Softwarové zesílení zvuku

Tak kdyby ses trochu zamyslel, tak to není tak složité odhadnout ;) U digitálního zvuku to je velmi snadné, protože to je jen tok čísel, takže jednoduše každé to číslo vynásobíš zvolenou konstantou (požadované zesílení) a to je vše, rázem máš softwarově zesílený zvuk :) Ovšem samozřejmě tím zesiluješ i všechny chyby a nedostatky původního zvuku, což ovšem dělá i hardwarový zesilovač, který navíc přidává i vlastní šum. Ovšem tyhle informace jsou ti k ničemu bez kontextu, o jaké praktické použití se jedná.

Nelze zesilit signal SW, kdyz nestiha koncovy zes, a pokud stiha neni duvod zesilovat SW ne?

Jasně, bohužel tazatel dál dotaz absolutně vytržený z kontextu a nejspíš ani nechápe, o čem je řeč. Musel by samozřejmě sdělit, jestli se mu jedná o zesílení linkového signálu nebo výkonové zesílení

Řeším zesílení zvuku na počítači, kdy některé programy např. oblíbené a známé VLCéčko nabízí zesílení 200%, ale některé programy nabídnou i zesílení 400%.Co je to zesílení linkového signálu a co je výkonové zesílení a jaké jsou rozdíly?

Viz https://en.wikipedia.org/wiki/Loudness_war

Děkuji, přesně takové představy jsem o tom měl, potřeboval jsem si to jen ověřit. Dále se potřebuji zeptat, při softwarovém zesilování zvuku nehrozí nějaké poškození hardwaru? Například když zvuk softwarově zesílím na 200% nebo až na 400% což některé programy nabízejí?

Hrozí. Časté je to u notebooků, že to odpálí repráčky.

Opravte mě prosím jestli se mýlím. Přece z logiky a principu celé věci plyne, že při SW zesílení se nezvyšuje ani napětí ani výkon signálu ani rozsah signálu (z čehož plyne negativní jev ořezání příliš velkých hodnot které se do rozsahu nevejdou na maximální hodnotu rozsahu) a zvuková karta a celý audio řetězec se používá klasicky běžně normálním způsobem jako v případě bez SW zesílení, jen se od A/D převodníku posílají upravená data (vynásobená koeficientem).Přece z logiky a principu celé věci by poškození hrozit nemělo? Nebo skutečně poškození hrozí?

Máte pravdu, že by hrozit nemělo. Ale inženýři mají při návrhu jiný názor a prostě je to poddimenzované. V notebooku je prostě "chrchláček" a když do něj pošlete na plné koule maximální šum, tak se odporoučí.

Takže jako ve většině případů dobrá kvalita technických principů zase stojí a padá na šmejdskosti a nepoctivosti výrobců všechno odrbat levnějšími nekvalitními komponenty splňujícími papírové specifikace a fyzikální technické principy jen částečně a málo?

To je, promiňte mi ten výraz, naprostá kravina. Samozřejmě, že v drtivé většine notebooků jsou reproduktory dimenzované na maximální výkon, který může koncový zesilovač dodat - není možné je zničit "zesíleným" signálem. Hodně teoreticky by to mohlo být možné, pokud byste cíleně přehrával signál kterým byste chtěl zesilovač nebo bedničky odpálit, věřím, že u některých levných notebooků při větší snaze by se vám podařilo takový signál najít, rozhodně to ale neplatí obecně. Resp, pokud by to bylo jak tvrdíte, tak by toto - při dnešních kvalitách nahrávek a domácím mixování a přebuzení prakticky všeho, musely notebooky odcházet jeden za druhým.

https://technet.idnes.cz/vlc-muze-poskodit-reprodu...

To tvrzení Dellu je samozřejmě úplný nesmysl. Oni mají mít hardwarově dimenzovány zesilovač tak, aby nebyl schopen zničit reproduktory. Samotné SW zesílení nijak nezvýší výkon HW zesilovače, takže jak správně píšou, může pouze zvýšit zkreslení, ale ne zničit reproduktory.

to zesileni signalu nad 100% se pouiva v pripade kdy ti napr VLC film hraje pozichu a MP3 hlasite abys nemusel korigovat hlasitost u pisni a filmu. a k tomu ztisovat MP3. Tak zhlasitis video. Ale nikdy nemuzes zhlasitit video nad max moznost HW zesilovace, timpadem vzdy je lepsi korigovat hlasitost na zesilovaci. SW jen korigujes co jde do HW zeesilovace a pokud tam pustis vice nez vstup dovoli odpalis predzesilovac v lepsim pripade a v tom horsim koncak, ktery sebou muze vzit i repraky.

Opravte mě prosím jestli se mýlím. Přece z logiky a principu celé věci plyne, že při SW zesílení se nezvyšuje ani napětí ani výkon signálu ani rozsah signálu (z čehož plyne negativní jev ořezání příliš velkých hodnot které se do rozsahu nevejdou na maximální hodnotu rozsahu) a zvuková karta a celý audio řetězec se používá klasicky běžně normálním způsobem jako v případě bez SW zesílení, jen se od A/D převodníku posílají upravená data (vynásobená koeficientem).Přece z logiky a principu celé věci by poškození hrozit nemělo? Nebo skutečně poškození hrozí?

logicky se podivej taktoZesilujes li signal napr 2x tj 1o 100% musis zesilit vsechny slozky hlasite i tiche. Nevim presne jak je to zesiluje zda pred AD ci za AD, ale proste na vystupu analogoveho se ti MUSI zvednou sinusoida v Napetovem stavu. TZN pokud mas sinusoidu 10mV a max je 100mV tak se obe hodnoty musi zvetsit. Pokud zesilis jen ty nizke napetove vetve a spisky nechas tak, tak to nebude vysledny signal zesileny, ale zmeneny.

Ano, tomu rozumím. Pokud vím, opravte mě jestli se mýlím, zesilovače přece z principu fungují tak, že napětí potřebné pro zesílení signálu si vezmou ze zdroje napájení zesilovače, jinak by to nebyly zeslovače ale perpeta mobile. Pokud je zesilovač napájen 100mV a já zesiluji 2x, tak z 10mV udělá 20mV, z 50mV udělá 100mV, ale ze 100mV pokud nemá kde brát napětí na zesílení tak udělá co? Myslel jsem si že to ořeže na maximální hodnotu, tj. 100mV, ale teď v tom mám trochu chaos. Tak jak to je?

Napajeni zesilovace se provadi i na 50V a to ti zesilovac ze 100mV udela i 50V a reprak se trepe jak cert a mas kvalitni koncovy zesak. Ja jest envidel napajet 100mV

Já jsem taky neviděl napájení zesilovače 100mV (to by byl asi spíš zeslabovač ), jen jsem reagoval na Váš příklad.

no na vstupu predzesilovace se vetsi napeti netsinou nevyskytuje.... a to se zesiluje mnohonasobne.

Prostě můj dotaz zní, pokud do zesilovače pustím signál a nastavím zesílení, ale některé hodnoty signálu se po zesílení nevlezou do rozsahu daného napájecím napětím udělá to co?

Bude to chrčet :)

Vznikne z toho něco jako booster efekt. Dá se toho docílit i jinak než "nevlezením se do napájecího napětí", ale v případě toho boosteru je to naopak žádoucí, aby to chrčelo

Koncový zesilovač má konstantní zesílení a maximálne možné výstupní napětí dané napájecím napětím. Pokud vstup přeženeš, signál bude ořezaný na tu maximální velikost a získá tím obdelníkový tvar. Čiže bude chrčet.

jj, ještě bych teda řekl, že to od "zvyšování toho efektu", tedy od malého rozdílu toho napájecího napětí od signálu co má jít "ven" to bude od jemných "prasknutí", kdy to jen ořeže špičky až po ten obdélník. Ale ono to není jen o tom napájecím napětí, je to trochu složitější. Ale v principu se to tak dá vysvětlit.

"takže jednoduše každé to číslo vynásobíš zvolenou konstantou"Aha takze pri konstante 3 vynasobim 3x0 a 3x1. Jak takovou zhovadilost nekdo muze napsat.

Ale on má pravdu ty zhovadilče!. Řekneš si o kolik dB chceš signál zesílit, vypočítáš konstantu, kterou musíš každý vzorek vynásobit. Ta konstanta bude nějaké desetinné číslo. V podstatě je to matematický model analogového zesílení, protože ten, např. operační zesilovač, v podstatě nedělá nic jiného. Co je na vstupu, to analogově vynásobí konstantou danou odporem ve zpětné vazbě a ještě jedním odporem podle zapojení (invertující / neinvertující). U2=A*U1, kde U2 je výstupní napětí, U1 je vstupní napětí a A je zesílení.

Mimochodem, ty operační zesilovače se kdysi dávno používaly na analogové početní operace, z té doby také pochází ten název "operační". A ne jen prosté násobení (což je to lineární zesílení signálu), ale i různé součtové operace, logaritmické funkce atd. atd. To je ale pradávná doba...

Velmi jednoducho je moze zvysit/znizit hlasitost bitovym posuvom dolava/doprava co v pripade ADC/DAC urobi zmenu o 6dB.

Kristova noho, ty jsi blbej jak dubovej stůl... Psal jsem jasně, že násobíš celý sampl, což je 8 nebo 16 bitů, ne jen jednotlivé bity. Celou tu hodnotu, která u 16-bit může mít velikost 0-65535 vybásobíš tím zvoleným koeficientem zesílení. Samozřejmě, že nebudeš násobit jednotlivé bity. Jan tě taková pitomost napadla?

tvl myslíš že to pochopil takto? Tak to by mně v životě nenapadlo. Jestli to myslel že to myslíš takto, tak je to teda mega...ne, giga blbec

Tak píše tam o násobení 0 nebo 1 krát ten koeficient. Takže to celkem jistě myslel tak, že z každého samplu chce násobit samostatně každý bit :)

Tož musím přiznat že mi to jeho 0 a 1 bylo takové divné. Ale v životě mně nenapadlo že tím myslí bity. Jsi dobrý že tě to vůbec napadlo. Docela úlet, giga zhovadilec je to

to mas jako opticky a digitalni zoom u fotaku. proste neni nad HW zesileni. protoze kdyz zesak uz je na limitu, at mas jakykoli Sw zesilovac, vic z nej nedostanes. to proste nejde. taksamo muzes priblizovat foto, pokud mas HW (tedy opticky) tak priblizis zvetsis jen co to da, SW zoom ti to rozpixeluje.To jen tak na pochopeni, problematika je o dost vetsi.

Konečný článek audio řetězce je ovšem vždy analogový - koncový zesilovač a reproduktory. A tam platí, že pokud na vstup přivedeš příliš silný signál, byť kvalitní, tak výsledkem bude zkreslený zvuk, případně zničený zesilovač nebo reproduktor.

Děkuji.Mám trochu jisté povědomí a představy o HW a SW zesilování zvuku. Pokud zvuk zesílím softwarově, jen vynásobím každý digitální vzorek nějakou konstantou, např. při SW zesílení 200% vynásobím každý digitální vzorek 2x, ale přece tím nezvyšuji napájecí napětí obvodů ani napětí a výkon signálu ani nezvětšuji rozsah, z čehož plyne negativní jev - ořezání zvukového signálu u hodnot, které se prostě po vynásobení konstantou do původního rozsahu nevejdou, např. při 16bit zvuku a 200% SW zesílení se ořežou všechny hodnoty větší než polovina rozsahu 23768 se všechny tyto hodnoty ořežou na maximální hodnotu 16bitového rozsahu, tj. 65535, ale výkon a napětí zůstává stejné, ne? Chápu to dobře? Poškození by přece z logiky celé věci a principu celé věci hrozit nemělo, nebo skutečně nějaké poškození hrozí?

Spatne, zesilujes vzdy analogovou cast. digi ne, protoze 0 a1 nejde zesilit. vzdy zesilujes uz teda vlnu analogovou. coz je az za prevodnikem.

Teď v tom mám trochu chaos, jeden člověk zde říkal, že při SW zesílení násobím každý dgitální vzorek zvuku konstantou, digitální vzorky jsou sice jen 1 a 0, ale jejich posloupnost tvoří čísla, u zvuku nejčastěji 8bitová (0 až 255) nebo 16bitová (0 až 65535), která násobit koeficientem - tj. softwarově zesilovat můžu. Tak jak to je?

No zalezi na konkretnim SW programu jak to zesiluje. Mozna je to dano tak jak rikas ale zy vysoke urovne uz orezava, ale vysledny zvuk je zkresleny

Pokud nějak netaktuji hardware na nízké úrovni, tak uživatelům a programům hardware a firmware přece nedovolí měnit nízkoúrovňové a elektrické parametry jako třeba napájení zesilovačů a převodníků apod. Nebo dovolí?

Jistěže nedovolí.

Násobíš samozřejmě vždy celou sadu bitů (bajt), nikoliv jen jeden bit, to by nemělo logiku :) A ano, limitem výstupního výkonu samozřejmě není softwarové násobení, ale hardwarový koncový zesilovač. Tedy pokud zesilovač má nižší výkon, než zvládnou reproduktory, tak je poškodit nemůžeš, i kdybys dal 800% SW zesílení, prostě to bude jen víc zkreslené, ale hlasitěji to hrát nebude. Nicméně nechápeš účel SW zesílení. To neslouží k tomu, abys zvýšil výstupní výkon, ale k tomu, abys mohl dostal na normální úroveň i zdroj zvuku, který je špatně (slabě) nahraný a číselná hodnota jednotlivých samplů se neblíží maximální hodnotě (65535 u 16-bit), ale třeba jen polovině. Potom není možné využít výkon zesilovače na maximum a můžeš si pomoci tím SW zesílením. Ovšem u normálních záznamů, které jsou nasamplovány v hodnotách blížících se maximu, je nesmysl SW zesílení používat.

U softvarového záznamu to funguje tak, že máš vzorkovací frekvenci, např. 48 KHz a např. 16 bitový záznam, který múže mít v tomto případě rozsah od 0 do 65635. Takže 48000 krát za vteřinu zapíše číslo v rozsahu 0 až 65535, podle toho, čemu je hodnota analogového signálu v tomto bodě nejblíže. U softvérového zasílení se potom násobí to číslo z rozsahu 0 až 65535, kde 0 je minimum a 65353 je maximální hodnota možného signálu.

Aha - no, pokud jde o ořezání signálu natvrdo, výsledkem bude samozřejmě ošklivě zkreslený zvuk. Pokud dochází k sofistikovanější úpravě zvukové křivky, výsledkem je pokles dynamiky signálu. Samozřejmě záleží na tom jaké máš nároky na kvalitu výsledného zvuku. Jiná kapitola je samozřejmě úprava digitálního zvukového signálu který nevyužívá celý rozsah jež je k dispozici, ale v tom případě se jedná o špatně provedenou digitalizaci zvuku - chybně nastavené úrovně. V tomto případě má sw zesílení určitě smysl.

Co je to dynamika signálu a pokles dynamiky signálu?

Asi nejsem úplně terminologicky přesný Jde mi o to, že u digitálního zvuku s dobrou dynamikou má zvuk decentních houslí úroveň dejme tomu 100 a pořádné bouchnutí do bubnu třeba 8000 (strop je dejme tomu 10000, bavíme se teoreticky). No a po sw zesílení bude mít zvuk houslí třeba 500, ale ten buben pořád 8000 (nemůže mít 40000). Tož tak

Myslím, že už jsi mimo téma PC poradny. Nebo spíš mimo rámec, základní pojmy z akustiky tě tady asi nikdo vyučovat nebude.

Z logiky věci by opravdu nic hrozit nemělo. Jenže jak už to ve světě bývá tak u výrobců jde o prachy a tak není divu že hledají kde ušetřit. Jedno z míst může být třeba i ten koncový výkonový zesilovač a reproduktory. V reálném provozu různými testy zjistili, že z počítače neleze zvuk, který by byl trvale na hodnotě 65535 (tj toho maximálního "digitálního" signálu), proč by tedy měli konstruovat koncový prvek, který tohle dokáže přehrát? A tak raději ušetřili, dali tam nějaký levnější kus, který tohle sice zvládne, ale jen po omezenou dobu. V reálném provozu to nevadí a zákazník nic nepozná, jen výrobce ušetřil. Jenže když tam tenhle signál je delší dobu tak hrozí že se ten zesilovač přehřeje a něco tam odejde.

Noise war

Nestačil by pověstný medvídek mýval? UTFG, i když o to ani nejde...

zkus si schválně vzít nějakou skladbu a zesilovat si ji ve free softu Audacity (myslím, že zesílení je v menu Efekty):https://www.videohelp.com/softwareimages/audacity_2... a krásně uvidíš, co to dělá se signálem a jak to dopadne (vizuálně i poslechově), když to zesílíš moc.

Turingův test opravdu nepatří mezi moje oblíbená témata diskuze

Při SW zesilování U VLC jsem žádný objektivní zesílení na výstupu ze zvukovky nezaznamenal. Pouze subjektivní zesílení uvnitř signálu. Stejně jako když se u wavu přepálí hlasitost "za roh", kdy se signál prostě ořeže a člověku to přijde jako víc nahlas, přičemž je to akorát větší bordel. Míchám mj. v Abletonu hudbu a tam je to stejný, když zesílím nějakou stopu do červenýho, nikdy se to neprojeví v zesíku za zvukovkou, jenom to dropuje a nedá se to poslouchat. V hudebních SW obecně lze SW zesilovat do nekonečna. Takže SW zesilování je vlastně hlavně pro účely, kdy je digitální signál prostě hlasitostně slabý. Naopak to nefachá, ale destruuje zvuk.

Hardwarove zosilenie zvuku...Ak by si mal niekedy v rukach slusnejsi mixazny pult, alebo zosilovac, vedel by si, ze existuje nieco ako kalibracna uroven vstupu, niekedy oznacovana ako citlivost. Niektore lepsie mixpulty, alebo zosilovace maju male trimrove potenciometre pre nastavenie spravnej urovne na vstupe aby na vystupe bola vzdy rovnaka hlasitost pre rovnake vytocenie regulatora hlasitosti.

Možná bys měl upřesnit, proč tě to zajímá. Pokud chceš na výstup toho zařízení na které se možná ptáš připojit repráky a patřičně je osolit, musíš mít před nimi výkonový zesilovač do kterého vedeš signál a je jedno, jestli předzesilovač je HW nebo SW. Existují pojmy "kompresor" a "expander". Případně i signálové procesory co zvukový signál nejen zesílí případně zeslabí (ale pokud chceš ty pazvuky co z toho vylezou i poslouchat, tak stejně musíš mít nějaký výkonový zesilovač a pokud ten zesilovač zvládne výkon 20W, tak 50W z něj nedostaneš, leda bys k tomu udávanému výkonu připojil zkratku PMPO ale i podle programu i nějak upraví.

I když už to tady začíná vypadat spíš jako dálkový kurz, než seznámení se základními pojmy akustiky (jak zmínil JackBrno), asi to nebude tak horké. O funkci softwarové zesílení zvuku se tazatel dozvěděl už dávno před několika lety, takže pravděpodobně po dalších mnoha několika letech zjistí, že jít více do hloubky vlastně vůbec nepotřeboval.