dBFs a dBu

[Mike76]

Mám pár dotazů k decibelům a vztah analogu a digitálu.

Evropě se používá u profi zařízení (balanced) 0 dBu = -18 dBFS což je 0,775 V RMS (efektivní hodnota, na impedanci 600 ohm)

Teď co jsem pochopil podle toho kolik použiji bitů 16, 20 nebo 24 na převodníku (v řetězci ve studiu) tak podle toho mám dynamický rozsah(98,09 dB, 120,412 a 146,2554 dB). Písmena FS tedy značí Full Scale, tedy plný rozsah (rozuměj převodníku, obecně zařízení...).

Headroom tedy s Permitted Maximum Level (PML) je bezpečná oblast ve které je nejlepší se pohybovat pro Evropu -9 dBFS ale pro jaký dynamický rozsah? 24 bitů? Nebo je to -24 dBFS?

Resp jak přepočtu dBFS na dBu? (Předpokládám zě potřebuji vědět počet bitů)

Díky za odpovědi.

[Zdeněk Prodance]

Tak doporučené úrovně ve studiu rozhodně nejsou moje parketa, ale ty bity navíc přece nijak nezvětšují výstupní napětí, ony zlepšují rozlišení, to je něco úplně jiného. Asi ten doporučený headroom -9dB může nějak souviset s počtem kvantizačních úrovní (dejme tomu při osmi bitech by to mohl být už luxus), ale daleko spíš je potřeba brát v úvahu jak velké špičky se běžně budou v signálu vyskytovat - vždycky.

H.M.

[Mike76]

To je jasné že nezvětšují směrem nahoru tam je strop 0 dbFS = 0,777 V ale jde mi o směr dolů k zápornými hodnotám - to jsem nepochopil...
Jde mi o to pochopit správné i ten headroom

[Mike76]

Představuji si to takhle - čím více bitů tím menší napětí dokáži nastavit a tím přesněji... Když o tom tak přemýšlím tak ale počet bitů nemá vliv na přepočet na dBu

[Zdeněk Prodance]

Menší ne, jen přesněji. A máš tam teď asi překlep, 0dBFS rozhodně není 0dBu. Ano, počet bitů by na maximální výstupní úroveň ani žádnou jinou od ní odvozenou v zásadě neměl mít vliv, ono to ani technicky nejde - snad máš představu, jak by vypadala ta napětí...

H.M.

[BVaudio]

dBFS je úroveň v digitálnej oblasti, relatívne k FS("full scale", plný rozsah ), dBu , dBV sú jednotky pre analógový signál 0dBFS môže byť aj 0dBu, aj 15dBu, závisí to od zosilnenia (konštrukcie) obvodov medzi vlastným D/A prevodníkom(obvodom) a analógovým výstupom z "krabice"( je to I/V prevodník, výstupný symetrický/nesymetrický zosilňovač)

[Egestas]

Vidím zde tohle téma tak se zeptám na jednu věc částečně k tématu, tazatelovy se omlouvám že neodpovím protože nevím. Jak je to s výstupními bezpečnými úrovněmi ať už analog nebo digitál ? Digitál se teprve nějak učím a pronikám do toho, tak to vezmu přes analog. Za celou dobu co zvučím tak se snažím výstupní úroveň držet kolem 0dBu špičky max +4dBu protože mě to tak bylo řečeno že je to ideální pro vybuzení a nijak jsem to neřešil a nezajímal se o to protože to hrálo a nebyl důvod to řešit ale zvědavost mi nedá, jaká je doopravdy hranice kam už ne? Vyděl jsem že někdo hraje klidně kolem +10dBu a špičky až klidně k +20dBu. jen prosím o vysvětlení proč tahle úroveň je ta pravá, podle čeho zesilovač clipuje a podobně. jak říkám nezajímal jsem se o to protože vše fungovalo ale teď mě zajímá proč

[sledge]

Přátelé, toto je hezký příklad setkání řekněme "programátora" nebo "IT" s reálným analogovým světem (bez urážky). Hezky (a skoro správně) sis to analyzoval, ale jsou tam určitá šedá místa, která je třeba v reálném světě zakotvit.

Ten "dynamický rozsah", udávaný Mike76, platí jen v digitální doméně, pouze pro sinus (to je těch 1,76 dB navíc vzhledem ke klasickému výpočtu 6,02 dB x počet bitů) a ještě jen na některých vhodných frekvencích. I pro sinus, jen na jiných frekvencích vzhledem k vzorkovací frekvenci, bude poměr signálu a zkreslení+šumu jiný (někdy je zkreslení až jednotky procent). Pro odstraněné korelace kvantizačního šumu/zkreslení na signál se používá dither, který základní dynamický rozsah změní, ale odstraní tuto korelaci. Na druhou stranu pro poměr úrovně s max sinusovým signálem a bez signálu to dá se říci platí (těch 98 dB).

Reálný SNR však nemůže být lepší, než šum analogových zařízení, který momentálně leží někde kolem 110-120 dB. Pro zakotvení digitální úrovně (např. dBu) s digitální (dBFS) se používá různých doporučení, která se s časem mění. Nicméně pro tyto poměry je podstatný pouze strop digitálu (dBFS, navíc TruePeak, například sinus nikdy nemůže mít 0dBFS, ale pouze -3 dBFS) bez ohledu na kvantizaci (počet bitů) a tedy i dynamický rozsah. Připomenu, že 16 bitů je naprosto dostačující dynamika pro výsledný záznam, snad jen s výjimkou nevyužití plné dynamiky a poslechu při vyšší hlasitosti, než je určeno, a ještě navíc ve velice tichém prostředí, kde tak může vylézt kvantizační šum na slyšitelnou úroveň.

Dalo by se to shrnout tak, že vzhledem k velké slyšitelnosti digitální limitace se doporučuje převod úrovní v digitálním a analogovém světě tak, aby při běžné dynamice nedocházelo k přebuzení, stanoví se standard tak, aby signál byl dostatečně pod maximální digitální úrovní (dostatečný headroom, neplést s dynamikou, odpovídá spíš přebuditelnosti). No a v současnosti tu máme platné doporučení EBU R-128, doporučující střední úroveň programu -23 LUFS, což je něco jako -23 dBFS, ovšem s tím, že ten loudness unit je určitým způsobem psychoakusticky vážený. Jako okamžitá záchytná hodnota se používá True-Peak, která nesmí překročit -1 dBFS. Tyto jsou ale platné pro samotný program, tedy v digitální doméně.

[Zdeněk Prodance]

Nemyslel jsem to rozhodně tak, že nejde 0dBFS převést na jakoukoli velikost napětí nebo třeba proudu, to je otázka maximálně pár odporů (a samozřejmě napěťových a proudových limitů výstupu a jeho zdroje), ale z principu je vždy snaha využít obvyklé napájení analogových obvodů kolem +/-15÷20V a tedy jít výše. Norma 0dBFS=0dBu nebo dBV by seděla spíš něčemu s bateriovým napájením. Je to právě z toho důvodu, že 0dBFS je zcela maximální hodnota, analogový výstup už přes ni nepotřebuje velkou rezervu, nešla by nijak využít. To je dost zásadní rozdíl proti starým dobrým elektronkám, transformátorům, magnetofonům apod. kde se dalo vždycky dostat mnohem víc (i když třeba s větším zkreslením anebo jen v omezeném kmitočtovém rozsahu.

H.M.

Ano, je to takové binární myšlení, ale to se poddá, když bude snaha a přijdou zkušenosti.

[Mike76]

Menší ne, jen přesněji. A máš tam teď asi překlep, 0dBFS rozhodně není 0dBu. Ano, počet bitů by na maximální výstupní úroveň ani žádnou jinou od ní odvozenou v zásadě neměl mít vliv, ono to ani technicky nejde - snad máš představu, jak by vypadala ta napětí...

H.M.

Ano to byl překlep. Může to být různě mě šlo od definici evropskou podle EBU

EBU R68 is used in most European countries, specifying +18 dBu at 0 dBFS tedy 0,775 V (v manuálu od zvukovky mají chybu je tam 0,777 V).

[Mike76]

Já jsem v profi audiu vstoupil rovnou do doby digitální...

[sledge]

On vtip je i v tom, že dokud v hlavě nebudeš mít čip pro bezdrátový digitální přenos signálu, tak vždycky půjde i o analog... a v podstatě i potom, snad s výjimkou čistě virtuálních nástrojů

Představ si, že například mozek vnímá jinak hlasitost podle velikosti místnosti/obrazu (např. v kině), stejně jako vnímá jinak barvu zvuku podle vzdálenosti zdroje (při objektivně "stejné" přenosové charce v místě poslechu)? A v tom musíme všichni nějak existovat. Ve srovnání s jasně danými pravidly v IT světě je to něco dost jiného...(opět nemíněno nijak zle, jde jen o to si připustit, že věc může být složitější, než se zdá i třeba až na 3. pohled...)

[Zdeněk Prodance]

Zase to máš blbě, pokud je 0dBFS rovna +18dBu, tak to je asi 6,16V. Všechno to skutečně vychází z potřeby napasovat maximum digitálu někam rozumně pod maximum analogu (to je obvykle dané tím napájecím napětím výstupních obvodů) a to zase s udržením rozumného odstupu od šumového pozadí, o nějakém brumu a rušení ani nemluvě, protože to jsou věci, které v analogu nikdy jen tak samy od sebe nezmizí a i možnosti s nimi něco dělat technicky jsou silně omezené. Jestli má digitál jednu neoddiskutovatelnou výhodu, tak je to právě mnohem větší tolerance ke špatnému odstupu užitečného signálu od šumu a rušení. Navíc ji jde zlepšovat přidáním nějakého toho % bitů.

H.M.

[Mike76]

Moc teplo u bazénu...
0 dBu = -18 dBFS = 0,775 V RMS (ještě pro sinus jak tu někdo psal)

Mohli by jste něco napsat o "Headroom" díky

[sledge]

hned druhý odkaz googlu to myslím vysvětluje dostatečně (jen u toho CD, resp. 16bit záznamu mi někde chybí 10 dB) . Doslovný překlad je také ilustrativní - místo nad hlavou, kde hlava je řekněme referenční úroveň a strop je limitace....