Daten-induzierter Jitter

Musikwiedergabe über PC und Mac
SirAeleon
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Beitrag von SirAeleon »

Ist das nicht genau das, was ein Benchmark DAC-1 macht?
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Systac
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Beitrag von Systac »

Hallo Gert,

also erst mal Danke für die Auführung!
Ich hab da aber auch noch ein paar Fragen
immerhin 24,576MHz in meinem DAC
wie kommt diese Zahl Zustande? Mein Denkansatz: Bitclock geteilt durch Bittiefe =Wordclock.... also 24576Khz/24=1024Khz ??

Sehe ich das richtig dass die Hörbarkeit des Jitters hängt hauptsächlich von der Stärke des Zitterns, weniger aber von der Frequenz abhängt?

Gruß Marius
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Fortepianus
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Beitrag von Fortepianus »

Hallo Marius,
Systac hat geschrieben:
immerhin 24,576MHz in meinem DAC
wie kommt diese Zahl Zustande? Mein Denkansatz: Bitclock geteilt durch Bittiefe =Wordclock.... also 24576Khz/24=1024Khz ??
das geht so: Ein Wort ist 32 Bit lang, davon werden 16 bis 24 benutzt. Die sprudeln mit 96kHz Taktfrequenz rein. Bei mir mit achtfachem Oversampling aus dem Digitalfilter (DF1704), also mit 768kHz. 768.000Hz mal 32 gleich 24,576MHz.
Sehe ich das richtig dass die Hörbarkeit des Jitters hängt hauptsächlich von der Stärke des Zitterns, weniger aber von der Frequenz abhängt?
Von beidem. Die Stärke des Zitterns, also die zeitliche Abweichung vom Ideal von Takt zu Takt, ist für die Amplitude des Störsignals zuständig. Wie sehr man das aber hört, hängt von dessen Spektrum ab.

Gruß Gert
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Fortepianus
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Beitrag von Fortepianus »

Hallo Chris,
SirAeleon hat geschrieben:Ist das nicht genau das, was ein Benchmark DAC-1 macht?
keine Ahnung, aber sollte das außer mir noch jemand so machen, würd's mich natürlich freuen.

Gruß Gert
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Fortepianus hat geschrieben:....Die angedachte Superclock am DA und der Takt, mit dem die Daten in den FIFO sprudeln, sind nicht synchron. Irgendwann (und das geht sehr zackig) läuft der FIFO über oder leer, je nach dem, welche Taktfrequenz höher ist. ....
Ich will nicht zu tief einsteigen, aber das war mir eigentlich klar, darum ja der Zwischenspeicher. Eigentlich wäre es doch nur eine Frage der Speichergrösse den Leerlauf oder Überlauf zu verhindern... Aber ich habe nicht gerechnet was da im praktisch denkbaren "worst case" nötig wäre.

Ich habe aber noch etwas anderes nicht verstanden oder verpasst (zugegebenermassen sind meine Kenntnisse über DACs und Resampling "eher rudimentär"):
Wenn die Daten erstmal im Gerät sind, liegen sie doch bereits schön wortweise "zugeschnitten" vor oder?
Jetzt könnte man doch Wortweise (z.B. 32 Bit-weise) weiterarbeiten, denn der DAC hat ja auch eine entsprechende Bit-breite, das Resampling müsste doch auch Wortweise rechnen.
- Warum brauchen die DACs dann einen dermassen hohen Takt?
- Werden die Daten wieder seriell in die DACs eingespeist?
- Falls ja, warum denn? Parallel/Wort-weise fände ich erstmal sinnvoller....
- Oder haben die "Käfer" sonst zu viele Anschlüsse und die Platinenen würden zu aufwändig?
- Oder wo hakt's bei mir?

Danke und Gruss,
Winfried
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Fortepianus
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Beitrag von Fortepianus »

Hallo Winfried,
- Warum brauchen die DACs dann einen dermassen hohen Takt?
25Mhz ist für einen HF-Techniker Gleichstrom :D. Die digitale Seite eines DAC-Chips ist ein einfaches dummes Schaltwerk. Daten reinklopfen und sagen, wann die Flipflops für die Stromquellen gesetzt werden sollen. Fertig.
- Werden die Daten wieder seriell in die DACs eingespeist?
Ja.
- Falls ja, warum denn? Parallel/Wort-weise fände ich erstmal sinnvoller....
Einen Takt mit z. B. 768kHz jitterfrei zu kriegen ist nicht einfacher, als den mit 24,576MHz. Im Gegenteil, man müsste die niedrigere Frequenz nämlich aus dem Systemtakt, mit dem das Digitalfilter, der Eingangsbaustein usw. laufen, durch Teilen gewinnen. Geteilt wird mit Flipflops, von denen jedes Gatter neuen Jitter hinzufügt. Darum ja der Trick im PCM1704 mit der Wandlung, die mit der zweiten steigenden Flanke der Bitclock nach fallender Wordclock-Flanke stattfindet. Weil die Bitclock besser bzgl. Jitter ist!

Viele Grüße
Gert
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Ah Ja! Danke!

Noch eine Detailfrage und dann höre ich auf mit dem Bohren! :oops:

Verstehe ich richtig, dass für das 8x oversampling zwischendurch die Worte "parallelisiert", dann zwischen diesen "interpoliert", dann diese "neuen" Worte wieder "serialisiert" und zum DAC weitergeschoben werden? Oder wie funktioniert das?

Gruss,
Winfried
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Fortepianus
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Beitrag von Fortepianus »

Hallo Winfried,

wenn Du tiefer in die Materie einsteigen willst, kenn ich keine bessere Einführung in das Thema als die hier. Ist allgemein verständlich dargelegt, allerdings geht's eigentlich um die Funktion eines asynchronen Sampleratenkonverters (ASRC). Dabei wird aber am Rande auch gleich noch das Oversampling erklärt.

Gruß Gert
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Danke für den Link! Ich "fräse" mich da mal durch!

Gruss,
Winfried
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Kienberg
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Beitrag von Kienberg »

Fortepianus hat geschrieben:Zwei Quarze unterscheiden sich immer in ihrer Frequenz, das ist nicht zu vermeiden, wenn sie frei laufen. Deshalb lese ich die Daten aus dem FIFO mit einem Takt aus, der aufwändig in einer zweistufigen PLL aus dem Eingangstakt restauriert wurde. Das ist schon recht gut, mir aber noch nicht gut genug. Deshalb wird mit diesem beinahe-Supertakt aus dem FIFO gelesen und in einen ASRC (Asynchronen Sampleratenkonverter) reingetaktet. Der filtert das Gejittere nochmal enorm. Aus dem hole ich es dann wirklich mit dem saubersten Takt, den ich irgendwie in der Lage bin herzustellen. Es ist ein extrem jitterarmer Taktgenerator mit 24,576MHz, der zugleich die DAC-Chips füttert. Wenige cm daneben sitzend, damit auch ja kein Jitter über irgendeine Kabeldispersion eingefangen wird.
Hallo Gert,

danke für diese interessante Beschreibung Deiner Lösung.
Die Gerätehersteller halten ja ihre Lösungen meist vollständig geheim. Bei meinem AVP A1HD gibt Denon nur an
Analog-to-Digital Conversion:
Bit Depth/Sampling Rate: 24-bit/192kHz -
Burr-Brown PCM-1804 Includes EXT Inputs
Mehr nicht.

Denke ich sollte diesen 30kg Boliden mal zerlegen, photografieren und Dir die Bilder schicken. :wink: :mrgreen:

Gruss Sigi
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derdoctor
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Beitrag von derdoctor »

Hallo Gert

vielen dank für die sehr gute Erklärung. Ich fürchte ich habe das Thema bislang zu oberflächlich, bzw. zu "Digital" betrachtet. Mir ist jedenfalls einiges klarer geworden. Vielen Dank nochmals.

Gruß Gerd
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Fortepianus
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Beitrag von Fortepianus »

Hallo Chris,
SirAeleon hat geschrieben:Ist das nicht genau das, was ein Benchmark DAC-1 macht?
habe mal ein bisschen nach dem Benchmark DAC-1 gegoogelt und stelle nach dem Vorgefundenen folgende Vermutung an:

Er macht ebenfalls eine asynchrone Sampleratenkonvertierung, aber füttert den ASRC direkt mit dem Takt aus dem Eingangsbaustein. Es wird als ASRC ein AD1896 verwendet, ist recht tauglich. Vom Datenblatt her ist der SRC4392, den ich verwende, ihm aber noch ein wenig überlegen. Was ich sonst noch nirgends gesehen habe, ist die Fütterung des ASRC mit einem Eingangstakt, der bereits in einer zweistufigen quarzbasierten PLL (VCXO) aufwändig aufgearbeitet wurde. Das Problem ist allerdings, dass man für jede mögliche Taktfrequenz, die der DAC verstehen soll, eine eigene VCXO braucht (VCXO: ein durch eine Steuerspannung in der Frequenz veränderbarer Quarzschwinger). Mit kleinen Tricks reichen mir aber 2 VCXOs - zum Auslesen aus dem FIFO (Zwischenspeicher) muss man den VCXO-Takt nämlich eh runterteilen. So kann man z. B. für 96kHz die eigentlich für 48kHz gedachte VCXO nehmen, teilt aber einmal weniger durch 2. Die meist genutzten Abtastfrequenzen sind ja Vielfache entweder von 44,1kHz oder 48kHz.

Viele Grüße
Gert
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Ralf Koschnicke
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Beitrag von Ralf Koschnicke »

Hallo Gert,
gerade habe ich mich mal durch diesen thread "gearbeitet", sehr interessant. Da sich hier ja anscheinend mal jemand sehr, sehr gut mit der Thematik Jitter auskennt, möchte ich mal eine mich ausgesprochen stark beschäftigende Frage in die Diskussion werfen.
Wie Jitter sich auswirkt, wenn aus dem digitalen Audiosignal der Takt zurück gewonnen wird, ist ja noch gut nachvollziehbar. Nun kann man die Problematik im Studio eigentlich leicht umgehen indem man alle Geräte per Wordclock taktet; eigentlich. Ich beobachte aber seit geraumer Zeit, dass die Qualität des digitalen Audiosignals am Eingang des DAC auch dann die Qualität des Analogsignals beeinflusst, wenn der DAC extern getaktet wird. Aber genauso gibt es auch ganz verückte Dinge, wie unterschiedlich klingende Audioabspielsoftware, obwohl immer die richtigen Bits rauskommen und die Verbindung bzgl. Takt immer die gleiche ist. Bis heute habe ich keinen Mediaplayer für Windows gefunden, der exakt genauso klingt wie meine Masteringsoftware, obwohl immer die richtigen Bits rauskommen. Aber es geht noch weiter: Ob das Signal von Festplatte, übers Netzwerk, von Flash-Ram Speicherkarte oder aus dem Arbeitsspeicher kommt, hat - ich weiß, es klingt zunächst völlig absurd - auch Auswirkungen auf den Klang. Das Phänomen beobachten übrigens viele Leute, die sich mit Audio von Festplatte im weitesten Sinne befassen. Selbst die "Hardware-Fraktion", z.B. LINN, berichtet von klanglichem Einfluss der Netzwerktechnik, Kabel, Switches etc.

Ich kann mir die Beobachtungen eigentlich nur über einen speziellen Typ von Jitter erklären. Also dass wie auch immer der Takt, mit dem die Daten die Audiokarte erreichen und der dann der AES/EBU-Verbindung "aufgedrückt" wird, als dateninduzierter Jitter sich im DAC bemerkbar macht. Nur wie das überhaupt gehen soll, ist mir schleierhaft. Die Beobachtung, egal wie absurd das zunächst klingt, ist aber eindeutig da.

Vielleicht siehst Du ja irgendeinen Erklärungsansatz?

Grüße
Ralf
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Fortepianus
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Beitrag von Fortepianus »

Hallo Ralf,
Ralf Koschnicke hat geschrieben: Ich kann mir die Beobachtungen eigentlich nur über einen speziellen Typ von Jitter erklären. Also dass wie auch immer der Takt, mit dem die Daten die Audiokarte erreichen und der dann der AES/EBU-Verbindung "aufgedrückt" wird, als dateninduzierter Jitter sich im DAC bemerkbar macht. Nur wie das überhaupt gehen soll, ist mir schleierhaft. Die Beobachtung, egal wie absurd das zunächst klingt, ist aber eindeutig da.

Vielleicht siehst Du ja irgendeinen Erklärungsansatz?
ich habe da so eine Vermutung. Es gibt ja ein Übersprechen zwischen den Takt- bzw. Datenleitungen. Immerhin sind die Frequenzen schon im Kurzwellenbereich, da wird munter abgestrahlt. Wären alle Leitungen ideal jitterfrei, wäre das bisschen Übersprechen egal. Zumindest von Taktleitung zu Taktleitung, sagen wir z. B. von Bitclock nach Wordclock. Es wäre dann immer die gleiche leichte Delle im jeweils anderen Signal - die Signale auf den Leitungen sind ja synchron. Übersprechen von der Datenleitung auf eine der Taktleitungen kann, auch wenn die Flanken jitterfrei wären, bereits einen Daten-induzierten Jitter bewirken: Je nach Inhalt der Datenleitung wird die Taktleitung unterschiedlich beeinflusst. Und wenn die Flanken der Taktleitung nun schon von Haus aus zittern, zittert natürlich das Übersprechende auch. Nun kann man zwar die Leitungen voneinander fernhalten und abschirmen, aber spätestens im DAC-Chip kommt alles zusammen. Deshalb gibt es Jitter-Reinigungs-Freaks 8), die jede einzelne der Leitungen mit Taktflanken, die in den DAC-Chip rein gehen, nochmal mit einem Flipflop neu takten. Dabei spricht aber auch wieder ein Teil des Jitters über. Jetzt kennst Du den wahren Grund, warum ich einen ASRC nehme, den ich schon am Eingang mit einem möglichst sauberen Takt aus einer Doppel-PLL versorge: Ich möchte das Übersprechen eines Jitters verhindern. Nur eine Stufe zur Jitter-Befreiung ist nach meiner Erfahrung zu wenig, aber üblich. Zwei sind schon viel besser, aber in der Regel nur in aufwändigen und teuren DACs zu finden. Aber erst ein dreistufiges Vorgehen, wie ich das hier vorgestellt habe, führt nach meiner bescheidenen Meinung zum Ziel.
Ich beobachte aber seit geraumer Zeit, dass die Qualität des digitalen Audiosignals am Eingang des DAC auch dann die Qualität des Analogsignals beeinflusst, wenn der DAC extern getaktet wird.
Dafür taugt mein Erklärungsansatz evtl. was.
Aber genauso gibt es auch ganz verückte Dinge, wie unterschiedlich klingende Audioabspielsoftware, obwohl immer die richtigen Bits rauskommen und die Verbindung bzgl. Takt immer die gleiche ist. Bis heute habe ich keinen Mediaplayer für Windows gefunden, der exakt genauso klingt wie meine Masteringsoftware, obwohl immer die richtigen Bits rauskommen. Aber es geht noch weiter: Ob das Signal von Festplatte, übers Netzwerk, von Flash-Ram Speicherkarte oder aus dem Arbeitsspeicher kommt, hat - ich weiß, es klingt zunächst völlig absurd - auch Auswirkungen auf den Klang. Das Phänomen beobachten übrigens viele Leute, die sich mit Audio von Festplatte im weitesten Sinne befassen. Selbst die "Hardware-Fraktion", z.B. LINN, berichtet von klanglichem Einfluss der Netzwerktechnik, Kabel, Switches etc.
Dafür nicht. Offensichtlich haben wir noch lange nicht alles verstanden. Wäre aber auch töricht, das zu glauben.

Viele Grüße
Gert
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uli.brueggemann
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Beitrag von uli.brueggemann »

Weitere Möglichkeiten:

1. Masseprobleme
Wir kennen ja alle die Probleme hinsichtlich des ordnungsgemässen Ausphasens der Stromversorgung. Thema induzierte Spannungen und Ausgleichströme über die Masseleitungen.
Üblicherweise hängen PCs mit ihren Netzteilen auch an der Erde. Es würde mich also sehr wundern wenn nicht unerwünschte Einflüsse dabei auftreten. Abhilfe: Toslink. Bevor einer sofort losschreit: mit der ADAT-Schnittstelle im Studiobereich laufen sogar 8 Kanäle drüber.

2.
PCs sind sicherlich eher Zufallsgeneratoren was ihre Auslastung anbelangt. Interrupts, DMA, diverse Programme ... Da ist sicher kein einheitliches Timing zu erwarten. Auch nicht auf der Stromversorgung. Und was die EMV und Massekopplung anbelangt ...

3.
Die Wiedergabe von Audio über PCs hat so ihre Tücken. Ein netter Artikel gibt hierzu etwas Einblicke was da XP und Vista so treiben. Könnte evtl. auch als Jitter missverstanden werden wenn die Testbedingungen nicht wirklich eindeutig festgelegt werden.

Uli
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