Zu diesem Thema sind viele schlechte Informationen und Audio-Phoolery verfügbar. Wenn Sie jedoch einen Kanal für digitales Audio verwenden, sind die Abtastraten von 96 kHz und 192 kHz dumm. Das menschliche Gehör reicht bis zu 20 kHz. Um Nyquist bei 20 kHz zufrieden zu stellen, benötigen wir eine Abtastrate von mehr als 40 kHz. CDs sind 44,1 kHz und 48 kHz ist eine weitere übliche Abtastfrequenz.

Nun erinnern wir uns, dass digitales Audio ein diskretes Signal ist, nicht kontinuierlich. Dies bedeutet, dass is zu jeder Abtastzeit einen Wert hat und zu allen anderen Zeiten undefiniert ist. Für ein bandbegrenztes Signal, das bei oder größer als Nyquist abgetastet wird, gibt es nur ein Signal, das durch jedes dieser diskreten Abtastwerte geht. Jedes andere Signal, das alle Abtastpunkte durchläuft, kann Nyquist nicht erfüllen. Der einzige Grund für das Abtasten mit 96 kHz oder 192 kHz für einen einzelnen Kanal ist, wenn Sie mit einem ADC mit geringer Bittiefe überabtasten. Das ist auch albern und wir werden als nächstes dorthin gehen.

Wir haben gerade besprochen, wie eine Reihe diskreter Samples genau einem Signal entspricht. Dies ist unabhängig von der Bittiefe. Das bedeutet nicht, dass die Bittiefe keine Rolle spielt. Die Umwandlung in digital führt zu Quantisierungsrauschen. Quantisierung ist Rauschen, das in das digitale Signal eingeführt wird, indem es auf den nächsten digitalen Wert "gerundet" wird, wie in diesem Bild gezeigt, das schamlos aus Wikipedia gestohlen wurde.

Das Quantisierungsrauschen steht in direktem Zusammenhang mit der Bittiefe. Es sollte ziemlich offensichtlich sein, dass das Quantisierungsrauschen umso geringer ist, je höher die Auflösung (Werte, auf die gerundet werden soll) ist. Eine höhere Bittiefe sorgt für eine höhere Auflösung im vollen Maßstab. Eine höhere Auflösung reduziert das Quantisierungsrauschen, indem mehr Werte zur Verfügung stehen, die dem Signalwert bei einer Probe genau entsprechen. Durch Verringern des Quantisierungsrauschens wird das Grundrauschen gesenkt und das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) erhöht.

Können Sie den Unterschied zwischen 16- und 24-Bit-Quantisierung hören? Ich wette alles, was du nicht kannst. Es ist für eine Gitarre und Gitarren sind nicht für ihren Dynamikbereich bekannt. Eine professionelle Symphonie? Vielleicht ohne zu zittern. Das 16-Bit-Grundrauschen ist weit genug entfernt, es ist unwahrscheinlich, dass es erkennbar ist, aber der Unterschied wird messbar sein.

Zusammenfassend stimme ich für eine Abtastrate von 48 kHz und eine Auflösung von 16 Bit. Ich empfehle allen, die sich für dieses Thema interessieren, dieses Video anzusehen.

Es hängt davon ab, wen Sie fragen. Die meisten Menschen können nicht mehr als 20 kHz und 16 Bit hören, daher sollten 96 oder 192 kHz ausreichend sein.

Das Hören eines Unterschieds zwischen 16- und 24-Bit-Konvertern hängt von Ihrem DSP ab. Der Hauptvorteil von 24-Bit-Konvertern besteht darin, dass Sie eine Menge zusätzlichen Headroom (Dynamikbereich) erhalten, sodass Sie viele mathematische Operationen ausführen und kein merkliches Quantisierungsrauschen hinzufügen können.

Nach meiner Erfahrung kann ich das nicht Erkennen Sie den Unterschied zwischen 16- und 24-Bit-Wandlern. Einige Leute denken, dass sie können. Wenn ich Sie wäre, würde ich mich für die 24-Bit-Konverter entscheiden, sodass Sie sich weniger Sorgen machen müssen und sich auf Ihren DSP-Code konzentrieren können.

Zu beachten ist, dass die Leistung Ihres ADC und DAC stark von der Unterstützungsschaltung und dem PCB-Layout abhängt. Ich bin kein ADC-Experte, aber ich verstehe, dass 16-Bit aus elektrischer Sicht High-End und 24-Bit extrem ist. Wenn Sie eine 5-V-Referenz verwenden, beträgt 1 niedrigstwertiges Bit bei einem 16-Bit-Wandler 76 uV. Dies ist ein Best-Case-Grundrauschen von -96 dB. Sind Sie sicher, dass Sie Lärm in diesem Ausmaß kontrollieren können? Denken Sie daran, dass Ihre Aufnahmeumgebung auch Rauschen erzeugt. Ich glaube nicht, dass ein 24-Bit-ADC Ihnen helfen wird, es sei denn, Sie sind in einem Aufnahmestudio und haben eine wirklich schöne Leiterplatte. Ich vermute auch, dass 96 kHz ein Overkill ist und dass 48 kHz genauso gut funktionieren würden.

Nur zum Spaß können Sie mit dem 12-Bit-ADC des STM32F4 experimentieren, um festzustellen, ob Sie einen Unterschied hören können 16-Bit.

Eine leicht zu übersehende Eigenart von Quantisierungssystemen wie ADCs besteht darin, dass ein ADC, der immer den dem Eingabewert am nächsten liegenden Wert zurückgibt, eine signifikante Menge - bis zu ± ½ LSB - harmonischer Verzerrung hinzufügt, was viel unerwünschter sein kann als wäre ± ½ LSB Breitbandrauschen. Ein ADC, der ± ½ LSB Breitbandrauschen mit den richtigen Eigenschaften hinzufügt, könnte die harmonische Verzerrung beseitigen, aber wenn die Eigenschaften des Rauschens nicht ganz richtig wären, würde eine gewisse Verzerrung bestehen bleiben. Während es nicht unmöglich ist, einen hochwertigen 16-Bit-ADC mit einer sehr gut geformten ± ½ LSB-Rauschquelle zu entwerfen, ist es oft viel einfacher, die Messungen einfach auf 24 Bit zu erweitern, wodurch das Quantisierungsrauschen (und die daraus resultierende Harmonische) reduziert werden Verzerrung) um einen Faktor von mindestens 256. Wenn Sie bis zu 24 Bit gehen, hat dies möglicherweise keinen großen Vorteil, z Wenn man auf 20 geht, erhöht sich die Kosten aus Hardware- oder Software-Sicht wahrscheinlich nicht wirklich.

Als Analogie wird angenommen, dass ein Gerät benötigt wird, das eine Spannung mit einer Genauigkeit von 0,06 Volt anzeigt. Wäre es einfacher, ein solches Gerät mit einer Anzeige in Zehntelvolt oder in Hundertstel zu entwerfen? Wenn die Anzeige in Zehnteln liegt, muss das Gerät in der Lage sein, die Differenz zwischen 1,139 und 1,161 Volt aufzulösen (die erstere muss als 1,1 und die letztere als 1,2 angegeben werden) - eine Differenz von etwas mehr als 0,02 Volt. Wenn die Anzeige in Hundertstel wäre, könnte sie einen Wert von 1,10 Volt für alles bis zu 1,159 Volt und einen Wert von 1,11 Volt für alles bis zu 1,061 Volt anzeigen, was einer Streuung von etwa 0,1 Volt entspricht. Das Bereitstellen signifikanterer Zahlen in der Auslesung verringert somit tatsächlich die Genauigkeit der Schaltung, die erforderlich ist, um eine gegebene Genauigkeit des Ergebnisses zu erreichen

In Ihrem Fall würde ich für das Sampling einer E-Gitarre mit einer maximalen Spitzenfrequenz von etwa 2,5 kHz und einer Abfallsteigung von mindestens 12 dB / Oktave bei höheren Frequenzen dem allgemeinen Konsens von 48 kHz und 16 Bit Auflösung zustimmen Wenn Sie in starke Modifikationen geraten (z. B. mehrere Verzögerungsströme), sind 24 Bit besser geeignet, wie @crgrace hervorhob.

Bisher hat noch niemand die Psychoakustik erwähnt, die eine wichtige Rolle bei der Wahrnehmung von digitalem Audio spielt und da Ihre Frage war, ob Sie einen Unterschied hören können, denke ich, dass dies noch erklärt werden muss. Unsere Wahrnehmung von Schall wird mehr von Phaseninformationen als von Frequenz und Verzerrung dominiert. Sie haben Delay und Chorus als Ihre nächsten Interessen nach der Hüllkurvenmodulation erwähnt. Beide Effekte fügen der Originalquelle Phaseninformationen hinzu.

Wenn Sie jedoch den Umfang Ihres Projekts auf Akustikgitarre oder Gesang erweitern möchten, ist bei einer Abtastrate von 48 kHz ein spürbarer Effekt zu verzeichnen und 16 Bit Tiefe. Zischlaute, das "s" in der Sprache, treten häufig beim Gesang auf. Eine Akustikgitarre mit einem Piezo-Tonabnehmer hat auch eine Form von Zischlaute (obwohl nicht vom gleichen Typ) und es ist am besten, Signale über 3-5 kHz herauszufiltern, um dieses Problem zu vermeiden. Aber mit Gesang kann man nicht viel tun, außer einen De-Essing-Filter anzuwenden.

Zischlaute ist ein komplexer Klang, der ein Zusammenspiel von Phaseninformationen bei mäßig hohen Frequenzen aufweist. Der offensichtlichste Fall ist ein brutzelndes Becken. Mikrofon und nehmen Sie es mit verschiedenen Abtastraten auf und vergleichen Sie den aufgenommenen Ton mit dem Live. Wenn Sie die Abtastrate schrittweise verringern, klingt das aufgenommene Signal eher nach hartem Rauschen, bis es unerträglich wird. Bei einer guten Aufnahme können Sie hören, wie sich die Nieten um das Becken bewegen. Dies ist ein Grund, warum manche Leute analoge Aufnahmen CDs vorziehen.

Als Faustregel muss die Abtastrate das 10-fache der höchsten Signalfrequenz betragen, um Phasenverzerrungen zu minimieren. Eine E-Gitarre erzeugt nur wenige Obertöne über 5 kHz, sodass eine Abtastrate von 48 kHz recht gut funktioniert. Wenn Sie Ihre Effekte jedoch allgemeiner verwenden möchten, z. B. Tonhöhenkorrektur oder Chorus für Gesang, würde ich höhere Sampleraten empfehlen.

Bittiefe , von der das OP spricht, hat nichts damit zu tun, einen bestimmten Frequenzbereich hören zu können. Mit anderen Worten repräsentiert die Bittiefe die Auflösung der Schallintensität. Ich wette, wenn Sie eine qualitativ hochwertige Musik erhalten und diese über 16- und 24-Bit-Konverter produzieren, werden Sie den großen Unterschied hören! Das Bild unten zeigt eine übertriebene Quantisierung "Treppe" bei der 16-Bit-Abtastung:

Nun Abtastrate , die OP mit ADC verwechselt, ist anders. Ich denke, er meint 96ks / s und 192ks / s, was Überabtastung bedeuten würde. Diese Zahlen stellen normalerweise das Vielfache von 24 kHz dar - eine maximale Hörfrequenz mit etwas Overhead (aufgrund nicht idealer Tiefpassfilter). Somit würde die 48-kHz-Abtastung etwas über der Nyquist-Rate liegen, 96 kHz bedeutet nur, dass es sich um Stereo (zwei Cahnnels) handelt, und 192 ist Quadro.

Sie müssen also jeden Kanal mit etwa 48 kHz abtasten, und wenn ja kann einen 24-Bit-ADC-Sampler bekommen - machen Sie es - die meisten kommerziellen Sound-Samples haben eine Tiefe von 24 Bit. Wenn Ihre Tonquelle (Quitar) jedoch laut genug ist, um die Auflösung zu beeinträchtigen, wird Ihr Sound nicht verbessert, wenn Sie zusätzliches Geld für den 24-Bit-Konverter ausgeben.

Und wie @crgrace sagte, können Sie dies mit einer höheren Bittiefe tun Verringern Sie den Informationsverlust während der digitalen Tonverarbeitung aufgrund von Kürzungsfehlern.