Ich habe mal versucht zu recherchieren, was bei den Linn DS Netzwerk-Streamingplayern eigentlich passiert zwischen digitalem LAN-Netzwerkport (Ethernet) und den analogen Ausgängen. Soweit bin ich gekommen, würde das gerne diskutieren...
Mit den Linn-Besitzern genauso wie allen Anderen die zu den Unterthemen eine Meinung haben. Zu einigen Bereichen (Clock Design und digitale Lautstärkeregelung) würde mich besonders interessieren was Gert als Experte auf diesem Feld dazu sagt:
1) Signalweg in Linn DS (meine Theorie):
- LAN Input
- ---> Buffer (FPGA-controlled)
- ---> Dekompression/Dekodierung/Umwandlung in PCM (FPGA-controlled)
- ---> [evtl. s/pdif out entweder "raw" oder resampled auf 24/96]
- ---> Upsampling auf 35bit/352.8kHz bzw. 384kHz incl. Linear Phase Filter (FPGA-controlled)
- ---> [evtl. digitale Lautstärkeregelung (FPGA-controlled)]
- ---> reConversion to 24 bit (+ dithering)
- ---> Clock
- ---> DAC
- ---> analogue Out (RCA bei Sneaky/Sekrit/Majik, XLR symmetrisch bei Akurate/Klimax DS)
Die DACs:
- Sneaky/Sekrit/Majik: 1* Wolfson WM8740
- Akurate/Klimax: 2* Wolfson WM8741, 1 pro Kanal (dementsprechend balanced XLR out)
So habe ich es jedenfalls verstanden, nach Lektüre u.a. der folgenden Dokumenten von der Linn Docs Seite:
- Why Linn DS is the best way to play CDs (Zusammenfassung des Linn DS Designs)
- Up-sampling
- Dither
2) Clock:
Es wäre natürlich spannend zu wissen, welche der von Gert genannten Clock-Architekturen (aus dem Big Ben Thread) hier realisiert ist? Vielleicht eine Frage im Linn-Forum wert, andererseits ist das möglicherweise streng geheim weil Betriebsgeheimnis... Alles was an offizieller Stelle steht ist dashier:
Letzteres sollte bei s/pdif DACs kein Problem sein bei Verwendung externer Reclocker wie BigBen (allerdings dann wieder Jitter-Entstehung auf dem hier längeren Kabelweg zwischen Clock und DAC?), bei USB DACs gibts noch den "Asynchronos Mode"... Das haben sie hier unterschlagen...? Andererseits ist es natürlich bestimmt nicht schlecht die Clock direkt vor dem DAC zu haben!Linn DS has a similar clock architecture to Linn’s CD players. The audio clock is generated by an ultra low jitter oscillator located close to the DAC chips. This clock is used for the DACs and also provides the master timing reference to the entire digital path.
It is worth noting that this architecture where the data is ‘pulled’ from the network using the clock at the DAC is inherently better than systems where the data is transported by SPDIF or USB links, where the DAC has to ‘lock’ its clock to that at the sending end.
Zum allgemeinen Verständnis/Nachlesen zu empfehlen: der Grundlagenartikel Daten-induzierter Jitter
3) Upsampling:
- Festes Upsampling auf 352.8 kHz (vielfaches von 44.1 kHz) oder 384 kHz (vielfaches von 48 kHz).
- Upsampling Engine innerhalb eines eingangsseitigen FPGA (s.o.), benutzt "Linear-Phase" Upsampling Filter (daneben wurden noch "Minimum-Phase", "Apodizing" und andere Filtertypen getestet aber offenbar nicht für gut befunden).
- Auslagerung der Upsampling-Aufgabe vor den DAC, könnte der auch selber aber "potential source of noise and distortion". Der intra-DAC-Resampler wird deshalb umgangen durch Anfahren mit maximaler Samplingfrequenz.
- Externe FPGA hat deutlich mehr Rechenpower für die präzise Filterberechnung zur Verfügung.
- "electrical noise" des Up-sampling Prozesses bleibt im digitalen Bereich, fern vom anfälligeren Analogbereich ab dem DAC.
4) Digitale Lautstärkeregelung (deaktivierbar):
Als Aufhänger nehme ich Gert's Erklärung der Digitalen LS-Regelung bei Teac vs. Sonos.
Beim Linn läufts so: Noch vor dem Upsampling und der digitalen Lautstärkeregelung wird die Bittiefe von 24 bit auf 35 bit raufgesetzt, um beide Aufgaben genauer durchführen zu können. Also sozusagen eine Neueinordnung auf der nun feiner aufgelösten und insgesamt breiteren Pegel-Achse.
Es bleiben 11bit = ...dB headroom, aber dementsprechend auch nur 11 Schritte der digitalen LS-Abschwächung (attenuation) ohne Informationsverlust auf der eingangsseitig bis 24bit aufgelösten Pegel-Achse. Kann man das so übertragen, Gert?
Allerdings wird offenbar nur das Eingangssignal abgeschwächt, und nicht oder weniger der "DAC noise". Weshalb der LS-Bereich zwischen 70 und 80 bzgl. des Verhältnisses Signal-Pegel zu DAC-Noise-Pegel ideal wäre (siehe hier). 80 bedeutet keine Abschwächung (also der 0 dB Punkt). Darüber kommt ein Boost, mit aufnahmeabhängig Verzerrungen - entsprechend früh wenn die Aufnahme bei 24 bit voll ausgesteuert ist (siehe hier).
Das bedeutet es gibt bis runter zur Stille 80 Abstufungen der digitalen Pegelabschwächung. Und die vielen Zwischenschritte die da drin sind, sind hoffentlich gut interpoliert?
5) Dithering:
Der DAC kann "nur" 24 bit. Man hatte die Auflösung der Amplituden-Achse ja nur hochgesetzt (auf 35 bit), um Headroom bei der digitalen LS-Regelung zu haben. Ein paar bits sind jetzt vielleicht abgeschnitten, idealerweise bleiben die im Originalsignal maximal enthaltenen 24 bit erhalten. Jetzt muss wieder ins grobere Raster gepresst werden. Das (oder das Abschneiden?) erzeugt Quantisierungsrauschen. Deshalb wird Dither hinzugefügt. Das fügt zwar ein "gutartiges" Grundrauschen bei, eliminiert dafür aber das unharmonische Quantisierungsrauschen.
So, genug für heute!
Martin