Jitter, one more time

[Costas Coyias]

Διαβάζω εδωνάς παραδίπλα για τo jitter της Xonar ST και για άλλες συσκευές, 10ps jitter η μια, 20ps jitter η άλλη, 50ps η επόμενη.

Επίσης, λαμβάνοντας υπ' όψιν πως πάνω από το 95% του ψηφιακού υλικού που ακούει ο μέσος χαϊφιντελίστας ανήκει στο φορμά του CD, έκανα -ξανά!- την εξής απλοϊκή διαίρεση.

1sec/1.411.200 = 708nsec = 708.000psec (περίπου)

1. Δοθέντος πως η κωδικοποίηση της παλμοσειράς βασίζεται στη μεταστροφή του σήματος, και δοθέντος επίσης πως το μήκος περιόδου, δηλαδή η ελάχιστη χρονική απόσταση μεταξύ δύο μεταστροφών είναι επτακόσιες οκτώ χιλιάδες πικοσεκόντ, πόσο σημαντικό είναι το jitter των 30 ή 50 πικοσεκόντ;

2. Σε συνδυασμό με το παραπάνω ερώτημα, ποιος είναι ο αναγκαίος χρόνος, για να καταχωρηθεί μια μεταστροφή; Δηλαδή, θέλω να πω, πόσο μεγαλύτερη, ή μικρότερη πρέπει να είναι αυτή η χρονική απόσταση, ώστε να υπάρξει σφάλμα, δηλαδή, μια απουσία μεταστροφής να καταχωρηθεί ως μεταστροφή, ή μια παρουσία μεταστροφής να καταχωρηθεί ως μη μεταστροφή;

Παράδειγμα: Για λόγους απλοποίησης, ας υποθέσουμε πως το σήμα μεταστρέφεται συνεχώς σε κάθε τικ του ρολογιού. Αν το σήμα μεταδίδεται με jitter ας πούμε 100psec, ποια θα είναι κατά πάσα πιθανότητα η χρονική απόσταση της επόμενης μεταστροφής; 707.900psec; 708.100psec; 707950; Ή μήπως 708050; Οποιαδήποτε κι αν είναι η απάντηση, πόσο πρέπει να μεταβληθεί η περίοδος του ρολογιού, ώστε το σύστημα να υποπέσει σε σφάλμα;

Μήπως ερωτώ ανοησίες, και τα 50ps jitter είναι όντως σημαντική ποσότητα σφάλματος; Μήπως είναι απλώς ένα κυνήγι μάγισσας, μήπως είναι ένα μαρκετίστικο παιχνίδι, ή απλώς μια τεχνήεσσα ένεση εγωισμού του χαϊεντά, που θέλει να έχει το καλύτερο από όλους τους άλλους;

 

[costas EAR]

Απάντηση: Jitter, one more time

είναι ΙΜΗΟ ανόητο το αναφερόμενο τζίτερ κάθε συσκευής.

δηλαδή, είναι σα να προσπαθούμε με 1 αριθμό να περιγράψουμε 20 διαφορετικά πράγματα.

έχει επικρατήσει βέβαια, ο αριθμός αυτός να περιγράφει ουσιαστικά το "θόρυβο ησυχίας", το "φύσημα", και με αριθμούς δήθεν να περιορίζει το χρήσιμο δυναμικό εύρος, κι έχω διαβάσει άπειρες συζητήσεις επί συζητήσεων πάνω σ'αυτό, όλες μπούρδες, από την κορυφή ως τα νύχια...

Αυτά είναι τα αποτελέσματα της απλοποίησης κάποιων πραγμάτων.

Βέβαια, πολλοί θυμόμαστε και το τζίτερ των φλακ αρχείων, λόγω μεταφοράς τους στο ίντερνετ, από σέρβερ σε σέρβερ, από καλώδιο σε καλώδιο, και τέλος από το ασύρματο μοντεμρούτερ μας στο μιντιαπλέιέρ μας.

Αν δε πιάσουμε τα πράγματα από την αρχή, να αναλύσουμε ξεχωριστά κάθε βασική παράμετρο του τζίτερ, νομίζω πως μια απλή αναφορά του τζίτερ ως ένας αριθμός, δε λέει τίποτα.

Για τα βασικά, τά'χουμε ξαναπεί, από δω ξεκινάμε:

 

[costas EAR]

Απάντηση: Jitter, one more time

Κι επειδή, είμαι ΑΠΟΛΥΤΩΣ ΒΕΒΑΙΟΣ πως κάθε τέτοιου είδους ανάλυση στα πλαίσια ενός τυπικού av-forum (όπου δεν απαιτούνται μάστερ στα ψηφιακά για να συμμετέχεις) είναι ΑΠΟΛΥΤΩΣ ΑΧΡΗΣΤΗ, την ουσιαστική απάντηση στο ερώτημά σου, συμπυκνωμένη και χρήσιμη για όλους, την έδωσες ήδη:

είναι ένα μαρκετίστικο παιχνίδι

 

[caravelle]

Απάντηση: Jitter, one more time

To λοιπόοον...

Όταν κάποτε δούλευα, (δεκαετία '80), σαν πωλητής βιβλίων, ο αδελφός του ιδιοκτήτη της επιχείρησης, ταξιτζής και ελαφρώς άξεστος, προκειμένου να μην προσβάλει τον συνομιλητή του, στην περίπτωση που διαφωνούσε, έλεγε κάτι που το είχε μάθει σαν..."καραμέλα":

"επί του θέματος τούτου, ουδεμία αντίρρηση φέρω! (Δηλώνοντας απόλυτη συμφωνία με τον συνομιλητή). Πλην όμως..."(Και ερχόταν το κρύο ντους της μερικής η απόλυτης διαφωνίας:142.

Έτσι λοιπόν, και με κάθε επιφύλαξη, σας δηλώνω: "επί του θέματος τούτου ουδεμίαν αντίρρηση φέρω. Πλην όμως..."

Περιοδικό "STEREOPHILE":

"Clearly, jitter in the data stream driving a digital processor is audible—and a significant contributor to "digital sound." Because jitter adds artifacts we associate with digital audio in general, reducing jitter is an important step toward truly musical digital reproduction."
http://www.stereophile.com/content/transport-delight-cd-transport-jitter-high-jitter-vs-low-jitter


DACS: THE FINAL REPORT:

http://www.iet.ntnu.no/courses/fe8114/files/Report_audiodac.pdf

Και άλλα πολλά ντοκουμέντα καταλήγουν έτσι.

Γι αυτό σας λέω... Αν είναι έτσι όπως τα λέτε, (marketing), αυτοί οι άλλοι εκεί έξω, γιατί τα λένε έτσι ρε παιδιά...


Έτσι είμαι υποχρεωμένος να πω: "Επί του θέματος τούτου συμφωνώ απολύτως. Πλην όμως..."

Που είναι το λάθος;


:111:

 

[Costas Coyias]

Απάντηση: Jitter, one more time

Ωραία. Αλλά, αφ' ης στιγμής μιλάμε για σήμα ψηφιακό και κωδικοποιημένο, και αφ' ης στιγμής, επίσης, το σήμα ΔΕΝ είναι εγγεγραμμένο στο δίσκο σε συνεχή αλληλουχία, αλλά κατακερματισμένο, για λόγους ευκολίας στη διόρθωση λαθών, και δεδομένου επίσης ότι η μορφή της παλμοσειράς, η αλληλουχία των ψηφίων, εκτός από τη συχνότητα εξαρτάται και από τη στάθμη του σήματος (όπου το αρνητικό μέγιστο αντιστοιχεί σε 00000000000000001, δηλαδή 2 στη μηδενική, και το θετικό μέγιστο του σήματος σε 1111111111111111, δηλαδή 2 στη 16η), μπορεί να μου εξηγήσει κάποιος, για ποιον λόγο το jitter στις χαμηλές συχνότητες πρέπει να είναι πολύ μεγάλο για να είναι ακουστό, ενώ στις υψηλές αρκεί jitter μόλις 20psec, για να είναι ακουστό;

Μήπως μου διαφεύγει κάτι θεμελιώδες, ή όλοι αυτοί συγχέουν τη χρονική σταθερά του αναλογικού σήματος -την περίοδο του σήματος εναλλακτικά, αν το θέλετε- με το jitter του αντιστοίχου ψηφιακού; Μήπως μου διαφεύγουν θεμελιώδη πράγματα; Ή μήπως αυτοί τα έχουν κάνει σαλάτα (κοινώς, έχουν μπερδέψει τη λούτσα με τη βούρτσα);

Μήπως αυτή η ψηφιακίλα που λέει ο Harley, οφείλεται σε σφάλματα μετατροπής του chip, ή σε κακή σχεδίαση του i/V, και όχι σε jitter;

(Δεν κάνω πλάκα, σοβαρά ρωτάω)...

 

[caravelle]

Απάντηση: Jitter, one more time

Σελ. 6 από το PDF που παρέθεσα:

"It is very important to distinguish between different forms of jitter in a digital audio recording
or playback chain. The only one that really matters is sampling jitter, deviations in the
sampling interval, which will directly translate to distortion in AD or DA conversion.
However, we also define clock jitter, which is jitter on the clock generation circuits in the
system, as well as interface jitter which is jitter introduced in the transmission of digital
signals. CD-discs even have physical jitter, often referred to as landscape-jitter and pit-jitter.
All these are secondary distortion sources; they can lead to sampling jitter, which will again
lead to distortion. Good jitter rejection performance is thus a critical part of high-performance
data converter design."

Δεν απαντάει στο ερώτημα σου;

:111:

Όσο για τις διαφορές στην ακουστότητα, ανάλογα με την συχνότητα, κάπου έλεγε ότι έχει καθοριστεί με επαναληπτικά test με ακροατές.
Ελπίζω να το βρω να το ποστάρω.

 

[Κώστας Φ.]

http://www.nanophon.com/audio/jitter92.pdf

Κώστα, δες την παράγραφο 3.3 (και το figure 9 στο οποίο παραπέμπει).

Κι επειδή, είμαι ΑΠΟΛΥΤΩΣ ΒΕΒΑΙΟΣ πως κάθε τέτοιου είδους ανάλυση στα πλαίσια ενός τυπικού av-forum (όπου δεν απαιτούνται μάστερ στα ψηφιακά για να συμμετέχεις) είναι ΑΠΟΛΥΤΩΣ ΑΧΡΗΣΤΗ, την ουσιαστική απάντηση στο ερώτημά σου, συμπυκνωμένη και χρήσιμη για όλους, την έδωσες ήδη:

:444:

Από μόνος του ο όρος "jitter" δεν λέει τίποτα.
Είναι απλά μία καραμέλα για να έχει να συζητάει ο κόσμος και στην οποία να αποδίδει τα όποια καλά ή κακά αποτελέσματα παίρνει από ένα ψηφιακό σύστημα.

 

[caravelle]

Απάντηση: Jitter, one more time

Mερικές αναφορές ακόμα:

"Studies by the AES (analysis, not human testing) conclude that these are the thresholds of audibility:

[1] 120psec P-P jitter audibility threshold for 16-bit DAC and 8psec P-P jitter audibility threshold for 20-bit DAC

[2] 20psec P-P of data-correlated jitter audibility threshold at certain frequencies and "A simple model of jitter error audibility has shown that white jitter noise of up to 180psec P-P can be tolerated in a DAC, but that even lower levels of sinusoidal jitter may be audible"

Since many measurements (that don't specify any particular frequency content) performed by Stereophile in

[3] are above 150psec or close to this, I do not believe that we have reached the limits of jitter audibility yet. I suspect that P-P jitter needs to be almost an order of magnitude smaller, or around 15psec to be inaudible in all systems."


Δεν μοιάζει για προσπάθεια διαφήμισης προϊόντος...
http://www.positive-feedback.com/Issue43/jitter.htm


:111:

 

[caravelle]

Απάντηση: Jitter, one more time

Ωραία. Αλλά, αφ' ης στιγμής μιλάμε για σήμα ψηφιακό και κωδικοποιημένο, και αφ' ης στιγμής, επίσης, το σήμα ΔΕΝ είναι εγγεγραμμένο στο δίσκο σε συνεχή αλληλουχία, αλλά κατακερματισμένο, για λόγους ευκολίας στη διόρθωση λαθών, και δεδομένου επίσης ότι η μορφή της παλμοσειράς, η αλληλουχία των ψηφίων, εκτός από τη συχνότητα εξαρτάται και από τη στάθμη του σήματος (όπου το αρνητικό μέγιστο αντιστοιχεί σε 00000000000000001, δηλαδή 2 στη μηδενική, και το θετικό μέγιστο του σήματος σε 1111111111111111, δηλαδή 2 στη 16η), μπορεί να μου εξηγήσει κάποιος, για ποιον λόγο το jitter στις χαμηλές συχνότητες πρέπει να είναι πολύ μεγάλο για να είναι ακουστό, ενώ στις υψηλές αρκεί jitter μόλις 20psec, για να είναι ακουστό;

Μήπως μου διαφεύγει κάτι θεμελιώδες, ή όλοι αυτοί συγχέουν τη χρονική σταθερά του αναλογικού σήματος -την περίοδο του σήματος εναλλακτικά, αν το θέλετε- με το jitter του αντιστοίχου ψηφιακού; Μήπως μου διαφεύγουν θεμελιώδη πράγματα; Ή μήπως αυτοί τα έχουν κάνει σαλάτα (κοινώς, έχουν μπερδέψει τη λούτσα με τη βούρτσα);

Μήπως αυτή η ψηφιακίλα που λέει ο Harley, οφείλεται σε σφάλματα μετατροπής του chip, ή σε κακή σχεδίαση του i/V, και όχι σε jitter;

(Δεν κάνω πλάκα, σοβαρά ρωτάω)...

Nομίζω εδώ υπάρχουν κάποιες απαντήσεις. Μιλάει ειδικός της MICROSOFT:


"We know the mathematics of jitter tells us that if we want to resolve 16 bits and allow a bandwidth of 20 KHz, jitter must be exceeding small -- in order of 250 ps (250 trillionth of a second). As small as that is, if you increase bandwidth (e.g. as in higher sampling rate audio) or higher bit depth (e.g. 24 bits instead of 16) the number has to be even lower! All the gear that I listed from HiFi magazine claim to play 24-bit, 192 KHz audio. Yet in most cases their jitter alone dictates that they can barely resolve 16-bit audio at 44 KHz sampling let alone anything higher. Most mass market gear is linear to 14 bits or so after which, they start to distort digital samples.

Of note, the 250 ps assumes sinusoidal jitter not because that is the type of jitter we have in audio equipment but because it is easier to do the math that way. Jitter could have very different profiles and as such, its level may have to be even lower than this simplified math shows.

The above discussion does away with the second objection against importance of jitter. That somehow, sampling theory says digital is perfect. Sampling theory does indeed say that but it assumes an idealized system that is free of distortions such as timing of samples varying by one or more factors.

So what does jitter, or for that matter, other digital distortions sound like? The first clue is that you will lose the sense of space around notes. This happens because the sense of space comes from reverberations which are far lower in level than the main signal (the sound weakens as it bounces around the space). Because their levels are lower, they rely far more on the low order few bits of the 16-bit audio samples to be accurate to sound good or be heard at all.

The second symptom is increased accentuated high frequencies which can sound harsher. This occurs for two reasons. One, jitter damages higher frequency signals more than low frequency ones. A low frequency signal doesn’t change as much over time so if timing varies, it is less impacted. High frequency signal jumps around more which makes it more important to reproduce samples when they are supposed to. Think of it as how sensitive your steering wheel is in the car when driving very fast as opposed to barely moving.

Second reason high frequencies are impacts is because jitter distortion created in lower bands, manifests itself at higher frequencies. If a 2K Hz jitter is applied to a 5 KHz signal, its artifacts show up at 3 KHz and 7 KHZ. The latter lands on top of fainter high frequency content in your music, causing its energy to increase even if it is not directly audible. That increased energy will make the sound brighter."
http://www.whatsbestforum.com/showthread.php?1151-Audible-Jitter-amirm-vs-Ethan-Winer&p=13519&viewfull=1#post13519

Λέει;


:111:

 

[vet]

επειδη απο το guru3d παμε στην microsoft, οπου πιστευουν οτι "High frequency signal jumps around more which makes it more important to reproduce samples when they are supposed to"!!!!!!

ας δουμε τι λεει αυτος που εξεδωσε αυτα

9 papers published as AES convention pre-prints or conference proceedings:
Considerations for interfacing digital audio equipment to the standards AES3, AES5, AES11.

Jitter: Specification and assessment in digital audio equipment.

High dynamic range audio applications for digital signal processing.

Towards common specifications for digital audio interface jitter.

The diagnosis and solution of jitter-related problems in digital audio systems.

Jitter and digital audio performance measurements.

An investigation of the sonic differences between numerically identical compact discs.

The benefits of 96 kHz sampling rate formats for those who cannot hear above 20 kHz.

Sample clock jitter and real-time audio over the IEEE1394 high performance serial bus.

Measurement Techniques for Digital Audio

 

[vet]

Re: Απάντηση: Jitter, one more time

"The effect of audio frequency sampling jitter is most clear with a high audio frequency tone being modulated - as this produces modulation products that stand out above the noise floor most clearly"

 

[vet]

Re: Απάντηση: Jitter, one more time

επισης παρεμφερες αφου ρωτα ο κογιας...
Clock jitter causes the width of the fundamental frequency to spread. Additionally the jitter frequency, whether random or distributed, increases the value of the noise floor. Hence SNR and THD+N are both degraded.

 

[vet]

Re: Απάντηση: Jitter, one more time

τωρα, αν δεν εχεις ηχεια του ξυλεμπορα (ποσο μου αρεσε αυτο το σχολιο...) jitter δεν ακους....

 

[caravelle]

Απάντηση: Re: Jitter, one more time

επειδη απο το guru3d παμε στην microsoft, οπου πιστευουν οτι "High frequency signal jumps around more which makes it more important to reproduce samples when they are supposed to"!!!!!!

ας δουμε τι λεει αυτος που εξεδωσε αυτα

9 papers published as AES convention pre-prints or conference proceedings:
Considerations for interfacing digital audio equipment to the standards AES3, AES5, AES11.

Jitter: Specification and assessment in digital audio equipment.

High dynamic range audio applications for digital signal processing.

Towards common specifications for digital audio interface jitter.

The diagnosis and solution of jitter-related problems in digital audio systems.

Jitter and digital audio performance measurements.

An investigation of the sonic differences between numerically identical compact discs.

The benefits of 96 kHz sampling rate formats for those who cannot hear above 20 kHz.

Sample clock jitter and real-time audio over the IEEE1394 high performance serial bus.

Measurement Techniques for Digital Audio

Nομίζω πως για άντληση γνώσης μπορούμε, κατ' αρχήν, να πάμε παντού, εξ' ου και η παραπομπή από το "STEREOPHILE", την οποία, αν και φαν του περιοδικού, ξέχασες να σχολιάσεις.

Στην συνέχεια τα προς συζήτηση θέματα και στοιχεία, αναλύονται αξιολογούνται και γίνεται προσπάθεια εξαγωγής συμπερασμάτων, μοιάζει να υπάρχει η ανάγκη ανάλυσης περί jitter.

Ευχαρίστως να ακούσουμε τι αντιπροτείνεις.


:107:

 

[Costas Coyias]

Απάντηση: Jitter, one more time

Εξηγήστε μου κάτι παρακαλώ... Όταν λέμε πως έχουμε jitter -για παράδειγμα- 250psec, τί ακριβώς εννοούμε; Τί ακριβώς εκφράζουν αυτά τα 250 τρισεκατομμυριοστά του δτρλέπτου;

 

[vet]

Re: Απάντηση: Re: Jitter, one more time

τωρα σου κανει ο ατκινσον? εβαλα απο κορυφαιο μηχανικο, εγω τι να αντιπροτεινω?
αν εχεις κατι να πεις επι του θεματος πες και ασε τα εγω εσυ στην ακρη.
αν δεν εχεις ασε να πει καποιος αλλος.

Nομίζω πως για άντληση γνώσης μπορούμε, κατ' αρχήν, να πάμε παντού, εξ' ου και η παραπομπή από το "STEREOPHILE", την οποία, αν και φαν του περιοδικού, ξέχασες να σχολιάσεις.

Στην συνέχεια τα προς συζήτηση θέματα και στοιχεία, αναλύονται αξιολογούνται και γίνεται προσπάθεια εξαγωγής συμπερασμάτων, μοιάζει να υπάρχει η ανάγκη ανάλυσης περί jitter.

Ευχαρίστως να ακούσουμε τι αντιπροτείνεις.


:107:

 

[vet]

Re: Απάντηση: Jitter, one more time

Εξηγήστε μου κάτι παρακαλώ... Όταν λέμε πως έχουμε jitter -για παράδειγμα- 250psec, τί ακριβώς εννοούμε; Τί ακριβώς εκφράζουν αυτά τα 250 τρισεκατομμυριοστά του δτρλέπτου;

μην του βαζεις δυσκολα....

 

[caravelle]

Απάντηση: Jitter, one more time

Εξηγήστε μου κάτι παρακαλώ... Όταν λέμε πως έχουμε jitter -για παράδειγμα- 250psec, τί ακριβώς εννοούμε; Τί ακριβώς εκφράζουν αυτά τα 250 τρισεκατομμυριοστά του δτρλέπτου;

"peak to peak" η "RMS";

Στην μία περίπτωση είναι από κορυφή σε κορυφή του σήματος και στην άλλη, περίπου, ο μέσος όρος;

Η κάτι άλλο;


:111:

 

[caravelle]

Απάντηση: Re: Απάντηση: Re: Jitter, one more time

τωρα σου κανει ο ατκινσον? εβαλα απο κορυφαιο μηχανικο, εγω τι να αντιπροτεινω?
αν εχεις κατι να πεις επι του θεματος πες και ασε τα εγω εσυ στην ακρη.
αν δεν εχεις ασε να πει καποιος αλλος.

1)Όπως ίσως είδες το άρθρο δεν είναι του Atkinson.

2)Όλοι είμαστε εκτεθειμένοι σε δυνητικό λάθος, μηδέ του Atkinson εξαιρουμένου.

3)Η ενδεχόμενη αντιπρόταση αφορά στην διαδικασία την οποία απορρίπτεις.

4)Δεν βούλωσα το στόμα κανενός.


:107:

 

[Costas Coyias]

Απάντηση: Jitter, one more time

"peak to peak" η "RMS";

Στην μία περίπτωση είναι από κορυφή σε κορυφή του σήματος και στην άλλη, περίπου, ο μέσος όρος;

Η κάτι άλλο;


:111:

Είτε p-p, είτε RMS. Δεν καταλαβαίνω. Πώς διαβάζω αυτό το γράφημα; Τί σημαίνει αυτή η κορύφωση στα 11KHz;

Πώς μεταφράζεται η χρονική μονάδα μέτρησης (psec) σε jitter; Σε τί αντιστοιχεί;