik) mit zusätzlichen 8 Bit für reine „Volumecontrol“. Aber um es gleich vorwegzunehmen. 24 Bit gibt unser Ohr nicht her und die Analogtechnik vor und nach dem Wandler auch nicht… Die zusätzlichen 8 Bit sind also vor allem für die Bearbeitung in der DAW gedacht, wo es aufgrund von Summierungen schon mal zu einer deutlichen Überschreitung von 0 dB fs kommt. Das kann man dann in der DAW problemlos darstellen und auch wieder runterrechnen.

Zum Anderen können niedrigere Pegel mit noch höherer Auflösung dargestellt werden (FloatingPoint), da nicht genutzten bits für kleinere ganzzahlige Messwerte als Nachkommastellen genutzt werden können. Also eine noch höhere mathematische Auflösung bei niedrigen Pegeln, die sonst besonders von Aliasing betroffen sind.
Nein, das ist nicht so. Siehe oben. Das ist aber auch kein Problem, da das Quantisierungsrauschen eben schon extrem gering ist. Das Quantisierungsrauschen ist übrigens das Rauschen, das entsteht, wenn ein Messwert zwischen den Qunatisierungsstufen liegt. Es ist statistisch zufälliges Rauschen (white noise) und hört sich genauso an wie Taperauschen (nur eben bei 24 bit in seeeeeehr gering.)
Mit Aliasing hat das gar nichts zu tuen. Aliasingeffekte kommen daher, dass nach dem Nyquist Shannon Theorem nur Frequenzen bis zu halben Samplerate perfekt AD und DA gewandelt werden können. Bei Frequenzen oberhalb dieser Grenzfrequenz gibt es für die Fouriertransformation keine eindeutige Lösung, was dazu führt, dass das Signal in den unter Nyquistgrenze und damit in den hörbaren Bereich gespiegelt wird. Dieses Signal hat dann keinen harmonischen Bezug zum Originalsignal und hört sich deswegen (je nach Stärke) sehr störend an (bis hin zu fiesem Zirpen). Das ist vor allem ein Problem, wenn man in der DAW mit Sättigungstools etc arbeitet. Die machen dann gerne k2, k3 und k4 Verzerrungen, die dann natürlich weit außerhalb von Nyquist (zumindest bei 44,1 kHz) liegen. Mit Bittiefe hat das aber nichts zu tuen.

Das wiederum sorgt dafür, das mehr Headroom vorhanden sein kann. In so fern hätte man also schon mehr Spielraum beim Austeuern einer Aufnahme, weil man auf Grund der besseren Auflösung nicht versuchen muß, so nah wie möglich ans Limit zu kommen. Aber auch bei 32bfp ist bei 32bit Schluß, darüber knirscht es.
Nein gar nicht. Weil die Wandlung selbst mit 24 Bit gemacht wird (aber nochmal, was eigentlich auch langt, bei nicht zu krasser Fehlbedienung)

Aber der eigentliche Vorteil von 32bfl liegt aber vor allem in der Weiterverarbeitung. Vereinfacht erklärt:
Stimmt :)

Bei der digitalen Summierung und Signalbearbeitung werden mathematische Operationen durchgeführt, die zu Rundungsfehlern führen. Z.B. beim Summieren von auf 0dB Peak normalisierten Tracks muss die Software alle Samples "leiser rechnen", damit die digitale Summe noch in die Wortbreite (die Anzahl der bits pro Sample) paßt, sonst gibt es einen Overflow und das Sample macht einen "Spung" von Maximalwert auf Minimalwert, also eine digitale Übersteuerung. Das betrifft auch die Verarbeitung in Plugins.
Da verstehe ich nicht genau was Du meinst… Du kannst mit den zusätzlichen 8 Bit in der DAW im Prinzip mit unendlichem Headroom arbeiten und erst ganz zu Schluss das wieder auf 0 dB FS ziehen. Mehr aber nicht. Die 24 Bit, im Vergkleich zu den 16 Bit, helfen das Quantisierungsrauschen bei Berechnungen kleiner zu machen. Wenn Du das meintest… das stimmt..

Das Runterrechen - also die Verkleinerung der Amplitude - der Samples sorgt bei rein ganzzahligen Speicherplätzen (Integer, kein Floating Point) _immer_ für Rundungsfehler, also Aliasing, sowas wie "Klötzchenbildung" in den Messwerten.

Auch hier keine Aliasing… siehe oben.

Wenn Du digital die Lautsärke reduzierst (als Amplitudenverkleinerung) verlierst Du Auflösung. Das stimmt. Konkret heißt das, dass der Rauschabteil in Relation zum Musiksignal ansteigt. Das Signal verliert sich irgendwann halt im Quantisierungsrauschen, was aber auch OK ist , es wird ja schließlich auch einfach leise. Wir sind in einer 24 Bit Welt, wo dieses Quantisierungsrauschen seeeehr gering ist. Da musst Du schon sehr unrealistische Abhörmöglichkeiten mit verrückten Verstärkungsfaktoren haben...

Bei vielen Tracks und mehrern Bearbeitungsschritten in Summe klingt es dann irgendwann nicht mehr ganz so schön. Aber warum macht man Tracks dann so laut? Weil man möglichst viel Dynamik möchte und leise Signale sonst evtl. im Rauschen untergehen.
Das stimmt heute natürlich mehr. In der 24 Bit Welt gibt es kaum ein musikalisches Ereignis, was diesen Dynamikabstand benötigen würde.

Und je leiser ein Sample, desto mehr fallen Rundungsfehler rechnerisch - und klanglich - ins Gewicht. Also mach man am Besten einen Kompromiss und seine Samples nicht maximal laut, aber auch nicht zu leise, lebt mit ein paar Artefakten oder packt etwas Rauschen drauf, um sie zu maskieren (Dithering).
Der erste Teil stimmt, aber was meinst Du mit Artefakten? Rauschen packt man da auch nicht drauf. Dithering wird gemacht um ein File von einer höheren Bittiefe möglichst verlustfrei in eine niedrige Bittiefe zu speichern. Man kann diese „Konvertierung“ einfach durch Abschneiden der letzten Bits machen (z.B von 24 auf 16 Bit). Das führt dann aber zu sogenannten Truncation Verzerrungen. Mit statistisch zufälligem Rauschen kann man diese Verzerrungen in wohlgefälliges Rauschen (sehr leise bei obigem Beispiel) gegeneinander tauschen. Mit Hilfe von Noiseshaping kann man dieses Rauschen noch in psychoakustisch unsensiblere Frequenzbereiche shiften.

Bei 32bit Fließkomma muß man sich deswegen keine Sorgen machen, weil Rundungsfehler durch die höhere Auflösung - vor allem bei sehr klienen Amplituden durch die dann anwachsende Zahl an Nachkomastellen - sehr viel weniger ins Gewicht fallen. Ich kann beim Summieren also mit Audio-Samples von viel geringerem Pegel in den Kanälen arbeiten und ich schaffe mir so viel mehr Headroom für die Summe. Rundungsfehler, bzw. Aliasing sind dann quasi kein Thema mehr.
Siehe oben :)

Viele Grüsse, Marcus
 
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... mit 24 Bit Auflösung (theoretisch mit max 144 dB Dynamik)

138,47379 dB ;)
Da die Membran gleichermaßen nach vorn und hinten ausschlägt, müssen positive und negative Werte dargestellt werden können. Für das Vorzeichen wird 1 Bit benötigt. Deshalb stehen der Dynamik nur 23 Bit zur Verfügung. Aber wir sind uns ja einig, daß das ohnehin nur ein theoretischer Wert ist in der realen Welt. ;)

... Das ist aber auch kein Problem, da das Quantisierungsrauschen eben schon extrem gering ist. Das Quantisierungsrauschen ist übrigens das Rauschen, das entsteht, wenn ein Messwert zwischen den Qunatisierungsstufen liegt. Es ist statistisch zufälliges Rauschen (white noise) und hört sich genauso an wie Taperauschen (nur eben bei 24 bit in seeeeeehr gering.)

Exaktamente.

Ich wollte das mal genauer wissen und habe mir da einen Online-Rechner programmiert, um mir das zu veranschaulichen. Vielleicht interessiert das hier ja jemanden:

https://bit.ly/3EtF25a

Man sieht sehr schön, wie das 24bit-Quantisierungsrauschen in den allermeisten Fällen komplett in den anderen Rauschanteilen (Raum, Mikrofon, Preamp) verschwindet. Wenn man nicht viel Headroom benötigt und sehr genau einpegeln kann (weil keine Überraschungen drohen), sind u.U. sogar 16 Bit ausreichend, aber das ist nur eine theoretische Erkenntnis. Speicherplatz ist heutzutage zu billig, als dass man so kleinlich sein müßte.

Mit dem Bitcrusher-Plugin in Logic kann man hörbar machen, was passiert, wenn sich die Bittiefe verringert.

Vielleicht noch eine Ergänzung: Die Umwandlung einer 24bit-Aufnahme nach 32bit-float führt zu keinerlei Klangverlusten. Es geistert gelegentlich die Ansicht herum, dass jede Umwandlung zu einem Verlust führt. Habe die Probe auf's Exempel gemacht und jeden möglichen 24bit-Wert in 32bit-float konvertiert und zurück -> es kamen (erwartungsgemäß) die gleichen Werte heraus. Wäre es anders, wäre der Prozessor kaputt.
 
Da sind schon einige Unstimmigkeiten drin…

Humpf, ja, war spät gestern... Du hast absolut Recht, Aliasing bezeichnet in der Signalverarbeitung ausschließlich die Ergebnisse der Fehlinterpretation von Wandlern bei der Messung von Frequenzen außerhalb ihres Abtastbereichs (Nyquist-Theorem). Was ich beschreibe, sind Quantisierungsfehler.

Die Information, die mir gefehlt hat, war die Art der Speicherung von Samples in 32 bit FP Streams, wohl nach AES. Ich wußte nicht, daß "nur" 23 bit Mantisse plus Vorzeichenbit, aber nicht die Exponenten zur Speicherung genutzt werden. Es handelt sich also tatsächlich um ein 24 bit Format, aber mit der Option, zusätzlich unnötig viel Headroom nutzen zu können. Insofern sind natürlich auch Konvertierungen zwischen 24bit Integer, 32 bit Integer, 32 bit Float und 64 bit Float absolut unkritisch, solange sich die eigentliche Wortbreite des Samples nicht verändert, da keine Daten in eine niedrigere Auflösung gerendert werden müssen.

Insofern ist es auch nicht ganz richtig, was ich in Bezug auf beliebig kleine Amplituden beim Ausgangsmaterial in den Spuren für den Mixdown geschrieben habe. Aber durch den riesigen Headroom ist Clipping dann ja kaum möglich, das sollte man natürlich nutzen. ;) Und wieder was gelernt, super!

Das ändert aber nichts an dem Punkt, daß Quantisierungsfehler (nicht Aliasing!) mit 32 bit FP minimiert werden können, da bei der Signalverarbeitung dann Samples fast beliebig hochskaliert werden können. Die meisten DAW arbeiten intern mit 32 oder 64 bit FP, soweit ich weiß. Wort-Breite von Konvertern, Speicherformat von Samples und Variablen in Rechenprozessen müssen nicht zwangsläufig das gleiche Format haben.

Ein Artefakt ist die Auswirkung einer systembedingten Übertragungsschwäche auf ein Signal, z.B. wenn es umgewandelt oder Daten verlustbehaftet komprimiert werden. Quantisierungsfehler sind solche Veränderungen, mit Dithering kann man Quantisierungsfehler abmildern, also mit einem "angenehmeren" Rauschen maskieren, im Prinzip nichts anderes als eine Kantenglättung mit Zufallswerten. Und richtig, das Nutzsignal sollte ein Quantisierungsrauschen in den meisten Fällen komplett maskieren. Und natürlich wird Dithering bei der Reduzierung der Wortbreite eingesetzt.

Das ist natürlich alles theoretisch, in der Tat sind 24/96 in der Regel mehr als genug und 16/44.1 kann auch schon eine ganze Menge. Da will ich überhaupt nicht widersprechen. Ich arbeite in der Regel mit einer Wandlung bei 24/48 und bin damit glücklich und zufrieden.

Meine Überlegung zum größeren Headroom und höherer Auflösung von Wandlern bei 32bit bezog sich auf die falsche Annahme, daß Samples auch wirklich als 32bit FP gespeichert werden und ein Wandler die zur Verfügung stehende Speicherkapazität bestmöglich ausnutzt. Richtig dürfte sein, daß bei bei 24 bit DAC die erzielbare Dynamik eines Nutzsignals bei der Aufnahme hauptsächlich von der Technik vor den Wandlern abhängig ist. Meine Aussage ist also nur theoretisch richtig.

Vielen Dank für die Berichtigung, ich hoffe, ich habe diesmal nicht wieder so einen Bockmist gepostet... ;)
 
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Jo ich wollte jetzt kein Fass aufmachen, für mich ist das eher so ein running-gag. ;)

Starway to bitcrushing... lalala
 
Wenn man Raketenstarts und sowas aufnehmen will.

Ja, aber wenn du einen Raketenstart aufnimmst, brauchst du ja nebenher nicht auch noch die Grillen zirpen hören. Sowas macht man dann eben aus entsprechender Enternung denke ich mir, sodass das mit der analogen seite klar geht.
 
Yepp, etwas arg theoretisch und ja schon ein paar mal beschrieben... :)
 
Ja, ein typischer use-case für so ein sounddevices oder Zoom Aufnahmegerät das 32bit float files ausspuckt (und das even so, wie synthpark beschreibt einfach zwei gainstufen clever an die wandler mappt) wäre filmton angeln - z.b. ein leises Gespräch in einer Küche. Und plötzlich wird eine Tasse abgestellt oder eine schranktür zu gemacht. Das kann wegen anderen Abstand zur Angel problemlos mal 40db lauter sein als das eigentliche nutzsignal.
 
Ja, ein typischer use-case für so ein sounddevices oder Zoom Aufnahmegerät das 32bit float files ausspuckt (und das even so, wie synthpark beschreibt einfach zwei gainstufen clever an die wandler mappt) wäre filmton angeln - z.b. ein leises Gespräch in einer Küche. Und plötzlich wird eine Tasse abgestellt oder eine schranktür zu gemacht. Das kann wegen anderen Abstand zur Angel problemlos mal 40db lauter sein als das eigentliche nutzsignal.
Sowas wird üblicherweise im Nachhinein vertont. Sonst müsste man für jede längere Szene 50 Richtmikrofone platzieren und einpegeln, damit das Rauschen kein Problem wird.
 
Es wir aber nicht alles in Postpro gemacht. Viel Dokumentation geht immer noch mit Angeln. Und da ist es schon schön, sich keine Sorgen machen zu müssen. Ist aber für uns, die eher im Studio oder in Konzerthäusern unterwegs sind eher nicht relevant...
 
Viel Dokumentation geht immer noch mit Angeln. Und da ist es schon schön, sich keine Sorgen machen zu müssen.
Dazu braucht es aber keine 32bit Umgebung. Das hat man schon immer so gemacht, daß das Mikrofon der Angel gesplittet wurde und ein Kanal nach Sprache eingepegelt wird und der Andere, um 10 - 15 db gedämpft, auf den anderen Kanal aufgenommen wird.
Das wird schon seit Jahrzehnten so gemacht, da hat man von 24 oder 32 bit noch nicht mal was gehört. ;)
 
Sowas wird üblicherweise im Nachhinein vertont.
Klar macht sowas im besten Fall der Geräuschemacher oder Sounddesigner nochmal mit - den Sound vom Set will man ja aber dennoch auch haben wenn er denn schon aufgenommen ist. Grade wenn es kein Voll-IT geben soll, ist das extrem vorteilhaft wenn Geräusche vom Set auch nutzbar sind. Die werden ja üblicherweise nicht weggeworfen sondern genutzt und nur weiter unterstützt.

Ist aber für uns, die eher im Studio oder in Konzerthäusern unterwegs sind
… zu dem „wir“ gehör ich nun nicht ;) und ich glaube zur postpro>Musik Fraktion gehören noch zwei bis drei Leute hier
 
Jepp, aber das ist schon etwas anderes als es gleich richtig auf einem Track in einer Datei zu haben...
Aber ich bin ja kein Angler :)
 
Moin! Spät kommt er doch er kommt. Ich wollte mich nur nochmal für Eure Beiträge bedanken. Ging ja teilw. sehr ins Detail u. ich muss zugeben, alles habe ich nicht verstanden. Macht nix, meinen Horizont hats auf jeden Fall wieder mal erweitert. Danke Euch
 
32bit float recording ist für Filmton (Dialoge) nicht relevant, nicht nötig, sogar eher ein Hindernis. Ich nehme schon ein paar Jährchen am Set auf und mache auch Post. Selten bin ich auf Situationen gestossen, wo ich 32bit gebraucht hätte, quasi nie. Ausserdem gibts ja auch noch Limiter. Man steuert auch nicht so heiss aus.

Ich habe grad kürzlich ein Dokumentarfilm abgemischt, wo 7 verschiedene Soundies am Dreh beteiligt waren, einer davon hat 32bit float aufgenommen. Das alles ging dann zum Cutter ins Premiere. Von dem gings dann zu mir, als OMF. Jetzt könnt ihr euch vorstellen, welche Files sauber ausgesteuert, und welche geclippt waren..?

Interessant ist es für Sound Designer, Fieldrecordists die mit Extremen zu tun haben, wie Gunshots, Autos ect. Oder "one-man-bands", die keinen Plan von Pegeln haben.

Guckt mal, die "Pro-Line" von Sound Devices kann kein 32bit float, die "Semi-Line" jedoch schon ;)
 
32bit float recording ist für Filmton (Dialoge) nicht relevant, nicht nötig, sogar eher ein Hindernis. Ich nehme schon ein paar Jährchen am Set auf und mache auch Post. Selten bin ich auf Situationen gestossen, wo ich 32bit gebraucht hätte, quasi nie. Ausserdem gibts ja auch noch Limiter. Man steuert auch nicht so heiss aus.

Ich habe grad kürzlich ein Dokumentarfilm abgemischt, wo 7 verschiedene Soundies am Dreh beteiligt waren, einer davon hat 32bit float aufgenommen. Das alles ging dann zum Cutter ins Premiere. Von dem gings dann zu mir, als OMF. Jetzt könnt ihr euch vorstellen, welche Files sauber ausgesteuert, und welche geclippt waren..?

Interessant ist es für Sound Designer, Fieldrecordists die mit Extremen zu tun haben, wie Gunshots, Autos ect. Oder "one-man-bands", die keinen Plan von Pegeln haben.

Guckt mal, die "Pro-Line" von Sound Devices kann kein 32bit float, die "Semi-Line" jedoch schon ;)
Mit Verlaub, das klingt für mich so, als ob Du hier einen technischen Nachteil in einen Vorteil umdrehst: Clipping ist ein technisch bedingtes Hindernis der Ganzzahl-Kodierung. Das gab es in der analogen Technik nicht (dort kann man natürlich auch übersteuern, aber das ist nicht dasselbe) und das gibt es mit der 32bit-float-Technik nicht mehr. Zwar können 32bit-float-Aufnahmen Werte > 0dbFS enthalten, aber das zeugt nicht von schlechter Qualität und das ist auch nicht geclippt: die Clipping-Grenze von 32bit-float ist bei +770dbFS. Jeder DAW, die intern mit 32 oder 64bit float arbeitet, ist das auch völlig egal, ob die Signale > 0dbFS sind, sie können trotzdem problemlos verarbeitet und summiert werden. Es spielt erst dann wieder eine Rolle, wenn die Signale am Ende nach analog konvertiert werden müssen. Da hat naturgemäß jeder DAC einen maximalen dbU-Ausgabewert. Der wird dann bei Ganzzahl-kodierten Digitalsignalen festgelegt, bei 0dbFS erreicht zu werden. Es wäre aber auch denkbar, einen 32bit-float-DAC zu entwerfen, dessen max. dbU bei irgendeinem beliebigen dbFS erreicht wird, beispielsweise +4dbFS oder +20dbFS oder so. Reine Festlegungssache. Da aber kaum jemand auf seinen Lautsprechern Material von mehr als 90dB Dynamik hören wird wollen, sind DACs mit 16bit-Ganzzahl jedoch völlig ausreichend. Da aber ohnehin jegliches Material am Ende auf einen gewünschten Pegel (ob nun LUFS oder dbFS) angepaßt werden muss, spielt es keine Rolle, ob es ursprünglich 24bit-Signale mit < 0dbFS oder 32bit-float-Signale mit >0dbFS waren.
 
Ist mir alles klar, ich führe mal aus:

Irgendwo auf dem Weg bis zum finalen Mix, wurde eben aus den 32bit float 24bit. Wahrscheinlich nur schon, weil kein Editor die Timeline in 32bit float anlegt (kann Premiere das überhaupt mittlerweile?), falsch importiert oder spätestens das OMF zerschiesst dann ein *zu lauter* Pegel eines solchen Files. Vielleicht würde ein AAF das richtig übermitteln, aber eben - da muss dann die komplette Produktionskette von A-Z in 32bit float passieren, was in der Praxis so wie ich sie kenne (bisher) nicht passiert.
 
da muss dann die komplette Produktionskette von A-Z in 32bit float passieren, was in der Praxis so wie ich sie kenne (bisher) nicht passiert.
Naja, bestenfalls wird (und in dem Fall muss) nach dem schnitt über Field-recorder Workflow ja jeder Ton mit dem Originalton ausgetauscht werden - ja meist schon wegen der isos die oft weder angelegt noch mitgeschnitten werden.
 
Wahrscheinlich nur schon, weil kein Editor die Timeline in 32bit float anlegt (kann Premiere das überhaupt mittlerweile?), falsch importiert
Nun ja, das stimmt: falsches Importieren kommt vor. Logic beispielsweise, obwohl es intern mit 32/64bit-float rechnet, konvertiert 32bit-float-Dateien erst in 24bit - und dann kommt es natürlich zu Clipping, wenn im Original >0dbFS vorkam. Warum Logic das macht - ist mir ein Rätsel. Allerdings nutze ich Logic auch kaum.
 
Hab das so verstanden, dass da 2x 24bit Wandler so tun als wären sie einer, wird der erste übersteuert übernimmt der 2te.
Die alte Methodik der Dynamikerhöhung. Das machte man früher bei 16 Bit-Wandlern und dann, wenn man etwas aufzeichnete, das schlecht zu Pegeln war. Der eine Wandler kriegt seinen Gain auf z.B. 10% eingestellt und wird hinterher im Mix um Faktor 10 verstärkt. Dessen Signal wird dann reingenommen, wenn man Übersteuerungen hatte. Es gibt aber einige Dinge zu sagen:

Das spätere Einpegeln ist nicht so ganz ohne, weil keiner exakt einen Faktor 10 hinbekommt, respektive die vorherigen 10%.Das muss man aber recht genau, denn die Wandler sind nicht exakt gleich. Alle haben kleine Linearitäsfehler, die nicht zusammen passen und man kommt mit der Methode selbst bei bestem händischen Prüfen niemals eine Genauigkeit hin, die an die Güte solcher Wandler herankommt. Heißt: Ein 16 Bitter liefert rund 90dB SFDR wenn er gut ausgesteuert ist und ein solches Signal hinzudrehen, dass es in den unteren Bits zu den oberen Bits des anderen passt, ist mehr Glückssache, als sonst was.

Ferner haben wir heute 24 Bit Wandler, wo das vollkommen unmöglich ist. Mithin habe viele Wandler automatische Umschaltungen ihrer Gains, um ein autoranging zu machen, dass eine externe Doppelverschaltung ad absurbum führt, respektive sie konterkariert, weil die interne gain-Umschaltung schon gröber ist und mehr Fehler macht.

Das ist also nur eine Notlösung, um eine kaputtes Signal leicht wiederherzustellen.

Es gibt natürlich technische Anwendungen, wo wir sowas machen - das sind aber Hochgeschwindigkeitsanwendungen, wo man prinzipbedingt nur mit 10Bit-DACs und weniger auskommen muss. Dort lohnt sich ein gesteuerter Gain-Umschalter und wenn es braucht, einen zweiten Wandler, der immer mit einem geringeren Gain gefahren wird, welcher zu einem anderen Zeitpunkt umgeschaltet wird. Das Gesamtsignal wird dann bei ähnlichen gains auch gemittelt. Sowas habe ich mal mit insgesamt 6 ADCs gemacht, einerseits wegen gains, anderseits wegen Redunanz im Störfall. Es waren immer 4 nutzbar, um Signale zu plausibilisieren und zu mitteln (weniger Rauschen).

Und das kann man dann natürlich mit FloatingPoint darstellen.
Ja, kann man - aber in INT ist es noch einfacher und direkter, weil ja die Auflösung bekannt ist. Ein 24 Bit ADC und ein um Faktor 16 überlagerter ADC bringen insgesamt maximal 28 Bit. Fertig.

Denn ein 32bit Float Signal besteht aus 24bit "Signal" + 8 Bit "Fließkomma".
Sprich das "Fließkomma" (FloationPoint) kann 2hoch8 mal versoben werden, heisst 256 Stellen. Wenn man das voll austeuern würde, mit einen Lautspächer, ginge das so in richtung Urknall...
Jetzt wird es aber schräg:
Dass man etwas darstellen kann, heißt nicht, dass man die Austeuerung erreicht - zumal der maximale physikalische Schallpegel erheblich früher die Dynamik begrenzt.

Das Problem ist ein anderes:
Mit den erwähnten 24 Bit kommt man eben nicht auf mehr Genauigkeit, als 24 Bit - egal wo das Komma ist. Das ist nur ein Darstellungsvorteil. Will man den nutzen, muss man z.B. auf 64 Bit rechnen, die 32 passend mit dem Exponenten verschieben und dann die andere float-Zahl addieren.
Wenn man in 32 float bleibt, schneidet man irgendwann was ab. Siehe solche Programme wie Excel, die darunter leiden.

Wenn man es in DAW schafft mit normalen Methoden ein 32bit Float Signal zu übersteuern, bekäme man einen Nobellpreis.
Dann beanspruche ich den hiermit. Mein Synthesizer kann 48 Bit brutto erzielen. Dass es in DAWs nicht so ohne Weiteres geht, liegt daran, dass die digital nicht übersteuert werden kann, weil sie so programmiert ist. Das muss aber eben so gemacht werden und führt eben genau zu den Fehlern weiter hinten.

Man verwendet 32bit FLOAT, da es ein standart Datentyp heutiger CPUs ist.
Der sofort per double auf 64 Bit aufgebohrt wird, wenn man Signalverarbeitungssoftware schreibt ;.)


Mittlerweile ist auch 64bit FloationPoint geläufig. 48bit "Signal" + 16bit "Fließkomma". Weils mittlerweile einfach auch ein Standart Datentyp ist.
Jo und dankenswerterweise können die Prozessoren das seit Jahren auch in einem Schritt verarbeiten. Damit hat man dann 48 Bit und ist überall fein raus. Diese 48 Bit hatten wir bei Audio allerdings auch schon vor 25 Jahren bei solchen System wie dem 5630x. Dort musste an jeder zweiten Stelle mit 48 Bit Integer gerechnet werden, sobald ein 24 Bit Audio Sample quadriert wurde oder man beim FIR einen Koeffizienten draufmultiplieren wollte. Das Zwischenergebnis war immer erst mal 48 Bit. Der Einfachheit hat man daher auch direkt damit weiter gerechnet. Das übrigens auch in 16-Bit-CPU-Systemen!

Das war lusitig zu sehen, wie schmal dann ein Code compiliert wurde, wenn man eine Software, die für 16 Bit -Plugins auf Windows Xp erst auf 32 Bit und dann bei Win7 und VST3 auf 64 Bit aufgeblasen wurde.


Die besten Wandler haben maximal eine Effektive Auflösung von 23bit,
Sagen wir mal genauer 23.5 Bit, denn das ist die Qualität des Ausgangsignals, wenn man es ungefiltert nimmt. Dazu ist aber zu sagen, daß:

a) die interne Auflösung des Modulators oft höher ist und diese Auflösung durch Dezimation gewonnen ist, wobei es vom Ausmaß des oversamplings abhängt, wie genau das tatsächlich ist. Es gibt Wandler die durch die 24 Bit verlieren und die man z.B. auf der doppelten , oder vierfachen Samplefrequenz (bei weniger oversamling!) auslesen und dann selber mit höherer Auflösung weiterdezimieren sollte / kann. Bei den Audiowandlern, die man typischerweise bekommt und die "einfach" aufgebaut sind, ist das meines Wissens nach aber nicht der Fall. Die gewinnen durch Dezimation etwas formelle Auflösung aber die Qualtiät des Signals ist nicht ausreichend um die 24 Bit zu "füllen". Da sind noch viele Linearitästhemen drin. Hinzu kommt das Rauschen, das noch viel mehr an Ungenauigkeit mti sich bringt. Es gibt aber hochgenaue Wandler für Spezialanwendungen, die in der Tat bei Raten um die 200-300kHz bis an die 28 Bit zusammenbringen. Die Kosten allerdings soviel wie ein Kleinwagen :)

So oder so kann man die Auflösung noch verbessern, indem man selber dezimiert. Z.B. kann man durch Filterung eines 384kHz-Wandlers mit 24 Bit ein Signal generieren, dass je nach Spektrum und Störspektrum bis zu 3 Bit mehr Auflösung als 48kHz- Signal bringt. Braucht aber einen spektral optimierten Filter. Statistisch sind es nur rund 1.5 Bit.
 

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