DA-Wandler ohne Glättungsfilter

[uli.brueggemann]

OK the plot thickens even further....

I was playing around with it, scope connected, measuring the delay. I set the sample rate to 44.1 to check that the delay was still one sample, which it was. Fiddling about some more and suddenly the DAC started outputting the left and right channels with no delay. Wow, that is strange I thought. So I powered off and on, and it went back to the delayed mode.

Some more playing about and I figured out what I'd done to make it work correctly.

Now let me back up a little and explain how this DAC is designed. It has a bunch of inputs, 4 x SPDIF (2 RCA, 1 x BNC, 1x toslink). Plus mine has 2 x I2S (some have USB input card). All these inputs convert to I2S, and they are switched. Then they go into this big DSP chip that does oversampling, etc. Then onto the DAC chips.

I found that the DAC has two 'modes' of operation - the 'faulty' mode where one channel is delayed one sample. And the 'correct' mode where channels are not delayed.

When it is powered on, with I2S input selected, running at 192kHz, the dac goes into FAULTY mode. If I select a different sample rate on the PC and play something, it switches to CORRECT mode.

But CORRECT mode is fragile. If I switch to another input it goes back to FAULTY mode. Then it needs the sample rate changing again before it goes into CORRECT mode. (The setup I have to drive this is HQplayer into Acourate Convolver, output via USB to Gustard U12 USB convertor. This outputs both SPDIF and I2S, so I can use either output. But I can change sample rates easily using HQplayer)

This applies to all inputs, so suppose I have got it working in CORRECT mode and switch to SPDIF input 1, it goes back to FAULTY mode. If I then change sample rate on the SPDIF input, it gets into CORRECT mode on the SPDIF input.

If I then switch back to I2S mode, it again goes to FAULTY mode.

The last thing I found before I went to bed - if you have SPDIF input selected with 44.1 sample rate, and power off/on, it does come up in CORRECT mode. But will revert to FAULTY mode if you change inputs.

To me it's clear that there is a bug in the DSP software. It's a pain in the ass having to change sample rates manually every time I change channels.

I think you'll agree that this is a pretty weird bug...no wonder it took some time (well, a couple of days) to figure out what was happening.

Thanks for your help and ideas! Not sure I have got to the bottom of this - there may be other combinations of things that affect this.

Other answers :

-- yes I measured directly at outputs - single ended outputs
-- Audio - GD master 11 (not NOS 11)
-- I had all the jumpers off, which is factory default - 8x oversampling, etc.

Grüsse
Uli

[pschelbert]

Hallo

na da haben wir es.
-Also tatsächlich kein Rekonstruktionsfilter drin.
-Dazu unstabiler Delay.

Für diesen Preis (und noch viel billiger) gibt es Produkte die richtig arbeiten....
Noch was: die 1704 Chips sind am Ende der Produktion, heisst nicht für Neuanwendungen. Bei TI gibts die offiziell nicht mehr im Sortiment.

Bezüglich AD oder DA Aliasing Filter: Wenn nichts dokumentiert ist, lässt sich die Filtercharakteristik noch messen sowohl AD wie DA sofern man ein Gerät zu Hand hat. Nicht sehr schön aber machbar.

Übrigens L_Hörer hier im Forum hat dies für ein RME, wenn ich mich recht erinnere war es ein RME UCX gemacht (DA-Wandlung).

Gruss

Peter

[pschelbert]

Hallo

hier der Thread von L-Hörer zu DAC-Filter:

http://www.aktives-hoeren.de/viewtopic.php?f=30&t=6340

Gruss

Peter

[dietert]

Hallo Martin,

ja genau, nur was der DAC-Chip eingebaut hat, ist eben wieder eine Blackbox, mehr oder weniger. Oversampling bedeutet ja, dass es sowas wie einen SRC in dem DAC gibt, der auch nicht im Detail dokumentiert wird.
Das ist eben die Faszination eines Soekris DAC oder eines PCM1704, dass man eine Vorstellung davon hat, wie es funktioniert. Nur muss man dann eben in der Kette davor hochsamplen, um am DAC-Ausgang mit einfachen RC-Gliedern auszukommen. Die sollte ein ordentlicher DAC aber auch haben.

Grüße,
Dieter T.

[Hans-Martin]

Gegen Firmwarebugs hilft nur der Hinweis an den Hersteller. Der sollte den Programmierungsfehler beheben.
Das Problem des wohl fehlendes Ausgangsfilters bleibt, Hier wäre ein Herstellerkommentar hilfreich zum Verständnis, eine Hardwaremodifikation vermutlich sinnvoll. Die sollte der Hersteller vorschlagen können, wenn er das Gerät nicht sogar zurücknehmen muss, wegen nachgewiesener konstruktiver Mängel.
Eine Ausbreitung der Diskussion auf mehrere Foren kann da vielleicht helfen, mehr Nachdruck zu verleihen, speziell bei direktvertriebenen Produkten, die nationale Bestimmungen durch Privateinzelimport unterlaufen.
Grüße Hans-Martin

[RS.schanksaudio]

Hallo zusammen,

interessanter finde ich – und das ward hier bislang ignoriert – die Korrelation solcher "Eigenheiten" im Design mit dem Gehörten. Das Gerät ist ja auch hier im Forum bekannt und mit Hörberichten beschrieben. Das im Audio-HighEnd Bereich die Produkte oftmals technisch "eigentümlich" konzipiert sind, ist an sich nichts neues. Es ist ja oftmals die einzige Form der Abgrenzung.

Viele Grüße
Roland

[phase_accurate]

DACs ohne Ausgangsfilter und oft dazu noch ohne Oversampling sind eigentlich ein alter Hut. Es gibt Leute, die schwören darauf, z.T. sogar noch solche aus dem Profibereich. Ich selber finde es einen Murks, aus den Gründen, welche hier von anderen schon erwähnt wurden.

Dies ist z.B.so eine Diskussion:

http://repforums.prosoundweb.com/index. ... ic=15092.0

Hier ein beliebtes Modell:

http://www.project-audio.com/main.php?p ... es&lang=de

Meiner Meinung nach ist das wieder so ein Fall, wo jemand eine technische Herausforderung (seriöses Filterdesign) einfach an die nächsten Elemente der Kette auslagert, welche dann je nach Fall besser oder eben schlechter damit klar kommen.

Gruss

Charles

[Hans-Martin]

Hallo Roland,
Audiolab hat in den frühen 1990ern (damals in D als Camtech) ein Paper veröffentlicht, welches Klangunterschiede bei Verstärkern trotz identischer Frequenzgangverläufe im Audiobereich durch Gegenkopplung sinngemäß so erklärte:
Kommt ein Signal mit HF-Resten oder von HF überlagert in den Verstärker, gibt es sowohl Demodulation an Halbleiterstrecken, womit ein NF-Anteil entsteht, der nicht zum Originalsignal gehört, als auch bedingt durch die globale Gegenkopplung (nfb negative feedback loop) und ihre vorrangige Ausrichtung und Wirksamkeit im NF-Bereich eine gewünschte NF-Verstärkung, aber durch eine eingeschränkte Wirksamkeit der nfb im HF-Bereich eine unkalkulierbare HF-Verstärkung. *
Prinzipiell wie ein Audion, wo ein einziges aktives Element sowohl HF wie auch NF verstärkt.

Da der HF-Anteil Trägerfrequenz aus dem ungefilterten DAC überwiegend von der Abtastrate bestimmt wird, seine Modulation hingegen vom Nutzsignal, wird jeder Verstärker auf seine individuelle Weise damit umgehen. Dank der CE/EMV Gesetze ist zumindest seit 1996 klar, dass das Signal nicht noch verstärkt vom Ausgang über Kabel weiter abgestrahlt werden darf.

Dieser Zusammenhang sollte klar machen, dass eine Beurteilung des DAC im Vergleich mit anderen schwierig ist, wenn man das Verhalten des Verstärkers nicht greifbar in Meßwerten ausdrücken kann, die auf bekannte Weise mit Höreindrücken korrellieren. Will sagen, je nach nachfolgender Kette und deren HF-Verhalten kann die Bewertung unterschiedlich ausfallen, während DACs mit definitiv minimalem HF-Rest am Ausgang die Chance haben, zurecht treffender bewertet zu werden.

So könnte es passieren, dass die Bewertung kontrovers diskutiert wird und / obwohl/ weil jeder seinen Standpunkt wohl gerechtfertigt sieht.
Grüße Hans-Martin

*Ein Kondensator mit Wicklungsinduktivität kann in der Gegenkopplung einiges verändern, das habe ich bei einem missratenen Tuningversuch erfahren müssen, als ein Gerät mit einem Mundorf Folienkondensator schließlich den Wünschen gar nicht gerecht wurde, um es milde auszudrücken. Beim Telefonat mit Mundorf man war damals so nett, die Wicklungstechnik zu erklären, mit der man 2 U-Folien zu axial nebeneinander gewickelten Segmente (durch die Verbindung unten im U) in Antiserie schaltete, was bei Minimalstrom in meiner Anwendung nicht das Ziel erreichte. Was im Signalweg sonst klanglich wunderbar funktionierte, ging allein in der Gegenkopplung eingesetzt in diesem Fall nicht.

Charles mittlerweile erschienene Antwort erinnert mich an eine von Clockwork modifizierte Sony SACD-Player/Mehrkanalverstärker-Kombination, die auf einer World of HiFi Tour vorgeführt wurde. Später erfuhr ich, dass der Verstärker durch den entfesselten HF-Störnebel des SACD-Signals wohl zum Schwingen angeregt worden war. Das klang gar nicht gut.

[RS.schanksaudio]

Dieser Zusammenhang sollte klar machen, dass eine Beurteilung des DAC im Vergleich mit anderen schwierig ist, wenn man das Verhalten des Verstärkers nicht greifbar in Meßwerten ausdrücken kann, die auf bekannte Weise mit Höreindrücken korrellieren. Will sagen, je nach nachfolgender Kette und deren HF-Verhalten kann die Bewertung unterschiedlich ausfallen, während DACs mit definitiv minimalem HF-Rest am Ausgang die Chance haben, zurecht treffender bewertet zu werden.

Hallo Hans-Martin,

obiges Zitat zeigt sehr schön, dass es eigentlich wenig sinnvoll ist, die Kette in verschiedene Gerätschaften zu "zerstückeln", sondern weiter zu integrieren. Ein DAC gehört in den Aktivlautsprecher – wenn er digital angesteuert werden soll – somit kann man das ganze als System betrachten und optimieren. Ähnlich lässt sich für Interfaces, Netzteile, Kabel, etc argumentieren. Etwaige Wechselwirkungen sind weitestgehend unbekannt und die Ergebnisse Zufall.

Viele Grüße
Roland

[Hans-Martin]

Hallo Roland,
ich interpretiere das anders.
Wenn Hersteller ihre Arbeit nicht ordentlich machen, ist man vermutlich dem Zufall ausgeliefert, muss viele Alternativen ausprobieren, sich iterativ einem persönlichen Optimum annähern. Das ist viel Arbeit, die auch Spaß machen kann. Ich würde mir kein Produkt kaufen, welches in meiner Kette nicht überzeugend spielt, da hat man die gröbsten Probleme sicherlich schon im Griff, sprich: man wählt nur ein Produkt, welches mit der Kette harmoniert.

Wenn seitens Hersteller alles stimmt, lassen sich schon einfacher Erfahrungswerte übertragen.
Aufgeben? Niemals!

Für mich ruft eine Aktivbox mit Digitaleingang sofort die Frage auf, wo und wie die Lautstärkeeinstellung bewerkstelligt wird, ohne die mühsam erarbeitete jitterarme Digitalübertragung parallel zu 2 Boxen mit einem gewissen Auflösungsverlust für Zimmerlautstärke zu verderben. Ein proprietärer Controller, der auf 32 Bit hochrechnet, mag da hinreichend verlustarm sein, das Signal digital abzuschwächen und gedithert weiterzureichen, oder die native Bitrate zu beiden zu übermitteln, parallel auf separater Leitung ein Steuersignal für die synchrone Lautstärkeregelung bei den Endstufen zu übermitteln.

Zurück zum Threadtitel: Wie hat der primäre Fragesteller gemerkt, dass etwas nicht stimmt? Konnte er die grob 5us als Fehler hören???
Grüße Hans-Martin

[RS.schanksaudio]

Ein proprietärer Controller, der auf 32 Bit hochrechnet, mag da hinreichend verlustarm sein, das Signal digital abzuschwächen und gedithert weiterzureichen, oder die native Bitrate zu beiden zu übermitteln, parallel auf separater Leitung ein Steuersignal für die synchrone Lautstärkeregelung bei den Endstufen zu übermitteln.

Hallo Hans-Martin,

genau, das ist eigentlich alles gelöst, die Technologie ist verfügbar. Man kann die Lautstärkeregelung auf digitalem Wege fürs Ohr transparent implementieren.

Die Produkte, über die wir hier sprechen entstehen in kleinen Unternehmen, teilweise in 1-Mann Betrieben. Der Entwicklungsaufwand, insbesondere das Testing aller möglicher Seiteneffekt der vor- und nachgelagerten Verarbeitung innerhalb der Kette wird sicherlich nicht in dem Maße betrieben, wie bei einem Elektronikkonzern – falls überhaupt. Insofern ist die Strategie der feingranularen Aufteilung der Kettenglieder sowohl systemisch als auch praktisch suboptimal. Dahingehend zielt auch Charles Argumentation:

Meiner Meinung nach ist das wieder so ein Fall, wo jemand eine technische Herausforderung (seriöses Filterdesign) einfach an die nächsten Elemente der Kette auslagert, welche dann je nach Fall besser oder eben schlechter damit klar kommen.

Folgender Aspekt ist wohl im HighEnd Bereich auch relevant:

(...) nur was der DAC-Chip eingebaut hat, ist eben wieder eine Blackbox, mehr oder weniger. Oversampling bedeutet ja, dass es sowas wie einen SRC in dem DAC gibt, der auch nicht im Detail dokumentiert wird.
Das ist eben die Faszination eines Soekris DAC oder eines PCM1704, dass man eine Vorstellung davon hat, wie es funktioniert. Nur muss man dann eben in der Kette davor hochsamplen, um am DAC-Ausgang mit einfachen RC-Gliedern auszukommen. Die sollte ein ordentlicher DAC aber auch haben.

Solche Spielereien mit verschiedenen Filterkonfigurationen werden in den aktuellen DAC-Generationen vermehrt in Silizium geätzt. AKM beispielsweise bietet schon länger verschiedenen Filter an, im aktuellen Topmodel AK4497 sind es direkt sechs Stück, die zur "Sound-Colorierung" genutzt werden können:

32-bit 8-fold Digital Filters
- Short Delay Sharp Roll-off, GD=6.25/fs
- Short Delay Slow Roll-off, GD=5.3/fs
- Sharp Roll-off
- Slow Roll-off
- Super Slow Roll-off
- Low-dispersion Short Delay

Quelle: http://www.akm.com/akm/en/aboutus/news/ ... K4497_001/

ESS hat sicherlich etwas ähnliches.


Viele Grüße
Roland

[L_Hörer]

Liebe Forenten,

Das Signal zum Lautsprecher darf auf keinen Fall so aussehen. Offenbar ist es das Signal direkt am DAC. Danach MUSS!!! ein Tiefpassfilter (Rekonstruktionsfilter geschaltet werden).
Wird das wegelassen, dann tauchen wie oben erwähnt eine Unmenge an Oberwellen auf, schrecklich.
Diese wiederum belasten Lautsprecher, Amps und erzeugen Mischprodukte im Amp die man hört.

Kommt ein Signal mit HF-Resten oder von HF überlagert in den Verstärker, gibt es sowohl Demodulation an Halbleiterstrecken, womit ein NF-Anteil entsteht, der nicht zum Originalsignal gehört, als auch bedingt durch die globale Gegenkopplung (nfb negative feedback loop) und ihre vorrangige Ausrichtung und Wirksamkeit im NF-Bereich eine gewünschte NF-Verstärkung, aber durch eine eingeschränkte Wirksamkeit der nfb im HF-Bereich eine unkalkulierbare HF-Verstärkung.

Auf dieser Seite:
http://xiph.org/~xiphmont/demo/neil-young.html
wird sogar für HiRes-Aufnahmen eine negative Auswirkung von Frequenzen oberhalb 20kHz beschrieben. Unabhängig davon: Bei massiven Aliasingprodukten wie diesen hier:
http://abload.de/image.php?img=mrlineard4usx.png
werden die Mischprodukte nicht angenehm sein.*

Gruß Heinz

* SoX Upsampling, Ursprungsfile 16 bit/44,1kHz, Ergebnisfile 24 bit/176,4 kHz. Oben: Analog. Unten: Digital

[dietert]

Hallo in die Runde,

so sind eben die modernen Zeiten. Wer einen DAC bauen will, sucht sich im Internet eine Schaltung, z.B. hier:

http://www.pavouk.org/hw/modulardac/en_pcm1704.html

Wenn man nun das Schaltbild anschaut, sieht das auf den ersten Blick alles ganz nett aus, hat z.B. ein Schieberegister, um den Delay zwischen linkem und rechtem Kanal zu kompensieren. Dann findet man aber C46 und C47 = 47 pF, die völlig falsch dimensioniert sind. Hier passt eigentlich ein Wert von 1 bis 2 nF. Nun folgen in der Schaltung noch weitere Tiefpässe 2. Ordnung, die besser passen. Aber ein korrekter Tiefpass 3. Ordnung nach Schulbuch ist das jedenfalls nicht.

Und wer beim Nachbau die Filter IC 14 A und B weglässt, weil er der Meinung ist "Ich habe ja schon einen Tiefpass." - der hat eben gar kein richtiges Filter und bekommt solche Oszillogramme, wie hier am Anfang gezeigt wurden.

Grüße,
Dieter T.

[pschelbert]

Hallo

scheint mir dass es genau das Schaltbild ist das im BurrBrown Datenblatt publiziert wurde.

Hallo in die Runde,
Wenn man nun das Schaltbild anschaut, sieht das auf den ersten Blick alles ganz nett aus, hat z.B. ein Schieberegister, um den Delay zwischen linkem und rechtem Kanal zu kompensieren. Dann findet man aber C46 und C47 = 47 pF, die völlig falsch dimensioniert sind. Hier passt eigentlich ein Wert von 1 bis 2 nF. Nun folgen in der Schaltung noch weitere Tiefpässe 2. Ordnung, die besser passen. Aber ein korrekter Tiefpass 3. Ordnung nach Schulbuch ist das jedenfalls nicht.

Grüße,
Dieter T.

[pschelbert]

Hallo Roland,
ich interpretiere das anders.
Wenn Hersteller ihre Arbeit nicht ordentlich machen, ist man vermutlich dem Zufall ausgeliefert....
Grüße Hans-Martin

Hallo

Meiner persönlichen Meinung nach taugt dieses Produkt nichts, ist nicht fertig konstruiert. Sieht nach Bastelprodukt aus.
Daher würde ich diese Produkt zurückgeben oder entsorgen.

Zudem ist der Chip EOL (End of Life) veraltet und offenbar teuer. Kein Wunder, ist wahrscheinlich Brokerware, aus alten Militärbeständen möglicherweise...

Peter