El sonido del jitter... un experimento

[enos]

Este experimento me resultó particularmente instructivo, por lo que pense que sería interesante compartirlo aqui, y escuchar vuestras opiniones.

Pongo a vuestra disposición 2 grabaciones digitales de alta resolución (24/88) realizadas en casa, extracta de un album del sello Telarc (Carmina Burana en versión SACD). La única variación entre estas 2 grabaciones ha sido el cable digital coaxial RCA utilizado. El sample A ha sido realizado con el cable digital A, y el sample B, con el cable digital B. De momento, creo que no conviene revelar la identidad de estos cables. Los 2 son cables digitales coaxiales competentes, eso si.

[Mi lector SACD Sony 555ES esta modificado con el modulo Audiopraise, y su salida coaxial permite sacar el flujo PCM 24/88 o PCM 24/176 descodificado al leer la capa DSD del SACD. Esto me permite grabar digitalmente mis SACD en alta resolución, gracias a una tarjeta de adquisición M-audio 192.]

Os propongo bajar y comparar ambos ficheros en vuestro sistema. La duración de estos ficheros es de unos 2 minutos y pico. Están al formato ALAC. Que opinais ¿? Cuales son vuestras impresiones ¿?

Sample A
Sample B

Saludos,

[XaviG]

Gracias Enos por ofrecernos una oportunidad más para "desfacer entuertos".

Yo reconozco que con mis orejas soy incapaz de reconocer las diferencias y por eso he optado por visualizar las posibles diferencias a través del Audacity. He aquí las gráficas con una ampliación de una parte de las pistas



Aunque la calidad no es muy buena se pueden apreciar las diferencias entre las 2 ondas. Es difícil saber también si es debido al jitter que mencionas o es debido a alguna otra causa.

Llegados a este punto el verdadero problema es saber qué onda es la que refleja un resultado más real, cosa imposible de saber. Otro problema añadido es saber qué sonido es el que nos gusta más en el supuesto de que podamos apreciar la diferencia y que no necesariamente tiene que coincidir con la onda que tiene un dibujo más aproximado al real.

Saludos.

Xavi

[enos]

Vaya, gracias Xavi, no se me había ocurrido intentar visualizar estas diferencias con Audacity 

Es curioso, porque ciertamente estas 2 ondas son algo distintas... Y en mi sistema desde luego si escucho diferencias. Pero no pensaba que podríamos "verlo"   

La unica variación (de la que soy consciente) entre ambas grabaciones fue el cable digital coaxial empleado... En principio, el cable digital solo puede influir sobre el timing y sincronización de los datos, jitter, al menos que se me escape alguna otra cosa.

Tienes razón en decir que es muy dificil saber cual de estas 2 ondas es más fiel al original. En mi caso, puedo comparar subjetivamente el resultado de ambas con el mismo fichero extraido de la capa CD, con EAC que me sirve de referencia. En este ultimo, ya no hay jitter grabado, aunque si jitter de mi propio sistema de reproducción (este siempre es el mismo). Y esta siendo muy instructivo...

[musicalia]

Yo creo que para hacer el experimento más completo habría que recoger varias muestras con ada uno de los cables.
Quizá puedan verse gráficos diferentes de la reproducción de un mismo sonido con el mismo cable.
Saludos

[rocoa]

Precisamente los últimos meses he estado, y estoy, escuchando diferentes DACs (Benchmark, Lavry, Electrocompaniet, Chord...). Para ello utilizo distintos cables digitales y las diferencias en la presentación sonora son patentes.
¿Cuál es mejor? Ninguno.
Depende de gustos y del sistema en que se incluyan.
La mejor manera de saberlo es probando y escuchando.
Saludos

[enos]

¿Cuál es mejor? Ninguno.

No sería mejor el cable que no añade jitter ninguno entre el transporte y DAC ¿?

[picodeloro]

No sería mejor el cable que no añade jitter ninguno entre el transporte y DAC ¿?

Y eso existe?

-- o --
Rodrigo

[Ignacio]

Hay una cosa que me llama la atención en el experimento, Enos:

Sabemos que el jitter inducido por el cable afecta a la reproducción sonora y esto hace que cada cable suene diferente. Desde un punto de vista estrictamente sonoro esto es así y, además, puede explicarse científicamente.

Pero lo que me extraña es que, como mero transmisor de datos, el jitter inducido por el cable afecte al contenido de la información de las tramas de bits. Es decir, yo entiendo que los dos ficheros obtenidos en la grabación deberían ser idénticos. ¿Puedes comprobar este punto, por favor?. A tenor de las gráficas, parece evidente que los ficheros son diferentes pues, si no fuera así, las gráficas deberían ser iguales. De todas maneras, asegúrate comparando los ficheros.

Dicho esto, yo atribuiría las diferencias al lector, al algoritmo de corrección de errores del mismo y al algoritmo de conversión de las tramas DSD a PCM, no al cable. El cable aquí actúa como mero transmisor de datos y su jitter inducido no debería tener influencia en el almacenamiento de los datos. Igualmente, tampoco debería afectar el jitter de todo el proceso, lectura y algoritmos incluidos.

Para comprobar esto, te propongo una variante del experimento: no podemos leer un SACD en el PC, así que nos tendremos que conformar con hacerlo con un CD, pero puede ser igualmente ilustrativo. Coge un CD, lo copias con EAC y lo compruebas con AccurateRip. De esta manera nos aseguramos, si no ha habido errores en la lectura, que el archivo obtenido es "bitperfect". Luego copia ese mismo CD como lo has hecho antes con el lector Sony: haz tres copias con un cable y otras tres copias con el otro cable. Al final tendrás 7 ficheros. Compára los 7 ficheros entre sí y luego nos cuentas.

Saludos,
Ignacio

[enos]

Interesantes comentarios Ignacio.

Ahora, no tengo las respuestas, pero al menos, puedo formular alguna teoria. Todos coincidimos en que diferentes cables digitales imparten todos un sonido propio, fruto del "jitter" añadido por cada cable.

Este jitter no es otra cosa que el resultado de una mala sincronización de los datos (los meros bits 0s y 1s) a su recepción por el receptor SPDIF del DAC o en este caso, el receptor SPDIF de la tarjeta M-audio 192. Esta "mala" sincronización implicarían que las transiciones del receptor SPDIF del estado 0 a 1 no se producen en el mismo momento con diferentes cables (errores introducidos) y produce estas variaciones en las 2 curvas capturadas.

Desde luego, lo que puedo hacer es 3 mismas capturas del mismo fichero con el mismo cable digital, y verificar si están todas iguales, para al menos descartar otras posibles variables (algoritmo corrección error o DSD, etc...).

[Ignacio]

Si y no, Enos.

Efectívamente, los datos llegan al receptor spdif desincronizados. Esto puede deberse a muchos factores, no solo el cable. Incluso el mismo receptor spdif puede inducir jitter simplemente porque su reloj no tenga el mismo grado de precisión que en el origen, o que tenga una mala alimentación, o cualquier otra causa.

El motivo por el que suenan diferente tiene que ver con los mecanismos de clock recovery y de corrección de errores "al vuelo" que tienen que hacer los decodificadores, tanto el propio receptor spdif como el mismo DAC. A medida que aumenta el nivel de jitter, más trabajan estos decodificadores, lo que genera ruido que se introduce en la señal analógica. Sin embargo, en transmisión "pura" de la señal digital, esto no es un problema -siempre y cuando los niveles de jitter se encuentren dentro de unos límites, lógicamente- porque la señal no tiene que ser procesada en el momento: la señal debería restituirse íntegra en el destino.

En el caso de SPDIF, la señal de reloj va embebida dentro de la propia señal por lo que el receptor está, a priori, a expensas del reloj del emisor y del jitter inducido durante la transmisión. Esto afecta al sonido pero no a la integridad de la señal -en audio, la famosa máxima que esgrimen los escépticos sobre "bits son bits" resulta una falacia-.  

Hay un modelo muy eficaz que ilustra esto: supongamos una conferencia en la que un orador está siendo traducido simultaneamente por un intérprete. Todos hemos escuchado alguna vez un intérprete mientras traduce "al vuelo": si el orador habla despacio, siempre en el mismo "tempo", con buena dicción y gramática, el traductor traduce fielmente y sin agobios. Pero a medida que el orador habla peor, cambia el ritmo, pronuncia mal, entonces el trabajo del traductor aumenta, intenta "corregir" sobre la marcha, se estresa y pierde fidelidad al original. Exáctamente esto es lo que pasa con los DACs. Pero este problema no afecta al equipo de transmisión: el micrófono, cables y altavoces harán su trabajo sin problema -siempre dentro de un mínimo de calidad, of course- y si se graba la conferencia, el contenido será fiel al original. Lógicamente, si el equipo de transmisión es malo, aunque el orador sea bueno, el intérprete tendrá todavía más problemas para hacer su trabajo.

Así pues, el jitter afecta al modo en el que el DAC trabaja y por eso suenan diferentes dos cables digitales o dos transportes digitales. Pero no afecta al contenido estricto de la señal -aquí sí que bits son bits-. Por eso pienso que las gráficas deberían ser idénticas y si no lo son es porque el origen no está transmitiendo los mismos datos. También creo que comparar las gráficas no vale. Tienes que comparar los ficheros resultantes a nivel de bit, de aquí la importancia de comparar con una fuente fiable como es el archivo creado con EAC y comprobado con AccurateRip.

[XaviG]

Tienes que comparar los ficheros resultantes a nivel de bit, de aquí la importancia de comparar con una fuente fiable como es el archivo creado con EAC y comprobado con AccurateRip.

Me temo que los ficheros que nos ha grabado Enos no sirven para ser comparados bit a bit porque uno dura 1 segundo más que el otro y deberían ser completamente exactos en cuanto al tiempo de duración y sincronía musical.

Saludos.

Xavi

[enos]

Bueno, eso es otra teoría... Ahora, cual de las 2 es correcta  

Lo que estamos viendo en este gráfico no es la señal digital pura, sino ya convertida a PCM en el disco duro, o sea, despues de pasar por el receptor SPDIF de la M-audio 192 y despues de haber intentado reconstruir la señal del reloj que entra. No veo porque reflexiones en el cable digital (una de las causas del jitter) no podría influir en el timing de los datos que interpreta el receptor SPDIF, recreando asi una curva distinta.

Al go asico mo lo que estoyescrib iendo.   Sigue siendo bit perfect   Mismos datos pero timing distinto.

Cito un extracto de la pagina web del Audiophilleo1 que comenta sobre una de sus funciones avanzadas, el virtual cable:

Many audiophiles believe that a digital cable can have a considerable effect on audio quality and there is actual science to support this.  This is due to impedance matching and reflection problems. Electrical signals are after all waves much like waves in a pool.  They can reflect off the edges of the pool.  When a reflection is superimposed on the actual wave, the receiver will not be able to measure the timing of the wave as accurately.  This can cause jitter.  To prevent such reflections from causing problems, we incorporate the advanced VirtualCable feature.

VirtualCable allows our device to change the edge transition speed of the SPDIF signal anywhere between 700ps and 15ns in 5 steps.  We only care about overlapping waves when the DAC is measuring the digital signal level transition.  So, if there is a reflection that is causing a problem at that particular instant, we can move this transition in time, away from the reflection.  The DAC can then measure the transition perfectly without interference from the reflection, allowing it to recover a less jitter clock.

[enos]

Me temo que los ficheros que nos ha grabado Enos no sirven para ser comparados bit a bit porque uno dura 1 segundo más que el otro y deberían ser completamente exactos en cuanto al tiempo de duración y sincronía musical.

Pues asi es... Corto los tramos manualmente en Audacity donde trabajo con el fichero entero (1 hora), porlo que sera imposible saber si son bit perfect o no y tampoco sera repetible.

Por cierto, aqui adjunto una imagen de una señal digital que viaja en un cable (también extraido de la pagina web del Audiophilleo)   Entiendo que la clave para el recepetor es tener unas transiciones de 0 a 1 (la ola cuadrada) lo más limpia posible (tiempo de subida) y libre de reflexiones que se materializan en olas superpuestas a la señal y despistan al recpetor SPDIF.

[enos]

Ya tengo las 3 capturas del mismo archivo todas realizadas en momentos diferentes pero con el mismo cable. Las cuelgo aqui, a ver si encontramos diferencias entre ellas.

Test_1
Test_2
Test_3

Xavi, cuando amplias las pistas en Audacity, que tramo (tiempo) mirabas ¿?

[sm0ketst]

Así pues, el jitter afecta al modo en el que el DAC trabaja y por eso suenan diferentes dos cables digitales o dos transportes digitales. Pero no afecta al contenido estricto de la señal -aquí sí que bits son bits-. Por eso pienso que las gráficas deberían ser idénticas y si no lo son es porque el origen no está transmitiendo los mismos datos. También creo que comparar las gráficas no vale. Tienes que comparar los ficheros resultantes a nivel de bit, de aquí la importancia de comparar con una fuente fiable como es el archivo creado con EAC y comprobado con AccurateRip.

Totalmente deacuerdo.

Interesante la prueba

Rafagas

JJ