10-MHz-Masterclocks in der Diskussion

Player, Streamer, Wandler, Vorverstärker usw.

10-MHz-Masterclocks in der Diskussion

Beitragvon wgh52 » 20.02.2014, 17:06

Edit: Dieser Thread entstand aus dem Thread Antelope Zodiac Platinum, in welchem die neue Masterclock von Antelope vorgestellt wurde. In diesem Thread soll es allgemein um den Einsatz von 10 MHz Referenzclocks im Hifi-Bereich gehen. Fujak.


Hallo Andreas,

das ist interessant! Gerade lese ich einiges über 10 MHz Taktgeneratoren und da würde mich das Spektrum dieses Taktgebers (in dBc so für den Bereich von 1 Hz bis 100 kHz) interessieren. Gibt's sowas für den Antelope Clock? Dass Rubidium eine extreme Langzeitstabilität bietet ist bekannt, aber Jitter beschreibt ja kurzzeitige Schwankung des Taktes und da würde ich Rubidium (oder besser Antelope) gerne mal mit Quarzofenoszillatoren vergleichen.

Gruß,
Winfried

PS: Ich will hier auf jeden Fall keine Jitterdiskussion "vom Zaun brechen", sondern lediglich für mich technische Daten vergleichen. :cheers:

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Beitragvon Herbert Z » 20.02.2014, 20:09

Hallo,

die Daten wuerden mich auch im vergleich zu meinem RB-Clock (Perf 10) interessieren.

http://www.thinksrs.com/downloads/PDFs/Catalog/PERF10c.pdf

Accuracy at shipment ±0.05 ppb (±5 × 10–11)
Aging (after 30 days) <5 × 10–11 (monthly)
<5 × 10–10 (yearly)
5 × 10–9 (20 years, typ.)
Spurious harmonics <–60 dBc
Phase noise (SSB) <–130 dBc (10 Hz)
<–140 dBc (100 Hz)
<–150 dBc (1 kHz)
<–150 dBc (10 kHz)

Besten Gruss
Herbert
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Beitragvon Fujak » 20.02.2014, 20:44

Hallo Winfried und Herbert,

die entscheidenden Daten sind der phase noise. Der liegt z.B. bei der von Dir, Herbert, angegebenen Rb-Clock von Stanford Research Systems etwas unter dem Phasenrauschen des zur Zeit im Thread "Treffen der PC-Fraktion" diskutierten DDC mit handverlesenen selektierten TXCOs. Zum Vergleich:

Perf10: -130 dB @ 10 Hz
DDC: -121 dB @ 10Hz
Antelope: N/A

Inwieweit das bei dieser Differenz noch hörbar ist, sei dahingestellt.

Bei den aufgerufenen Preisen für Rb-Clocks (Stanford Research PERF 10: 3.800,- €, Antelope Clock: 5.689,- €) stellt sich auch für mich die Frage, ob das Geld nicht besser in bessere D/A-Wandler bzw. DDC oder Reclocker gesteckt würde...

Aber das ist wieder eine andere Frage.

Grüße
Fujak
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Beitragvon wgh52 » 21.02.2014, 01:16

Freunde, das wird hier eine off-Topic Diskussion, vielleicht lagern wir in einen "10 MHz Masterclocks" aus...?

Danke Herbert,

guter Vergleichsanfang:

Herbert Z hat geschrieben:http://www.thinksrs.com/downloads/PDFs/Catalog/PERF10c.pdf
Accuracy at shipment ±0.05 ppb (±5 × 10–11)
Aging (after 30 days) <5 × 10–11 (monthly)
<5 × 10–10 (yearly)
5 × 10–9 (20 years, typ.)
Spurious harmonics <–60 dBc
Phase noise (SSB) <–130 dBc (10 Hz)
<–140 dBc (100 Hz)
<–150 dBc (1 kHz)
<–150 dBc (10 kHz)

Ich hab' auch einiges recherchiert, aber nach dem Taktgeber selbst. Mir schwant hier könnten DIYer echtes Geld sparen... Unsere gute alte KVG in Neckarbischofsheim hat z.B. diesen OCXO im Programm (ca. 240 €):

Typical Phase noise:
1 Hz: < -100 dBc / Hz
10 Hz: < -130 dBc / Hz
100 Hz: < -150 dBc / Hz
1 kHz: < -160 dBc / Hz
10 kHz: < -165 dBc / Hz
100 kHz: < -170 dBc / Hz
Man sieht hier sehr gut was mit Quarz an Phasenrauschen "so geht" (und es gibt besseres... :wink: )

Aging (after 30 days of continuous operation):
per day: < + 5 x 10-10
per month: < + 5 x 10-9
1st year: < + 3 x 10-8
15 years: < + 5 x 10-7
Man sieht hier sehr gut die überlegene Langzeitstabilität der Rb-Clocks.

So ein Teil, schwingend oder besser gesagt "entkoppelt" in ein schönes Gehäuschen montiert, ein rauscharmes(!) 12 V Netzteil davor/dazu, BNC Anschluss (natürlich fachgerecht mit dem Oszillator verbunden!), könnte ich mir gut als DIY 10 MHz Masterclock (z.B. für Reclocker) für 500-700 € Teilekosten vorstellen. Rechnet man die Teilekosten zusammen und multipliziert mit vier bis fünf, scheinen die aufgerufenen Fertiggerätepreise gar nicht mal soooo aus der Welt (zumal sie sicher noch einige zusätzliche Kniffe eingebaut haben)... :mrgreen: Aber das nur nebenbei.

Gruß,
Winfried

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Beitragvon gregor » 21.02.2014, 08:58

Hallo Ihr Clock-Optimierer,

im ComputerAudiophile Forum behaupten user, die Mutec MC3+ mit einer gebrauchten 10M Clock verbessert zu haben, nämlich der hier:

http://www.ebay.de/itm/171206305316?ssP ... 1423.l2649

Allerdings weiß man ja nicht, wie alt das Ding ist - und das ist in diesem Zusammenhang ja nicht ganz unwesentlich.

http://www.computeraudiophile.com/f10-m ... post297035

Beste Grüße
gregor
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Beitragvon aston456 » 21.02.2014, 16:21

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Anwendungsbeispiel Rb-Clock an Mutec MC-3+

Beitragvon Fujak » 21.02.2014, 21:13

Hallo Freunde der exakten Zeit,

es ist sicher kein Zufall, dass das Thema Referenzclocks mehr und mehr ins Blickfeld der hochwertigen Wiedergabe digitaler Musikdaten rückt, denn die Bedeutung hochwertiger Oszillatoren ist in den letzten Jahren immer klarer geworden.

Das betrifft nicht nur die Güte und die Verarbeitung (insbesondere die Schnittführung) des Ausgangsmaterials. Es betrifft auch die Notwendigkeit, dass für einen Oszillator konstante Umgebungsbedingungen vorhanden sein müssen, wenn die definierte Eigenschwingung ein möglichst geringes Störspektrum aufweisen soll. Konstante Bedingungen betreffen vor allem Temperatur (TCXO, OCXO), mechanische Einflussgrößen (Stichwort Resonanz, Mikrofonie), sowie eine regulierte Spannungsversorgung, die möglichst wenig Rauschanteile (Ripple) aufweist.

Da nur wenig Geräte in erschwinglichen Preiskategorien diese Kriterien in vollem Umfang umsetzen, haben sich eine Reihe von flankierenden Optimierungsmaßnahmen entwickelt, die zum Einsatz kommen: Modifizierungen (Gertifizierungen) an bestehenden Streamern in puncto Clocks und ihrer Stromversorgung, Optimierungen an Soft- und Hardware bei Audio-PCs, Reclocker wie die Mutec MC-3+ 1GHz-Clock - und nun die 10MHz Rb-Referenzclocks

Diese Clocks arbeiten meistens auf der Basis eines Rubidium-Oszillators, ein Quarzoszillator, dessen Frequenz mit der 6,835-GHz-Schwingung von Rubidium-Atomen geregelt wird. Da diese Schwingung unter allen Umgebungsvariablen stets die gleiche Frequenz aufweist, ergibt sich daraus eine vielfach höhere Genauigkeit als mit herkömmlichen Schwingquarzen. Aus der Ausgangsfrequenz wird dann auf elektronischem Wege eine genormte Zeitbasis von 10 MHz abgeleitet, weshalb diese Clocks auch Zeitnormal oder Rubidiumnormal genannt werden.

Während solche Clocks schon seit vielen Jahren fester Bestandteil in industriellen Anwendungen darstellen, sind es im Hifi-Bereich nur eine Handvoll Firmen, die bislang solche Clocks anbieten, wie z.B. DCS, Stanford Research Systems, Antelope etc.

Im Unterschied zu industriellen Anwendungen, in denen Rb-Clocks vor allem wegen ihrer hohen Ganggenauigkeit eingesetzt werden, spielt dieses Kriterium bei Hifi Anwendungen keine Rolle. Ob in 10 Jahren die Samplingrate statt 44.100 Hz dann 44.100,00004 Hz beträgt, würde selbst jemand mit absolutem Gehör nicht heraushören.

Viel wichtiger für unsere Zwecke ist hingegen die Angabe des sogenannten Phasenrauschens, jener unerwünschter Frequenzanteile, die zu Artefakten im Zuge der D/A-Wandlung führen. Das Phasenrauschen steht dabei übrigens nicht zwangsläufig in einer unmittelbaren Korrelation zur Gangabweichung. So kann die eine Rb-Clock mit einer sehr hohen Ganggenauigeit dennoch ein höheres Phasenrauschen aufweisen als eine andere Rb-Clock mit geringerer Ganggenauigkeit aber einem niedrigeren Phasenrauschen. Ein Hersteller einer Rb-Referenzclock für Hifi-Zwecke, der nur Angaben zur Gangabweichung, nicht aber zum Phasenrauschen (aufgeschlüsselt nach Frequenzbereichen) macht, sollte daher misstrauisch machen (was die Qualität seiner Oszillatoren anbelangt).


Das Experiment

Seit einiger Zeit bin ich mit Mutec im Gespräch, inwieweit sich das Reclocking-Ergebnis der MC-3+ noch steigern ließe, wenn man ihren (glücklicherweise) vorhandenen 10MHz-Eingang mit einer Rb-Referenzclock füttert.

Bild

Zu diesem Zwecke, stellte mir Herr Peters von Mutec eine hochwertige Rb-Clock zur Verfügung, um dies zu testen.

Bild

Der Test-Aufbau entspricht meinem Setup (siehe hier). Getestet habe ich immer abwechselnd mit Synchronisation auf das eingehende SPDIF-Signal und auf das 10MHz-Referenzsignal der Rb-Clock.

Bild

Anmerkung: Im Bild ist ist eine Animation enthalten, die die Mutec-Kaskade abwechselnd in den Betriebszuständen Synchronisation über SPDIF und Synchronisation über 10MHZ Rb-Clock (einmal mit der ersten und dann mit dem dritten Mutec-Clock) zeigt.


Rb-Clock an einzelner Mutec MC-3+

Zunächst habe ich eine einzelne MC-3+ ausprobiert. Hier ist der Unterschied mit Rb-Clock und ohne am deutlichsten. Es tauchen die vertrauten Klang-Unterschiede auf, wie sie von mehr oder weniger Jitter bekannt sind (zur Vertiefung dieses Themas u.a.: Wie "klingt" Jitter?).
Was bei der Synchronisation auf die Rb-Clock vor allem heraussticht ist die Ausdehnung des Raumes in Breite und Tiefe, ein Verlust an Schärfe, und mehr Kontur im Bassbereich. Das Klangbild hört sich aufgeräumter an, was dazu führt, lauter hören zu können, ohne dass es gleichzeitig mehr anstrengen würde.
Den Unterschied mit und ohne Rb-Clock würde ich in der Größenordnung einer weiteren in Reihe geschalteten MC-3+ einordnen.


Rb-Clock an 3er-Kaskade Mutec MC-3+

Mein technisches Verständnis sagte mir, dass ich das 10MHz- Referenzsignal in die letzte MC-3+ der Kaskade einbringe, um das Optimum herauszuholen. Es zeigte sich aber, dass das Zuführen in die erste oder mittlere Mutec-Clock den gleich starken bzw. eher gleich schwachen Effekt hatte. In der Kaskade nämlich stellte sich der Unterschied mit und ohne Rb-Clock als geringer dar als bei nur einer Mutec-Clock. Ich würde den Unterschied hier in etwa in der gleichen Größenordnung sehen, wie den Unterschied zwischen 2 und 3 kaskadierten Mutec-Clocks.


Ökonomische Betrachtungen

Der "analoge Reinheit" des Klangs mit 3 Mutec-Clocks und der Rb-Clock ist unübertroffen. Dennoch: wenn ich das ganze unter ökonomischen Gesichtspunkten betrachte, lautet für mich die Schlussfolgerung aus dem Experiment nicht, mir eine solche Rb-Clock anzuschaffen. Angesichts der Tatsache, dass eine Rb-Clock dieser Güte (die m.E. deutlich über der einer Antelope-Clock liegt) könnte man sich 6-7 Mutec Clocks MC-3+ anschaffen. Insofern kommt man in der Preisleistungsrelation mit einer weiteren MC-3+ (und einem sehr guten DDC) mit weniger Investition deutlich weiter.

Abschließend bemerken möchte ich auch, dass sich der Grad an klanglichen Unterschieden mit und ohne Rb-Clock natürlich auch daran bemisst, wie sauber das in die MC-3+ zugeführte SPDIF-Signal bereits ist. Denn es kann nur in dem Maße optimiert werden, wie das Signal vorher defizitär gewesen ist. Ein weiterer Faktor für den erreichbaren Optimierungsgrad stellt die Qualität der Eingangs- und Wandlerstufe des DAC dar.
Insofern kann es durchaus sein, dass in anderen Setups (wie vor wenigen Minuten von Uli im Mutec MC-3+-Thread in einem sehr empfehlenswerten Beitrag beschrieben wurde - siehe hier) der Einsatz einer Rb-Clock zu größern/kleineren Unterschieden führen als von mir beschrieben.


Rb-Clock Alternativen

Im Internet kursieren immer wieder ausgebaute RB-Clock-Module, die man für 150-200 Euro kaufen kann. Mit einem externen (rauscharmen!) 24V-Netzteil versorgt, erhält man für kleines Geld eine Rb-Clock. Wie gut/schlecht diese ist, kann man leider nur durch konkretes Ausprobieren herausfinden. Aber bei den Preisen könnte sich das durchaus lohnen.

Zudem werden zahlreiche ausgemusterte komplette Rb-Clocks (vorzugsweise der ehemaligen bayrischen Firma Efratom) teilweise für unter 200,- € angeboten. Auch hier könnte es sich lohnen, mal etwas auszuprobieren.

Grüße
Fujak
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Beitragvon wgh52 » 21.02.2014, 21:54

Hallo Fujak,

danke für Deine Tests und Einschätzungen. Eine kleine Korrektur sei gestattet:

Fujak hat geschrieben:Diese Clocks arbeiten meistens auf der Basis eines Rubidium-Oszillators, ein Quarzoszillator, dessen Frequenz mit der 6,835-GHz-Schwingung von Rubidium-Atomen geregelt wird.

Im Rb-Oszillator schwingen nur Rb-Atome, kein Quarzkristall! Im Quarzoszillator schwingt ein Quarzkristallplättchen. Insofern hat Rubidium mit Quarz nichts zu tun, vielleicht war's ja nur etwas zu stark vereinfacht :wink: . (Siehe Albert Einstein :mrgreen: )

Weiterhin könnte man aus Deinem Beitrag eventuell schließen, daß Quarzoszillatoren den Rb Oszillatoren grundsätzlich unterlegen seien. Das ist weder wahrscheinlich noch bewiesen und wir werden hoffentlich in die Lage versetzt werden das mal zu ermitteln.

Fujak hat geschrieben:Im Unterschied zu industriellen Anwendungen, in denen Rb-Clocks vor allem wegen ihrer hohen Ganggenauigkeit eingesetzt werden, spielt dieses Kriterium bei Hifi Anwendungen keine Rolle. Ob in 10 Jahren die Samplingrate statt 44.100 Hz dann 44.100,00004 Hz beträgt, würde selbst jemand mit absolutem Gehör nicht heraushören.

... genau diese (für HiFi praktisch nicht nötige/relevante Langzeitstabilität) ist die Hauptstärke der Rb-Clocks, aber in Phasenrauschen und Allen-Varianz liegen Rb und Quarz in vergleichbaren Bereichen. Es könnte also sein, dass Quarz hier im Endeffekt gleichzieht sogar die Nase vorn hat und billiger ist - wir wissen das noch nicht... 8)

Wie dem auch sei, es wurden von AH Forianern bereits vielversprechende Hörtests gemacht, die eine zumindest vergleichbar hohe Jitter-Effektivität von Quarzoszillatoren (OCXO) gegenüber Rb-Clocks nahelegen. Wie sich das preislich auswirkt ist noch zu klären - Rubidium ist teuer, klingt aber als Produktname(!) natürlich viel wertiger/besser/exotischer :wink: .

Jedenfalls bleibt das Thema spannend!

Gruß,
Winfried

PS: Ulli war schneller, ich lass meine Ausführungen aber mal wie sie sind. :D

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Beitragvon Fujak » 21.02.2014, 22:25

Hallo Winfried und Ulli,

es ging mir bei meinen Ausführungen nicht darum, den Rb-Clocks eine generelle Überlegenheit gegenüber konventionellen Oszillatoren (insbes. OCXOs) zu propagieren, sondern darzulegen, weshalb auf der Suche nach möglichst wenig Jitter auch die Rb-Clocks ins Blickfeld der Hifi-Freaks gerückt sind.

Mein Test diente ja genau der Überprüfung, inwieweit es ein praktikabler Weg ist, mittels einer guten Rb-Clock und den Mutec-Clocks eine signifikante Verbesserung zu erreichen - was aus meiner Sicht unter ökonomischen Aspekten nicht der Fall ist (dann eher noch eine weitere MC-3+).

Vielversprechender finde ich persönlich den Weg über OCXOs und saubere Spannungsversorgung direkt in den entsprechenden Geräten (DDC, DAC Reclockern), ggf. als DIY-Upgrade, was jedoch in diesem Thread OT ist.

@ Ulli: habe Dir diesbezüglioch PN geschickt

Grüße
Fujak
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Beitragvon wgh52 » 22.02.2014, 00:23

Danke Ulli,

wieder was gelernt! :cheers:

Gruß,
Winfried

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Beitragvon wgh52 » 22.02.2014, 15:36

Ulli,

Danke Dir für die Inspiration! Du hast eMail mit (m)einer Idee. Eventuell bald mehr hier im Forum, falls/wenn die Idee geht... 8)

Gruß,
Winfried

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Beitragvon Fujak » 09.03.2014, 10:15

Hallo Ulli,

Mir erschließt sich der Sinn dieses Aufwands nicht, wenn doch eine simple Verbindung à la daisy chain reicht - um so mehr, als ein zusätzliches Gerät nur wieder mehr von dem hinzufügen wird, was mit externer Clock reduziert werden soll.

Insofern, wenn Du fragst...
modmix hat geschrieben:Oder hat jemand eine bessere Idee?

... wäre meine Idee: keep it simple.

Grüße
Fujak
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Beitragvon aston456 » 09.03.2014, 12:30

Hallo Ulli,
so ganz verstehe ich Deinen Weg auch nicht.
Warum willst Du so einen Aufwand treiben, wenn eine 10 MHz Clock ~ 130,- € kostet.
http://www.ebay.de/itm/171206305316?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1423.l2649

Cheers
Kai
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Beitragvon Hans-Martin » 09.03.2014, 12:42

Ich stimme Fujak hinsichtlich der KISS -Methode zu.
Clocks sind empfindlich für Rauschen und Störungen aller Art.
Daisy-Chain von hinten nach vorn oder von vorn nach hinten? das ist die Frage. Bei CD-Playern sitzt die Clock am DAC und wird zum Frontend durchgereicht.
Man findet aber auch Umbauanleitungen im WWW, wo die Clock mit Kabeln sternförmig im Player verteilt wird, und das Ergebnis wird als Fortschritt gepriesen.
Bedenke ich Gerts Dusch-Eingebung, zwei Flipflops hintereinander zum Neutakten zu benutzen, muss man die Signalverarbeitungsrichtung mit berücksichtigen, auch die Taktung und ihre Verzögerung bei Kabellängen von 1m von Gerät zu Gerät...
Ich meine, man kann Zeitversatz der Clock sinnvoll mit einsetzen, bei sternförmiger Anordnung sollte das gerade vermieden werden. Aber ist das wirklich gut und richtig? Ich bezweifle dass sternförmig (koinzident) besser ist.
Ich tendiere dazu, den Triggerpunkt der späteren Stufe vor den Zeitpunkt der vorhergehenden zu setzen.

@Kai was nützt die präziseste Clock, wenn noch eine PLL zwischen ihr und der Anwendung arbeiten muss?
Grüße Hans-Martin
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Beitragvon KSTR » 09.03.2014, 13:05

modmix hat geschrieben:Ich habe zwei hintereinander geschaltete MC-3+ und eine 10MHz-Clock mit genau einem Ausgang - was tun?
Da die Inputs der MC3+ ja nur 1HE auseinanderliegen und man die Quelle ebenfalls auf höchstensfalls 10cm an beide heranbringen kann, sind die Kabel elektrisch "sehr kurz" für 10MHz Sinus, Wellenwiderstand und Anpassung sind dann egal, Splitter oder Daisy-Chaining nicht nötig. Daher, einfach mit einem T-Stück am Sender mit zwei Stummelkäbelchen in die (terminierten) MCs, die dann etwas reduzierte Pegel bekommen, während der Sender eine geringfügig höhere Belastung sieht, aber alles im Rahmen.

Wichtiger dürfte mE sein, die Massen (wohl auch bei allen ==Schutzerde?) so kurz und hart wie möglich zusammenzubonden. Es gilt alle potentiellen Störströme zwischen den Geräten *nicht* über deren Signal-Anschlüsse fließen zu lassen (weil der I*R Spannungsabfall die effektiven Schaltpegel verändert --> Jitter), denn BNC-Bajonette sind nicht unbedingt die unproblematisch niederohmigsten Verbindungen.
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KSTR
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