To Upsample or not to Upsample…

in Achtergronden (1.273) | Opinie (50) |


m2tech-384

OPINIE – Een jaar of tien geleden is de ‘rage’ opgekomen om dacs te laten upsamplen. Verwar dit niet met oversampling, wat een ander proces is. Bij Upsampling verhoogt de dac de bitgrootte en samplingrate. Dat moet in theorie beter zijn. Maar is dat wel zo? 

upsampling

Upsampling moet voor een betere weergave zorgen door de bitgrootte en samplingrate te verhogen. Maar het klinkt dus niet altijd beter.

Nee… onze ervaring is dat upsampling zeker niet altijd voor een betere weergave zorgt. In veel gevallen is het zelfs minder goed. Door het vergroten van het aantal bits en het verhogen van de samplingrate krijgen we wellicht een softer hooggebied, maar ook een vager stereobeeld wat tevens minder diep is. Hoe kan dat nou?

Lastig rekenen

Bij oversampling heeft een chip het vrij gemakkelijk: het is een meervoud van het origineel. Dus 16 bit / 44,1 kHz wordt 16 bit / 88,2 of wellicht 176,4 kHz. Dat zijn geen lastige rekensommetjes om te maken.

Bij upsampling gaat een chip anders te werk. Daar moet hij flink aan de slag en het nodig interpoleerwerk gaan doen. Er moet namelijk van 16 bit / 44,1 kHz 24 bit / 48 kHz / 96 kHz / 192 kHz of zelfs 384 kHz gemaakt worden. En dat zijn geen directe meervouden van 44,1. De chip moet dus gaan rekenen en gokken wat er op een bepaalde plek moet komen te staan.

Easy job

phiips1000

Oudere spelers, zoals deze Philips LHH1000, doen alleen aan oversampling. Dat om het filter te ontlasten.

De reden dat oversampling (en upsampling) gebruikt worden in dacs, is dat het filter dan eenvoudiger zijn werk kan doen. Door storing naar een onhoorbaar gebied te samplen, hoeft het filter veel minder steil te filteren, waardoor er weer minder vervorming optreed. En dat is natuurlijk erg prettig. Want minder vervorming betekent: meer muziek. Toch? Ja, in theorie wel. Maar toch… onze oren zeggen iets anders. Wellicht zijn de filters ook beter geworden in de loop der jaren?

Progressie

Nu moeten we niet te zuur gaan worden. Upsamplingchips zijn wel steeds beter geworden en we hebben voorbeelden van (vaak dure) dacs gehoord die het heel aardig doen. Dacs waarbij het verschil tussen bitperfect en upsampling nauwelijks hoorbaar was. Waar het zelfs een kwestie van smaak is en niet meer een kwestie van beter of slechter. Echter: in veel gevallen is bitperfect gewoon ‘the way to go’.

En dat geldt ook voor software die kan upsamplen. We krijgen vaak vragen over hoe sofware ingesteld moet worden. En we hebben laatst nog een interessante mailconversatie gehad met een lezer die met j River werkt in combinatie met een Calyx-dac. Hij was in de veronderstelling dat 24 bit / 192 kHz beter is. Kortom: alles stond op 24 / 192. En dat is vrij logisch gedacht. Nadat we hem hadden aangeraden dat het in stand houden van de originele bit / samplingrate beter is, heeft hij alles teruggezet. En warempel: het klinkt een stuk beter. Leuk om te horen!

Cijferoorlog

m2tech-384

384 kHz… waarom? Er is nog geen bronmateriaal (in ieder geval nog bijna niet)!

Maar… zoals dat ook bij camera’s het geval is, gaat het in de audio nu ook om de hoogste cijfertjes. Hoger is beter, toch? Nee dus. Meer watts is niet altijd beter. En upsamplen naar krankzinnige waarden is ook niet beter. Het kan ook niet beter dan het origineel, dus waarom zou u in een hogere bitrate afspelen dan het origneel? Omdat het kan? Ons advies: gebruik uw verstand en uw oren… Die bedriegen u niet!

Conclusie

We proberen zaken altijd zo nuchter mogelijk te bekijken bij Alpha Audio. En we proberen ook onze ervaringen te delen. Natuurlijk zit er soms een stukje mening in (dat kan ook niet anders: we zijn gewoon mensen). Mocht u verfrissende ideeën hebben over dit onderwerp (en die zijn er vast), dan horen we het graag! Onze mening over upsamping: het is niet beter… speel bitperfect als het kan!

  • Aan cd’sWerd altijd al noise toegevoegd, het halt simpelweg de pieken eruit en gedaan bij 48kHz en later na 41 gegooid, maar het heeft in zoverre een positief effect dat de svherpe kantjes eraf gaan, de reden waarom sommige mp3 cd best goed klinken, vooral bij goedkope cd spelers: ,maaar dsd is is jezus oud en upsampling is doelloos, welke techniek je ook gebruikt… . Je hebt gewoon een bron in abx gespampled nodig en downsampled naar pcm voor cd users,of was het aff….ach Een normale goede cd en goedeplayer geeft een goed geluid. De vraag is meer, hoeveel uit te geven aan een nieuwe cd speler?,afgezien van iedereen welke hem tweakt. En dezelfde vraag voor streaming devices, welke als mede desktop a ka goed, die externe zooi niet nodig hebben, buiten een interne dure kaart

  • Goed verhaal. Helemaal mee eens! Het is inderdaad echt niet zo dat hoge cijfers of prijzen een product ook werkelijk goed laten klinken. Maar vooral dat laatste: je oren bedriegen je niet, is waar daar wordt te weinig bij stil gestaan denk ik. Gewoon goed luisteren naar wat in je eigen kamer maar ook bij de rest van de set gewoon goed klinkt.

    Zelf ben ik onlangs van een NOS DAC weer naar UPSAMPLE DAC gegaan. En dit geval toch echt alleen door op mijn oren af te gaan. :-)

    Zo zie maar… Beide systemen kunnen goed klinken.

  • Even los van de wiskundige-discussie….
    Toch is het zo dat niet de minste fabrikanten al jaren in vele apparatuur gebruik maken van SRC-chips of een DSP aanvulling daarvan, zoals o.a Musical Fidelity & TEAC & Cambridge Audio en andere minofmeer exotische DAC’s.
    Maar Rega doet dat dan weer niet maar geeft wel een berg keuzes omtrent de filters.
    (vele blijken de standaard instelling te laten staan want horen toch geen verschil) [?]
    Dus… zijn die fabrikanten niet goed bezig en/of slecht ingelicht?? ;-)

    (ben zelf van CA DacMagic naar Schiit Bifrost gegaan, en klinkt net ff mooier ja)

    • Ik denk dat fabrikanten prima weten wat ze doen, maar ook veel op safe spelen. Veel consumenten kijken naar cijfers. En hoger is vaak beter. Immers: een auto met 200 PK is (vaak) sneller dan een model met 100 KG, er vanuit gaande dat het gewicht gelijk is. En een versterker met 200 watt heeft vaak meer controle dan een model met 20 watt. Maar zoals vaak zitten er ook addertjes onder het gras. Veel vermogen is niet altijd muzikaler. En hoewel hogere samplingrates voordelen hebben, is het ook niet altijd beter. Je kan zaken verliezen, zoals ik in het verhaal heb gezegd.

      Je zegt zelf al dat de Shiit beter klinkt. Deze fabrikant doet niet aan upsampling… en waarschijnlijk klinkt hij daardoor toch wat beter dan de DagMagic. Al kan dat ook aan andere zaken liggen. Ik hoop er ooit eentje open te kunnen maken… :).

  • ik ben geen techneut maar ik denk dat ik gedaan heb wat Vincent aanhaalt, de dsp de upsampling laten uitvoeren, de dac speelt wat je ‘m ‘doorgeeft’.
    In deze was dus mijn ervaring inderdaad, en wat ik niet verwacht had, door dsp op source bitdeph en 44.1Hz te zetten er meer detail, lucht en 3D was.
    Daarnaast had ik nog ’t probeem dat hij op 24/192hz bij het afspelen het begin vn het liedje ‘vergat’. Is dus ook opgelost.

    • Dat Patrick,

      Klopt, de stuurt nu het origineel in en laat de dac de rest doen. Mijn ervaring: dat klinkt beter. En volgens mij vind jij het dus ook mooier! Jij hebt toch een Calyx-dac? Ik ken de specs niet, maar kan goed zijn dat die wel bitperfect kan spelen. En zo-niet… het klinkt toch beter! :)

  • De reden waarom fabrikanten begonnen zijn met upsampling dacs was het feit dat chip fabricage allemaal naar cmos ging. Om een klassieke dac met een laddernetwerk te ontwerpen met weinig vervorming moet de matching van de weerstanden erg goed zijn. Dit is/was duur en lastig in cmos. Andere technieken op basis sigma delta waren eenvoudiger zonder de matching problemen. Echter nu was de aliasing ruis te slecht. Upsampling verplaats de ruis naar een hogere freg gebied. Dit is idd beter te filteren.
    Naar mijn mening is het hele upsampling ontstaan uit het verbeteren van kosten en opbrengst van chips. Andere technieken zouden net zo goed kunnen zijn als chip fabrikanten hun fabricage zouden richten op mixed signal ontwerpen en niet digitaal.

    Groet..
    Snap er niks van..

    • Beste ASM,

      Grappig. Ik las toevallig een review van de Philips 1000 loopwerk / Dac. De gebruikte dacs (TDA1541) werden gematcht, omdat inderdaad de transistors afwijkingen konden hebben (er zaten trouwens 512 transistors in één dac). Er waren drie versies van de TDA1541: één voor instap-segment (die hadden een vrij hoge afwijking), één voor normaal gebruik (binnen marge) en één voor high-end. Die hadden nagenoeg geen afwijking. De laatste kreeg een kroontje gestempeld. Maar zelfs die hebben nog afwijkingen. “A small proportion of DACs meet a more stringent performance standard, having a DLE of less than 0.5 LSB for bits 1?7, less than 1 LSB for bits 8?15, and less than 0.75 LSB for bit 16; these are termed the “S” grade and are stamped with a small crown.”

      Nu vraag ik me dus af: wat zijn de afwijkingen in de nieuwe modellen? Heeft een Delta Sigma-dac geen afwijkingen? Of is die verwaarloosbaar? En is die ruis niet gewoon met oversampling (wat de samplingrate dus met een meervoud van het origineel verhoogd) te verplaatsen om alsnog gemakkelijker te kunnen filteren?

  • Even een zeer voor de hand liggende constatering: heb je een upsampling DAC dan upsampled hij. Je kunt dus bit perfecte data voeren wat je wilt, hij upsampled. Punt

    De meeste DACs (chip) zijn 24 bit. Hij moet dus een 24 bits sample krijgen.
    8 zero bytes toevoegen aan 16 bits source noem ik geen upsampling.
    Je verandert ook niks aan de waarde van de source, je schuift hem 8 postities op richting de MSB.

    Bij een up-sampling DAC wordt alles naar een vaste sample rate geconverteerd.
    Dat is meestal een kwestie van Asynchrone Sample Rate Conversion.
    ASRC is een vrij effectieve techniek om input jitter te reduceren.
    Het kan dus voordelen hebben om deze techniek te gebruiken.

    De DSP achter ASRC is vrij complex en de meeste DSP chips zijn geen helden qua power en precisie.
    Een leuk experiment kan zijn: heb je een DAC die up-sampled naar 24/192, laat dan de PC (b.v. JRiver) de upsampling uitvoeren. Het is denkbaar dat dit een ander en mogelijk beter resultaat geeft.

    Een ding mogen duidelijk zijn, je kunt je data bit perfect aan de DAC aanbieden, daarna kan er nog een vloot aan manipulaties in de DAC zelf plaats vinden.

    • Dag Vincent,

      Ik had al een reactie van jouw kant verwacht :). Het aantal bits verhogen zal ook niet de moeite zijn. Het gaat me meer om de rekenfouten van 44,1 kHz – wat toch de meest gebruikte samplingrate is – naar 48 / 96 of 192 kHz. Mijn ervaring is dat het er niet beter op wordt. Zeker niet als het door software op een pc gedaan wordt. Maar goed: dat zijn mijn oren.

      Over jitterreductie: ik heb vaker gehoord dat het jitter reduceert. Maar hoe zit dat precies? Komt dat doordaar de dac intern gaat herklokken?

      • Dag Jaap

        Beter of slechter, het hangt er vanaf hoe het geïmplementeerd is.
        MS heeft een reputatie te verliezen (of beter te winnen) op dat gebied, de Kmixer (deed het in integer) is hopeloos, Vista/Win7 zijn beter maar ook niet perfect.
        MS gebruikt lineaire interpolatie. Dat is lekker snel maar ook weinig accuraat.
        In deze link vind je wat voorbeelden van de rampen die SRC kan aanrichten
        http://thewelltemperedcomputer.com/KB/SRC.htm

        Kijk ook even naar de voorbeelden van Uli Brueggemann, zeer leerzaam

        ASRC is een noise shaping techniek.
        Je maakt een soort buffer in software die op elk moment door de clock van de DAC kan worden uitgelezen (asynchroon dus). De clock kan dus op een vaste snelheid lopen omdat je hem ontkoppelt van de bron. Daardoor heb je geen last meer van input jitter.
        De wiskunde er achter gaat mijn pet echter verre te boven.
        http://www.iet.ntnu.no/courses/fe8114/slides/upsanddownsofasrc.pdf

        De summary vat het goed samen, het reduceert jitter maar is erg complex en kan vervorming introduceren.

        • Dag Vincent,

          Ik heb van Guido Tent ook begrepen dat SRC inputjitter reduceert. Maar mijn ervaring is dus – met name met software – dat SRC helemaal niet beter klinkt. Als ik j River (toch één van de betere pakketten) alles laat omzetten naar 24 / 192 dank klinkt het aanzienlijk minder goed dan als ik de samplerates origineel laat. Zowel bij de b-Dac is dat het geval, als bij de NAD M51 (die overigens wel écht bitperfect kan spelen). Nu zijn dit maar twee voorbeelden, maar het valt me gewoon op. Ook bij sommige dacs waar je de samplingrate kan instellen, hoor je verschillen. Vaak is hoger niet beter. Wellicht meer fouten / vervorming naarmate je hoger gaat?

          Dank voor de links. Ik ga het even doornemen. Mijn wiskunde is Havo-5 niveau, dus dat geeft weinig hoop.

  • Geef een reactie

    XHTML: U kunt deze tags gebruiken: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>


    Gerelateerde items? Zie ook: