(Non) Oversampling
Oversampling is ontstaan omdat ingenieurs een manier nodig hadden om de beperkingen van steile analoge filters en de onnauwkeurigheden van vroege DAC's te overwinnen. In die tijd vereiste het omzetten van digitale signalen naar analoog zonder oversampling filters die moeilijk te bouwen waren en vaak de geluidskwaliteit aantastten door faseproblemen en onnatuurlijke resonantie. Oversampling verplaatste deze uitdagingen naar een veel hogere frequentieband, waardoor ontwerpers zachtere filters konden gebruiken en tegelijkertijd ruis en vervorming konden verminderen, waardoor digitale audio praktischer en betaalbaarder werd.
Toch is er in deze zoektocht naar meetperfectie iets verloren gegaan. Non-Oversampling (NOS) DAC's, hoewel technisch imperfect, hebben een manier om timing en transiënten te behouden die veel luisteraars boeiender en levensechter vinden. Door de digitale filterstappen die bij oversampling worden gebruikt te vermijden, elimineren NOS-ontwerpen bepaalde artefacten die muziek een bewerkte of klinische uitstraling kunnen geven, waardoor de natuurlijke flow van de opname naar voren komt.
Vandaag de dag profiteren NOS-ontwerpen van vooruitgangen in circuitontwerp, schonere voedingen en de beschikbaarheid van bestanden met hoge resolutie die de nadelen van NOS ver buiten het hoorbare bereik duwen. Dit betekent dat luisteraars kunnen genieten van de organische en vloeiende kwaliteiten van NOS zonder de beperkingen die het ooit hebben tegengehouden. Als gevolg hiervan is NOS een levensvatbare en vaak voorkeurskeuze geworden voor degenen die op zoek zijn naar een natuurlijker geluid, terwijl anderen blijven kiezen voor oversampling vanwege de technische precisie. Uiteindelijk is de keuze tussen NOS en oversampling minder een kwestie van welke beter is, en meer een kwestie van welk soort luisterervaring je het meest waardeert.
Wat is NOS en Oversampling?
-
NOS (Non-Oversampling):
De DAC converteert het digitale signaal naar analoog zonder de samplefrequentie te verhogen. Bijvoorbeeld, een 44,1 kHz signaal blijft 44,1 kHz tijdens de D/A-conversie. -
Oversampling:
De DAC verhoogt de samplefrequentie (bijv. 44,1 kHz → 352,8 kHz met 8x) met behulp van digitale filters vóór de D/A-conversie, gevolgd door conversie op deze hogere samplefrequentie.
Waarom is oversampling uitgevonden?
Vroegere digitale audio stond voor:
- Problemen met steile analoge filters: Om aliasing te voorkomen, was een steil "brick-wall" analoog filter nabij 20 kHz nodig, wat moeilijk te ontwerpen was zonder fasevervorming en rimpeling.
- Beperkte DAC-lineariteit: Vroege DAC-chips hadden onnauwkeurigheden, wat leidde tot vervorming.
Oversampling is uitgevonden om:
- Verplaats de noodzaak voor steile filtering naar hogere frequenties (bijv. 352,8 kHz in plaats van 44,1 kHz), waardoor mildere analoge filters met minder faseproblemen mogelijk zijn.
- Verminder kwantisatiegeluid binnen het hoorbare bereik door het over een grotere bandbreedte te verspreiden.
Het maakte DAC's goedkoper, gemakkelijker te ontwerpen en verbeterde de gemeten prestaties.
Wat werd er gebruikt voordat oversampling werd toegepast?
Vroege cd-spelers (bijv. Philips TDA1540, TDA1541) gebruikten:
- NOS DAC's, die volledig afhankelijk zijn van steile analoge filters.
- Grote, zware, dure analoge filterstages met faseproblemen nabij de afsnijding.
Oversampling werd de standaard in het midden tot het einde van de jaren 1980 vanwege kosten, prestaties en praktische toepasbaarheid.
Waarom is NOS vandaag de dag populair?
Audioliefhebbers ontdekten dat:
- NOS DAC's kunnen natuurlijker, vloeiender en boeiender klinken, ondanks dat ze meetbare hoogfrequente roll-off en aliasing hebben.
- Ze vermijden de pre-ringing (pre-echo) artefacten die worden geïntroduceerd door digitale oversamplingfilters, die voor sommige luisteraars onnatuurlijk kunnen klinken.
- Ze behouden timing en transiënte kenmerken die sommigen als realistischer beschouwen.
Waarom is NOS nu "beter" dan voorheen?
- Moderne NOS DAC-ontwerpen profiteren van hoogprecisie weerstandsnetwerken, betere klokken en ruisarme voedingen, wat de lineariteit en ruis verbetert in vergelijking met vroege ontwerpen.
- Met moderne high-resolution bestanden (96/192/384 kHz) wordt NOS praktischer, aangezien de hoge-frequentie afname ver buiten het menselijk gehoor wordt gedrukt, waardoor de nadelen van NOS worden verminderd.
- Ontwerpers gebruiken soms zachte analoge filtering om aliasing te verminderen zonder transiënten te schaden.
Wordt NOS vandaag de dag vaak geprefereerd boven oversampling?
Niet universeel:
- NOS is populair in high-end, puristische audiokringen die naturaliteit boven meetperfectie stellen.
- Oversampling DAC's hebben vaak een lagere gemeten vervorming en ruis, waardoor ze beter passen bij degenen die transparantie en nauwkeurigheid prioriteren.
- Sommige moderne DAC's (bijv. Holo Audio, Audio-GD) bieden NOS-modi naast oversampling, zodat gebruikers kunnen kiezen op basis van voorkeur.
Overview of (Non) Oversampling DACs from Magna Hifi
