We hebben het in een eerder artikel binnen deze serie al gehad over samplingrates en bitdieptes. Daar hebben we ook aangegeven dat, hoewel hoger beter is, er ook grenzen zijn aan wat we nog kunnen waarnemen. In dit artikel gaan we het hebben over up- en oversampling. Wat is het verschil? En waarom zou je het toepassen?
De termen upsampling en oversampling worden aardig vaak door elkaar gehaald. En dat is te begrijpen, omdat het – deels – gelijke zaken zijn met een gelijkwaardig doel. Laten we eens proberen te definiëren wat upsampling en oversampling doen.
Upsampling
Als we een definitie moeten geven voor upsampling, dan is dat het proces waarbij de samplingrate van een audiosignaal wordt verhoogd. Vaak gaat dat ook gepaard met een verhoging van het aantal bits per sample.
Een voorbeeld van upsampling is het verhogen van een digitaal signaal van 16 bit / 44,1 KHz naar 24 bit / 192 KHz. De scherpe lezer ziet, dat we het niet hebben over een exacte verdubbeling van de samplingrate én dat het aantal bits van 16 naar 24 is gegaan.
Nu is het wel belangrijk te vermelden dat het ook prima mogelijk is te upsamplen naar 16 bit / 88,2 KHz of 176,4 KHz. Het aantal bits hoeft niet te verhogen en de samplingrate mag ook gewoon verdubbelen. Upsampling biedt echter ook de mogelijkheid om ‘asynchroon’ te gaan.
Bij Upsampling wordt in principe de muziekinformatie niet aangetast. Echter moet er wel flink aan gerekend worden én als het geen exacte verdubbeling is, zoals van 44,1 KHz naar 88,2 KHz, dan moet er toch ook afgerond en gegokt gaan worden.
Oversampling
Oversampling werkt iets anders. Oversampling verhoogt simpelweg het aantal samples met behulp van interpolatie. Het berekent dus de waardes tussen de samples en op basis van die waarde voegt het samples toe.
Oversampling verhoogt ook niet het aantal bits. Bovendien zal oversampling het aantal samples alleen in meervouden verhogen. We gaan dus bijvoorbeeld van 44,1 KHz naar 88,2, 176,4 of bijvoorbeeld 352,8 KHz. U kunt niet oversamplen van 44,1 KHz naar 96 KHz. Dan hebben we het weer over upsamplen.
Intern en extern
Nu is het zo dat veel dacs intern al oversamplen. Tenzij we het over NOS-dacs hebben. Dus in heel veel gevallen kunt u helemaal niet kiezen over u wil oversamplen of niet, aangezien de converter dat zelf bepaalt.
Upsampling is vaak wel een keuze. Tenminste: als we er even heel zwart / wit (of binair :-)) naar kijken. Dit omdat veel soft- en hardware de keuze geven om de digitale uitgang op een bepaalde samplingrate te zetten. Wat het beste klinkt, is totaal afhankelijk van de kwaliteit van de bron én de dac.
Grijs
U weet nu wat de – subtiele – verschillen zijn tussen over- en upsampling. En u weet nu dat veel d/a-converters eigenlijk altijd wel oversamplen. Maar waarom doen ze dat eigenlijk? En waarom bestaat upsampling dan nog?
In principe wordt oversampling toegepast om kwantisatieruis te verminderen. Hoe meer samples en hoe meer data, hoe minder afrondingsfouten er ontstaan. Dat is de theorie tenminste. Tevens heeft het voordelen op gebied van filtering. Hoge samplingrates vereisen minder steile (analoge) filters en verminderen – indirect – aliasing.
Als we kijken naar het nut van upsampling, dan hebben we het indirect over dezelfde zaken. Hogere samplingrates laten minder steile filters toe. Ok… maar dat doet oversampling in de dac dus al…Toch?
Ja, dat klopt. Maar de vraag is, hoe goed de dac dat zelf doet. Sommige dacs hebben er écht baat bij om hogere samplingrates aangeleverd te krijgen, omdat ze dan minder hard hoeven te rekenen aan het signaal. En dat is hoorbaar. Kortom: door slim gebruik te maken van upsampling, kunt u de prestaties van de dac verbeteren.
De enige manier om erachter te komen wat optimaal is voor uw dac, is te gaan luisteren. Pak een track waarmee u goed verschillen kunt waarnemen en voer stapsgewijs de samplingrate (en bijbehorende bitgrootte) op. U zult wellicht merken dat het op een bepaald punt het beste klinkt.
Volgende aflevering
In de volgende aflevering gaan we in op digitale interfaces. Welke zijn er? En welke is nu het beste (als die er al is)?