SACD’s omzetten naar PCM 24bit 176.4KHz. Zin of onzin?

Super Audio CD (SACD)

Voorpagina 1Sony en Philips introduceren in 1999 de door hun gezamenlijk ontwikkelde “Super Audio CD” (SACD) als de volgende generatie in audioweergave en als de gedoodverfde opvolger van de CD. Het verschil met de dan al 16 jaar oude CD zit ‘m in een aantal zaken als: opslagcapaciteit, opslagmethodiek, sample frequentie, frequentie response en dynamic range. Al deze zaken komen verderop in het artikel nog ter sprake.

Vanaf de ontwikkeling van de SACD speler is een slot op de digitale uitvoer gezet om hoge resolutie kopieën te voorkomen. Dit resulteerde in afgeschakelde delen van de chipset als de SACD laag beluisterd werd, waardoor er geen signaal op de digitale uitgangen aangeboden werd.

Tot voor kort was het (bijna) niet mogelijk om de DSD-laag van een SACD digitaal van het schijfje naar de harde schijf van een PC te transporteren en vandaar af te streamen. Dit alles vanwege het aangebrachte ‘watermerk’, wat in feite niet meer is dan encryptie van de data. Alleen m.b.v. een chip van Sony of Philips, was het mogelijk om de data te decoderen.

Anno 1999

scd1frontbigDe eerste SACD speler in 1999 is het SCD1 vlaggenschip van Sony, snel gevolgd door bijna even kostbare zware apparaten van Marantz (destijds een volle dochter van Philips). Later komen er weliswaar goedkopere spelers, maar die lieten de klankmatige voordelen van de SACD ook steeds minder geprononceerd doorklinken…

Marantz SA-1De SACD is nooit echt mainstraim geworden, maar een aantal audiofiele labels als Analogue Productions en MFSL,brengen met regelmaat nieuwe releases uit. In Japan is de situatie tot op de dag van van vandaag veel rooskleuriger en is de zogenaamde ‘SHM SACD’ erg populair met albumreleases die we in Europa nooit mochten meemaken. Saillant detail: de brandnieuwe en geweldig goed klinkende Remasters van Queen, zijn in Europa en de USA op CD uitgebracht, terwijl in Japan de hele serie in het SACD format mag verwelkomen.

SACD data wordt publiek beschikbaar

Het door Sony uitbrengen van een Playstation3 met ingebouwde SACD speler, een aantal jaren geleden, opende de deur voor een aantal techneuten om de, tot aan dat moment goed beschermde, SACD-data beschikbaar te maken voor het publiek. Zij zagen kans om de firmware van de PS3 dusdanig aan te passen, dat het met behulp van software mogelijk werd om een ISO image te maken van deze audio schijfjes.

In eerste instantie kwamen deze ‘geripte’ SACD’s op Internet beschikbaar als kant-en-klare 24bit/88.2kHz albums. Vanwege het steeds breder beschikbaar komen van technologische ontwikkelingen op het gebied van DAC’s, kwam al snel ook 176.4kHz in zwang. Sindsdien worden er discussies gevoerd of het wel zin heeft om deze SACD images om te zetten naar hoog resolutie PCM bestanden met een sample frequentie van 176.4KHz.

Omdat ik er zelf ook mee heb zitten worstelen, ben ik wat dieper in de materie gedoken. Om een antwoord te kunnen geven hoe zinvol conversie van DSD naar 176.4KHz PCM is, is het van belang om te begrijpen hoe DSD en PCM zich tot elkaar verhouden.

DSD is de afkorting van Direct Stream Digital en is een methode die beschrijft hoe het analoge signaal is vastgelegd in het digitale domein. De oorsprong van deze opslagmethodiek ligt bij Sony en was bedoeld voor het archiveren van master tapes, met als achterliggend idee dat deze tapes niet het eeuwigdurend leven hadden.

Hoe zit DSD in elkaar?

Eenvoudig gesteld is DSD een 1 bit signaal, wat betekent dat elk bit een representatie is (een sample) van een gemeten staat van de amplitude van een geluidsgolf op een bepaald moment in de tijd. Omdat een bit maar 2 mogelijke waardes heeft, vertelt elk bit in een DSD-datastroom of de amplitude van een geluidsignaal hoger of lager was dan het voorgaande sample. Omdat er geen mogelijkheid is om aan te geven hoeveelhoger of lager de amplitude is, zijn er enorm veel samples nodig om het signaal precies te beschrijven.

DSD maakt gebruik van oversampling die 64x hoger is dan die van een CD (2822kHz versus 44.1kHz) De factor 64 is niet toevallig gekozen. Het is een macht van twee, wat betekent dat het relatief eenvoudig is om vanuit typische PCM sample frequenties, zoals 44.1 en 88.2kHz, te upsamplen naar DSD (en visa versa).

DSDIs dit van belang voor het beantwoorden van onze vraag?

Ja, want de kwaliteit van geluid wordt bepaald door de accuraatheid van het signaal in het tijddomein!

Pagina's: 1 2

Over Peter Gelder

Peter Gelder is een enthousiast zelfbouwer van buizenversterkers. Daarnaast is hij actief in de weer met streaming audio. Het liefst in een zo hoog mogelijk resolutie.

Reacties

  1. Beste Peter
    Naar aanleiding van jouw melding dat CD slechts 96 dB dynamiek haalt is niet juist. Door het LSB (least significant bit ) te moduleren kan een verticale resolutie van ongeveer 110 tot 120 dB worden gehaald afhankelijk van de toegepaste techniek. Er bestaan een paar typen algoritmen die dat kunnen verwezelijken maar is het toevoegen van een 1/3 LSB ruis een gebruikte methode en staat bekend als dither. Deze dither wordt aan de opnamezijde toegevoegd. Het resultaat is dat een signaal wat op de grens ligt waarbij het onderste bit moet omklappen, door de ruis geholpen wordt. Eén en ander gaat te ver om dit hier goed uit te leggen overigens. Het resultaat is een pulsbreedte gemoduleerd signaal wat na het analoge filter zich gedraagt als een analoog signaal.

    Slimmere Algoritmes zetten bijvoorbeeld bij 24 bits opnamen die geconverteerd moeten worden naar CD, de onderste 8 bits om naar een signaal wat het LSB van het 16 bits signaal wederom laat moduleren. Een oudere ontwikkeling was het z.g. Super Bit Mapping van Sony en waarbij een vergelijkbaar resultaat werd geboekt en claimde men hiermee een dynamiek van 120dB. Omgerekend is dat een resolutie van 20 bits. Het is onder andere hierdoor dat een gewone CD subliem kan klinken even aangenomen dat de opnametechnicus zijn uiterste best heeft gedaan het éé en ander goed te registreren.

    Met vriendelijke groet,

    Cees Ruijtenberg

    Metrum Acoustics / All Engineering

    • Beste Cees,

      Bedankt voor je reactie en uitgebreide uitleg. Je zult ongetwijfeld gelijk hebben, maar ik heb mijn verhaal gebaseerd op zaken waar ik kennis van het en die verifieerbaar zijn op basis van niet discutabel bronmateriaal. Mijn melding waar je over schrijft is een tabelletje uit een .pdf die je terug kunt vinden op de site van Sony. Als je met Google zoekt op:
      “Sony: Super Audio CD DSD Decoder Pdf” dan vind je daar het betwiste tabelletje terug op de eerste pagina.

      Met vriendelijke groet,

      Peter Gelder

Laat wat van je horen

*