(Learn how and when to remove this template message)
SACD audio jest przechowywany w DSD, który różni się od konwencjonalnego PCM używanego przez płytę kompaktową lub konwencjonalne komputerowe systemy audio.
Rejestrator DSD wykorzystuje modulację delta-sigma. DSD jest 1-bitowy z częstotliwością próbkowania 2,8224 MHz. Wyjściem z rejestratora DSD jest strumień bitów. Średnia długoterminowa tego sygnału jest proporcjonalna do sygnału oryginalnego. DSD wykorzystuje techniki kształtowania szumu, aby zepchnąć szum kwantyzacji do niesłyszalnych częstotliwości ultradźwiękowych. W zasadzie, zachowanie strumienia bitów w DSD pozwala odtwarzaczowi SACD na użycie podstawowego (jednobitowego) przetwornika cyfrowo-analogowego z filtrem analogowym niskiego rzędu. Format SACD może zapewnić zakres dynamiki 120 dB od 20 Hz do 20 kHz i rozszerzoną odpowiedź częstotliwościową do 100 kHz – chociaż większość obecnych odtwarzaczy podaje górną granicę 80-90 kHz.
Większość profesjonalnych audiologów akceptuje, że górna granica ludzkiego dorosłego słuchu wynosi 20 kHz i że wysokie częstotliwości są pierwszymi, na które wpływa utrata słuchu.
Proces tworzenia sygnału DSD jest koncepcyjnie podobny do wzięcia jednobitowego przetwornika analogowo-cyfrowego (A/D) delta-sigma i usunięcia decymatora, który przekształca 1-bitowy strumień bitów w wielobitowy PCM. Zamiast tego, 1-bitowy sygnał jest zapisywany bezpośrednio i teoretycznie wymaga jedynie filtra dolnoprzepustowego, aby zrekonstruować oryginalny przebieg analogowy. W rzeczywistości jest to nieco bardziej złożone, a analogia jest niekompletna, ponieważ 1-bitowe konwertery sigma-delta są obecnie raczej niezwykłe, jednym z powodów jest to, że sygnał jednobitowy nie może być prawidłowo ditherowany: większość nowoczesnych konwerterów sigma-delta jest wielobitowa.
Z powodu natury konwerterów sigma-delta, nie można dokonać bezpośredniego porównania pomiędzy DSD i PCM. Aproksymacja jest możliwa, chociaż, i umieściłaby DSD w niektórych aspektach porównywalnych do formatu PCM, który ma głębię bitową 24 bity i częstotliwość próbkowania 88200 Hz.
Ponieważ przeprowadzanie operacji DSP (na przykład wykonywanie korekcji, balansu, panoramowania i innych zmian w domenie cyfrowej) w środowisku jednobitowym było niezwykle trudne, a także z powodu powszechności sprzętu studyjnego wyłącznie PCM, takiego jak Pro Tools, zdecydowana większość płyt SACD – zwłaszcza rock i muzyka współczesna, które opierają się na technikach wielośladowych – są w rzeczywistości miksowane w PCM (lub miksowane analogowo i nagrywane na rejestratorach PCM), a następnie konwertowane do DSD dla masteringu SACD.
Aby rozwiązać niektóre z tych problemów, opracowano nowy format studyjny, zwykle określany jako DSD-wide, który zachowuje wysoką częstotliwość próbkowania standardowego DSD, ale wykorzystuje 8-bitową, a nie jednobitową długość słowa cyfrowego, jednak nadal w dużym stopniu opiera się na zasadzie kształtowania szumu. DSD-wide to PCM z kształtowaniem szumu i jest czasami lekceważąco określany jako „PCM-narrow” – ma jednak dodatkową zaletę, dzięki której operacje DSP w studio są o wiele bardziej praktyczne. Główna różnica polega na tym, że „DSD-wide” nadal zachowuje częstotliwość próbkowania 2.8224 MHz (64fs), podczas gdy najwyższa częstotliwość w jakiej PCM jest edytowany to 384 kHz (8fs). Sygnał „DSD-wide” jest konwertowany w dół do zwykłego DSD na potrzeby masteringu SACD. W wyniku tej techniki i innych osiągnięć istnieje obecnie kilka cyfrowych stacji roboczych audio (DAW), które działają, lub mogą działać, w domenie DSD, zwłaszcza Pyramix i niektóre systemy SADiE.
Innym formatem do edycji DSD jest Digital eXtreme Definition (DXD), format PCM z 24-bitową rozdzielczością próbkowany przy 352,8 kHz (lub alternatywnie 384 kHz). DXD został początkowo opracowany dla stacji roboczej Merging Pyramix i wprowadzony wraz z konwerterem AD/DA Sphynx 2 w 2004 roku. To połączenie oznaczało, że możliwe było nagrywanie i edycja bezpośrednio w DXD, i że próbka konwertuje do DSD tylko raz przed publikacją na SACD. Daje to przewagę użytkownikowi, ponieważ szum powstający przy konwersji DSD wzrasta dramatycznie powyżej 20 kHz, a więcej szumu jest dodawane za każdym razem, gdy sygnał jest konwertowany z powrotem do DSD podczas edycji.
Zauważ, że wysokiej rozdzielczości PCM (DVD-Audio, HD DVD i Blu-ray Disc) i DSD (SACD) mogą nadal technicznie różnić się przy wysokich częstotliwościach. Filtr rekonstrukcyjny jest zwykle stosowany w systemach dekodowania PCM, podobnie jak filtry ograniczające szerokość pasma są zwykle stosowane w systemach kodowania PCM. Każdy błąd lub niepożądany artefakt wprowadzony przez takie filtry zazwyczaj wpływa na wynik końcowy. Deklarowaną zaletą DSD jest to, że projektanci produktów zazwyczaj decydują się na brak filtrowania lub skromne filtrowanie. Zamiast tego DSD prowadzi do stałego wysokiego poziomu szumu przy tych częstotliwościach. Zakres dynamiki DSD zmniejsza się szybko przy częstotliwościach powyżej 20 kHz z powodu stosowania silnych technik kształtowania szumu, które wypychają szum poza pasmo audio, co skutkuje rosnącym poziomem szumu tuż powyżej 20 kHz. Zakres dynamiki PCM, z drugiej strony, jest taki sam we wszystkich częstotliwościach. Jednakże prawie wszystkie współczesne układy DAC wykorzystują pewien rodzaj konwersji sigma-delta plików PCM, co skutkuje takim samym spektrum szumu jak w przypadku sygnałów DSD. Wszystkie odtwarzacze SACD stosują opcjonalny filtr dolnoprzepustowy ustawiony na 50 kHz ze względów kompatybilności i bezpieczeństwa, odpowiedni w sytuacjach, gdy wzmacniacze lub głośniki nie mogą dostarczyć niezniekształconego sygnału wyjściowego, jeśli w sygnale obecny jest szum powyżej 50 kHz.
Podwójna częstotliwość DSD (DSD128)Edit
Określany jako DSD128, ponieważ częstotliwość próbkowania jest 128 razy większa niż w przypadku CD. Od czasu jego powstania twórcy zawartości zaczęli udostępniać nagrania DSD128 5,6 MHz, jak np. audiofilska wytwórnia Opus3. Dodatkowo wariant 44,1 kHz przy częstotliwości 5,6448 MHz jest obsługiwany przez wiele urządzeń sprzętowych, takich jak przetwornik cyfrowo-analogowy exaSound e20 Mk II. 1-bitowy rejestrator cyfrowy Korg MR-1000 próbkuje z częstotliwością 5,6448 MHz, czyli dwa razy szybciej niż SACD.
Poczwórna częstotliwość DSD (DSD256)Edit
Określana jako DSD256, ponieważ częstotliwość próbkowania jest 256 razy większa niż w przypadku CD. Cyfrowa stacja robocza Pyramix Virtual Studio pozwala na nagrywanie, edycję i mastering wszystkich formatów DSD, czyli DSD64 (rozdzielczość SACD), DSD128 (Double-DSD) i DSD256 (Quad-DSD). Ustalono też wariant 44,1 kHz o częstotliwości 12,288 MHz. Przetwornik cyfrowo-analogowy exaSound e20 był pierwszym komercyjnie dostępnym urządzeniem zdolnym do odtwarzania DSD256 przy częstotliwościach próbkowania 11,2896/12,288 MHz. Przetwornik AD/DA Merging Technologies Horus oferuje częstotliwość próbkowania do 11,2 MHz, czyli czterokrotnie wyższą od częstotliwości SACD.
Oktuple-rate DSD (DSD512)Edit
Określany jako DSD512, ponieważ częstotliwość próbkowania jest 512 razy większa niż w przypadku CD. Posiada częstotliwość próbkowania 22,5792 MHz (512 razy więcej niż CD), lub alternatywnie 24,576 MHz (512 razy więcej niż 48 kHz). Sprzęt taki jak Amanero Combo384 DSD output adapter i exaU2I USB to I²S interface, oraz oprogramowanie takie jak JRiver Media Center, foobar2000 z pluginem SACD (tylko do DSD256), Roon, HQPlayer i Neutron Music Player są w stanie obsłużyć pliki DSD o tej zaawansowanej częstotliwości próbkowania w pełni natywnie.