Conversión sigma-delta

Leyendo el libro de Ken C. Pohlmann "Principios de Audio Digital", en su 4º edición, me quedo de piedra al leer:
"La técnica de conversión sigma-delta es el método de conversíon más preciso que existe para representar una señal de audio"

¿Que pensais al respecto?

¿Será por eso que muchas personas perciban que el SACD (1 bit delta-sigma) suena mejor que el CD? Dentro de este grupo, hay otro que afirma (dentro del cual me incluyo) que para aprovechar al máximo el SACD, la toma de sonido se debe realizar mediante conversores de analógicos a DSD (1 bit delta-sigma), y la posterior conversión a analógico se realizar sin pasar por PCM, es decir, directamente de DSD a analógico.

Saludos

Voy a exponer en algunas líneas las diferencias fundamentales entre CD y SACD. Lo explicaré de la forma más clara posible.

Los creadores del disco compacto, Philips y Sony, también desarrollaron el Super Audio Compact Disc, que, en lugar de PCM, utiliza una tecnología de codificación llamado Direct Stream Digital o flujo de bits de codificación. El DSD hace uso de 1 bit en una conversión tipo Sigma-Delta. La modulación Delta nació en la década de los 40, y se aplicó por primera vez en telefonía. Como principal característica, tiene en cuenta la amplitud Delta de la señal, es decir, el cambio de amplitud (volumen) entre una muestra y la muestra que le precede.

En esencia, el convertidor A/D Sigma-Delta es un dispositivo simple. Se utiliza un circuito de retroalimentación negativa para acumular el audio con forma de onda analógica en cada período de muestreo.



Si la amplitud de la onda acumulada a lo largo de un período determinado de la muestra es mayor que la del período de la muestra anterior, el convertidor genera un "1". Si la amplitud de la onda acumulada es menor, el convertidor genera un "0." Esto genera un tipo de modulación de pulsaciones de gran densidad, con semiondas positivas representadas por muchos "1" seguidos, mientras que las semiondas negativas producen muchos "0" en la secuencia. El decodificador D/A Delta-Sigma realiza la operación inversa.



Si pensamos en esto un poco, entenderemos que hacen falta muchos bits, muchos más que los 16 bits de los CD tradicionales, con el fin de acumular la densidad de la información necesaria. En el caso de la SACD, la frecuencia de muestreo es de 64 veces la frecuencia de muestreo de 44,1 kHz utilizada por los CD, o aproximadamente 2.822.400 de muestras por segundo. Esto produce una respuesta de frecuencia analógica de hasta 100 kHz, y una relación señal-ruido de 120 dB.

Ha habido una tendencia general en los últimos años, con respecto a los equipos de sonido de todos los niveles, a introducir el convertidor D/A del tipo Delta-Sigma, ya que son más pequeños y de menor costo que los tradicionales. Muchos de ellos son Delta-Sigma de 1 bit, que realizan un sobremuestreo desde los 16 bits y 44,1 kHz, sample propio del CD, hasta conseguir datos a 2.882 MHz con solo 1 bit, para a continuación convertir los datos a audio analógico.

Las ventajas de estos convertidores son dos principalmente:

-la eliminación de los filtros anti-alias y filtros de reconstrucción final, lo que redunda en la calidad del sonido.

-la amplia respuesta de frecuencia y de alta relación señal/ruido, que en teoría amplía la naturalidad del sonido. Nada es gratis, y la pena que se exige por este proceso es que se genera un alto nivel de ruido, pero el ruido en este caso se empuja por encima del espectro audible.

Para obtener una opinión técnica muy crítica, se puede consultar el informe “Why 1-Bit Sigma-Delta Conversion is Unsuitable for High-Quality Applications”, por Stanley Lipshitz and John Vanderkooy. Fue presentado en 2001 en la 110th AES Convention, de Amsterdam.

Estupenda explicación. Pero, ¿que piensas sobre la afirmación de Pohlmann? Una de las características del DSD es que su respuesta al impulso es muchísima mejor que la que da el CD.

Saludos y buenas noches, que para mi no hay puente!

neo escribió:Estupenda explicación. Pero, ¿que piensas sobre la afirmación de Pohlmann? Una de las características del DSD es que su respuesta al impulso es muchísima mejor que la que da el CD.

Saludos y buenas noches, que para mi no hay puente!

Muchos critican precisamente la falta de respuesta a los transientes del DSD, y por ello se ha desarrollado el DXD, que en ese aspecto lo mejora mucho. No tengo muchas referencias sobre el nuevo sistema DXD. Sé que algunos sellos, como la noruega 2L, han sacado algunos SACD con excelentes resultados. Fíjate qué comentarios más curiosos dejan en su web:

"All audio formats on The Nordic Sound are sample rate converted from the same DXD master. Comparing them in our studio we find only subtle differences from DXD down to 192kHz and 96kHz. The obvious degeneration is from 96kHz down to 48kHz. We find DSD, as used in the SACD format, somewhat different in colour from PCM; in some mysterious way DSD is softer and more beautiful but slightly less detailed. In DXD we find the shimmering brilliance from the original analogue source as directly from the microphones. Linear PCM is offered in addition to DTS HD Master Audio on this Blu-ray with the purpose of convincing audiophiles of the true lossless qualities of commercial encoding. The stereo layer of the SACD and the LPCM 2.0-stream on the Blu-ray are both full resolution mix from the original microphones. Mostly we find that the microphone placements used for the surround make a fine stereo. Occasionally we put up extra microphones dedicated for the stereo stream. I personally prefer extremely high resolution PCM over the DSD and I would claim that DSD is not transparent. But it all comes down to what the sound from your speakers can do to your body and mind. I find that the placement of microphones has an infinite more important role in the final experience of music, than the difference between HiRes PCM and DSD. Sometimes a lie can be more beautiful than the truth!"

Ya en el terreno de la opinión puramente personal, pienso que los bajos y los tonos medios del DSD son muy superiores a los del PCM, y por otro lado aún no me he decidido por dar un ganador en cuando a la gama más alta del espectro, a pesar de que efectivamente y sobre el papel el SACD ofrece mayor rango y dinámica. La redondez y suavidad de un violonchelo en un SACD es superior a la de un CD, lo que puede hacerse extensivo a toda la sección de cuerda de una orquesta clásica (siempre que el master sea en DSD nativo, y no en PCM o incluso cinta magnética). Los instrumentos de viento-madera, "so-so", como dicen los ingleses. Y las trompetas, tubas y metal en general, son ligeramente superiores, más agresivos, y con un mordiente característico que te hace rechinar los dientes (esto no lo siento con los CD, ni siquiera con los mejores de mi colección). Quisiera creer que los instrumentos que tienen armónicos más altos, como los platillos y cajas de una batería, suenan muy superiores debido a las ventajas que he descrito antes, pero todavía me falta esa grabación que me abra los ojos en este aspecto concreto.

Conozco esa gráfica, porque originalmente aparece en la web de Pyramix, uno de los sistemas más utilizados actualmente para la grabación en DSD. Pero al salir de una empresa cuyos beneficios dependen de la publicidad, entre otras cosas, desconfío de su valor técnico.

Coy SACDofilo veo que sabes mucho de esto, yo quiero ser amigo tuyo, " puedo ". Y ya puestos en esto suponiendo que la primera barra que origina la grafica sea buena y si tenemos sistemas ( Vinilos por ejemplo ) que la reproducen mas o menos fielmente porque coy nos liamos con todo ese rollo de convierto para despues volver a reconvertir.
Saludos.

Y .....¿Quien ha dicho que un vinilo es capaz de reproducir ese impulso fielmente?

Nunca he trabajado con Pyramix, dicen que es un magnifico DAW, graba y hace render en DSD pero ¿y los procesos internos?
Pro tools puede entregar señal en DSD pero es un plugin destinado para el bounce final con lo cual salvo en reediciones
de máster antiguos poca gracia tiene. Quiero decir que me resulta difícil saber que discos son absolutamente en formato
DSD sin que en algún paso de su producción hayan pasado por PCM.Como en la foto que he colgado parece que no queda mas
remedio que fiarse de la casa que edita el disco,si dice que es ''puro DSD'' pues a creérserlo.

carrey escribió:Coy SACDofilo veo que sabes mucho de esto, yo quiero ser amigo tuyo, " puedo ". Y ya puestos en esto suponiendo que la primera barra que origina la grafica sea buena y si tenemos sistemas ( Vinilos por ejemplo ) que la reproducen mas o menos fielmente porque coy nos liamos con todo ese rollo de convierto para despues volver a reconvertir.
Saludos.

Pues si quieres, amigos para siempre. Pero sobre eso que dices, que ya hay sistemas que reproducen fielmente, ejem, ejem. Precisamente los ingenieros de Denon inventaron el primer sistema digital para audio (PCM, se llama) para mantener las más altas cotas de calidad en la grabación de masters, y su perfecta copia posterior. Hasta entonces, el prensado de discos y la copia del master a otras cintas para la publicación de música en los mercados introducían nuevas distorsiones en el proceso. Por ejemplo, tras la impresión de una cierta cantidad de LP de vinilo con el mismo molde, el resultado sonoro es que se tiene la sensación de que el disco está gastado, porque el molde se erosiona lo mismo que si se pasara una aguja por encima un número determinado de veces. Ese fenómeno de copia imperfecta, en nuestros CD y SACD no existe, ni existirá nunca, por la naturaleza misma de los sistemas digitales.

YING escribió:Quiero decir que me resulta difícil saber que discos son absolutamente en formato
DSD sin que en algún paso de su producción hayan pasado por PCM.

Siempre he creído que los discos que en su caja anunciaban DSD estaban grabados en DSD desde su origen, pero no. Al parecer, el logo sólo aparece como reclamo, y es difícil averiguar si el SACD se ha grabado de modo "puro" desde un principio. Hay muchas reediciones que parten de un antiguo master magnetofónico, incluso pueden verse advertencias de que la grabación se ha realizado en un entorno digital, y en su caja descubres que figura un DDD, pero no sabes si el origen es PCM o DSD. Hay marcas que dejan claro el proceso de grabado, como BIS o Pentatone, que usan Pyramix por sistema, no sólo para convertir a digital, sino para realizar las mezclas definitivas, estéreo y multicanal.

A ver en lo del vinilo no he sido categorico, he dicho mas o menos,( release ) pero si que he observado una cosa, he tenido dicos del sello LINN gravados en analogico y sonaban muy bien, y del mismo sello gravados en digital y despues pasados a vinilo y no se podian escuchar, autentica mierda, asi que cada vez que veo un vinilo que pone DIGITAL RESMASTERIN pues les huyo como alma que lleva el diablo, me podeis decir donde está el truco.
Saludos

carrey escribió:A ver en lo del vinilo no he sido categorico, he dicho mas o menos,( release ) pero si que he observado una cosa, he tenido dicos del sello LINN gravados en analogico y sonaban muy bien, y del mismo sello gravados en digital y despues pasados a vinilo y no se podian escuchar, autentica mierda, asi que cada vez que veo un vinilo que pone DIGITAL RESMASTERIN pues les huyo como alma que lleva el diablo, me podeis decir donde está el truco.
Saludos

Desde hace muchos años (muchos más de los que imaginas) me he preguntado por qué un vinilo suena tan bien, siendo un sistema en su esencia tan primitivo. Algo tiene que ver con la capacidad de nuestro oído de discernir entre un sonido de origen mecánico y un sonido de génesis electrónica, pero sigue siendo un misterio que se resiste a la lógica. Aunque, la verdad, yo nunca he experimentado lo que tú con las remasterizaciones digitales. De hecho, tengo algunos vinilos de Supraphon que me suenan a gloria bendita, y su master original es de PCM.

Pues ahora no encuentro la información, pero leyendo a cerca de distintos dacs, encontré el Altman Attraction donde su diseñador echaba pestes de este tipo de conversión, básicamente por la falta de musicalidad decía. Se agradecen comentarios.

karlp escribió:Pues ahora no encuentro la información, pero leyendo a cerca de distintos dacs, encontré el Altman Attraction donde su diseñador echaba pestes de este tipo de conversión, básicamente por la falta de musicalidad decía. Se agradecen comentarios.

Bueno, también grupos tan reconocidos como Boston (su líder era ingeniero, y trabajó en el MIT) desconfió del sonido digital para la grabación de sus discos, pero finalmente renunció a sus ideas iniciales, tal vez reconociendo ciertos avances de la técnica, como el oversampling. Lo cierto es que hay mucha gente que rechaza el DSD como codificación de alta calidad. En el documento que he puesto al principio, los ingenieros holandeses que lo firman denuncian ese sistema porque funciona sobrecargado constantemente, lo que puede influir en una falta de linealidad y otros problemas. Pero si tengo que hacer caso a mis propios oídos, yo no diría que hay falta de musicalidad. Es más, el DSD para mí se acerca un poco más al resultado sonoro de un buen vinilo.

Partiendo de la base que no tengo ni idea, últimamente me entran grandes dudas con algunas grabaciones, sobre todo de viola ( alguna de Savall o la de las Violas del cielo y el infierno ), parece que pegan demasiado el micrófono al instrumento para que posteriormente suene todo muy alto y excesivo, pareciendo que suena mejor y, para mi, consiguen un sonido espectacular de entrada pero se me hace muy difícil aguantar todo el disco. Y sobre la superioridad del SACD no debería tener dudas, pero porqué un mismo disco leido en SACD en mi Marantz SA-11S1 y posteriormente reproducida la capa CD en mi viejo CEC 51Z que solo sobremuestrea a 96, éste último me suena mucho más musical en el mismo equipo y con los mismos cables, sin ser malo el primero me gusta más el segundo. Me resulta difícil de entender. Un saludo.

Sobre el sonido de los instrumentos antiguos, yo soy muy crítico. Stradivarius y Guarneri, entre otros, definieron el camino para la construcción de violines y violas de sonido armonioso, y luego los demás fabricantes siguieron la moda. Jordi Savall puede interpretar la música de una manera virtuosa e inspirada, y recrear el sonido de otros tiempos, pero le pediría que no volviera a atreverse con las serenatas de Mozart. Como bien dices, a veces es inaguantable.

Sobre lo de la comparativa, no dudo que te suene diferente. Es que CD y SACD suenan diferentes, y que conste que no digo que el CD haya que prohibirlo, ni mucho menos. Tengo algunos CD que me suenan soberbios. También tenía un DAT que grababa a 32 kHz, y sonaba de narices (hasta frecuencias de 16 kHz). Yo uso un sólo lector para ambos formatos (Pioneer 668) y este aparato no me deja duda sobre la superioridad del SACD. No me importaría que te pasaras por mi casa para que lo comprobaras por tí mismo.

Ese Pioneer ha sido modificado por ti en la etapa de salida, poniéndola a válvulas ? Un saludo.

calabrote escribió:Ese Pioneer ha sido modificado por ti en la etapa de salida, poniéndola a válvulas ? Un saludo.

Es mi reproductor, sí, que viene con seis valvulitas para la salida, pero la foto es la de una empresa italiana que hace este trabajo.

http://www.labtek.it/home.html

SACDófilo escribió:Sobre el sonido de los instrumentos antiguos, yo soy muy crítico. Stradivarius y Guarneri, entre otros, definieron el camino para la construcción de violines y violas de sonido armonioso, y luego los demás fabricantes siguieron la moda. Jordi Savall puede interpretar la música de una manera virtuosa e inspirada, y recrear el sonido de otros tiempos, pero le pediría que no volviera a atreverse con las serenatas de Mozart. Como bien dices, a veces es inaguantable.

Sobre lo de la comparativa, no dudo que te suene diferente. Es que CD y SACD suenan diferentes, y que conste que no digo que el CD haya que prohibirlo, ni mucho menos. Tengo algunos CD que me suenan soberbios. También tenía un DAT que grababa a 32 kHz, y sonaba de narices (hasta frecuencias de 16 kHz). Yo uso un sólo lector para ambos formatos (Pioneer 668) y este aparato no me deja duda sobre la superioridad del SACD. No me importaría que te pasaras por mi casa para que lo comprobaras por tí mismo.

Hombree, no era precisamente "porque se estilaba" si no porque consiguieron el mejor sonido ( y también el diseño más "equilibrado" -Strad, no tanto Guarnieri-). Sus modelos se siguen copiando sin interrupción desde entonces (hasta hoy en día) y eso que han habido otras "modas".

Saludos.

Por ahi te queria yo ver Salva...menos cajas,mas violines...
Perdon por la salida del tema.....yo nunca he sido capaz de diferenciar un sacd de un cd,es mas, llegue a la conclusion de que vale mas la pena exprimir un cd a tope que quedarse a medias con un sacd.Hubo un primer momento en que me parecio que si las habia,pero termino por convencerme de lo contrario la serie RCA Living Stereo,aunque estas son remasterizaciones,pero incluso los DSD puros de Bis,Pentatone,Capriccio....no me parecen mejores que unos buenos cds.Ademas los reproductores hacen ruido al girar mas rapido.
Y en cuanto a la teoria,el sentido comun me dice que si no somos capaces de seguir todo el ancho de banda en todo el equipo,incluidas cajas,pues como que no vale pa na.Pero esto seguramente sera una chorrada,porque de tecnica no tengo ni idea.
salud

Se puede deducir del libro "Principios de audio digital", que la tecnología DSD es la más adecuada a la hora de realizar dos de los puntos claves en una grabación-reproducción digital, a saber, la conversión de analógico a digital (para mi el paso más importante) y la conversión de digital a analógico.
Al respecto el mismo autor afirma:
"Aunque se puedan modificar los clásicos conversores PCM con objeto de minimizar sus errores y mejorar la linealidad en niveles bajos, las limitaciones existentes en su arquitectura han estimulado el desarrollo de otro tipo de conversores, los denominados sigma-delta"
"Un sistema PCM ... guarda la información de amplitud, muestra a muestra ... El proceso de cuantificación introduce errores de amplitud diferenciales y no lineales. Además, cada uno de los bits que representan el dato de audio aporta un nivel de error diferente; esto hace que el error total varie muestra a muestra y sea prácticamente imposible llegar a corregirlo"
Y posteriormente afirma, haciendo un simil entre los bits y unos interruptores: "una determinada configuración en la posición de los interruptores no siempre produce una misma intensidad de luz en la habitación. De forma similar los conversores en escalera introducen un cierto error cuando reproducen la señal de audio"
Y ya para finalizar (¡que me multan los de las SGAE!):"entregan a su salida pulsos de amplitud positiva o negativa, asegurando una perfecta linealidad"

Con respecto al formato DXD, se ideo para poder editar y/o procesar la señal DSD. La idea es grabar en DSD, convertir el DSD en DXD, que no es más que PCM a 32 bit en coma flotante y 252,8 KHz, para poder editar, mezclar y procesar, y finalmente convertir el material DXD a DSD para el SACD. Sin embargo, la discográfica 2L suele grabar el DXD, realizar todo el procesado en DXD y posteriormente pasar a DSD para SACD.

Saludos

fidel escribió:Por ahi te queria yo ver Salva...menos cajas,mas violines...
Perdon por la salida del tema.....yo nunca he sido capaz de diferenciar un sacd de un cd,es mas, llegue a la conclusion de que vale mas la pena exprimir un cd a tope que quedarse a medias con un sacd.Hubo un primer momento en que me parecio que si las habia,pero termino por convencerme de lo contrario la serie RCA Living Stereo,aunque estas son remasterizaciones,pero incluso los DSD puros de Bis,Pentatone,Capriccio....no me parecen mejores que unos buenos cds.Ademas los reproductores hacen ruido al girar mas rapido.
Y en cuanto a la teoria,el sentido comun me dice que si no somos capaces de seguir todo el ancho de banda en todo el equipo,incluidas cajas,pues como que no vale pa na.Pero esto seguramente sera una chorrada,porque de tecnica no tengo ni idea.
salud

Jeje, es que esas grabaciones son muy buenas, a pesar de haberse hecho hace décadas!.

Yo creo que todo esto del SACD está muy bien, pero si no se venden los cdseses normales porque son bastante caros (muchas tiendas han reducido su espacio a este producto!), no sé como van a tener futuro discos que cuestan 30€! .

Saludos.