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Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Grundlagen der Tontechnik, Literatur- und Linktips

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Konstantin Schwarz
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Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon Konstantin Schwarz » 05.12.2014, 01:23

Hallo liebe Gemeinde ich bin heute auf folgenden Artikel gestoßen http://www.adt-audio.de/proaudio_whitepapers/GrenzenDerDigitaltechnik_1.html. Hier schreibt der Autor, in einem sehr wissenschaftlichen anmutendem Stil, dass es bei der A/D-Wandlung und bei der digitalen Addition zu hörbaren Störungen kommen würde und "das erst jenseits einer Abtastrate von 500 kHz die durch den beschriebenen Effekt auftretenden Störfrequenzen so gering werden, dass man sie vermutlich vernachlässigen kann."

Ich meine wen wir davon ausgehen, dass Audiosignale zeitabhängige Größen sind und sich als Funktion der Zeit oder als Funktion der Frequenz beschreiben lassen und das Abtasttheorem besagt das ein abgetastetes Signal sich ohne Informationsverlust rekonstruieren lässt, wenn die Abtastfrequenz fS mehr als doppelt so hoch ist wie die höchste im Signal vorkommende Frequenz fmax. Wo sollen hier, die vom Autor genannten, Störungen auftreten, mal abgesehen vom Quantisierungsfehler und wenn diese tatsächlich vorhanden sind warum finde ich darüber nichts in der gängigen Fachliteratur (Weinzierl / Görne)?

Ich bin auf eure Meinung gespannt. :wink:

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hafi69
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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon hafi69 » 05.12.2014, 02:28

Willkommen beim Bullshit-Bingo.
Dieser "Aufsatz" von Herrn Jüngling ist wirklich verheerend.
Spätestens ab Seite 3 verliert er sich in abenteuerlich willkürlichen Thesen, die klar
signalisieren, dass er überhaupt nicht versteht worüber er schreibt.
Zumal man fast davon ausgegangen ist dass gerade er es besser wissen muss.
Die Befürchtung dass er hier trotz besserem Wissen (in jedem Fall besserem Wissen anderer...)
hier Rauchkerzen verbreitet nur um die Produkte seiner Firma "adt" zu bewerben drängt sich geradezu auf...
Dass so was dann im "Studio-Magazin" abgedruckt wird passt wie die Faust auf's Auge.

Nebenbei sei noch erwähnt wie hartnäckig sich die absurde These verfestigt hat, digitale Summierung
sei der analogen Summierung unterlegen. Die Meinungsmache interessierter Kreise überzeugt den
gemeinen Konsumenten effektiver als eine einfache mathematische Addition.

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Arno
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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon Arno » 05.12.2014, 10:11

Hallo,

bis jetzt hatte ich an ADT nichts auszusetzen. Dass die jedoch solchen Unfug verbreiten, ist wirklich bedauernswert.
Arno
Moment, Moment! Haben Sie das gehört? Was für ein seltsamer Ton!

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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon alex » 05.12.2014, 12:37

hafi69 hat geschrieben:Dieser "Aufsatz" von Herrn Jüngling ist wirklich verheerend.

Das kann man wohl sagen. Beim Lesen gellte ständig ein Kommentar von Stanislaw Lem mir ins Ohr: "Diese Behauptungen sind zumeist ein Mischmasch aus dummen und falschen Aussagen, und bekanntlich würden die Berichtigung der Falschaussagen und der Nachweis der Dummheiten fünfmal so viel Aufwand bereiten wie deren Formulierung selbst." (Quelle)

Beispiel 1: Floating point Formate für DAWs und Audiodateien waren zur Entstehungszeit (2004) dieses "SM"-Artikels dem Autor anscheinend unbekannt. Wenigstens jetzt sollte er es eigentlich besser wissen, doch vermittelt der undatierte Artikel auf der adt-Seite den Eindruck, als wäre er nach wie vor aktuell.

Beispiel 2: Ich habe versucht, mir auszumalen, wie viele sukzessive AD/DA-Wandlungen für Jünglings Idealvorstellung einer Abmischung nötig sind. Fazit: Bei der von ihm selbst konstatierten Mangelhaftigkeit des Wandlungsvorgangs hat er wohl seine eigene Lösung nicht ganz zu Ende gedacht, scheint mir ...

Jünglings Auslassungen über die Genauigkeit von Abtastwerten in de Nähe der oberen Grenzfrequenz möchte ich lieber nicht kommentieren.

hafi69 hat geschrieben:Die Meinungsmache interessierter Kreise überzeugt den gemeinen Konsumenten effektiver als eine einfache mathematische Addition.

Was sich wohl auch nicht so bald zum Besseren ändern wird.

Grüße, alex
"Modern technologies allow new ways of enhancing old mistakes."

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Konstantin Schwarz
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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon Konstantin Schwarz » 05.12.2014, 13:41

Also doch nur wieder ein verzweifelter Versuch, den Mythos vom "analogen Sound" am Leben zu erhalten.

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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon hafi69 » 05.12.2014, 14:01

Allerdings wie wir jetzt wissen ein "alter Versuch".

Hersteller wie "ADT" kämpfen ja nicht erst seit gestern mit stark geschrumpften
Umsatzes ihres Dinosauriers "großes Studiomischpult".
Die meisten von ihnen, so auch ADT, haben ihre Nische
gefunden: Hochwertige analoge Peripherie-Geräte, "Summierungsboxen", MVV, Wandler.
Die anderen sind vom Markt verschwunden.
Allerdings gibt es hier eine harte Konkurrenz.
Auch "Legenden" wie SSL, AMS Neve, Rupert Neve Designs, GML, API, UA, und allerlei neuere
Firmen buhlen um die Gunst der Kunden, die meinen mit solcher Technik irgendwie "veredeln" zu können.
Da ist natürlich jedes Mittel recht, selbst 10 Jahre alte Artikel.
Die meisten Anwender verstehen es sowieso nicht.

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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon Konstantin Schwarz » 05.12.2014, 14:23

Ganz genau, es gründen sich sogar neue Firmen, welche gar nicht mehr lange um den heißen Brei reden sondern sich gleich "Warm Audio" nennen damit sofort jedem klar wird worum es geht. :mrgreen:

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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon tillebolle » 05.12.2014, 17:40

Hochinteressant!
Jüngling hat geschrieben:Unser Nyquist-Theorem, das vielerorts immer noch stillschweigend vorausgesetzt wird, ...

Ja, das wird es! Könnte das daran liegen, dass es mathematisch bewiesen ist?

Jüngling hat geschrieben:... ist also auf die uns hier interessierenden Audiosignale gar nicht anwendbar, da die genannte Voraussetzung der starren Phasenverkopplung in der Praxis natürlich nicht einhaltbar ist.

Mm, bei Jünglings Beispiel werde ich allerdings nachdenklich:
Stellen wir uns ein sinusförmiges Eingangssignal mit der halben Abtastfrequenz vor, das exakt so mit der Abtastung synchronisiert ist, dass die Abtastung jeweils im Nulldurchgang geschieht, dann würde tatsächlich nix abgetastet und das Signal wäre nicht eindeutig rekonstruierbar.

Nicht, dass der Fall in der Praxis irgendwie relevant wäre, aber trotzdem dürfte dieser laut Nyquist/Shannon nicht auftreten.

Wo liegt da der Gedankenfehler?

Viele Grüße
tillebolle
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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon pkautzsch » 05.12.2014, 17:47

Was bei der ganzen Diskussion um die bessere Qualität analoger Aufnahmen so gut wie immer vergessen wird: Die bessere Qualität alter Aufnahmen, insbesondere derer, die heute immer noch angehört werden, ist nicht technischer, sondern künstlerischer Art.
Vieles von dem, was mit heutiger Digitaltechnik möglich ist (von Tonhöhen- und Tempokorrektur bis zum Schnitt einzelner Töne/Silben/Phoneme), war mit Band, Fettstift und Klinge gar nicht denkbar. Also mußte bereits die Darbietung vor dem Mikrofon stimmen. Und daran hapert es heute doch öfter.
Statt aber an der künstlerischen Seite (Ursache) zu arbeiten, wird lieber mit teuren "Wunderkisten" versucht, oberflächlich Symptome zu überdecken.

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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon pkautzsch » 05.12.2014, 17:49

tillebolle hat geschrieben:Stellen wir uns ein sinusförmiges Eingangssignal mit der halben Abtastfrequenz vor, das exakt so mit der Abtastung synchronisiert ist, dass die Abtastung jeweils im Nulldurchgang geschieht, dann würde tatsächlich nix abgetastet und das Signal wäre nicht eindeutig rekonstruierbar.

Nicht, dass der Fall in der Praxis irgendwie relevant wäre, aber trotzdem dürfte dieser laut Nyquist/Shannon nicht auftreten.

Wo liegt da der Gedankenfehler?


Der Gedankenfehler liegt darin, daß nach dem Theorem die höchste abbildbare Frequenz ja *kleiner* als die halbe Abtastfrequenz ist. Und dann funktioniert es auch wieder...

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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon RainerG » 05.12.2014, 18:05

tillebolle hat geschrieben:
Stellen wir uns ein sinusförmiges Eingangssignal mit der halben Abtastfrequenz vor, das exakt so mit der Abtastung synchronisiert ist, dass die Abtastung jeweils im Nulldurchgang geschieht, dann würde tatsächlich nix abgetastet und das Signal wäre nicht eindeutig rekonstruierbar.

Nicht, dass der Fall in der Praxis irgendwie relevant wäre, aber trotzdem dürfte dieser laut Nyquist/Shannon nicht auftreten.

Wo liegt da der Gedankenfehler?

Viele Grüße
tillebolle



Das ist durchaus richtig, aber: Nyquist sagt ja nicht, daß die obere Frequenzgrenze GENAU der halben Abtastfrequenz enstprechen darf, sondern etwas darunter liegen muß. In der Praxis 10%.

Es heißt ja auch: fs > 1/2 fo.
Jüngling hat anscheinend auch die Spaltfunktion nicht richtig verstanden: Wenn bei einem analogen Tonband die Wellenlänge immer kleiner (also die Frequenz immer höher) wird bis sie gleich der Spaltbreite des W-Kopfes wird, dann kommt auch da keine Induktion mehr zustande. Dabei spielt die Phasenlage keine Rolle. Das entspräche genau dem Fall, wo im digitalen Bereich die Nutzfrequenz exakt der halben Abtastfrequenz beträgt. Die Funktion mit der die Amplitude in der Nähe der Abtastfrequenz abfällt ist die selbe wie beim analogen Tonband im obigen Fall: Nämlich die (sin x)/x -Funktion !
Das selbe tritt beim Film auf: Jeder kennt das Phänomen, wenn die Speichen eines Wagenrades im Film plötzlich stehen und dann rückwärts zu laufen scheinen: Auch hier tritt der Fall auf, daß die Speichenwechselfrequenz größer ist als die Bildwechselfrequenz.
Das ganze was er über Phase etc. schreibt ist einfach nur Gefasel - mehr nicht und ebenso über Unharmonische.

Die ganzen Fragen und Antithesen über die digitale Technik wollen einfach nicht verstummen, so oft sie auch schon beantwortet sind. Es gibt leider immer noch genug Trottel die es nicht kapieren (wollen).

Übrigens: Das Abtasttheorem wird in fast allen Fällen unpräzise formuliert!
Man sagt immer, daß die Abtastfrequenz mindestens doppelt so groß sein muß wie die maximale Nutzfrequenz. Genau genommen muß es heißen: Fs muß doppelt so groß sein wie die halbe BANDBREITE des Nutzsignals!
Bei einer unteren Grenzfrequenz von 20 Hz kann man die Bandbreite mit ungefähr 20 kHz ansetzen.
Aber konstruieren wir mal ein Beispiel:
Wir wollen ein Frequenband von 19 kHz ... 20 kHz übertragen - also eine Bandbreite von "nur" 1 kHz!. Dann brauchen wir keine Fs die = oder > 40 kHz ist, sondern nur (!) = oder > 2 kHz !!.

Wer es nicht glaubt, möge es mal mathematisch nachvollziehen. Die Seitenbänder liegen dann bei: 17 ... 18 kHz und bei 21 ... 22 kHz ! Ob das dem Herrn Jüngling bekannt ist?
Wichtig ist einfach die scharfe Bandbegrenzung, sonst gibt es tatsächlich "Unharmonische" durch Rückfaltungen in das Nutzband.

Grüße
RainerG
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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon RainerG » 05.12.2014, 18:17

hafi69 hat geschrieben: Die Meinungsmache interessierter Kreise überzeugt den
gemeinen Konsumenten effektiver als eine einfache mathematische Addition.



Genau! Und wenn man dies diesen Dummies vorhält, bekommt man garantiert zur Antwort: "Ja, aber ich HÖRE doch da was" . "Ich höre doch MUSIK und nicht MATHEMATIK -was hat Musik mit Mathematik zu tun?".
Ähnliches hat mir mal so ein Hifi-Freak gegenargumentiert, als ich ihm begreiflich machen wollte, daß man die Schwingung einer Saite mit einer Differentialgleichung beschreiben kann. Darauf hin schwafelte er "Ich hätte behauptet die tönende Saite sei eine Differentialgleichung". So werden dann Aussagen und Tatsachen verdreht.

Und hier sind wir an dem Punkt, wo in diesen Kreisen mathematisch/physikalische Fakten mit emotionalen Momenten vermischt - besser gesagt: vermantscht - werden.
Und diese Mischung ist ein höchst gefährliches Gemisch /Gemantsche!

Und daß dann solcher Unfug wie der besagte Artikel im Studiomagazin abgedruckt wird, verwundert mich nicht - ich sage zu dieser Zeitschrift nicht umsonst "Tonmeisters Bild-Zeitung"!

Grüße
RainerG
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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon tillebolle » 06.12.2014, 13:35

pkautzsch hat geschrieben:Der Gedankenfehler liegt darin, daß nach dem Theorem die höchste abbildbare Frequenz ja *kleiner* als die halbe Abtastfrequenz ist. Und dann funktioniert es auch wieder...

Stimmt ja, genau genommen haben wir damit bei der Grenzfrequenz einen ersten Alias bei 0Hz. Also, Nyquist gerettet, alles in Ordnung, vielen Dank!

[EDIT]: Das mit dem 0Hz-Alias ist natürlich wieder Unsinn! Das Spektrum wird ja gespiegelt, d.h. der 0Hz-Alias kommt erst bei der vollen Abtastfrequenz, bzw. doppelten Grenzfrequenz. [/EDIT]

Ich war über die Formulierung f_abtast >= 2 x f_max auf Wikipedia gestolpert.

Allerdings liegt in diesem Wikipedia-Artikel ohnehin einiges im Argen:
Wikipedia hat geschrieben:Das Abtasttheorem besagt, dass ein auf f_max bandbegrenztes Signal mit einer Frequenz von mindestens 2x f_max abgetastet werden muss, damit man es aus dem zeitdiskreten Signal wieder exakt rekonstruieren kann. Die exakte Rekonstruktion ist dabei nur theoretisch möglich, da hierzu eine unendliche Anzahl an Abtastpunkten nötig wäre. In der Praxis beschränkt man sich deswegen darauf, das ursprüngliche Signal möglichst gut zu interpolieren.

Das ist natürlich Quatsch und dem High-End-Voodoo ist mal wieder Tür und Tor geöffnet.

Viele Grüße
tillebolle
Zuletzt geändert von tillebolle am 06.12.2014, 19:30, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon alex » 06.12.2014, 14:05

RainerG hat geschrieben:... daß man die Schwingung einer Saite mit einer Differentialgleichung beschreiben kann. Darauf hin schwafelte er "Ich hätte behauptet die tönende Saite sei eine Differentialgleichung". So werden dann Aussagen und Tatsachen verdreht.

Vor einiger Zeit habe ich gelernt, dass für diese Art profunder Unwissenheit, welche die Grundlage dafür bildet, dass jemand an Aussagen von Experten eher geneigt ist zu zweifeln als an seinen eigenen, sogar einen wissenschaftlichen Terminus gibt: Dunning-Kruger-Effekt.

Aus Wikipedia dazu:
Damit bezeichnet man eine Spielart der kognitiven Verzerrung, nämlich die Tendenz inkompetenter Menschen, das eigene Können zu überschätzen und die Leistungen kompetenterer Personen zu unterschätzen:
Wenn jemand inkompetent ist, dann kann er nicht wissen, dass er inkompetent ist. […] Die Fähigkeiten, die man braucht, um eine richtige Lösung zu finden, [sind] genau jene Fähigkeiten, die man braucht, um eine Lösung als richtig zu erkennen. (David Dunning).

Dass es für diese "Missbildung" einen Namen gibt, finde ich regelrecht beruhigend.
Die Tatsache selber ist es nicht.

Grüße,
alex
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Re: Grenzen der digitalen Audiotechnik (adt-audio)

Beitragvon Wilfried » 06.12.2014, 14:24

alex hat geschrieben: Dunning-Kruger-Effekt.


Dieser Effekt lässt sich übrigens auch gut und sehr detailliert bei so manchen
Unternehmensberatungssendungen wie z.B. "Der Restauranttester", "Die Kochprofis"
beobachten, wobei als Auswirkung dieses Effekts die Beratungsresistenz oft erheblich ist.
If you can't fix it with a hammer, you've got an electrical problem.


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