Technische Beschreibung Oversampling / Abtastratenerhöhung - T+A PDP 3000 HV User Manual

Technische Beschreibung
Oversampling / Abtastratenerhöhung
Oversampling Digitale Audiodaten einer CD z.B. sind mit einer Abtastrate von 44.1 kHz
gespeichert – d. h. für jede Sekunde Musik stehen 44100 Abtastwerte pro
Kanal zur Verfügung. Im PDP 3000 HV werden die Audiodaten, bevor sie im
D/A Wandler in analoge Musiksignale zurück verwandelt werden, zunächst auf
eine höhere Abtastrate (352,8 kHz) „hochgerechnet". Durch dieses Verfahren
wird dem Wandler ein sehr viel besseres, feiner abgestuftes Signal zur
Verfügung gestellt, das dann auch entsprechend genauer gewandelt werden
kann. Die Abtastratenerhöhung ist ein rechnerischer Prozess, für den es eine
ganze Reihe unterschiedlicher mathematischer Verfahren gibt. In fast allen
digitalen Audiogeräten, die die Vorteile der digitalen Abtasratenerhöhung
(oftmals als „Oversampling" oder auch „Upsampling" bezeichnet) nutzen, wird
zu diesem Zwecke das sogenannte FIR-Filterverfahren eingesetzt. Bei 
wird seit nun über zehn Jahren daran geforscht, den Prozess der
Abtastratenerhöhung weiter zu verbessern, denn das FIR Standardverfahren
hat neben seinen unbestreitbaren Vorteilen auch einen Nachteil: es fügt
impulsartigen Musik-signalen kleine Vor- und Nachschwinger hinzu. Bei 
wurden nun mathe-matische Verfahren entwickelt (sogenannte Bezier-
Polynom-Interpolatoren), die diese Nachteile nicht haben. Sie klingen daher
nochmals besser und natürlicher als das gebräuchliche Standardverfahren. Da
die von uns einge-setzten Rechenverfahren wesentlich aufwändiger und
komplexer sind als das Standardverfahren, kommt im PDP 3000 HV ein
leistungsfähiger digitaler Signal-prozessor (DSP) zum Einsatz, der mit höchster
Präzision (56 Bit) und nach speziellen  Rechenalgorithmen die
Abtastratenerhöhung vornimmt. Der von uns eingesetzte frei programmierbare
DSP ist in der Lage, die Abtastraten-erhöhung nach beliebigen
Rechenverfahren durchzuführen. Wir haben daher im PDP 3000 HV neben
dem reinen Bezierverfahren (Oversampling 4) noch ein etwas abgewandeltes
Bezier-Verfahren (Oversampling 3) sowie eine Variante des
Standardverfahrens (Oversampling 2) realisiert. Nähere Erläuterungen zu den
vier verschiedenen Verfahren finden Sie im nachfolgenden Abschnitt. Sie
können zwischen den unterschiedlichen umschalten und selbst entscheiden,
welchem der Ansätze Sie den Vorzug geben.
Oversampling 1 (Standard FIR Filter)
Das lange FIR Filter ist das Standard Oversamplingverfahren der Digitaltechnik
mit extrem linearem Frequenzgang, sehr hoher Sperrdämpfung, linearer Phase
und konstanter Gruppenlaufzeit. Nachteilig sind die dem Signal hinzugefügten
Vor- und Nachschwinger. Durch diese „Zeitbereichsfehler" verliert das
Musiksignal an Natürlichkeit, Dynamik und Präzision. Die räumliche Ortbarkeit
nimmt ab.
Frequenzgang und Einschwingverhalten des langen FIR-Filters
34