Clocks im DA-Wandler

@ Uli
top Beitrag

Ich persönlich tue mich immer schwer die ganzen notwendigen Wenn und Aber in meinen Aufsatz mit aufzunehmen. Dein Beitrag gefällt mir.

@all
Bezüglich Netzwerkprotokoll bin ich vor einiger Zeit beim Einlesen in interessante Ethernet PHY Chips und IEEE 1588v2 Support irgendwann auch auf EtherCAT (Firma Beckhoff Automation) gestoßen. https://www.ethercat.org/de/technology.html#1.5
Natürlich passt das nicht direkt für unseren IP-basierenden File Transport.
Ein tunneln von normalem Ethernet innerhalb einer EtherCAT Architektur (EoE) ist wohl möglich, aber durch das notwendige "Übersetzen" wäre die extrem hohe Zeitpräzision des EtherCAT möglicherweise am Ende wieder verloren.

Vielleicht können die Netzwerkspezialisten des Forums etwas dazu sagen.


Viele Grüße
Horst

Moin

nur mal so zum Nachdenken bezüglich industrieller Netzwerkprotokolle:
Diese Protokolle sind entwickelt worden als Hard- und teilweise Software-kompatible Protokolle auf Basis von Ethernet UDP/IP um die Feldbus-Systeme abzulösen. Die Zielrichtung ist die Übertragung von kleinen bis kleinsten Datenmengen (ggf. nur 1 Bit) in einem dezidiertem Zeitraum und nicht wie bei TCP/IP mit CDMA bei dem ggf. eine Zeitverzögerung eintritt, weil mehrere Teilnehmer gleichzeitig auf das Netz zugreifen wollen. Die Systeme sind Master-getaktet und der Overhead des TCP-IP Protokolls stark reduziert, um die Netto-Übertragungsrate auf eine sinnvolles Maß erhöhen zu können
Die Wahrscheinlichkeit von Kollisonen bei einer TCP-IP-Punkt-zu-Punkt-Verbindung ist aus meiner Sicht übrigens "NULL", in sofern ist TCP-IP dann auch echtzeitfähig.
Die Übertragung von MB bis GB über Feldbus-ähnliche Protokolle ist aus meiner Sicht nicht sinnvoll.
Warum sich nicht auf Protokolle konzentrieren, die für AUDIO gemacht wurden (siehe meine Frage zuvor)?

Grüße

Frank

Hallo zusammen

Mal kurz eingeworfen: Das Protokoll vom Ethernet scheint sich ebenso einzumischen. Angefangen bei Dante, Roon, und neuerdings auch das Diretta Protokoll von Pachankolabs.

Gruß
Stephan

Ergänzung: die Feldbus-ähnlichen Protokolle sind vorwiegend für die Kommunikation zwischen den Automatisierungsgeräten gedacht, nicht unbedingt für die Kommunikation mit Geräten die auf Windows oder Linux basieren. Es gibt natürlich auch embedded LINUX-Derivate, die als BS für Automatisierungssysteme verwendet werden (z.B. SIEMENS CNC).

Frank

Hallo zusammen,
Ich habe gerade den Abschnitt zu den hoch präzisen Clocks gelesen. Ich habe das ganze so verstanden. Für den Klangeindruck ist das langsame Driften der Clock mit entscheidend. Das menschliche Ohr ist in der Lage Clock Abweichungen von 100fs innerhalb einer Sekunde wahrzunehmen. Das bedeutet die Clock ist nach einer Sekunde um 100fs zu früh oder zu spät. Wenn zu spät, kommt sie also die n-te Clock Flanke nicht nach einer Sekunde sondern nach 1,000 000 000 000 1 Sekunden. Deshalb sollte der Clock besser sein Ist das so richtig?
Grüsse
Peter

Hallo Peter,

ich kann das so leider nicht abnicken und zwar weil die Wirkmechanismen viel viel komplexer sind und nicht in zwei Sätzen beschrieben werden können.

Ganz pauschal beschrieben werden aufgrund von "Zeitvariationen" auf dem digitalen Audiosignalweg (der in weiten Teilen tatsächlich auch ein analoger Spannungsverlauf ist) am Ausgang des DACs wohl die richtigen Daten ausgegeben, aber zur falschen Zeit. Es entsteht also nach dem DAC ein anderer analoger Signalverlauf, der vom Original abweicht.
Das wirkt sich auf das komplette Audiosignal aus, aber hörbar wird es insbesondere im Bereich des Beginns / Anstiegs eines Tons / Geräuschs (Transienten) und nicht im weiteren "Geräusch"-Verlauf (eingeschwungener Zustand).

Wobei die mit Messgeräten messbaren Unterschiede im analogen Bereich wirklich extrem winzig sind.
Aufgrund der gewünschten "Stereo-Illusion" wirken sie sich (mit dem "Messgerät" Ohren beurteilt) aber trotzdem massiv aus auf z.B. Abbildungsruhe, (mehr oder weniger) holografische Bühnendarstellung, Transienten-Verzerrungen bzw. -Präzision, usw.
Der Begriff "Geräusch" ist von mir bewusst gewählt, denn er gilt für alles, also für einen einzelnen Klavieranschlag genauso wie für einen kleinen Knackser.

Zoomt man in den analogen Signalverlauf eines komplexen Audiotracks hinein, stellt man fest, dass die Transienten quasi überall sind. Je steiler der Winkel eines kurzen Signalverlauf, desto kürzer seine Zeit. Somit stehen bei gegebener Sample Rate und gegebener Lautstärke logischerweise umso weniger Samples zur Verfügung je steiler der Winkel, um den Spannungsverlauf des betrachteten Signalabschnittes abzubilden.
Und die paar Samples wackeln zeitlich gesehen auch noch ...
Alles ist natürlich unter Einhaltung der Nyquist-Grenze (Aliasing) zu betrachten.

Es ist klanglich nach meiner Beobachtung sehr lohnend ein Setup insbesondere in Richtung perfekter Transientenqualität weiter zu entwickeln.
Der Suchtfaktor des Setups profitiert insbesondere genau davon.

Würde man versuchen die Klangperformance eines Setups mit ausschließlichem Abspielen von Sinustönen zu beurteilen, würde man kläglich scheitern.
Ja, natürlich bestehen auch Rechtecksignale nur aus Sinustönen. Aber so weit will ich hier nicht ausholen ...

Der bereits verstorbene Herr Manger (Erfinder des Manger Schallwandlers) hat zum Transienten-Thema ein paar sehr gute, beachtenswerte Aufsätze geschrieben.
Erfreulicherweise immer noch auf der Website von Daniela Manger zu finden. Dort insbesondere den Lautsprecher (Art des Schallwandlers), aber auch den grundsätzlichen Prozess des Hörens betreffend. Unbedingt lesenswert !

Da es hier im Forum ein paar intelligente Entwickler gibt, wünsche ich mir herzlichst, dass die sich in das Thema mit einem fundierten Beitrag einbringen.


Viele Grüße
Horst

Hallo Horst,
du beschreibst hier gerade auch mein bisheriges Verständnis. Bei steileren Gradienten erzeugt ein falscher Abtast-Zeitpunkt (Verschiebung der Abtastfrequenz ) einen deutlich stärkeren Spannungsfeher (Bei Gleichstrom wäre er Null) . Um aber überhaupt einen Fehler auf der Transienten zu erzeugen muss sich auch Clock auch während der Transienten verändern. Hier wurde aber ausdrücklich gesagt „Also betrachten wir nur 1 Hz und 10 Hz bzw. noch niedriger“. Das bedeutet aber auch, wenn sich die Clock schnell ändert dies nicht in die Jitter-Rechnung eingeht.
Du schreibst weiter, dass sich Fehler im Ausklingen kaum bemerkbar machen. Bei Clock-Änderungen kleiner 10Hz finden die Fehler aber gerade dort statt. Am Anfang, sagen wir während der ersten Millisekunden hat sich die Clock ja so gut wie nicht verändert. Die Veränderung findet ja langsam über 100ms – 1000ms statt.
Wie sich so ein Jitter auf die "Stereo-Illusion" auswirken kann verstehe ich auch nicht. Linker und rechter Kanal weisen ja den gleichen Jitter auf. Es gibt zwischen linken und rechten Kanal keine Phasenverschiebung.
Aber um sich hier auszutauschen ist ja auch das Forum da.

Gruss
Peter

Hallo Peter,

von "Ausklingen" hatte ich nichts geschrieben sondern vom eingeschwungenem Zustand, der auf die transiente (einschwingende) Phase folgt.

Deine Stereosignal Betrachtung ist auch viel zu einfach gedacht.
Gaaaaanz simpel und hoffentlich somit gut verständlich ausgedrückt:
Wir haben keine zwei parallel laufenden digitalen Einzel-Signale für links und rechts auf die vielleicht, wenn es so wäre jeweils der gleiche Jitter Betrag einwirken könnte.
Auf der Netzwerk Strecke ist es doch für jeden offensichtlich dass eine Übertragung von Daten stattfindet und nicht von zwei einzelnen digitalen NF Signalen und selbst beim AES/EBU PCM Signal sollte man wissen dass es ein kombiniertes Signal ist in das beide Kanäle codiert sind. usw.
Warum sollte bei diesen Gegebenheiten nicht eine unterschiedliche Beeinflussung von links und rechts erfolgen?
Du meinst wahrscheinlich dass es einen Phasenfehler beider Kanäle jeweils in die gleiche Richtung gibt und somit dieser nicht relevant sein kann da er sich aufhebt.
Außerdem darf man nicht schlussfolgern dass 100ps Zeitfehler in der digitalen Domain dann gleichzeitig 100ps Fehler in der Stereoabbildung erzeugen.

Sei mir nicht böse aber trotz meiner großen Geduld habe ich hier nicht vor den nächsten Roman zu schreiben.
Das Internet steht jedem zur Verfügung um zu lernen.


Viele Grüße
Horst

Hallo zusammen,
ich habe eine Frage an dienTechnik Experte. Kann man denn den relevanten Jitter, der das Audiosignal beeinflusst (also den Bücherstapel),
messen?
Viele Grüße
Markus

Hallo Markus

ja klar Jitter ist einfach messbar sofern man geeingete Messgeräte hat.
Allerdings, der Jitter hat Auswirkungen auf das gewandelte Signal.
Ich messe das gewandelte Signal. Wenn das tadellos ist, ist der Jitter eh okay.

Denn wenn der Jitter zu gross ist dann ist das gewnadlet Signal schlecht, heisst wenig THD+N und verbreiterte Basis des z.B. Sinussignals.
Chip Hersteller haben diese Tatsache in Application-Notes sehr detailliert beschrieben.

Gruss

Peter

Hallo Peter,
danke für die Antwort. Wenn ich was aus den vorherigen Beiträgen gelernt habe, dann dass das Messen eines Sinussignals genau eben nicht die Auswirkungen auf den Klang darstellt. Ich erinnere mich auch noch an einen Beitrag der schon mehrere Jahre alt ist, dass es nicht möglich ist dies zu messen. Nun ist ja schon einige Zeit ins Land gegangen und die Messtechnik wird besser, daher meine Frage.
Viele Grüße
Markus

Hallo Markus,

Hornträger hat geschrieben: 17.12.2024, 23:19 ich habe eine Frage an dienTechnik Experte. Kann man denn den relevanten Jitter, der das Audiosignal beeinflusst (also den Bücherstapel),
messen?

Ja, das wird über ein spezielles Testsignal gemacht (J-Test, es gibt dazu viele Erläuterungen im Internet). Die Aussage von Peter bezieht sich vermutlich sogar darauf.

Hornträger hat geschrieben: 18.12.2024, 09:32 ... dass das Messen eines Sinussignals genau eben nicht die Auswirkungen auf den Klang darstellt ...

Solche Aussagen sind zu pauschal auch nicht wirklich richtig. Klang kann man eh nicht messen, der ist subjektiv und es kommen viele Parameter zusammen. Man kann aber mit Hilfe verschiedener Signale (u.a. auch mit Sinussignalen) relevante Parameter messen, die den Klang beeinflussen.

Viele Grüße,
Andree

Hallo zusammen,

ein Sinussignal ist schon geeignet um die Auswirkungen von Jitter messtechnisch nachzuweisen.

Ein Sinussignal ist aber nicht geeignet um Unterschiede zu hören. Nur das hatte ich geschrieben.
Um sie gehörmäßig festzustellen, benötigt man Signale die auch einen noch nicht eingeschwungenen Anteil, also Transienten enthalten.
Idealerweise eine sehr gute Audio-Aufnahme mir hervorragender Breiten- und Tiefenstaffelung sowie natürlichem Nachhall.

Auf der analogen Seite, also nach der DA-Wandlung bewirkt Jitter, dass ein abgespieltes Sinussignal bekanntermaßen Seitenbänder ausbildet.
Es geht also hier um eine FFT Darstellung der Sinus Grundfrequenz und ihrer neu hinzugekommen Anteile / Frequenzen. Man muss diese allerdings zu interpretieren wissen. Denn Verzerrungen an gekrümmten Kennlinien von Bauteilen erzeugen auch zusätzliche Frequenzanteile im Spektrum. Da sind es dann aber exakte Vielfache (geradzahlige und ungeradzahlige) der Grundfrequenz. Also K2, K3, K4, K5, usw. Das hat mit Jitter logischerweise dann nichts zu tun.
Zur Jitter-Messung wird sehr gerne der J-Test verwendet. Optimal geeignet ist er allerdings auch nicht. Ich bin eher für eine One Shot Messung eines speziellen synthetischen Messsignals. Aber dafür benötigt man Messgeräte mit einer extrem präzisen Zeitbasis (extrem teuer !) und eine Auswertung mittels eines speziellen Algorithmus, den übliche Messgeräte nicht bieten.

Hier ein paar weitere Infos zum beliebten J-Test.
https://analog-precision.com/forum/perf ... ter-tests/

Mein Beitrag erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern kratzt dieses komplexe Thema nur oberflächlich an.
Fachliche Ergänzungen der Spezialisten sind willkommen.


Viele Grüße
Horst

Hornträger hat geschrieben: 18.12.2024, 09:32 dass das Messen eines Sinussignals genau eben nicht die Auswirkungen auf den Klang darstellt.

Hallo Markus

kannst natrürlich auch ein Signal aus mehreren Sinus nehmen, Musik kann ja zerlegt werden in eine Reihe von Sinussignalen mit ansteigenden und abflachenden Flanken.

Chiphersteller messen die Auswirkungne von Jitter. Jitter ist direkt im Signal zu sehen sofern der Jitter höher ist als die Fehler des Wandlers.

Mir fehlt nach wie vor hier eine Gegenüberstellung eines perfekten Wandlers mit femtosekunden Superprazisionstakt gegenüber einem simplen Takt, natürlich mit dem gleichen Gerät, nur Clock getauscht, dazu Messungne des Clocks..
Müssten ja Forenten die behaupten Jitter hat einen wesentlichen Einfluss hier mit Punkt und Komma, heisst mit Messungne darlegen können und Hörberichten (Double Blind Tests).

Gruss

Peter

Buschel hat geschrieben: 18.12.2024, 11:13
Ja, das wird über ein spezielles Testsignal gemacht (J-Test, es gibt dazu viele Erläuterungen im Internet). Die Aussage von Peter bezieht sich vermutlich sogar darauf.

Hallo Markus, Andree

ja genau ich beziehe mich darauf.

Die Antwort von Trinnov ist genau richtig, man benötigt eben präzise professionelle Messgeräte und die sind teuer und daher stehen nicht überall rum.

Wenn Bedarf besteht kann man aber solche besorgen. Professionelle Entwicklungslabors haben diese wie eben auch die Chiphersteller.

Gruss

Peter