Multibit vs. Delta/Sigma

StreamFidelity
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ARMATURE Asterion (Holo Spring) R2R Balanced XLR DAC 24bit/384khz DSD512

Beitrag von StreamFidelity »

Hallo Peter,
Dipolaktiv hat geschrieben: 08.10.2021, 13:49 Die Fimra "Holo Audio" finde ich nicht, woher kommt die?
ich hatte einen Holo Audio DAC von einem französischen Anbieter und der wird immer noch angeboten: ARMATURE Asterion (Holo Spring) R2R Balanced XLR DAC 24bit/384khz DSD512.

Der DAC hatte mir sehr gut gefallen und lief sehr zuverlässig.

Grüße Gabriel
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Dipolaktiv
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Beitrag von Dipolaktiv »

Hallo andre

alles klar, habe natrürlich nach Holo Audio gesucht nicht nach magnahifi :)

Ja kenne das Prinzip von R2R. Klar kann man das diskret aufbauen, ob das besser ist, wegen z.B. Temp Drift, Alterung etc. als ein Chip.

Für Experiment interessant, aber eben erreicht noch nicht die Werte der Delta-Sigma DAC.

Sehe mir das mal an.

Ich habe mir mal vorgestellt wenn 12xADC und 12xDAC so diskret aufgebaut würden (wie z.B. das RME UFX II das ich momentan benutze) was das dann kosten würde :)

Gruss

Peter
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Dipolaktiv
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Beitrag von Dipolaktiv »

Hallo Andre

wenn man unbedingt NOS haben will (Aliasing) kann man auch die Samplerate hochstellen und dann mit SOX das Hochsamplefilter leaky einstellen.

Das hat ein Forent mal schon gezeigt vor recht langer Zeit.

Gruss

Peter
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Buschel
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Beitrag von Buschel »

Hallo Peter,

die Leute wollen ja nicht per se Aliasing, sondern ein anderes Zeitverhalten (ohne pre-ringing). Natürlich kann man das nachbilden -- hatte ich hier vorher schon beschrieben. Aber das ist wieder zu viel NOS-Diskussion im Detail. Hier geht es ja um Multibit vs. Delta-Sigma.

Grüße,
Andree
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Dipolaktiv
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Beitrag von Dipolaktiv »

Hallo Andre

ja Rekonstruktionsfilter ist ein anderes Thema.

Gruss

Peter
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Horse Tea
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Beitrag von Horse Tea »

https://whatsbestforum.com/threads/delt ... 591/page-3

Eine interessante Koinzidenz.
Viele Grüße
Horst-Dieter
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StreamFidelity
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Beitrag von StreamFidelity »

Hallo Horst-Dieter,

den Thread Delta Sigma Versus R2R Ladde hatte ich auch schon im Auge. Interessant fand ich auch diese Bewertung (übersetzt):
Ich denke, ein Großteil der Begeisterung für R2R-DACs hat mehr mit dem NOS-Filterdesign zu tun. Die R2Rs, die ich gehört habe, die digitale Oversampling-Filter verwendet haben, hatten eine schöne Kohärenz zwischen den Bässen und den Mitten, wo sie perfekt aufeinander abgestimmt schienen (DS scheint nicht so, als ob die Zeit über die Frequenzen hinweg so gleichmäßig ist). Aber es sind wirklich die NOS-Einstellungen, die die Dinge rauer, direkter und analoger machen. Ironischerweise können DSD-basierte DACs theoretisch ähnliches tun, und zwar besser, indem sie den Ausgangsfilter auf einen einfachen analogen Filter mit hoher Bandbreite reduzieren. Natürlich führen viele Hersteller komplexe Berechnungen an Bord durch, um das Audio mit ausgeklügelten digitalen Filtern auf DSD hochzurechnen, was den Punkt bis zu einem gewissen Grad zunichte machen kann. Einigen gelingt es jedoch, einen sehr analogen Klang mit vielen Details und weniger scharfen Kanten zu erzeugen.
Quelle: https://whatsbestforum.com/threads/delt ... ost-747914

Ist zwar OT, trifft aber auf meine Erfahrungen zu und könnte erklären, warum ich DSD gegenüber PCM bevorzuge. Wobei die komplexen Berechnungen bei mir außerhalb des DACs mit dem HQPlayer durchgeführt werden.

Grüße Gabriel
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Hallo Treppenfreunde und Stufenhasser,
1996 trat eine strengere EMV-Gesetzgebung in Kraft, womit u.a. das nicht-verstärkende Verhalten des Verstärkers bei Hochfrequenz geregelt war. Audiolab schrieb in den 1980ern, dass Klangunterschiede bei Elektronik u.a. auf den Einfluss der negativen Gegenkopplung (spezifiziert für NF, unklar für HF) zurückzuführen seien.
Seit Erscheinen der CD-Player wird die Filterung der DACs in ihrer Vielfalt diskutiert, es gab Geräte mit Wahlschalter für verschiedene Filtercharakteristika. Steilheit, Phasendrehung, Welligkeit im Durchlassbereich waren die ersten Schlagworte, gefolgt von Vor- und Nachschwingverhalten.
Um Aliasing (Spiegelfrequenzen) zu verhindern, wird bereits die Aufnahme Tiefpass-gefiltert, m.E. dient die Filterung nach dem DAC auch dem Schutz nachfolgender Geräte. Spätestens an der Lautsprechermembranmassenträgheit geschieht eine Glättung.

Wenn eine Schallwelle das Trommelfell erreicht, wird sie als Biegewelle an die Basilarmembran weitergegeben und vorwiegend der positive Teil löst aus, dass Perilymphe in die inneren Härchenzellen (Stereozilien) eindringen kann, darauf setzt diese einen (1) positiven Impuls auf den Hörnerv ab.
Eine Tonhöhe-Zuordnung der ca. 3500 Stereozilien ist im wesentlichen abhängig von der Position auf der Basilarmembran. Es folgt eine Erholzeit der Zelle im Bereich weniger Millisekunden, erst dann kann erneut "gefeuert" werden. Die Intensität des Impulses hängt auch von der vorausgegangenen Erholzeit ab (erklärt auch den Verdeckungseffekt). Also gibt es nicht sicher zu jeder vollen Sinusschwingung auch einen Puls, wenn, dann an derselben Phase, mit Erholungszeit-Aussetzern.
In unseren technischen Selbstverständlichkeiten ist solch unstetes Verhalten eher unerwartet!
Es gibt keine aktiven negativen Pulse, keine andere vom Schall gesteuerte Gegenrichtung in der Zelle.

Mich erinnert das etwas an die PLL eines CD P'layers, die sich auf das Raster erkannter Pitflanken unterschiedlicher Pitlängen synchronisiert, damit die Drehzahl nachregelt.

Gehör- und Hirnforschung haben in den letzten 20 Jahren viele Erkenntnisse erlangt.
Interessant finde ich OAE (Otoakustische Emissionen), wo nach einem externen Chirp das Ohr mit eigenen (per Minimikrofon messbaren) Tönen reagiert, vermutlich von den 3 äußeren Härchenzellen neben der 1 Hörzelle. Das Gehirn steuert sie an, sie schwingen mit, sorgen für eine Dynamikkompression, zu laut wird erträglich, zu leise wird noch wahrnehmbar. Es gibt ein gern zitiertes Video über rhythmisch mit Musik "tanzende" Zilien.

Die empfundene Lautheit richtet sich auch nach der Menge pulsaktivierter Nerven bzw. parallel einlaufender Nervenpulse, wie z.B. bei der positiven Anstiegsflanke eines Rechtecksignals, nicht jedoch bei der negativen.
Beim einzelnen (mathematischen) Sinus ist das kein Thema, ob phasenverschoben oder invertiert macht keinen Unterschied.
In Musik kommt er so statisch kaum vor (Ausnahme: Flöte u.ä.), meist sind es gedämpfte Schwingungen im Zusammenspiel, ohne Wiederholung, die man als exakt deckungsgleich bezeichnen könnte

Wie mit Modell gegenläufig angesteuerter Eimerketten mit Verbindungszellen zwischen den gegenüberliegenden Eimern, kann im Gehirn sowohl hinreichende Signalähnlichkeit erkannt wie auch Lautheits- und ein Laufzeitunterschied gefunden werden.

Nach vielen Verstärkervergleichen glaube ich, dass die Übertragungsbandbreite hörbare Unterschiede macht. Mehr Transparenz durch höhere obere Grenzfrequenz erst gehört, dann gelesen oder mit Sinussweep bis über 200kHz geprüft, bis es per Phasendrehung in Eigenschwingung überging. 60kHz, 100 kHz oder 150kHz waren hörbar unterschiedlich.
Wie kann das angehen, wenn bezüglich Frequenzgang/Übertragungsbereich die Lautsprecher fast ähnlich begrenzt sind wie unsere Ohren? Es gibt also mehr zu hören als nur Sinus, z.B. Timing.
Ein endloses Thema....

Die Forschung zum Thema Cochleaimplantat zeigt uns, dass die echten Impulse auf den natürlichen Nervenfasern derart strukturell verzerrt erscheinen, dass man eine technische akustische Wiedergabe über Lautsprecher genausowenig zur Wiedererkennung von Musik oder Sprache interpretieren kann wie in der Anfangszeit der CD mancher Player in den Tuner im Rack einstreute und auf andere Weise zeigte, das etwas spielte, aber kaum erkennbar war, was.
Grüße
Hans-Martin
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Delta Sigma Wandler ohne Filter und Oversampling?

Beitrag von Audiophon »

Hallo zusammen,

ich habe die Aussage eines Herstellers gelesen, dass sein selbst entwickelter Delta-Sigma DAC keine Filter und kein Oversampling benötigt.

Kann das denn technisch sein, kann man mit Delta-Sigma technisch auf niedrige Rauschwerte ohne Oversampling und Tiefpassfilter kommen?

Viele Grüße
Martin
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Beitrag von StreamFidelity »

Hallo Martin,
Audiophon hat geschrieben: 21.03.2024, 17:00Kann das denn technisch sein, kann man mit Delta-Sigma technisch auf niedrige Rauschwerte ohne Oversampling und Tiefpassfilter kommen?
Das wäre mir neu. Ein Delta-Sigma-Modulator arbeitet immer mit einer Überabtastung. Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Delta-Sigma-Modulation

Die Delta-Sigma-Chips von ESS Sabre oder AKM arbeiten nach diesem Prinzip. Das bedeutet, dass bei DACs mit diesem oder anderen Delta-Sigma-Chips die Quelldateien im PCM Format zwangsläufig auf DSD umgerechnet werden.

Ich hatte vor einiger Zeit eine Grafik erstellt, welche die Arbeitsweise verdeutlichen soll. Die Grafik ist vereinfacht und resultiert aus meinen Recherchen.

Bild
Quelle: https://griggaudio.de/2023/12/09/wie-mo ... erbessern/

Erläuterungen:

Oversampling

In einem meist zweistufigen Verfahren wird im DAC ein Oversampling mit und ohne digitale Filter in den gewünschten MHz-Bereich durchgeführt. Dies ist z.B. 5,6448 MHz (44,1kHz x 128 = 5644800 kHz), was DSD128 entspricht. Dieses Oversampling ist zwingend notwendig, da der Delta-Sigma-Modulator nur im Megahertz-Bereich arbeiten kann.

Delta-Sigma-Modulator

Die digitalen Samples mit 0 und 1 gehen in den Eingangsdifferenzkonverter, welcher im hexadezimalem Wertbereich arbeitet. Dementsprechend kennt der digitale Modulator nur zwei Werte DRef- und DRef+.

Ein entstehender Messfehler wird integriert (Integrator) und über eine Gegenkopplung (negativ feedback) schrittweise kompensiert. Die Anzahl der Integratoren bzw. die Anzahl der Gegenkopplungsschleifen charakterisieren die Ordnung des ΔΣ-Modulators. Je höher die Ordnung ist, umso stärker wird die Verschiebung des Rauschens, umso höhere Frequenzen können genutzt werden.

Der Komparator vergleicht, ob sein Eingangssignal größer oder kleiner als ein bestimmter Schwellenwert ist und gibt ein entsprechendes Ein-Bit Signal, den Bitstream aus. Dieser Bitstream wird an einen DDC (Digital-Digital-Converter) solange in eine Gegenkopplungsschleife (negative feedback) abgezweigt, bis die gewünschte Signalqualität erreicht ist. Dieser Zyklus wiederholt sich pro Abtastzyklus.

Digital-Analog-Wandlung

Der fertige Bitstream geht nun an den eigentlichen DAC (Digital-Analog-Converter). Dieser hat die Aufgabe den digitalen Datenstrom in ein analoges Signal zu wandeln. Dabei muss zwingend ein analoger Tiefpassfilter eingesetzt werden.

Die Grundlage für den Filter ist das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem, welches nur die halbe Abtastrate (Nyquist-Frequenz) berücksichtigen darf.

Grüße Gabriel
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Audiophon
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Beitrag von Audiophon »

StreamFidelity hat geschrieben: 21.03.2024, 18:52
Das wäre mir neu. Ein Delta-Sigma-Modulator arbeitet immer mit einer Überabtastung. Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Delta-Sigma-Modulation

Die Delta-Sigma-Chips von ESS Sabre oder AKM arbeiten nach diesem Prinzip. Das bedeutet, dass bei DACs mit diesem oder anderen Delta-Sigma-Chips die Quelldateien im PCM Format zwangsläufig auf DSD umgerechnet werden.
Hallo Gabriel,

genau so sehe ich das auch, daher ja auch meine Frage hier im Forum. Die einzige Lösung könnte ein analoges Tiefpassfilter knapp oberhalb von 20kHz sein.

Die Aussage "selbst entwickelter Delta-Sigma DAC keine Filter und kein Oversampling benötigt" habe ich dabei direkt von der Kommunikationsagentur des Herstellers erhalten, da ich bei den Filtereinstellungen des DAC auch eine "Filter off" Stellung gefunden hatte (zudem auch noch als Standardeinstellung).

Der Hersteller begründet den möglichen Verzicht auf Oversampling und Filter mit der ausgesuchten Bauteilequalität (der DAC ist diskret aufgebaut) und die speziellen Algorithmen.

Ich werde da aber nochmals nachfragen. Irgendwie kann ich es mir technisch noch nicht vorstellen. :wink:

Viele Grüße
Martin
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