Was bedeutet 96dB oder 144dB Dynamik?

[notebynote]

Ich zitiere mal mixedbymarcmozart:
“Die erste Generation digitaler Aufnahmegeräte und DAWs hatte 16bit Auflösung (theoretisch 96dB Dynamik), und für viele Anwender war hohes Aussteuern gleichbedeutend mit dem Ausreizen der maximalen Dynamik. Sie hatten natürlich ein bisschen Recht mit dieser Annahme, denn die Kombination von 16bit Auflösung und den ersten Generationen von D/A-Wandlern führte zu einer Dynamik von kaum 90dB, im besten Fall.
Spätestens im Jahr 2000 jedoch waren alle DAWs bei einer internen Auflösung von 24bit und höher angelangt, was bedeutet, daß wir mit 144dB Dynamik arbeiten können! ”

Bedeutet das, grob gesagt, dass ich eine Kick viel höher aussteuern kann, als vorher mit 16bit? Dass ich mehr headroom zur Verfügung habe? Und wenn ja - warum ist das so? Was hat die Auflösung damit zu tun?

 

[bluebell]

Nein, höher aussteuern kannst Du nicht. Maximaler Pegel ist maximaler Pegel. Aber je höher die Dynamik ist, umso weniger Rauschen hast Du im Signal, d.h. umso entspannter kannst Du beim Aussteuern sein und ordentlich Headroom lassen, damit unerwartete Lautstärkespitzen nicht clippen.

In der Digitaltechnik sagt die Anzahl der Bits etwas über die Feinheit der Stufen aus, in die das abgetastete Signal eingeordnet wird. Je feiner die Stufen sind, umso geringer ist die Abweichung von der Realität, die sich im sog. Quantisierungsrauschen niederschlägt.

In den Anfängen der Soundkarten (mit nur 8 Bit Auflösung) war das Quantisierungsrauschen sehr gut als Flattern und Kratzen zu hören, wenn ein Lied am Ende ausgeblendet und immer leiser wurde.

 

[one_hit_wonder]

Bedeutet das, grob gesagt, dass ich eine Kick viel höher aussteuern kann, als vorher mit 16bit?

Die 0dbfs bleiben die Gleichen - also nein.

Dass ich mehr headroom zur Verfügung habe?

Obwohl es headroom heisst, also "Kopf..." ist die Erweiterung im unteren Bereich zu finden da die absolute Obergrenze, 0dbfs, bei allen Digitalformaten die Gleiche ist.
Pro Bit bekommt man 6db mehr Rauschfreiheit.

 

[Hyp]

Feinheit der Stufen aus

Es gibt keine Stufen - auch wenn die DAW oder der Sample-Editor solche anzeigt.

 

[bluebell]

Feinheit der Stufen aus

Es gibt keine Stufen - auch wenn die DAW oder der Sample-Editor solche anzeigt.

Solange die Daten digital vorliegen, gibt es Stufen.

Nach der D/A-Wandlung kommt der Tiefpass, der schleift sie weg.

 

[one_hit_wonder]

Solange die Daten digital vorliegen, gibt es Stufen.

Nein, eben nicht!

Nach der D/A-Wandlung kommt der Tiefpass, der schleift sie weg.

Der Tiefpass ist hauptsächlich dafür da die Nyquist Grenze einzuhalten um Alias Effekte zu vermeiden.

 

[bluebell]

Solange die Daten digital vorliegen, gibt es Stufen.

Nein, eben nicht!

Die Proben, die der A/D-Wandler misst, diese Punkte, die haben nur einen endlichen Wertebereich. Bei 16 Bit-Wandlern sind das 65536 Zahlen, die 65536 Spannungswerten zugeordnet werden. Gäbe es diese Stufen nicht, dann hätten die Wandler nicht eine endliche Bit-Zahl, mit denen sie die Werte kodieren.

Dass der Wandler beim Abtasten das analoge Signal in sein leider nur endlich feines Stufenraster pressen muss, ist der Grund für das Quantisierungsrauschen.

Lass Dich nicht dadurch verwirren, dass er aus formalen Gründen eine Treppe (durchgezogene Linie) ablehnt und die Samples als Punkte ohne zeitliche Ausdehnung ansieht. Das ist von der Theorie richtig. Im realen Leben braucht der A/D-Wandler eine gewisse Zeit, um den Spannungswert zu messen, daher kriegt die interne Vergleichsstufe eine Treppe präsentiert.

Bei der Wiedergabe ist es ähnlich. Der D/A-Wandler kann keine Ausgangsspannung der Dauer 0 erzeugen, das hätte keinen Sinn, daher erzeugt er auch eine Treppe. Der Tiefpass danach richtet es wieder, denn er schmeißt alle Frequenzen raus, die für die Ecken zuständig sind (> halbe Abtastfrequenz).

Wir haben also zwei mal eine Tiefpassfilterung: vor der Abtastung und nach der Ausgabe der Spannungswerte.

Wer sich noch erinnert: Um aus einem Rauschen ein niederfrequentes Zufallssignal zu machen, gab es in manchen Synths S/H- (Sample & Hold) Generatoren. Das war im Prinzip dasselbe.

 

[one_hit_wonder]

Lass Dich nicht dadurch verwirren, dass er aus formalen Gründen eine Treppe (durchgezogene Linie) ablehnt und die Samples als Punkte ohne zeitliche Ausdehnung ansieht.

Lass du dich nicht verwirren, das eine Wellenform nur auf analoger Seite existiert.
Innerhalb der DAW sind es nur Nullen und Einsen.
Die werden nach mathematischen Regeln verarbeitet.
Eine Treppen oder Stufenform kommt da nicht vor.

 

[S1Fraggle]

Also ich habe das hier noch. Vielleicht ist das ja ganz nützlich.

http://blog.presonus.com/index.php/2018/01/12/friday-tip-week-upsampling-studio-one-part-1/
http://blog.presonus.com/index.php/2018/01/19/friday-tip-week-upsampling-studio-one-part-2/

Hier geht es auch um die bit tiefe. Ich hoffe ich habe jetzt nicht das Thema verfehlt.

 

[Gel Mitglieder 12893]

Ob Stufe oder Treppe oder nicht, spätestens am Übergang von der Membran zu Luft wird es wieder eine analoge Bewegung geben.

Es gibt nicht das Für und Wider beider Welten, wenn sie zusammen am bestern funktionieren !

 

[Cruba]

Lass Dich nicht dadurch verwirren, dass er aus formalen Gründen eine Treppe (durchgezogene Linie) ablehnt und die Samples als Punkte ohne zeitliche Ausdehnung ansieht. Das ist von der Theorie richtig. Im realen Leben braucht der A/D-Wandler eine gewisse Zeit, um den Spannungswert zu messen, daher kriegt die interne Vergleichsstufe eine Treppe präsentiert.

Ummm für mich als Laien formuliert: Es findet kein Treppcheneffekt statt, weil es zu einer Art Glideeffekt kommt, der einer Art Trägheit geschuldet ist?

 

[one_hit_wonder]

Es findet kein Treppcheneffekt statt, weil es zu einer Art Glideeffekt kommt, der einer Art Trägheit geschuldet ist?

Löst euch doch einfach mal von der Vorstellung, das Audio in digitaler Form etwas mit analogen Wellen zu tun hat.
Wo keine Welle ist gibt es keinen Treppcheneffekt.
Und es gibt auch keine Trägheit, weil die müsste an der oberen Grenzfrequenz schlagartig gegen unendlich gehen. Physikalisch unmöglich.

Das die Wellenform an der oberen Grenzfrequenz in sauberen Sinus übergeht ist der Tatsache geschuldet das jede Wellenform, die keinen reinen Sinus entspricht, Oberwellen hat und damit höher ist als die Sinusgrundwelle.
Und das darf ja nicht sein.

Genau aus diesem Grund reicht es auch vollkommen aus mit der doppelten fs (+10%) zu arbeiten um eine Sinuswelle exakt darzustellen.

 

[Cruba]

Löst euch doch einfach mal von der Vorstellung, das Audio in digitaler Form etwas mit analogen Wellen zu tun hat.

Aber es wird doch die Welle nachgebildet?

 

[Beatback]

Hier geht es um Dynamik und nicht um Abtastung.
FS ist bei 24Bit und 16Bit volle Aussteuerung. Das was Null ist sieht dann anders aus:
https://www.itwissen.info/dBFS-dB-full-scala.html

Der Digitalwert von Null mit 16 Bit Auflösung entspricht einem dBFS-Wert von -96 dB, 20 Bit einem solchen von -120 dB und 24 Bit von -144 dB.

Dies ist der Maximal nutzbare Dynamikbereich.

 

[Beatback]

Bedeutet das, grob gesagt, dass ich eine Kick viel höher aussteuern kann, als vorher mit 16bit? Dass ich mehr headroom zur Verfügung habe? Und wenn ja - warum ist das so? Was hat die Auflösung damit zu tun?

Nein nicht höher aussteuern, du hast einfach mehr dynamik ("Abstandsbereich") zwischen laut und leise.

Das ist das warum man Dithering betreibt.
Irgendwann hört man ein Quantisierungsrauschen bei 16Bit, wenn man seinen Verstärker in leisen Musikpassagen sehr weit aufdreht.

16Bit ist für mich schon ein so grosser Dynamikbereich, das dies für mich nicht auffällt, weswegen ich bewusst nicht Dithere.
Würde ich sehr Dynamische Klassik machen, sähe das vielleicht anders aus....

 

[one_hit_wonder]

Aber es wird doch die Welle nachgebildet?

Sie wird nicht nachgebildet sondern vektorzerlegt über Zeit und Amplitude und dies als mathematische Werte hinterlegt.

 

[Beatback]

Sie wird nicht nachgebildet sondern vektorzerlegt über Zeit und Amplitude und dies als mathematische Werte hinterlegt.

Werte Diskret versteht sich.

 

[Froschkapitaen]

Ich glaube die Verwechselung fand schon weiter oben statt, wo von Stufen bei der Quantisierung die Rede war.

 

[CharlyBeck]

Es gibt keine Stufen - auch wenn die DAW oder der Sample-Editor solche anzeigt.

nach dem da wandler gibt es keine stufen. davor sehr wohl.

kleiner tip: digitaltechnik = 0,1
eine 0.5 gibts da erstmal nicht und auch ein fieskommatyp hat einen kleinstmöglichen wert

 

[one_hit_wonder]

nach dem da wandler gibt es keine stufen. davor sehr wohl.

Ja, und die Erde ist eine Scheibe.