home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / rec / audio / 19666 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-28  |  6.9 KB

  1. Path: sparky!uunet!europa.eng.gtefsd.com!emory!sol.ctr.columbia.edu!spool.mu.edu!uwm.edu!linac!att!att!allegra!alice!jj
  2. From: jj@alice.att.com (jj, curmudgeon and shouter of trvth)
  3. Newsgroups: rec.audio
  4. Subject: Re: Digital vs Analogue, Yet Again!
  5. Message-ID: <24739@alice.att.com>
  6. Date: 28 Jan 93 18:46:05 GMT
  7. Article-I.D.: alice.24739
  8. References: <1993Jan26.160804.23060@gasco.com> <1993Jan28.012337.15017@scott.skidmore.edu>
  9. Reply-To: jj@alice.UUCP (jj, curmudgeon and shouter of trvth)
  10. Distribution: na
  11. Organization: NJ State Home for Bewildered Terminals
  12. Lines: 130
  13.  
  14. In article <1993Jan28.012337.15017@scott.skidmore.edu> jreiser@scott.skidmore.edu (Jason Reiser... Asleep) writes:
  15. >The following is an excerpt from The Absolute Sound,
  16. >July/August '92 by Gerard Rejskind.
  17. Oh, boy oh boy.  Someone is posting THAT bit of abject
  18. misttakenness!  Unbelieveable.
  19.  
  20. :"DYNAMIC RANGE PROBLEMS:
  21. :    Digital's biggest selling point is its wide dynamic range.
  22. :Certainly it is true that most CD's do not suffer from ticks and pops
  23. :(unless they are mistracking, a common phenomenon that usually comes
  24. :as a shock to new CD owners).  In fact, digital systems have quite
  25. :poor dynamic range.  The usual claim of over 90 dB of dynamic range is
  26. :based on a common mathematical blunder, coupled with what may be
  27. :outright fraud.
  28. Well, that's a good way to start. I think he's left himself open
  29. to a lawsuit there, if somebody cared enough about such
  30. ravings to be truly concerned.
  31.  
  32. :    The formula for calculating the theoretical maximum dynamic
  33. :range of a digital system is well known.  It is:
  34. :    20 log (2^b - 1)
  35. :where b is the number of bits in the system.  Since the CD uses 16
  36. :bits, we can calculate the dynamic range:
  37. :    20 log (2^16 - 1) = 96.33 dB
  38. Very true.  Now, you left a few things out. But what?
  39.  
  40. :The calculation ignores the fact that all 16
  41. :bits are not used for signal data.
  42. A lie.  I have CD derived data on this machine, and it uses all
  43. 16 bits for data.
  44.  
  45. : The last bit is used as a parity
  46. :check (which alerts the error correction circuit that something is
  47. :wrong with the data), and so we should do the calculation with only 15
  48. :bits:
  49. :    20 log (2^15 - 1) = 90.3 dB
  50. A completely factual untruth, fabricated of whole nonsense, and
  51. easily provable and testable by the use of any handy
  52. workstation with an SPDIF interface.  The CD uses all 16 bits for
  53. data. There is no parity bit included in the 16 bits.  On the
  54. disc, there is much MORE protection, specifically 14 bits are
  55. used to encode each 8 bits.  In light of this, parity checking
  56. is theoretically as well as factually moot.  <Those who wonder
  57. are encouarged to study error detection and correction. It is
  58. well established that all error detection and correction is
  59. best done at one shot, in order to recover all available information.>
  60.  
  61. :    This is still very good, but there is a problem: It expresses
  62. :the peak-to-peak value of the noise.  The usual way we measure noise
  63. :is by its root mean square value.  To convert, we need to subtract:
  64. :    20 log (2 x SQR(2)) = 9.03 dB
  65. Another mistake.  "its root mean square value" assumes some
  66. model of a signal, in this case a sine wave.  As we all know,
  67. "nobody listens to a sine wave".  As we also know, this is ignoring
  68. the issue that one must consider the peak-peak value of not
  69. only the music, but also the NOISE, assuming the noise is 
  70. uniformly distributed, one forgets another factor of 10(log10(1/12))
  71. here, adding back about 10.7 dB to the 9.03 db.  Now, using
  72. some sensible mathmatics, we seem to have, oh about, lessee,
  73. 96 +1 or 97!! dB.  That's quite a difference from the
  74. nonsensical value of 81dB that this turkey provides.  
  75.  
  76. :    We are now down to about 81 dB, not all of which is usable,
  77. :because digital has a "hard ceiling" that you can't cross without
  78. :disastrous distortion.  If we leave an extra 8 dB of headroom, we are
  79. :now down to 73 dB, considerably less than we can obtain with a modern
  80. Ok, using the 2.5dB I measure on most CD's  (peaks in the range
  81. of +- 25000), that takes us down to about 94dB or so.
  82.  
  83. That's well over what anyone gets with Dolby (tm) or
  84. most any other analog noise reduction system, and it's NOT
  85. dynamic, it's absolute.
  86.  
  87. :Even so, the bottom
  88. :part of the dynamic band is not usable because low level signals
  89. :suffer, in nearly all players, from severe distortion. 
  90. This is true for SOME cheap players, but certainly not all.
  91.  
  92. :This can be
  93. :reduced considerably by the proper use of dithering (the deliberate
  94. :addition of abalogue noise to the signal), but a simple instrument
  95. :test confirms that only the best players can reproduce a sine wave at
  96. :a level of -60 dB as anything but a caricature of the original.
  97. Curiosly enough, putting my cheap sony on the AA501, I get about
  98. 88dB, which is a whole lot better than 60dB.  Additionally,
  99. dithering is a RECORDING operation, not a DAC operation, showing
  100. the thorough failure of this author to misunderstand the technology
  101. in any way, shape, or form.  The author also shows his or her
  102. weakness in understanding by commenting "caricature...", not
  103. having (quite obviously) at what one gets at -60dB in
  104. an ANALOG system (i.e. you'd have a hard time even seeing the
  105. waveform, let alone calling it a caricature).
  106.  
  107. :    So why do CD players seem dynamic range of over 90 dB?  This
  108. :figure is based on the (deliberate?) confusion of two concepts. 
  109. Well, if there's any confusion here, it's not on the part
  110. of the CD player, or the manufacturer.
  111.  
  112. :Turn
  113. :off the signal in an analogue system, and you can read the system's
  114. :actual noise. 
  115. False.  You are left with the system's IDLE noise, but you
  116. are missing all the dynamic noise present in an analog system.
  117.  
  118. :Do the same in a digital system, and you are left with
  119. :nothing at all. 
  120. False again, you are left with a white-noise source of +-1/2 
  121. the smallest step in the DAC.  Sending '0's to a DAC in the
  122. absense of input signal shows a failure to use recording dither
  123. correctly.  The only time one sends '0's is when there is no
  124. DATA present, i.e. when no CD is being played.
  125.  
  126. :Noise measurements of CD players usually express
  127. :nothing more than the residual noise of the analogue section. 
  128. This is another complete fabrication based on a total misunderstanding
  129. of the very basics of digital audio technology.
  130.  
  131. This example of an 'expert' article shows the depths to which
  132. the audio community in the USA has sunk.  Luddism and misinformation
  133. like that refuted above (for references to this refutation, go look
  134. at Jayant and Noll's book on Coding, Taub and Schilling on
  135. communication, Shafer's books, Rabiner and Gold, heck there
  136. are dozens of books out there to explain this.) are what
  137. runs rampant through the US audio community, to its great
  138. disadvantage and slow but sure disappearance.
  139. -- 
  140. Copyright alice!jj 1993, all rights reserved, except transmission by USENET and like facilities granted. Said permission is granted only for complete copies that include this notice. Use on pay-for-read services specifically disallowed.
  141. ---------
  142. Member HASA - Athiest Scum Division
  143. "Extremism in the defense of liberty is no vice" - AuH2O for President
  144.