DSD und PSM Dateien – Roon
Auf dieser Seite:
Warum DSD manchmal in PSM Umgewandelt wird
Welche Einstellungen gibt es dazu und warum
Umwandlung in PCM
Roon ist in der Lage, DSD-Dateien zu lesen und DSD auf Audiogeräten abzuspielen, aber es gibt viele Situationen, in denen etwas, das als DSD begann, zu PCM wird, bevor es das Audiogerät erreicht. Dieser Artikel soll helfen, einen Einblick in die Gründe zu bekommen, warum dies passiert. Wie bei vielen anderen Aspekten der Audioverarbeitung in Roon ist das Signal Path Feature ein guter Weg, um zu verstehen, was vor sich geht.
Geräte müssen DSD unterstützen, um DSD abzuspielen
Roon unterstützt die DSD-Wiedergabe auf Roon Ready-Geräten, Audiogeräten, die direkt mit Roon verbunden sind, Roon Server oder Roon Bridge, HQPlayer und der Logitech Squeezebox Touch (wenn das EDO-Plugin verwendet wird). Jedes Audiogerät spiegelt Roon eine Reihe von Fähigkeiten vor. Wenn Roon der Meinung ist, dass das Gerät DSD nicht abspielen kann, werden DSD-Inhalte während der Wiedergabe in PCM umgewandelt. Wenn Sie einen Signalpfad wie diesen sehen, bei dem das Einzige, was passiert, die DSD->PCM Konvertierung und (möglicherweise) eine anschließende Sampleratenkonvertierung ist, ist es fast sicher, dass Roon konvertiert, weil er nicht glaubt, dass Ihr Gerät DSD direkt verarbeiten kann:
Geräte müssen für die Wiedergabe von DSD konfiguriert sein
Für Audiogeräte, die mit Roon, Roon Server oder Roon Bridge verbunden sind, ist es wichtig, dass sie das können:
Wenn eine Exklusivmodus-Einstellung verfügbar ist, ist sie aktiviert.
Die “DSD-Wiedergabestrategie” ist auf “Nativ”, “DSD über PCM v1.0 (DoP)” oder “Initial dCS Method” eingestellt, je nachdem, was Ihre Hardware unterstützt.
“Die DSP-Lautstärkeregler sind deaktiviert.
Wenn Sie einen Roon Ready USB oder eine Digital Bridge verwenden, vergewissern Sie sich, dass die DSD-Unterstützung in der Einrichtungsoberfläche des Produkts aktiviert ist. Manchmal ist dies eine Webseite oder eine iOS/Android-App. Bei Roon Ready Bridge-Geräten ist zu beachten, dass in einigen Fällen die Aktivierung einer Software-Lautstärkeregelung die DSD-Fähigkeiten auf diesem Gerät deaktiviert.
DSD und DSP
Die DSD-Darstellung eines Audiosignals ist für die digitale Signalverarbeitung nicht besonders geeignet. Es ist zwar technisch möglich, Audiosignale mit DSD-Raten zu verarbeiten, doch ist dies sehr verarbeitungsintensiv und bringt eine Reihe von Kompromissen und Komplexitäten mit sich. Dieser Artikel ist ein guter Ausgangspunkt für eine technische Einführung in einige der damit verbundenen Aspekte. Daher unterstützt Roon derzeit keine direkte Verarbeitung von DSD-Signalen – wenn die Verarbeitung angefordert wird, beginnt Roon mit der Umwandlung von DSD in eine extrem hochauflösende Form von PCM namens DXD. In Roons Verarbeitungs-Engine hat der 64-Bit-DXD-Stream die gleiche Datenrate wie ein DSD512-Stream – es gibt also genügend Auflösung, um eine tadellose Qualität zu gewährleisten. Roon ist mit dieser Wahl nicht allein – DSD-Inhalte werden aus den gleichen Gründen sehr oft in einer DXD-Umgebung gemischt/gemastert, und die meisten anderen Software-Player verarbeiten DSD nicht direkt. Wenn Sie daran interessiert sind, DSD-Inhalte von Roon zu verarbeiten, ohne DSD zuerst in DXD zu konvertieren, können Sie Roon mit HQPlayer verwenden – einer externen Software, die auf diese Art der Verarbeitung spezialisiert ist.
DSP-Funktionen erfordern oft eine Konvertierung von DSD nach PCM
Unter der Annahme, dass Ihr Gerät DSD unterstützt, ist der häufigste Grund für eine DSD-PCM-Konvertierung, dass eine Verarbeitung stattfindet. In allen Fällen sollte es möglich sein, mit der Signalpfadfunktion von Roon zu sehen, was vor sich geht. Die Funktionen, die am häufigsten eine DSD/PCM-Umwandlung verursachen, sind
Lautstärkeanpassung
Überblendung
DSP-Engine
Heruntermischen
In diesem Fall findet die DSD-zu-PCM-Konvertierung beispielsweise statt, weil Volume Leveling aktiviert wurde:
Und in diesem Fall erfolgt die DSD-zu-PCM-Konvertierung,
weil der parametrische Equalizer in der DSP-Engine dieser Zone
konfiguriert ist:–>
Falls gewünscht, kann Roon DSD-Inhalte verarbeiten und als DSD ausgeben.
In diesem Signalpfad wird eine DSD64-Spur mit dem parametrischen Equalizer bearbeitet, bevor die endgültige Ausgabe im DSD256-Format erfolgt. Dies wurde durch die Auswahl des DSD-Ausgangs im Abschnitt “Sample Rate Conversion” der “DSP Engine” erreicht. Signalpfade wie dieser erfordern eine leistungsstarke CPU.
DSD zu PCM Einstellungen
Roon unterstützt eine Reihe von Einstellungen, die sich auf die DSD-zu-PCM-Konvertierung beziehen. Dies ist eine technische Erklärung, was sie tun und warum sie benötigt werden. Sie finden die DSD zu PCM Einstellungen unten auf der Registerkarte Audio in Roons Einstellungsfenster.
DSD-zu-PCM-Verstärkung
Die meisten DSD-Inhalte werden von einem DXD-Master erzeugt. DXD ist PCM mit 32bits/384kHz oder 32bits/352.8kHz. Dieses PCM-Signal wird über einen Prozess namens Sigma-Delta-Modulation in ein DSD-Signal umgewandelt.
Einer der Kompromisse bei der Entwicklung von Sigma-Delta-Modulatoren ist das Management der mathematischen Instabilität. Sigma-Delta-Modulatoren verwenden Rückkopplungsschleifen (oder Vorwärtsschleifen), die instabil werden können, wenn das Eingangssignal zu laut ist.
Eine der häufigsten praktischen Maßnahmen zur Vermeidung von Instabilität ist die Begrenzung der Amplitude des Eingangssignals. Die Scarlett Book (SACD)-Spezifikationen schreiben sogar vor, dass das Eingangssignal auf -6 dBFS (d. h. 6 dB weniger Dynamikumfang als das Originalsignal) begrenzt werden muss.
Dies hat einen Nebeneffekt: Wenn Sie eine CD und eine SACD nebeneinander auf demselben Transportmittel abspielen würden, unter der Annahme, dass das Transportmittel nichts unternimmt, um die -6dB-Anpassung zu kompensieren, die während des Authorings stattgefunden hat, würde die SACD 6dB leiser herauskommen.
Roons Standardeinstellung ist es, diese -6dB-Anpassung bei der Konvertierung von DSD nach PCM umzukehren. Dies sollte die Lautstärkeunterschiede kompensieren, die während des Authoring-Prozesses entstanden sind, und ermöglicht es DSD-Inhalten, den vollen Dynamikbereich der resultierenden PCM-Samples auszunutzen.
Das ist großartig für alle Inhalte, die während des Authoring-Prozesses richtig eingestellt wurden. Leider gibt es aber auch Inhalte, die nicht richtig erstellt wurden. Wenn Sie bei einigen Ihrer Inhalte Clipping hören, sollten Sie die 6dB-Einstellung auf 3dB oder 0dB reduzieren und sehen, ob es besser wird.
DSD zu PCM Filter
Der größte Teil der Energie in einem DSD-Signal besteht aus hochfrequentem Rauschen (meist oberhalb von 30kHz). Dieses Rauschen ist eine implizite Folge der Kodierung des Signals in einen 1-Bit-Stream (d. h. die Datei verschwendet keine Bits, um es darzustellen, sondern es ist der DSD-Darstellung inhärent). Dies erfordert einige Änderungen in der Art, wie wir über die Signale denken.
DSD-DACs sind darauf ausgelegt, das “Richtige” mit DSD zu tun und ein vernünftiges analoges Signal auszugeben, das nicht mit hochfrequentem Rauschen gefüllt ist.
Wenn ein DSD-Signal auf PCM heruntergetastet wird, bleibt ein Teil des hochfrequenten Rauschens in der PCM-Darstellung erhalten. Diese PCM-Darstellung ist zwar mathematisch genau, aber es ist nicht schön, sie an einen PCM-DAC oder an Ihre analogen Geräte zu senden.
In vielen Fällen wird der DAC oder eine nachgeschaltete Komponente das Rauschen ohnehin herausfiltern. In anderen Fällen kann der Klang beeinträchtigt werden oder es können hörbare Artefakte entstehen. In anderen Fällen kann das Rauschen Ihren Verstärker/Lautsprecher erreichen, der nicht für diese Art von Rauschen ausgelegt ist. Im Extremfall kann es zu Hardware-Schäden kommen.
Das brachte die Entwickler auf die Filtereinstellungen:
Mit diesen Einstellungen können Sie einen langsam ablaufenden IIR-Tiefpassfilter auf das Signal anwenden. Es handelt sich dabei um sanfte Filter, die eine sehr gute Impulsantwortcharakteristik haben, um das DSD-Signal nicht zu beeinträchtigen. Diese Filter dämpfen das hochfrequente Rauschen.
Der 24-kHz-Filter führt zu einer Frequenzgangcharakteristik, die fast garantiert, dass Ihr PCM-Gerät nicht beeinträchtigt wird, aber das bedeutet, dass der Filter ziemlich nahe an der Grenze der menschlichen Frequenzwahrnehmung liegt. Dies ist eine konservative/sichere Einstellung.
Der 30-kHz-Filter ist der beste Kompromiss, er ist die Standardeinstellung in Roon und wird von Roon für die meisten Benutzer empfohlen. Diese Einstellung entfernt fast das gesamte Rauschspektrum in DSD und lässt gleichzeitig etwas Raum zwischen dem, was wir hören können, und dem Filter selbst.
Der 50kHz-Filter bewahrt deutlich mehr Rauschen (vor allem bei der DSD64-Wiedergabe), aber es ist noch unwahrscheinlicher als der 30kHz-Filter, dass der Frequenzgang hörbar beeinträchtigt wird. Das bedeutet nicht, dass er “besser” ist. Es ist möglich, dass dieser Filter bei einigen Geräten schlechter klingt als der 30k-Filter, je nachdem, wie das Gerät auf das HF-Rauschen reagiert.
Disclaimer: Die DSD-PCM-Konvertierung ohne Filter wird NICHT EMPFOHLEN, es sei denn, Sie sind sich zu 100 % sicher, dass ein anderes Tiefpassfilter in Ihrem Setup denselben Zweck erfüllt.