20 kHz uit een CD ?

Op 27 juli 2009 19:50:37 schreef maartenbakker:
Klopt, maar dat geldt niet alleen voor 20kHz maar voor elke frequentie. Het ging in deze discussie naar mijn idee over het reproduceren, en dat is dus inclusief de speler, de DAC en het filter.

@grotedikken: Doordat parallelle LED's wel werken ga je inderdaad twijfelen aan de theorie die zegt dat het niet kan. Het grote inzicht komt als je snapt dat het niet kunnen hem zit in de reproduceerdbaarheid en betrouwbaarheid van het ontwerp. Het kan dus wel, maar toch ook weer niet. Net zoals LED's zonder weerstand op een batterij, of zonder antiparallell op wisselstroom.

Nee, al het andere wat je beschrijft is een toevalstreffer als het lukt, maar leds kunnen tegenwoordig gewoon parallel.

In veel commerciele ledlampen staan ze gewoon zo geschakeld.
Alleen elektronicafreaks zetten nog een belachelijk hoge weerstand in serie, wat het rendement met 90% vermindert.
Tegenwooordig gaat het om de lichtopbrengst.

Maar dat is een ander topic, twas maar een voorbeeld om aan te tonen dat waarheden niet altijd constant blijven over een lange periode. Waar is de tijd dat spoelen absoluut moesten verzilverd worden.
Dat werd met bewijzen en formules aangetoond. Zie je nu nog een verzilverde spoel?

In de HF, En commercieele ledlampen bevatten leds uit 1 batch. Ga je nog twee keer kort door de bocht.

Ontopic:
Ik zie liever wat feiten van de TS, maar de eerste respons was niet echt hoopgevend.

Op 27 juli 2009 20:36:23 schreef Omicron:
Het is niet erg serieus als je posts die niet in je kraam passen straal negeert.

In plaats van je eigen grote gelijk te blijven verdedigen zou je beter eens kritisch nagaan wat er is misgelopen in je metingen.

I told you so...

[Bericht gewijzigd door Henry S. op maandag 27 juli 2009 21:05:34 (66%)]

In welk ander topic begint dit hersen spinsel?

wtf .. de aliasing filters in de cd zullen inderdaad ene mooie 20khz toon restitueren. amen en uit.
Eddie Duck mag nog zoveel beweren hij wil : die 20Khz komt daar mooi uit.

Op 27 juli 2009 21:10:39 schreef nijhuisr:
In welk ander topic begint dit hersen spinsel?

http://www.circuitsonline.net/forum/view/message/990344#990344

Zonde van dat topic.

Ok, zonder tussenkomst van een CD, maar wel gewoon in Audacity een toon van 20 kHz met een samplerate van 44.1 kHz afgespeeld:

Da's toch een mooie sinus.

Dan schroeven we de samplerate omlaag naar 22.05 kHz.

Inderdaad, nu heb je geen mooie sinus meer...

Het is begrijpelijk dat mensen moeite hebben om het fenomeen "sampling" goed te doorgronden, ik heb het zelf ook verwarrend gevonden. Maar dat het verwarrend is wil niet zeggen dat het niet klopt

De bemonsterings frequentie of sample rate is belangrijk als de frequentie hoog moet zijn.

Een normale CD heeft een sample rate van 44.1 KHz en kan prima een 20KHz signaal produceren aan de analoge uitgang van een CD speler.

Als deze lager is dan gaat de maximale frequentie ook omlaag of is vervormd boven ca. de helft van de sampe rate.

Dus misschien is het handig om te vermelden welke versie van Audacity is gebruikt en welke instellingen. Want hier krijg ik een sinus die er prima uitziet!

Ik toch ook? Er staat bij welke instellingen ik heb gebruikt. De bedoeling is om aan te geven dat bij een sample rate van minstens twee keer de signaalfrequentie (en dus niet persé veel meer dan twee) je een correcte weergave van het signaal krijgt (bovenste plaatje). Ga je minder vaak samplen, dan krijg je aliasing (onderste plaatje).

Ik heb er de ballen verstand niet van hoor, en ik heb er verder ook nog niet bij nagedacht, maar wat doet een CD dan met een blokgolf van 20kHz?

Teruglezend lijkt het nl of die sinus niet zozeer van de CD komt maar uit de CD speler. Dat die "slim" genoeg is om die sinus te reconstrueren.

Ik reageer ook niet op jou, maar in het algemeen en ZEKER op Eddie Drijver.

Eddie heeft het over 2 samples per periode, ja dan gaat 50Hz er al zeer beroerd uitzien. Maar bij 20KHz maakt het nodige filter er weer een sinus van.

Ik vind het altijd erg leerzaam als er beweringen komen, maar die MOETEN onderbouwt kunnen worden. Ook vragen en andere beweringen uit de weg gaan vind ik zeer slecht, zeker als je ZOOO van de toren blaast als eddie.

Eddie heeft een foutje gemaakt met de instellingen en is zo aan zijn FOUTE meetresultaten gekomen en dat als waarheid voor alle CD opnamen uitgesproken.

Eddie, reageer met een onderbouwend ontwoord of zie je fout in, anders neem ik ELKE uitspraak van jou met een pak zout! Anders is het misschien beter dat je dat soort uitspaken doet ergens anders...

(En nog even over de normale LEDs, deze zijn STROOM gestuurd. Vroeger en nu.
Na verloop van tijd gaat de kwaliteit achteruit en branden ze niet meer allemaal even fel op dezelfde spanning (heeft helaas niets met 1 batch te maken).

Heb je het over professionele led techniek dan hebben die een kleine IC die de led stabiel houd zoals in ledstrips en ledparren ed.

NIET alles over 1 kam scheren aub.)

Op HBO hadden we dit jaar netwerkanalyse (analoge en digitale signaal filters), waar bij de docent al zei dat een sample frequentie 2 keer zo hoog moet zijn om de frequentie op te kunnen vangen. Je hebt het opgevangen, maar de oorspronkelijke sinus sla je niet meer op..

Maar een hedendaagse digitale CD speler doet meer vertelde ie er meteen bij. Er wordt nog extra sample stappen genomen. Harmonische signalen bestaan uit sinussen, dus daar valt prima op te sampelen. Als je 22kHz met 44kHz sampled, heb je gewoon een blokgolf in de gegevens. Wat hij toen al meteen zei is dat men b.v. 10x zo snel sampled (b.v. op 440kHz) om tussenstappen te berekenen. Dan komt er veel minder blokkerig signaal uit.

Misschien gebruik ik hier niet helemaal het goeie woord 'sample'. Er worden gewoon tussenpunten genomen zodat een digitaal signaal b.v. niet in een keer van 0000 naar 1001 klapt. Dan worden daar tussen stappen van b.v. 0010 0101, 0111 aan toegevoegd.

Daarbij voegde hij dus ook nog aan toe dat het werken met PIC32 serie daarvoor meer geschikt was. Hij was er zelf mee bezig en zei dat een audio filter maken op een paar honderd kHz met die dingen te doen is (in tegenstelling tot een PIC18F)

[edit]Gewoon aliasing dus; maar misschien voor de leek wat duidelijker [/edit]

Op 27 juli 2009 22:53:03 schreef GJ_:
Ik heb er de ballen verstand niet van hoor, en ik heb er verder ook nog niet bij nagedacht, maar wat doet een CD dan met een blokgolf van 20kHz?

Daar maakt hij ook een sinus van. Een blokgolf kun je namelijk zien als een optelsom van meerdere sinussen met verschillende frequenties (de oneven harmonischen met bepaalde weegfactoren). De eerste harmonische zit al op 60 kHz, dus die wordt er door het antialiasing-filter uitgehaald.

(een blokgolf heeft in theorie een oneindige bandbreedte, en is dus fundamenteel onmogelijk om perfect te samplen)

Bij een D/A-conversie moet je een filter gebruiken om de originele golfvorm te reconstrueren. Dat heeft niets met benaderen of imperfecties te maken: als je een signaal samplet met minstens de Nyquist-frequentie (2x de bandbreedte van het signaal), en vervolgens door een laagdoorlaatfilter haalt met de Nyquist-frequentie als afsnijfrequentie, dan heb je precies dezelfde analoge informatie als in het begin.

Laat je dat filter weg, dan heb je een trapvormig signaal dat "op het oog" minder mooi wordt naarmate de frequenties dichter bij de Nyquist-frequentie komen. En omdat veel fysieke systemen (zoals luidsprekers en versterkers) vanzelf een laagdoorlaatkarakteristiek hebben, is het in sommige gevallen ook niet nodig om een expliciet filter toe te voegen. Maar als de afsnijfrequentie van dat "parasitaire" filter te hoog ligt, dan komen de harmonischen van het samplen erdoorheen en heb je dus niet dezelfde analoge informatie als in het begin.

Het voorgaande verhaal bevestigd toch mijn theorie ?
Van een blokgolf zou een sinus worden gemaakt...
Dat bewijst, dat je met (iets meer dan) twee meetpunten,
niets kunt zeggen over het spanningsverloop tussen die punten.
Anders was er wel weer een op blokgolf gelijkend iets uit gekomen.

En enerzijds zeggen "ik heb er de ballen verstand van" maar ondertussen
wel beweren dat een ander ongelijk heeft.... tse tse

Tse tse is het punt dat je je draait als een windhaan.

Wat moeten we nou met de bovenstaande post tov je eerdere betoog?

Op 27 juli 2009 23:28:09 schreef Eddied:
Het voorgaande verhaal bevestigd toch mijn theorie ?
Van een blokgolf zou een sinus worden gemaakt...
Dat bewijst, dat je met (iets meer dan) twee meetpunten,
niets kunt zeggen over het spanningsverloop tussen die punten.

Helaas, dat doet het niet Sinussen krijgen in de natuur namelijk een voorkeursbehandeling t.o.v. alle andere golfvormen. Je kunt dus wel een sinus van 22.05 kHz uit een CD krijgen, maar geen blok, driehoek, zaagtand of wat dan ook.

Een CD kan geen blokgolf van 20kHz aan.
Afhankelijk van hoe nauwkeurig de blokgolf moet worden, kun je van een blokgolf van ongeveer 2kHz uitgaan.

@Eddied
Je hebt ongelijk.
Je standpunt is, of was, dat een CD geen sinus van 20kHz kan weergeven.
Je bent nu Fourier en Shannon-Nyquist door elkaar aan het halen.

PS
Als je gelijk zou hebben, kun je een Nobelprijs verwachten.

Is het simpel gezegd niet zo dat je bij de hogere frekwenties gebruik maakt van a) een laag-doorlaatfilter, dat van die blokken een sinus maakt door harmonischen uit te filteren en b) gebruik maakt van het feit dat die harmonische tóch niet meer hoorbaar zijn voor frekwenties van af, zeg, 10 kHz ?

Ik denk dat als je 50Hz met een 100 sampes/s weergeeft, je een héél belabberd geluid hoort.

Zo maar een gokje op een gedachtengang....

Op 27 juli 2009 23:37:13 schreef Tidak Ada:
Ik denk dat als je 50Hz met een 100 sampes/s weergeeft, je een héél belabberd geluid hoort.

Jep, net zoals het geluid van 500Hz met een sample rate van 1000Hz. En net zoals 5000Hz met een sample rate van 10000 Hz.

Bij 20000Hz en een sample rate van 44.1 KHZ zou je voor het Filter een mooi spike-signaal krijgen en zeker geen blokgolg omdat je maar 2+ meetpunten hebt. Het filter maakt er sinus van met een lagere amplitude zoals er normaal in het audio spectrum zit.

Maargoed even terug naar de bron van het misverstand. Als je met je CD-speler die sinus sampelt met 44,1kHz mis je echt niets. Zolang die 20kHz maar de hoogfrequentste component is van je analoge signaal en er geen harmonischen zijn of eenmalige piekjes op een ongelukkig moment, want die mis je met een grote kans wel.

Nu komen we op de digitale scope. Daar ga je op dezelfde manier de mist in als je 20kHz signaal stiekum geen mooie 20kHz sinus is maar hier of daar zo'n hoger frequente component kent. Die mis je dan dus ook. Nyquist en Shannon gaan nog steeds op, maar het signaal dat je wilt bekijken stelt hogere eisen omdat het simpelweg geen 20kHz signaal is maar (componenten met) een hogere frequentie/kortere periodetijd heeft.

_{@grotedikken: die twee andere verschijnselen met LED's die ik beschrijf, zijn ook netjes reproduceerbaar maar ongelofelijk afhankelijk van de toleranties van je onderdeel en de rest van de schakeling. De Chinees-Turkse stijl van ontwerpen, zogezegd}

@Tidak Ada hieronder: Klopt dat je die harmonischen wel nooit zal horen (lijkt me sterk dat ze tegen de gehoorgrens aan nog steeds de klank beinvloeden), maar het ging erom of je die 20kHz sinus netjes als sinus uit de scope krijgt, zonder meer ja dus.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op dinsdag 28 juli 2009 02:26:05 (11%)]

Maarten, dat geldt waarschijnlijk inderdaad voor die scoop, maar met audio hoor je echt geen harmonischen meer boven 10 kHz (1e harmonische is al 20 kHz!!), tenzij je een hond of vleermuis bent.....

Dat met die LED's is ongeveer hetzelfde als parallel schakelen van transistoren in een voeding: Altijd een serieweerstandje in de emissorleiding, tenzij je geen prijs stelt op lange levensduur ('slijtmijt').

[Bericht gewijzigd door Tidak Ada op dinsdag 28 juli 2009 01:27:41 (35%)]

Op 27 juli 2009 23:28:09 schreef Eddied:
Het voorgaande verhaal bevestigd toch mijn theorie ?

nope. Ga het theorema van shannon bestuderen , en ga ook Fourier gaan bekijken.

een blokgolf van 20 KHz bestaat uit : een sinus van 20KHz + een sinus van 40 , een van 60 ene van 80 ene van 100 en ene van 120 en 140 en 160 en ga zo maar door.

Tijdens de opname wordt het binnenkomend signaal EERST door een lowpass filter gejaagd met de knik op 20KHz. Die signalen zijn dan al weg en je blokgolf is dan al een sinus geworden. Het is dus niet de sampler die knip maar de pre-filtering !

Pas DAN wordt er gesampeld op 44.1 KHz. Shannon heeft aangetoond dat je aan net iets meer dan 2 samples voldoende hebt om een sinus te restitueren (je kent amplitude en fase/frequentie).

De Dac restitueert de samples , en een aliassing filter na de dac zorgt dat eventuele spiegels eruit gehaald worden. Resultaat : een zuivere 20KHz in ( en een zuivere 20KHz kan alleen een sinus zijn (zie Fourier : ALLE andere golfvormen zijn samenstellingen van sinussen die zich verhouden met ene bepaalde frequentie en fasestap. en zijn dus niet zuiver ) is een zuivere 20KHz sinus uit.

Een CD speler heeft geen enkel probleem daarmee. Het toestel werkt correct.

Dus hou op met wouwelen.

Op 28 juli 2009 02:41:13 schreef free_electron:Een CD speler heeft geen enkel probleem daarmee. Het toestel werkt correct.

Maar ik lees net dat een sinus wel mogelijk is maar een zaagtand of een blokgolf van 20kHz niet.

Dat betekend dan toch:
1) dat het niet betrouwbaar word opgeslagen op de CD
2) dat de speler het niet reproduceerd maar gewoon een (meestal) goed gokt.

Dat komt doordat de benodigde bandbreedte om die signalen goed te reproduceren verschilt.
Een mens hoort geluid tussen ong. 20-20kHz. Het ontwerp van een CD speler is hierop afgestemd.
Een (normaal) mens hoort geen verschil tussen een sinus of een blok van 15kHz.

Van een blok van 20kHz wordt maar een stuk, de sinus van 20kHz, opgeslagen. De rest van blok is weg.
Elk data kanaal heeft een bepaalde bandbreedte. Dat heeft gevolgen voor de signalen die er door gaan.

CD spelers maken toch gebruik van oversampling ?
Stel je CD speler heeft een oversamplings rate van 16x en daarna wordt gebruik gemaakt van b.v. cosinus-interpolatie dan krijg je een mooie sinus op het uitgangs-signaal van de CD speler.

Dus eigenlijk maakt de CD speler zo van een driehoek-signaal ( max. 22.05 KHz ) van 2 samples een mooi sinus-signaal met 32 punten.

Maar wat nu als ik een sinus van 22.05 kHz neem en die bemonster op 44.1 kHz. En laat ie nou net de samples nemen op de nuldoorgangen, dan blijft er weinig over ....