Und die zeitliche Auflösung von Laufzeitunterschieden beträgt bei 44,1 kHz Samplerate ein vierundvierzigkommaeins-tausendstel Sekunde. Das liegt weit über dem zeitlichen Auflösungsvermögen des Gehirns (Quelle dazu kann ich nachliefern wenn gewünscht, muss ich aber noch heraus suchen).
Das stimmt nicht, siehe mein verlinktes Video von Monty.
Die zeitliche Auflösung hängt
nicht mit der Samplingrate zusammen.
"Transienten" können auch zwischen zwei Sample-Zeitpunkten dargestellt werden.
Als Fazit kommt bei mir aber rüber, dass diese digitalen Filter (zusammen mit dem Oversampling des Wandlers selber) sehr effizient arbeiten und, was wichtig ist, dabei linear sind. Daher braucht es auf der analogen Seite vor dem ADC keine steilflankigen Filter mit ihren Nachteilen um im Ergebnis Aliasing im Nutzfrequenzbereich vollständig zu vermeiden.
Soweit korrekt.
Nebenbei sind die digitalen Filter auch notwendig, um das Quantisierungsrauschen zu unterdrücken, dass von den Wandlern immer in den oberen Frequenzbereich verschoben wird (über die nominelle Nyquist-Grenze). Dazu habe zwei Dokumente von Texas-Instruments beigefügt (die etwas komprimierter und - für mich - verständlicher geschrieben sind.
Stimmt, das macht genau diese Art von Wandlern, weil sie so konstruiert wurden. Quasi als Service für die Hersteller von Digitalmischpulten und anderen Geräten.
Quantisierungs
rauschen gibt es in dem Sinne nicht. Rauschen ist nämlich ein zufälliges dem Originalsignal zugefügtes "Störsignal".
Bei der Quantisierung wird vereinfacht gesagt, auf die nächstpassende Stufe oder den nächstpassenden Wert von 65536 Stufen (bei 16-Bit linearer Quantisierung) auf- oder abgerundet. Also, je nach Wert des Originalsignals um plus/minus "1/2 Bit" auf- oder abgerundet. Das Fehlersignal (Originalsignal - quantisiertes Signal) hat also eine Amplitude, die einem niederwertigsten Bit (einer Quantisierungsstufe) entspricht und streng vom Wert des Originalsignals abhängt.
Es ist somit eine Quantisierungs
verzerrung.
Bei sehr niedrigen Nutzsignalpegeln wird dies auch tatsächlich als (störende) Verzerrung gehört bzw. empfunden. (Bei höheren Signalpegeln eher als Rauschen bzw. gar nicht mehr wahrgenommen, weil es bei um die -96dBFS liegt.)
Damit es ein Rauschen wird, muss das Fehlersignal vom Nutzsignal de-korreliert werden. Dither wird hierzu eingesetzt, d.h. es wird ein sehr leises hochfrequentes Rauschen dem Nutzsignal zugemischt.
(Hochfrequentes Rauschen können wir eh praktisch nicht hören.)
Die Rundung bei der Quantisierung hängt nun vom Nutzsignal und dem zufälligem hochfrequentem Rauschen ab, ist somit bezüglich des Nutzsignals zufällig, somit de-korreliert und praktisch nur ein Quantisierungsrauschen. Was zudem am oberen Ende des Übertragungsbereichs, also in der Nähe der halben Abtastrate stattfindet.
Da aktuelle Wandler eh intern mit Oversampling arbeiten, findet das Ganze
hauptsächlich oberhalb des Hörbereichs statt, stört also das Audiosignal nicht. ("Hauptsächlich" deshalb, weil Rauschen zufällig ist und deshalb immer auch - wenn auch geringe - niederfrequente Anteile hat.)
Der ganze Bereich oberhalb des Audiobandes (20kHz) kann im Verlauf der weitern Bearbeitung im AD-Wandler herausgefiltert werden, um am Ende ein quantisiertes Audiosignal mit 44,1kHz oder 48kHz Samplingrate (oder anderer Rate) mit geringem Quantisierungsrauschen (statt Quantisierungsverzerrungen) bereit zu stellen.
Diese obige Darstellung ist stark vereinfacht und soll nur die grundlegende Idee anschaulich vermitteln.
Exakte Erklärungen finden sich in der Literatur oder wohl auch in den von LoboMix verlinkten Dokumenten, die der Natur der Sache folgend, durchaus mathematisch anspruchsvoll sein können.
Das von mir verlinkte Video von Monty geht ja auch auf Dithering ein und führt diesen Effekt vor.
Grüße
