(Leer hoe en wanneer u dit sjabloonbericht verwijdert)
SACD-audio wordt opgeslagen in DSD, dat verschilt van de conventionele PCM die wordt gebruikt door de compact disc of conventionele computeraudiosystemen.
Een DSD-recorder maakt gebruik van delta-sigma modulatie. DSD is 1-bit met een bemonsteringsfrequentie van 2,8224 MHz. De output van een DSD-recorder is een bitstream. Het langetermijngemiddelde van dit signaal is evenredig met het oorspronkelijke signaal. DSD maakt gebruik van noise shaping technieken om de kwantiseringsruis op te drijven tot onhoorbare ultrasone frequenties. In principe kan de SACD-speler, door het behoud van de bitstream in DSD, gebruik maken van een eenvoudig (één-bit) DAC-ontwerp met een analoog filter van lage orde. Het SACD-formaat kan een dynamisch bereik leveren van 120 dB van 20 Hz tot 20 kHz en een uitgebreide frequentierespons tot 100 kHz – hoewel de meeste huidige spelers een bovengrens vermelden van 80-90 kHz.
De meeste professionele audiologen accepteren dat de bovengrens van het gehoor van volwassenen 20 kHz is en dat hoge frequenties het eerst worden aangetast door gehoorverlies.
Het proces om een DSD-signaal te maken is conceptueel vergelijkbaar met het nemen van een 1-bit delta-sigma analoog-digitaal (A/D) omzetter en het verwijderen van de decimator, die de 1-bit bitstream omzet in multi-bit PCM. In plaats daarvan wordt het 1-bit signaal rechtstreeks opgenomen en is in theorie alleen een laagdoorlaatfilter nodig om de oorspronkelijke analoge golfvorm te reconstrueren. In werkelijkheid ligt het iets ingewikkelder, en de analogie is onvolledig omdat 1-bit sigma-delta converters tegenwoordig vrij ongebruikelijk zijn, onder meer omdat een 1-bit signaal niet goed kan worden gedithered: de meeste moderne sigma-delta converters zijn multi-bit.
Omwille van de aard van sigma-delta converters kan men geen directe vergelijking maken tussen DSD en PCM. Een benadering is echter wel mogelijk, en zou DSD in sommige opzichten vergelijkbaar maken met een PCM-formaat dat een bitdiepte heeft van 24 bits en een bemonsteringsfrequentie van 88200 Hz.
Omdat het uiterst moeilijk is DSP-bewerkingen (bijvoorbeeld het uitvoeren van EQ, balans, panning en andere veranderingen in het digitale domein) uit te voeren in een één-bit omgeving, en vanwege de gangbaarheid van uitsluitend PCM studioapparatuur zoals Pro Tools, wordt de overgrote meerderheid van SACD’s – vooral rock en hedendaagse muziek, die afhankelijk zijn van multitrack technieken – in feite gemixt in PCM (of analoog gemixt en opgenomen op PCM-recorders) en vervolgens omgezet in DSD voor SACD-mastering.
Om een aantal van deze problemen op te lossen, is een nieuw studioformaat ontwikkeld, dat gewoonlijk DSD-wide wordt genoemd en dat de hoge sample-rate van standaard DSD behoudt, maar een 8-bit in plaats van een single-bit digitale woordlengte gebruikt, maar nog steeds zwaar leunt op het principe van noise shaping. DSD-wide is PCM met ruisonderdrukking en wordt soms geringschattend “PCM-narrow” genoemd, maar heeft als bijkomend voordeel dat het DSP-werk in de studio veel praktischer wordt. Het belangrijkste verschil is dat “DSD-wide” nog steeds een bemonsteringsfrequentie van 2,8224 MHz (64fs) heeft, terwijl de hoogste frequentie waarin PCM wordt bewerkt 384 kHz (8fs) is. Het “DSD-wide” signaal wordt voor SACD-mastering gedownconverteerd naar gewone DSD. Als gevolg van deze techniek en andere ontwikkelingen zijn er nu enkele digitale audio werkstations (DAW’s) die in het DSD-domein werken of kunnen werken, met name Pyramix en sommige SADiE-systemen.
Een ander formaat voor DSD-bewerking is Digital eXtreme Definition (DXD), een PCM-formaat met 24-bit resolutie dat wordt gesampled op 352,8 kHz (of 384 kHz als alternatief). DXD werd aanvankelijk ontwikkeld voor het Merging Pyramix werkstation en werd samen met hun Sphynx 2, AD/DA converter geïntroduceerd in 2004. Deze combinatie maakte het mogelijk om rechtstreeks in DXD op te nemen en te bewerken, en het sample slechts eenmaal naar DSD te converteren alvorens het naar SACD te publiceren. Dit biedt een voordeel voor de gebruiker, aangezien de ruis die ontstaat bij het omzetten van DSD dramatisch stijgt boven 20 kHz, en er telkens meer ruis wordt toegevoegd wanneer een signaal tijdens het bewerken weer wordt omgezet naar DSD.
Merk op dat PCM met hoge resolutie (DVD-Audio, HD DVD en Blu-ray Disc) en DSD (SACD) technisch gezien nog steeds kunnen verschillen bij hoge frequenties. Een reconstructiefilter wordt gewoonlijk gebruikt in PCM-decoderingssystemen, net zoals bandbreedtebegrenzende filters gewoonlijk worden gebruikt in PCM-coderingssystemen. Elke fout of ongewenst artefact dat door dergelijke filters wordt geïntroduceerd, beïnvloedt typisch het eindresultaat. Een beweerd voordeel van DSD is dat productontwerpers gewoonlijk kiezen voor geen filtering, of een bescheiden filtering. In plaats daarvan leidt DSD tot constante hoge ruisniveaus bij deze frequenties. Het dynamisch bereik van DSD neemt snel af bij frequenties boven 20 kHz als gevolg van het gebruik van krachtige ruisonderdrukkingstechnieken die de ruis uit de audioband duwen, hetgeen resulteert in een stijgende ruisvloer net boven 20 kHz. Het dynamisch bereik van PCM daarentegen is bij alle frequenties gelijk. Bijna alle huidige DAC chips gebruiken echter een soort sigma-delta conversie van PCM bestanden die resulteert in hetzelfde ruis spectrum als DSD signalen. Alle SACD-spelers hebben een optionele laagdoorlaatfilter die om compatibiliteits- en veiligheidsredenen is ingesteld op 50 kHz, geschikt voor situaties waarin versterkers of luidsprekers geen onvervormde uitgang kunnen leveren als er ruis boven 50 kHz in het signaal aanwezig is.
Double-rate DSD (DSD128)Edit
Aangehaald als DSD128 omdat de sample-rate 128 keer zo hoog is als die van CD. Sinds de oprichting zijn makers van inhoud begonnen met het beschikbaar stellen van 5,6 MHz DSD128 opnamen, zoals het audiofiele label Opus3. Daarnaast wordt een 44,1 kHz variant op 5,6448 MHz ondersteund door verschillende hardware-apparaten, zoals de exaSound e20 Mk II DAC. De Korg MR-1000 1-bit digitale recorder samplet op 5,6448 MHz, tweemaal de SACD-snelheid.
Quad-rate DSD (DSD256)Edit
Geduid als DSD256 omdat de sample-rate 256 keer zo hoog is als die van CD. Met het Pyramix Virtual Studio Digital Audio Workstation kunnen alle DSD-formaten worden opgenomen, bewerkt en gemasterd, te weten DSD64 (SACD-resolutie), DSD128 (Double-DSD) en DSD256 (Quad-DSD). Er is een 44,1 kHz-variant van 12,288 MHz vastgesteld. De exaSound e20 DAC was het eerste in de handel verkrijgbare apparaat dat in staat was DSD256 af te spelen bij bemonsteringsfrequenties van 11,2896/12,288 MHz. De Merging Technologies Horus AD/DA Converter biedt bemonsteringsfrequenties tot 11,2 MHz, of viermaal de SACD-snelheid.
Octuple-rate DSD (DSD512)Edit
Die DSD512 wordt genoemd omdat de bemonsteringsfrequentie 512 maal zo hoog is als die van CD. Het heeft een sample rate van 22,5792 MHz (512 keer die van CD), of anders 24,576 MHz (512 keer 48 kHz). Hardware zoals de Amanero Combo384 DSD output adapter, en de exaU2I USB naar I²S interface, en software zoals JRiver Media Center, foobar2000 met SACD plugin (alleen tot DSD256), Roon, HQPlayer en Neutron Music Player zijn allemaal in staat om DSD bestanden met deze geavanceerde sampling rate volledig natuurlijk te verwerken.