Cabluri audio de toate felurile - what's your poison ?

Evident că nu trebuie să înghițim ca guguștiucii tot ce se pune pe YouTube. De aceea avem fiecare creier, de aceea facem școală (inclusiv discipline cică inutile - ca o paranteză, am văzut un sondaj pe LinkedIn dacă le-a trebuit oamenilor matematică pentru îndeplinirea sarcinilor de muncă, complet caraghios, ridicol), să analizăm informațiile cu care venim în contact înainte de a le accepta și a ne baza pe ele în luarea de decizii.

Pai hai sa vedem de ce testul facut este corect si relevant.
In primul rand totul a incept de faptul ca se aud diferente si a vrut sa arate prin masuratori ca exista diferente, nu sunt iluzii.
Este relevant pentru ca a masurat rezultatul final, audibil, nu pachete date, nu semnale, sinusoide, adica chestii irelevante.
Este ceea ce se percepe in final, nu sunt masuratorile ale lui Amir care dupa ce face zeci de grafice unde apar diferente mari intre produse, trage concluzii ca problemele detectate la unele nu sunt audibile ... dar clasifica produsele dupa masuratorile sale, absolut aberant.

Apoi indiferent de metodologie a existat doar o variabila: cablul USB, nimic altceva nu s-a schimbat la masuratori.
A existat si verificarea care a confirmat ca semnalul revers pe acelasi cablu se anuleaza perfect.Apoi diferentele masurate intre cabluri sunt unice, nu apare un patern comun care ar putea fi indus de alt element fix al sistemului.Daca mergea cu analiza mai departe ar fi putut interpreta ce modificari aduce fiecare cablu(ce apare in plus sau minus) fata de generic dar din pacate concluziile ar fi fost limitate la sistemul sau, in alte sisteme nu ar fi valabile.
Bine toate astea sunt ca sa existe si demonstratie stiintifica, diferentele audibile oricum sunt, dar nu pentru oricine.

A aparut Amir in schema, deci e clar discutia s-a dus pe campii.
Eu unul macar stiu ce nu stiu.
Vorba lui JLP, care aveti timp sa faceti filozofia cablului pe Youtube...

FC72, pe 22 aprilie 2024 - 09:20, a scris:

Eu nu am sesizat diferenta audibila ( si inca aud destul de bine ) intre un cablu USB de la un scanner Canon, cu certificare USB 2.0 si un QED, deasemenea cu certificare si ceva ulei de sarpe prin el.
In schimb am sesizat diferente intre ele si ceava pocnitori chinezesti, foarte estetice - cabluri matlasate... dar...  foarte subtiri. Am si taiat de curiozitate unul ca na... era ieftin. Doar unul din fire - de 5V era mai gros, celelalte erau extrem de subtiri si... albe...

Masuratori, teste... chiar nu ma intereseaza. Daca se aud bine, nu mai conteaza.

Cum naiba sunt pachetele de date irelevante? Păi ce intră în DAC, îngerași cu aripioare, nu pachete de date? În momentul în care amestecăm digitalul cu conversiile și cu analogicul în măsurare, nu se mai știe care este sursa diferențelor. Plus că nu vă explicația de ce diferența e semnal muzical și nu zgomot.

Altă chestie, ori nu suntem în stare să fim atenți pe durata întregului clip YouTube, ori nu înțelegem limba engleză. S-a anulat perfect semnalul cu inversul lui direct din fișier în Audacity, nu trecut prin buclă. Daca suntem atenți mai mult de 10 secunde, observăm că și pe cablul „șerpos” apare o diferență (de unde „științificul” trage concluzia că orice cablu alterează informația digitală, indiferent de cantitatea de ulei).

Altfel, da, am observat, nici știința nu este pentru oricine.

Edited by Jean-Luc_Picard, 22 April 2024 - 11:28.

N-am zis ca nu sunt relevante, am zis doar ca nu ma intereseaza, atata vreme cat se aude bine.
Daca as avea studio de inregistrari m-ar interesa si masuratorile.

Dar ascult muzica de placere, nu o analizez nota cu nota sa vad daca e reprodusa la "bit" ca aia nu ar mai fi muzica ci durere de cap.

eiffel, on 22 aprilie 2024 - 11:36, said:

Nu era vorba despre tine.

Și să vă mai explic un motiv pentru care metoda youtuber-ului, care implică a face conversii de la digital la analogic și invers, este un bullshit total. Problema este că nu există nicio modalitate, cel puțin cu aparatura folosită de el, de a fixa momentul începerii eșantionării.
1. Dacă eșantionăm fix același semnal de la momente de start aleatorii în timp, obținem seturi diferite de eșantioane, deși reprezintă fix același semnal. Compararea directă a valorilor digitale nu va funcționa. Vezi poza 1.
2. Dacă reconstituim fix același semnal din seturi de eșantioane obținute decalat în timp, semnalele în oglindă adunate nu vor avea rezultat zero (semnalul reconstituit începe de la momentul primului eșantion). Vezi poza 2.
Nu este suficient să dai unui idiot aparate de măsurare, dacă nu va ști cum să le utilizeze corect, nu vei obține rezultate care să aibă vreo valoare.

Edited by Jean-Luc_Picard, 27 April 2024 - 08:07.

Pentru a nu se spune că doar critic ceea ce fac alții, dar eu nu fac nimic, m-am gândit să recreez experimentul de mai sus, dar în condiții corecte. Primul pas a fost să creez un lanț pur digital (pe cablu USB nu circulă semnal analogic, deci nu ne trebuie în configurația experimentală nimic analogic, doar încurcă). Sursa a fost un laptop care reda un fișier audio WAV, din care am ieșit pe cablu USB către o interfață USB la TOSLINK (SPDIF optic), de aici prin cablu optic către altă interfață TOSLINK la USB, iar în final încă un cablu USB spre un al doilea laptop care să reînregistreze semnalul într-un alt fișier. Toate cablurile au fost ieftinături (aproape sigur fabricate în China), sârme normale, opticul pe polimer, pentru redare și înregistrare am folosit același Audacity (versiunea 3.4.2; a apărut între timp și 3.5.0, dar încă nu l-am instalat). Interfețele folosite au fost un RME Digiface USB și un MiniDSP USBStreamer. Practic semnalul a circulat prin două USB-uri și un optic înseriate. Prima poză cu configurația minus laptop-urile (un Dell și un Lenovo).
Am pornit înregistrarea pe destinație, apoi a dat drumul și la sursă. După finalizarea transferului am căutat la începutul melodiei un reper pe care să fac alinierea celor două fișiere. O observație, pentru că interfața MiniDSP nu are în regim de ieșire optică setare de ceas alta decât 48 kHz, a fost nevoie să reeșantionez melodia, ea fiind original din sursă CD la 44,1 kHz.
(va continua)

Eu am inregistrat piese de pe qobuz si deezer hifi, tot asa, la modul redare-inregistrare. Am folosit aimp recorder si in realtek am ales iesire digitala. Adica melodia se inregistra direct, in intern. Fara dac-uri, difuzoare microfoane etc. Dupa intregistrare, verificam melodia in Specs (posibil sa gresesc denimirea, parca asa se numeste) si nu se vedea foarte curat, nu era ca la fisierele înregistrate direct de pe cd. Ma intreb daca si in experimentul tau nu influenteaza driverele, partea hardware etc.

(continuare 1)
Într-o primă fază am făcut înregistrări folosind alternativ ambele interfețe pe post de emițător și de receptor de semnal digital. Intenția a fost să compar direct binar fișierele sursă și rezultat, să văd dacă diferă biții și cam cât de mulți. Am constatat că diferențele sunt mari și încep foarte devreme în fișier. Apoi am mers pe firul apei pentru a identifica motivul exact al diferenței.
În joc nu sunt doar cablurile, ci și electronica din laptop (cu probleme cunoscute de a lucra cu ceasuri precise de timp real), software-ul Audacity, draiverele USB ale interfețelor, electronica din interfețe. Configurația hardware pe care am analizat-o în detaliu a fost cu MiniDSP interfață emițătoare (prin optic) și RME interfață receptoare (MiniDSP-ul fiind mai puțin flexibil de configurat la recepție).
Am constat că inițial diferența este foarte mică atunci când nu este zero, probabil un singur bit. Aici trebuie precizat un lucru foarte important, biții sunt transmiși serializat bucată cu bucată, dar nu sunt egali între ei. Într-un cod digital există un cel mai puțin semnificativ bit (LSB - Least Significant Bit), după care vin următorii până la cel mai semnificativ bit (MSB - Most Significat Bit). De afectat pe cablu poate fi oricare, LSB-ul va modifica eșantionul foarte puțin, MSB-ul îl va modifica radical, cei dintre vor produce modificări de diferite grade în funcție de poziție (pentru comparație, o schimbare de cifră la unități înseamnă diferența de la 1.000.001 lei la 1.000.002 lei, nu prea conteză, pe când la cifra milioanelor e de la 1.000.000 lei la 2.000.000 lei, cu totul altceva). Dacă diferența dintre cele două semnale este în mod repetat în zona mai puțin semnificativă, cauza nu poate fi din cablu, care ar afecta aleator biți de orice ordin.
După zona cu mici variații am găsit prima desincronizare între semnale, la recepție era un eșantion dublat (captura 1). Presupunerea mea este ca s-a produs un decalaj prea mare între ceasul de emisie și ce de recepție (în mod normal reconstituit chiar din semnal) și softul a intervenit pentru reface sincronismul.
Ulterior am început să găsesc alte diferențe, constând în eșantioane lipsă la recepție. O altă precizare necesară, pe semnal USB Audio nu se face corecție de erori, doar detecție. Concluzia mea privind eșantioanele eliminate (cablu nefiind capabil de așa ceva) a fost că dacă detecția găsește biți schimbați, eșantionul este înlăturat, neputându-se ști cât de semnificativă este schimbarea. N-am stat să urmăresc fiecare desincronizare în parte, ar fi fost o muncă titanică, ci am mers prin sondaj în diferite locuri din fisier, am căutat formele de undă corespondente și am verificat la câte eșantioane a ajuns decalajul. Prima eliminare de eșantion se produce foarte devreme, la circa o secundă din melodie (captura 2), la circa o treime sunt 122 eșantioane diferență (captura 3), la două treimi 154 (captura 4), iar aproape de final 216 (captura 5). Gici ce se întâmplă dacă aduni un semnal inversat cu el însuși decalat? Apare o diferență mare, care sună asemănător cu originalul, dar asta nu spune nimic despre cum se aude materialul din care lipsesc eșantioanele. Cumulat lipsesc 4,5 milisecunde din melodie și la ureche nu se sesizează lipsa. Am simulat cazul extrem și am tăiat 5 milisecunde dintr-un singur loc și tot nu se aude lipsa. Sistemul auditiv nu detectează ca ecou semnale repetate mai apropiate de 10 ms, ci le contopește într-un singur sunet perceput; nu suntem echipați să detectăm variații atât de mici (4,5 ms din 3 minute 42 secunde ale melodiei reprezintă 0,002 %, plus că sunt distribuite pe întreaga melodie, variații local sunt mici, din an în Paște mai lipsește un eșantion - 216 din vreo 11 milioane).
Dar tot nu știm cine este vinovatul. Metoda științifică nu ne permite să dăm automat vina pe cablu.
(va urma)

Edited by Jean-Luc_Picard, 02 May 2024 - 22:21.

(continuare 2)
Amintindu-mi despre ce am scotocit puțin pe net pe tema asta, că PC-urile oferă ceasuri de eșantionare foarte proaste (îmi veți spune că sunt bune cele din interfețe, dar prin USB softul trebuie să se sincronizeze cu interfața, altfel ori rămâne fără date, ori se adună prea multe și dă pe afară memoria tampon), mi-a venit ideea salvatoare, în sensul că poate clarifica de unde vine toată povestea. De ce să folosesc drept sursă de semnal audio un PC și nu un dispoztiv audio dedicat, proiectat să aibă ceas stabil și toate cele? Prin urmare laptop-ul sursă a fost înlocuit de Oppo 203 cu citire de fișier de pe stick și ieșire pe portul optic. În felul acesta dispar din schemă un cablu USB și o interfață, ceea ce permite testarea independentă atât a cablurilor, cât și a interfețelor. La recepție rămâne unul dintre laptop-uri cu Audacity, de data aceasta doar înregistrare, redarea o face Oppo.
Am făcut din start 4 înregistrări, câte una cu fiecare cablu și cu fiecare interfață. Ca sursă am folosit rip-ul original de CD la 44,1 kHz (imediat și despre asta). Verificând înregistrările am observat să RME-ul captează un semnal curat cu același aspect ca sursa, dar MiniDSP-ul e o mizerie sinistră; deși specificat a lucra atât cu 44,1 kHz, cât și cu 48 kHz, plus multipli ai lor, nu este deloc capabil să se sincronizeze cu semnalul de 44,1 kHz. În captura 1 se poate observa cum arată originalul, în 2 ce iese din RME și în 3 ce măcelărește MiniDSP-ul (el sau draivărul, dar nici nu contează că tot de la ei provine); Audacity nu prea are cum să fie de vină, în continuare vom vedea că lucrează foarte bine cu RME prin draivărul propriu. Voi reda din Oppo și melodia reeșantionată la 48 kHz, să văd dacă MiniDSP-ul se comportă mai bine de data aceasta.
(În poza 4 configurație de test, cu Oppo în fundal și interfața cu cablurile folosit în fața lui.)
Surpriza emisiunii vine însă în continuare. Adunând sursa inversată cu înregistrarea prin RME nu mai apare absolut niciun decalaj, iar suma, deși nu perfect zero ca atunci când aduna inversul cu semnalul original, este foarte mică, probabil un bit în sus sau în jos, ceea ce corespunde unui zgomot de 22,05 kHz la -96 dB de capul de scală, inaudibil (chiar am pus pe redare suma și nu se aude nimic). Captura 5 arată rezultatul însumării pe întreg fișierul, iar în 6 e o captură de detaliu care arată că există mici diferențe, dar, din nou, dacă sunt din cablu, nu pot afecta doar LSB-ul.
Acea minusculă diferență e posibil să nu fie din cablu, pentru că în anumite condiții Audacity aplică dithering, nu știu încă dacă o face și la înregistrare și există setare pentru asta, sigur o face la reeșantionare.
În week-ul de după Paști voi împrumuta un cablu USB de 1000 euro bucata pe argint de nu-știu-care și un optic pe fibră de sticlă (numai 110 euro), să văd dacă acestea conduc la o anulare perfectă a sumei, deși am ceva îndoieli în privința asta, respectiv că acea mică diferență e de la cablu.
(va urma)

Edited by Jean-Luc_Picard, 02 May 2024 - 22:57.

vinciun, on 02 mai 2024 - 22:05, said:

E clar că joacă toate un rol sau au potențialul de a induce modificări de semnal, de aceea încerc să stabilesc exact care este cauza. Din rezultatele de până acum nu reiese o concluzie certă privind influența cablului USB, de aceea încă vreau să utilizez și cabluri de construcție diferită, totuși e foarte clar că alterarea aleatoare a bițiilor de semnal ar trebui să genereze „țepușe” de diferite înălțimi, în funcție de cât de semnificativ este bitul modificat pe canalul de transmisie din 0 în 1 sau din 1 în 0.

Edited by Jean-Luc_Picard, Yesterday, 07:08.

Înălțimea acestor „țepuse” ar trebui să varieze între un bit și amplitudinea maximă de semnal, ori noi vedem numai o sumă de amplitudine redusă.

(continuare 3)
Să analizăm fișiere și un pic la nivel binar:
Captura 1 conține antetul de fișier, care ne dă informații despre conținut.

Header sursa
size
02569FA4 = 39,231,396 (data + 36 header)
length of format data
00000010 = 16
type of format
0001 = 1 = PCM
number of channels
0002 = 2
sample rate
0000AC44 = 44100
bytes per second
0002B110 = 176400
signal type
0004 = 4 = 16 bit stereo
bits per sample
0010 = 16
size of data
02569F80 = 39,231,360 = 9,807,840 stereo sample pairs

(https://docs.fileformat.com/audio/wav/)

Trebuie precizat un pic că formatul PCM funcționează cu valori binare cu semn în complement față de 2. Ceea ce înseamnă asta (contează mai jos) este că 01 = 1, FF = -1, de exemplu.

Dacă rulăm o comparație între fișierul sursă și cel reînregistrat, constatăm că, atunci când sunt diferențe, acestea sunt de un singur bit. Acesta nu este un comportament de alterare aleatorie a semnalului pe cablul USB (sau optic, că mai e și el în schemă), variațiile sunt prea sistematice; din punctul de vedere al cablului toții biții sunt egali între ei, nu are cum să-i „bușească” numai pe cei mai puțin semnificativi. Am încercat să dezactivez dithering-ul din Audacity, dar rezultatele sunt aceleași, nu este exclus să facă asta nici draivărul RME (comunicarea dintre computer și interfață nu se face pe protocol USB Audio Class 2.0, este posibil să se întâmple chestii în acest draivăr, inclusiv corecție de erori, dar despre asta mai târziu). Capturile 2 și 3 sunt de la începutul, respectiv de undeva din fișiere unde există semnal audio semnificativ (nu zero, ca la început). Se observă că în permanență e un bit în plus sau în minus (sau zero), niciodată mai mult. Pe sisteme Windows date sunt stocate în format Little Endian, ceea ce înseamnă că dintr-o valoare de 16 biți primul vine octetul cel mai puțin semnificativ, de unde și faptul că diferențele apar tot timplul la adrese pare (numărătoarea informatică începe de la 0, nu de la 1).
(va urma)

Edited by Jean-Luc_Picard, Yesterday, 10:11.

(continuare 4)
Să revenim la interfața MiniDSP. Am testat-o cu semnal de 48 kHz și am constat două lucruri: 1. că nu-și păstrează din draivăr setarea de a folosi în regim de intrare ceasul reconstituit din sursa de semnal, sare de capul ei pe ceasul intern, moment în care evident să apar desincronizări cu buffer underrun sau buffer overun și se elimină eșantioane (la o primă înregistrare au început să zboare eșantioane după 16 secunde de muzică - vezi captura 1 -, ajungând în final la 404 eșantioane pierdute, fază în care am început să folosesc cuvinte nu tocmai măgulitoare la adresa lor), 2. că, dacă te prinzi ce se întâmplă și ai grijă să pui de fiecare dată manual ceasul pe cel provenit din intrare - captura 2 -, atunci nu se mai pierd eșantioane (și nici deformări de semnal nu apar la 48 kHz, cum apăreau la 44,1 kHz) - captura 3. Am reîncercat cu setarea manuală a ceasului la 44,1 kHz, dar nu detectează corect rata de eșantionare de intrare și tot prost merge, cu audio măcelărit („drop”-urile acelea nu mai sunt inaudibile, precum câteva eșantioane lipsă).
(va urma)

P.S.
Săptămâna viitoare îmi vine varianta nouă de interfață de la MiniDSP, numită MCHStreamer. Sper că nu fie la fel de proastă ca USBStreamer, că merge și cu 44,1 kHz și că își păstrează setările între utilizări.

Edited by Jean-Luc_Picard, Yesterday, 11:52.

P.S. 2
Este foarte probabil ca pierderile de eșantioane de la prima încercare din serie (două laptop-uri) să aibă legătură cu setările de ceas și nicidecum cu vreunul dintre cabluri.

Edited by Jean-Luc_Picard, Yesterday, 12:05.

O corectură: cuantizarea fiind pe 16 biți, -1 este FFFF (doi octeți, nu unul), așa că atunci când originalul este 0 (0000 hexa), deviația va apărea și la adrese impare.