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Mein NOS-modifizierter Wandler

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Autor
Beitrag
sincos
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 08. Apr 2014, 12:57
Back to the Roots

Habe gestern einen alten Revox B225 (2 x TDA1540 / 14Bit-Wandler) wie folgt modifiziert:

1. Austausch NE5532 (I-U-Wandler / Ausgangsfilter) gegen LT1361
2. SAA7030 (Digitalfilter) entfernt und überbrückt
3. Taktfrequenz >> 44,1kHz

Jede "moderne" x-fach over-up-sampling-Klamotte, unabhängig vom Preis, klingt dagegen "grauenhaft". Behauptung: Ein CD-Player, der hörbar besser klingt, muss erst noch gebaut werden!
Soundscape9255
Inventar
#2 erstellt: 08. Apr 2014, 13:51

sincos (Beitrag #202) schrieb:
1. Austausch NE5532 (I-U-Wandler / Ausgangsfilter) gegen LT1361

War überflüssig.


sincos (Beitrag #202) schrieb:

2. SAA7030 (Digitalfilter) entfernt und überbrückt


Ist das eine dieser schwachsinnigen NOS-Modifikationen?
sincos
Ist häufiger hier
#3 erstellt: 08. Apr 2014, 14:50

War überflüssig.


Keineswegs. Die Anstiegsgeschwindigkeit des NE5532 ist zu gering, um die "Treppe" am Stromausgang des TDA1540 exakt zu verarbeiten. Der Klangunterschied zum LT1361 ist deutlich hörbar (wenn auch vielleicht nicht mit Ihren Lautsprechern / Endstufen).


Ist das eine dieser schwachsinnigen NOS-Modifikationen?


Alle "Argumente" zu dem Thema sind mir bekannt. Ich bin gern bereit, Ihre diesbezüglichen "Argumente" zu widerlegen.
Soundscape9255
Inventar
#4 erstellt: 08. Apr 2014, 14:55

sincos (Beitrag #204) schrieb:

Alle "Argumente" zu dem Thema sind mir bekannt. Ich bin gern bereit, Ihre diesbezüglichen "Argumente" zu widerlegen.


NOS-Tuning zeugt nur von mangelndem Technischen Verständnis.

Gratulation zur Fehlkonstruktion.

Btw. Die Regeln für gewerbliche Teilnehmer im Forum bitte noch mal lesen.

Edit: Was war denn konkret der Anlass um dies alte Krücke überhaupt anzufassen?


[Beitrag von Soundscape9255 am 08. Apr 2014, 15:14 bearbeitet]
cr
Inventar
#5 erstellt: 08. Apr 2014, 15:14
Der NOS-Unfug nimmt kein Ende. Wie man sich dann noch einbilden kann, dass es besser klingt, ist eigentlich nur mehr traurig.
Die Entwickler der CDPs bei Philips und Sony müssen 1980-1982 ja wirklich komplette Deppen gewesen, wo heute jeder Laie, wenn er nur den Lötkolben halten kann, durch Herumfrickeln die gewaltigsten Verbesserungen hervorlocken kann.....


[Beitrag von cr am 08. Apr 2014, 15:16 bearbeitet]
sincos
Ist häufiger hier
#6 erstellt: 08. Apr 2014, 15:15

NOS-Tuning zeugt nur von mangelndem Technischen Verständnis.


Auf diesem "Niveau" kommen wir hier nicht weiter.


Gratulation zur Fehlkonstruktion.


Sie dürfen die "Fehlkonstruktion" gern hören - über die zurzeit besten Aktivlautsprecher der Welt. Und bringen Sie auch gleich einen CD-Player mit, der Ihrer Meinung nach "besser" klingt.
Soundscape9255
Inventar
#7 erstellt: 08. Apr 2014, 15:18
Klemm einfach mal einen Analyzer an den CDP-Ausgang und wir sehen recht schnell, was da für Müll rauskommt.
Buschel
Inventar
#8 erstellt: 08. Apr 2014, 15:27
NOS führt zu einer Höhendämpfung (etwa -0,8 dB bei 10 kHz und -3,2 dB bei 20 kHz bezogen auf 44,1 kHz Abtastrate). Allein schon dieser Umstand lässt ein Musiksignal aus eigener Erfahrung oft "sanfter" und "weniger scharf" klingen. Es gibt Hersteller, die dieses Verhalten mit Oversamplingfiltern nachstellen -- z.B. T+A. Es mag also sein, dass das in einigen Ohren besser klingt, es ist und bleibt aber eine aktive Klangveränderung wie bei Verwendung eines Höhenreglers.

Dazu kommt dann noch unzureichende Spiegelfrequenzdämpfung, mit dadurch verstärkt auftretenden IM-Verzerrung der nachgeschalteten Elektronik und Lautsprecher. Sehr schön.

Edit: Typo korrigiert.


[Beitrag von Buschel am 08. Apr 2014, 15:39 bearbeitet]
sincos
Ist häufiger hier
#9 erstellt: 08. Apr 2014, 15:38

Klemm einfach mal einen Analyzer an den CDP-Ausgang und wir sehen recht schnell, was da für Müll rauskommt.


Ich weiß ganz genau, "was da für Müll rauskommt" (bis ins Detail mit LT-Spice simuliert und gemessen). Mich interessiert erst einmal nur der Klang sowie die praktische Bestätigung der Tatsache, dass der "Müll" keine Auswirkung auf den Hörbereich hat.
Soundscape9255
Inventar
#10 erstellt: 08. Apr 2014, 15:39

Buschel (Beitrag #209) schrieb:
(etwa -9,8 dB bei 10 kHz und -3,2 dB bei 20 kHz bezogen auf 44,1 kHz Abtastrate)


Tippfehler? 0,8dB würd ich sagen.
Buschel
Inventar
#11 erstellt: 08. Apr 2014, 15:39
Hatte ich auch gerade gesehen und korrigiert (s.o.).
Soundscape9255
Inventar
#12 erstellt: 08. Apr 2014, 15:42

sincos (Beitrag #210) schrieb:

Klemm einfach mal einen Analyzer an den CDP-Ausgang und wir sehen recht schnell, was da für Müll rauskommt.


Ich weiß ganz genau, "was da für Müll rauskommt" (bis ins Detail mit LT-Spice simuliert und gemessen). Mich interessiert erst einmal nur der Klang sowie die praktische Bestätigung der Tatsache, dass der "Müll" keine Auswirkung auf den Hörbereich hat.


Also bist du dir über die Fehlkonstruktion durchaus im Klaren. (Kannst gerne noch für die anderen Teilnehmer mal den FFT-Plot aus dem Spice ins Forum stellen).

Und was sagt dein Verstärker zu den Hochfrequenzresten? Satte IM-Verzerrungen müsstest du auch gemessen haben.
sincos
Ist häufiger hier
#13 erstellt: 08. Apr 2014, 15:42

NOS führt zu einer Höhendämpfung (etwa -9,8 dB bei 10 kHz und -3,2 dB bei 20 kHz bezogen auf 44,1 kHz Abtastrate)


Das ist Unsinn. Weder gehörmäßig noch messtechnisch lässt sich eine Höhendämpfung nachweisen.
cr
Inventar
#14 erstellt: 08. Apr 2014, 15:48

Das ist Unsinn. Weder gehörmäßig noch messtechnisch lässt sich eine Höhendämpfung nachweisen.


Da würde ich gerne Messprotokolle zu
a) Frequenzgang
b) Aliasing
c) Intermodulation

sehen.

Dann können wir auf technischer Ebene weiterreden. Ich glabe nicht, dass solche Protokolle existieren, ja nicht mal, dass das Messequipment vorhanden wäre. Und damit meine ich nicht ein Phonometer

Es ist ja jedem selbst überlassen, sich sein Gerät zu einer Schrottkiste umzubauen und am fehlerhaften Klang zu erfreuen. Wer Kritik nicht aushält, braucht so was ja nicht einem Forum auszubreiten, wo sich einige Leute halt doch auskennen.
Buschel
Inventar
#15 erstellt: 08. Apr 2014, 15:48

sincos (Beitrag #214) schrieb:

NOS führt zu einer Höhendämpfung (etwa -9,8 dB bei 10 kHz und -3,2 dB bei 20 kHz bezogen auf 44,1 kHz Abtastrate)


Das ist Unsinn. Weder gehörmäßig noch messtechnisch lässt sich eine Höhendämpfung nachweisen.


Bis auf meinen Tippfehler ist das kein Unsinn, sondern Signaltheorie. Die Dämpfung enstpricht dabei sinc(x), wobei x = f/fs*pi. Dies ist eine direkte Folge des Sample&Hold am DAC-Ausgang, welches der Faltung einer Pulsfolge mit einem Rechteck der Dauer 1/fs entspricht.

Bitte weise per Messung nach, dass keine Höhendämpfung auftritt.
sincos
Ist häufiger hier
#16 erstellt: 08. Apr 2014, 15:49

Und was sagt dein Verstärker zu den Hochfrequenzresten?


Ein analoger Butterworth-Tiefpass 3. Ordnung mit ca. 25kHz Grenzfrequenz (-3dB) ist bereits ausreichend, um die Hochfrequenzreste so weit zu reduzieren, dass der angeschlossene Verstärker keine zusätzlichen Verzerrungen im hörbaren Bereich produziert. Das gilt sogar für relativ schlechte Verstärker.
cr
Inventar
#17 erstellt: 08. Apr 2014, 15:56
Alles zum NOS-Unfug ist hier zusammengefasst

http://pelmazosblog.blogspot.ch/2009/08/nos.html

Das Wesentlich, aber nicht nur ist das:


Fehlen eines praxisgerechten Rekonstruktionsfilters. Der Entwickler scheint die Abtasttheorie nicht verstanden zu haben. Bei der D/A-Wandlung entstehen außer den gewünschten Frequenzen auch Spiegelfrequenzen, zu deren Unterdrückung man dem Wandler ein nicht umsonst so genanntes korrekt dimensioniertes Rekonstruktionsfilter nachschalten muß. Nachdem der Wandler ohne Oversampling auskommen muß, braucht man ein recht steiles analoges Tiefpaß-Filter am Ausgang des D/A-Wandlers. In der Praxis läuft das auf ein Filter fünfter oder höherer Ordnung hinaus, sonst ist der Übergang nicht steil genug. In unserem Beispiel fehlt das vollständig. Klar, so ein Filter wäre ohne verstärkende Bauteile nicht sinnvoll zu realisieren, und das bedeutet zusätzliche - igitt! - Operationsverstärker. Außerdem müßte man dafür was von Filterdesign verstehen, und das sieht mir bei diesem Entwickler nicht unbedingt danach aus.


[Beitrag von cr am 08. Apr 2014, 15:57 bearbeitet]
Soundscape9255
Inventar
#18 erstellt: 08. Apr 2014, 15:59

sincos (Beitrag #217) schrieb:

Und was sagt dein Verstärker zu den Hochfrequenzresten?


Ein analoger Butterworth-Tiefpass 3. Ordnung mit ca. 25kHz Grenzfrequenz (-3dB) ist bereits ausreichend, um die Hochfrequenzreste so weit zu reduzieren, dass der angeschlossene Verstärker keine zusätzlichen Verzerrungen im hörbaren Bereich produziert. Das gilt sogar für relativ schlechte Verstärker.


Bedeutet in deinem Fall welche Konkreten Werte?

- Gemessene Sperrdämpfung

- Spektrum am Ausgang

- IM des Verstärkers
Buschel
Inventar
#19 erstellt: 08. Apr 2014, 16:00

sincos (Beitrag #217) schrieb:
Ein analoger Butterworth-Tiefpass 3. Ordnung mit ca. 25kHz Grenzfrequenz (-3dB) [...]

Was wiederum zusätzlich etwa 1 dB Höhendämpfung bei 20 kHz verursacht. Macht also insgesamt -4 dB.
sincos
Ist häufiger hier
#20 erstellt: 08. Apr 2014, 16:03

...sondern Signaltheorie.


Ein mit 44,1kHz abgetasteter 10kHz-Sinus hat nach analoger Tiefpassfilterung (z. B. 19kHz-Tschebyscheff 9. Ordnung mit 0,0016 dB Restwelligkeit die gleiche Amplitude wie das Ausgangssignal und nicht etwa "-9,8dB".

Die angeblichen "-9,8dB" bei 10kHz müssten auch als deutlicher Höhenabfall hörbar sein, was definitiv nicht der Fall ist. Es muss sich also ein Rechenfehler in Ihre "Signaltheorie" eingeschlichen haben.
java4ever
Stammgast
#21 erstellt: 08. Apr 2014, 16:25
Er hat's doch korrigiert, gemeint waren -0,8db!

Grüße
Soundscape9255
Inventar
#22 erstellt: 08. Apr 2014, 16:34
War doch nur ein plumpes Ablenkungsmanöver, ab jetzt kommen nur noch Nebelkerzen und Rückzugsgefechte.

Zu den relevanten Punkten kneift er ja bereits.
Buschel
Inventar
#23 erstellt: 08. Apr 2014, 16:56
Wie von mir korrigiert ergeben sich die 0,8 dB aus sinc(x) = (sin x) / x mit x = 10 kHz / 44,1 kHz * Pi. Und so eine -- bis 20 kHz noch zunehmende -- Absenkung ist (für mich) hörbar.

Wie sieht denn eine Messung des Frequenzgangs vor und nach dem Umbau aus?

PS, ganz vergessen: Das Rauschen des DACs nimmt ja bei NOS auch noch zu. Beim eingesetzten Wandler werden nach dem Umbau nicht einmal 16 Bit entsprechende Rauschabstände erreicht.
Soundscape9255
Inventar
#24 erstellt: 09. Apr 2014, 11:56

sincos (Beitrag #3) schrieb:

Alle "Argumente" zu dem Thema sind mir bekannt. Ich bin gern bereit, Ihre diesbezüglichen "Argumente" zu widerlegen.


Noch der dezente Hinweis: Bisher wurde entgegen der großspurigen Ankündigung nichts widerlegt.
Don_Tomaso
Inventar
#25 erstellt: 10. Apr 2014, 18:11
Der ist weg, wetten?
Dr._Quincy
Stammgast
#26 erstellt: 10. Apr 2014, 18:19
Och menno. Jetzt hab ich Feierabend und Zeit..... Immer wenn es spannend wird ziehen sich die "Tuner" zurück
Joe_M.
Stammgast
#27 erstellt: 11. Apr 2014, 16:19

Dr._Quincy (Beitrag #26) schrieb:
Och menno. Jetzt hab ich Feierabend und Zeit..... Immer wenn es spannend wird ziehen sich die "Tuner" zurück :(

Vielleicht rüstet er ja gerade wieder zurück...


[Beitrag von Joe_M. am 11. Apr 2014, 16:20 bearbeitet]
Rufus49
Stammgast
#28 erstellt: 13. Apr 2014, 20:10
Jetzt mal unabhängig von der Sinnhaftigkeit von NOS, es gab mal einen Testbericht von einem CD-Player, da konnte man während der Wiedergabe von OS auf NOS umschalten.

Das Resümee war mit Oversampling der "feinere Klang" mit besserer Auflösung und präzisere räumliche Darstellung.
Mit NOS, das etwas direktere, offensivere, aber auch grobschlächtigere Klangbild.

Die Variante mit Oversampling hat den Testern dann doch besser gefallen, nicht umsonst arbeiten fast 100 % aller CD Player mit Oversampling - kann man diese Beurteilung so stehen lassen?

Rufus
h_sc
Ist häufiger hier
#29 erstellt: 13. Apr 2014, 20:29
Mir fällt auch kein logischer Grund ein, warum man auf Oversampling verzichten sollte. Zwischen den Abtastungen werden 2^n-1 weitere Abtastungen hinzugefügt. Das nachfolgen Rekonstruktionsfilter fällt wesentlich einfacher aus, bzw. es wird erst möglich. Auf der einen Seite wird nach 384 kHz Abtastrate gefragt, aber ein 8-faches Oversampling soll plötzlich schlimm sein?
Amperlite
Inventar
#30 erstellt: 14. Apr 2014, 00:40

Rufus49 (Beitrag #28) schrieb:
Jetzt mal unabhängig von der Sinnhaftigkeit von NOS, es gab mal einen Testbericht von einem CD-Player, da konnte man während der Wiedergabe von OS auf NOS umschalten.

Das Resümee war mit Oversampling der "feinere Klang" mit besserer Auflösung und präzisere räumliche Darstellung.
Mit NOS, das etwas direktere, offensivere, aber auch grobschlächtigere Klangbild.

Die Variante mit Oversampling hat den Testern dann doch besser gefallen, nicht umsonst arbeiten fast 100 % aller CD Player mit Oversampling - kann man diese Beurteilung so stehen lassen?

Rufus

Welcher Test? Welches Gerät? Wurde da das Filter auch entsprechend umgeschaltet?
Welche Beurteilung meinst du?

Kurz gesagt:
Ob man Oversampling benutzt oder nicht, ist nicht sooo entscheidend. Auf jeden Fall muss der nachfolgende Filter an den jeweiligen Fall angepasst sein.

Natürlich kann man das ignorieren. Genauso wie es Spinner geben mag, die einen CD-Spieler an einen Phono-Eingang anschließen und sich über "krassen Bässe und geilen Verzerrungen" freuen.
Rolf2001
Hat sich gelöscht
#31 erstellt: 20. Apr 2014, 16:20

eineswegs. Die Anstiegsgeschwindigkeit des NE5532 ist zu gering, um die "Treppe" am Stromausgang des TDA1540 exakt zu verarbeiten. Der Klangunterschied zum LT1361 ist deutlich hörbar (wenn auch vielleicht nicht mit Ihren Lautsprechern / Endstufen).


Hallo Sincos,

Du schreibst dass der 5532 für das zu verarbeitende Ausgangssignal zu langsam wäre, und ein Klangunterschied zum LT1361 deutlich hörbar gewesen sein soll. Zu welcher Art von Verfärbung bzw. Verzerrung des Ausgangssignals kam es denn durch den 5532 ? Wurden Messungen am Revox durchgeführt, die über eine isolierte Simulation der Schaltung hinausgehen?
Diese Untersuchungen würden mich interessieren, denn Theorien oder subjektive Beschreibungen führen zu nichts.


Sie dürfen die "Fehlkonstruktion" gern hören - über die zurzeit besten Aktivlautsprecher der Welt. Und bringen Sie auch gleich einen CD-Player mit, der Ihrer Meinung nach "besser" klingt.

Welche Lautstprecher sind das denn? Das alles scheint mir doch recht unglaubwürdig. Wer betreibt so hochwertige und kostspielige Lautsprecher, um sie gleichzeitig mit einem wirklich grottenschlechten 14 Bit CD-Spieler aus der Kreidezeit zu kombinieren?

Buschel schrieb

Wie sieht denn eine Messung des Frequenzgangs vor und nach dem Umbau aus?


Hallo Buschel,
das ist nicht die einzige Frage, die mir zu dem Projekt einfällt.
Sincos scheint daran interessiert zu sein, für sein Produkt , also einen Umbau Werbung zu betreiben. Ich sehe darin zwar kein Problem, würde aber dennoch gerne praktische Messungen am Revox einsehen. Zum Beispiel die Art und Höhe der Verzerrungen des 5532, die nach dem Wechsel auf LTXXXX verschwinden usw.
Diese Informationen sollte Sincos m.E. nachliefern, damit seine Behauptungen eine höhere Glaubwürdigkeit erreichen.

Gruß


[Beitrag von Rolf2001 am 20. Apr 2014, 17:49 bearbeitet]
Buschel
Inventar
#32 erstellt: 20. Apr 2014, 20:44
Der Frequenzgang ist leicht zu messen, und muss durch den beschriebenen Umbau deutlich verändert worden sein. Von daher wäre diese Messung ein guter Anfang
Aber sincos' Interesse an einer detaillierteren Darstellung scheint abgeebbt zu sein ...
Amperlite
Inventar
#33 erstellt: 20. Apr 2014, 20:48
Der Threadersteller stellt HIER bereits andere Behauptungen auf, wie

sincos (Beitrag #1) schrieb:
Mittlerweile hat es sich herumgesprochen, dass NOS (Non Oversampling) DACs besser klingen als solche, die mit so genanntem Oversampling arbeiten,
Buschel
Inventar
#34 erstellt: 20. Apr 2014, 20:56
Er hat das Abtasttheorem immer noch nicht verstanden...
Rolf2001
Hat sich gelöscht
#35 erstellt: 21. Apr 2014, 08:23
Hallo,

das sieht mir doch sehr nach einer kleinen Werbekampagne für seine Umbauten aus, oder?
sincos
Ist häufiger hier
#36 erstellt: 24. Apr 2014, 20:41
Optimales Rekonstruktionsfilter für NOS

Mittlerweile hat es sich herumgesprochen, dass NOS (Non Oversampling) DACs besser klingen als solche, die mit so genanntem Oversampling arbeiten, d. h., mit einer in der Regel 4-fach erhöhten Taktfrequenz und einem digitalen FIR-Filter höherer Ordnung als „Rekonstruktionsfilter“. Warum NOS deutlich besser klingt, ist leicht zu verstehen:

1. Die Anforderung an die Taktgenauigkeit beträgt bei 44,1kHz / 16Bit etwa +-150ps (10 hoch -12 Sekunden), damit das letzte Bit gerade noch reproduziert werden kann. Das ist mit einem Quartzgenerator zu erreichen. Bei 4-fach Oversampling erhöht sich die Anforderung an die Taktgenauigkeit um den Faktor 4 im Quadrat, also Faktor 16, d. h.: +-9,4ps. Diese Genauigkeit ist auch mit größtem schaltungstechnischen Aufwand nicht mehr möglich, sodass CD-Player mit Oversampling gar keine 16-Bit-Genauigkeit erreichen!

2. Es gibt kein digitales FIR-Filter höherer Ordnung, das auch nur andeutungsweise audiophil wäre.

3. Eine Samplingfrequenz von 44,1 kHz ist vollkommen ausreichend, um die ganze Information, die das menschliche Ohr erfassen kann, in digitalisierter Form abzuspeichern. Die Schwierigkeit besteht allein darin, das digitalisierte Signal vollständig zu rekonstruieren. Wie dies auf verblüffend einfache Art gelingt, wird im Folgenden erklärt.

Das absolut beste Rekonstruktionsfilter für die „Treppe“ am Ausgang eines DAC ist das menschliche Ohr! Es besteht keine Notwendigkeit, die Spiegelfrequenzen oberhalb des Hörbereichs mit einem extrem steilflankigen Tiefpassfilter (ob digital oder analog) zu unterdrücken. Allerdings ist es aus zwei Gründen ebenso unsinnig, auf eine elektronische Filterung ganz zu verzichten:

1. Die nachfolgende Verstärkerelektronik kann in der Regel Signalfrequenzen bis zu 200kHz verarbeiten; alles, was darüber hinausgeht, sollte gar nicht erst in den Verstärkereingang gelangen.

2. Ein mit 44,1kHz gesampletes Audiosignal hat prinzipbedingt einen Höhenabfall, der bereits bei 10kHz beginnt und am Ende des Hörbereichs -3,2dB beträgt.

Ein optimales elektronisches Filter hinter einem NOS-DAC muss also so bemessen sein, dass es die hochfrequenten Signalanteile so weit dämpft, dass die nachfolgende Verstärkerelektronik nicht gestört wird, und gleichzeitig muss der durch die Quantisierung bedingte Höhenabfall kompensiert werden. Es empfiehlt sich, die folgende Simulationsschaltung, mit der alle wesentlichen Effekte und Zusammenhänge untersucht werden können, für die nachfolgende Erklärung auszudrucken (möglichst auf DIN-A3):

http://www.swupload.com//data/SaH_140415_asc.pdf

Oben sind zwei idealisierte Sample and Hold Schaltungen simuliert; die erste mit einer Abtastrate von 176,4 kHz (Periodendauer: 5,66893us) und die zweite mit 44,1 kHz (Periodendauer: 22,6757us).

Darunter sind zwei IU-Wandler / Tiefpassfilter 3. Ordnung gezeichnet, wobei das erste Filter (f1) in ähnlicher Dimensionierung (Bessel-Charakteristik) in den allermeisten kommerziellen CD-Playern mit Oversampling zu finden ist. Die genaue Dimensionierung entspricht im Original dem Revox B225, der für einen ersten Praxistest auf NOS-Betrieb umgebaut wurde. Die zweite Filterfunktion (f2) unterscheidet sich „nur“ durch die Dimensionierung der Kondensatoren, die so bemessen sind, dass der im NOS-Betrieb auftretende Höhenabfall exakt kompensiert wird.

Die Schaltung unten erzeugt das Testsignal, bestehend aus 24 reinen Sinusschwingungen gleicher Amplitude (jeweils -10dB), in logarithmischer Verteilung von 1kHz bis über 20kHz. Der Operationsverstärker U6 bildet das Summensignal (s24), welches über die spannungsgesteuerte Spannungsquelle E1 niederohmig in die beiden Sample and Hold Schaltungen eingespeist wird.

Ohne analoge Tiefpassfilterung ergeben sich die folgenden Frequenzgänge:

http://www.swupload.com//data/SaH_140415_44u1_fft.pdf

http://www.swupload.com//data/SaH_140415_176u4_fft.pdf

Der Höhenabfall bei einer Samplingfrequenz von 176,4kHz ist deutlich geringer; wird aber der analoge Bessel-Tiefpass (f1) dahinter geschaltet, ist er schon nicht mehr als „unerheblich“ zu bezeichnen und es schiebt sich der berühmte „Vorhang“ vor das Musikgeschehen:

http://www.swupload.com//data/SaH_140415_f1_fft.pdf

Das ist also der tatsächliche Frequenzgang der allermeisten kommerziellen CD-Player. Zu beachten ist weiterhin, dass die 176.400 Sample pro Sekunde auf der CD gar nicht vorhanden sind, sondern 132.300 Sample pro Sekunde künstlich von einem „Digitalfilter“ erzeugt werden, der die in den 44.100 originalen Samples enthaltene Information nicht etwa erhöht, sondern im Gegenteil verfälscht und verzerrt.

Betrachten wir nun den Frequenzgang des mit 44,1kHz gesampleten Signals hinter dem optimierten Analogfilter (f2):

http://www.swupload.com//data/SaH_140415_f2_fft.pdf

Der durch die Digitalisierung bedingte Höhenabfall ist vollständig kompensiert und die nachfolgende Verstärkerelektronik ist ausreichend von hochfrequenten Störsignalen befreit. Der Klangunterschied zwischen NOS ohne Analogfilter und NOS mit optimiertem Analogfilter (f2) ist noch einmal so groß wie der Unterschied zwischen Oversampling und NOS. Es lüftet sich auch der letzte Vorhang vor dem Musikgeschehen und die feinsten musikalischen Details werden (erstmals) hörbar. Der typisch „künstliche“ CD-Sound ist gänzlich verschwunden, die Musik klingt vollkommen „analog“!

Die beiden Filterfunktionen (f1) und (f2) im Vergleich:

http://www.swupload.com//data/SaH_140415_f1_f2.pdf

Wer jetzt mit dem typischen Vorurteil kommt, dass eine Tschebyscheff-Funktion im Audio-Signalweg nichts zu suchen habe, kann sich anhand der folgenden Plots eines Besseren belehren lassen:

http://www.swupload.com//data/SaH_140415_4m5-4m8_plot.pdf

http://www.swupload.com//data/SaH_140415_9m9-10m1_plot.pdf

Das analoge Originalsignal (dunkelgrün) wird gleichzeitig mit 176,4kHz (hellbraun) und 44,1kHz (rot) abgetastet. Das rekonstruierte Signal (f1) ist dem analogen Original zwar ähnlicher als das rekonstruierte Signal (f2); jedoch hat die Funktion f1 stets eine zu geringe Amplitude, während die Funktion f2 immer genau so weit überschwingt, dass der über die Zeit gemittelte Effektivwert exakt dem analogen Original entspricht!

Die in den Plots gewählte Zeiteinteilung auf der x-Achse von 25us entspricht der halben Periodendauer von 20kHz, der höchsten vom Ohr wahrnehmbaren Frequenz. Der genaue Kurvenverlauf innerhalb des 25us-Rasters bleibt absolut unhörbar; entscheidend ist allein der über die Zeit gemittelte Effektivwert, und zwar in einem Zeitraster von etwa 2ms – die 6,7-fache Zeitspanne von Plot1 (300us), bzw. die 10-fache Zeitspanne von Plot2 (200us)!

Selbstverständlich lässt sich auch für jede höhere Samplingfrequenz die jeweils optimale analoge Tiefpassfunktion dimensionieren. Das ist jedoch für die Wiedergabe von Musik vollkommen überflüssig, denn wir hören nun einmal „nur“ bis 20kHz, und dafür ist eine Abtastrate von 44,1kHz vollkommen ausreichend.
h_sc
Ist häufiger hier
#37 erstellt: 24. Apr 2014, 21:50
OK, anscheinend bei den Grundlagen der Nachrichtentechnik nicht aufgepasst.

Warum ist die Grenzfrequenz des Filter mit Oversampling derart niedrig? In den AN von TI sieht die Geschichte ganz anders aus. Durch das Oversampling mit der richtigen Interpolation hat man doch eben dieser Vorteil. Mit 8-fach Oversampling enthält das Signal keine Frequenzanteile von 22 bis 175 kHz. Warum sollte man das Filter dann bei 30 kHz hinsetzten? TI legt es auf 90 kHz fest, damit ist man plötzlich bei ~0 dB bei 20 kHz. Damit würde es bei dir ganz anders aussehen.
Aber schön, dass Dir deine Fehlkonstruktion gefällt.
sincos
Ist häufiger hier
#38 erstellt: 24. Apr 2014, 22:28

OK, anscheinend bei den Grundlagen der Nachrichtentechnik nicht aufgepasst.


Solche dummen Sprüche sind hier überflüssig.


Warum ist die Grenzfrequenz des Filter mit Oversampling derart niedrig?


Das war nur ein (typisches) Beispiel. Fragen Sie die Firma Revox.


Mit 8-fach Oversampling enthält das Signal keine Frequenzanteile von 22 bis 175 kHz. Warum sollte man das Filter dann bei 30 kHz hinsetzten? TI legt es auf 90 kHz fest, damit ist man plötzlich bei ~0 dB bei 20 kHz. Damit würde es bei dir ganz anders aussehen.


Es geht nicht allein um den Frequenzgang im Audio-Signalbereich, sondern auch und vor allem um die letztlich erzielbare Klangqualität, bzw. die musikalische Auflösung. Ich habe erst einmal nur das "Argument" widerlegt, ohne Oversampling ließe sich keine befriedigende Höhenwiedergabe erzielen. Das Gegenteil ist der Fall! Mit 8-fach Oversampling ist die Klangqualität - unabhängig von der dann gewählten analogen Filterfunktion - garantiert deutlich schlechter als ohne Oversampling mit der analogen Filterfunktion f2. Ob "Frequenzanteile von 22 bis 175 kHz" entstehen oder nicht, ist für die Klangqualität belanglos.
cr
Inventar
#39 erstellt: 25. Apr 2014, 03:01

Ob "Frequenzanteile von 22 bis 175 kHz" entstehen oder nicht, ist für die Klangqualität belanglos


Gut gebrüllt, nur trotzdem falsch
Misch mal einen kräftigen 40 kHz Sinus dazu, dann schauen wir mal, was deine Lautsprecher dazu sagen (so es der Hochtöner überlebt).
Wenn die Grundlagen fehlen, na ja, ....... lassen wir das lieber
sincos
Ist häufiger hier
#40 erstellt: 25. Apr 2014, 09:17

Misch mal einen kräftigen 40 kHz Sinus dazu...


Bandbegrenzung in jedem Aufnahmestudio: 20kHz.
Buschel
Inventar
#41 erstellt: 25. Apr 2014, 09:21
Die von cr angegeben 40 kHz entstehen bei 44,1 kHz NOS als Alias der Nutzfrequenz 4,1 kHz. Ein solcher Signalanteil kann durchaus mit hohem Pegel vorhanden sein.
sincos
Ist häufiger hier
#42 erstellt: 25. Apr 2014, 09:28

Die von cr angegeben 40 kHz entstehen bei 44,1 kHz NOS als Alias der Nutzfrequenz 4,1 kHz. Ein solcher Signalanteil kann durchaus mit hohem Pegel vorhanden sein.


Bitte genauen Wortlaut beachten...


Misch mal einen kräftigen 40 kHz Sinus dazu...


...und jetzt noch mal den Schaltplan betrachten:

http://www.swupload.com//data/SaH_140415_asc.pdf

Ansonsten sagte ich bereits: Es besteht keine Notwendigkeit, die Spiegelfrequenzen oberhalb des Hörbereichs mit einem extrem steilflankigen Tiefpassfilter (ob digital oder analog) zu unterdrücken.
Buschel
Inventar
#43 erstellt: 25. Apr 2014, 09:38

sincos (Beitrag #42) schrieb:
Bitte genauen Wortlaut beachten...

Das habe ich.


sincos (Beitrag #42) schrieb:
Ansonsten sagte ich bereits: Es besteht keine Notwendigkeit, die Spiegelfrequenzen oberhalb des Hörbereichs mit einem extrem steilflankigen Tiefpassfilter (ob digital oder analog) zu unterdrücken.

Und genau das sehe ich -- und nach meinem Verständnis auch cr -- nicht so.
sincos
Ist häufiger hier
#44 erstellt: 25. Apr 2014, 10:29
Es entsteht in der Praxis keine nennenswerte Mehrbelastung für den Hochtöner:

http://www.swupload.com//data/SaH_140415_f2_44kHz_fft.pdf

In einem Musiksignal gibt es (kurzzeitige) Maximalpegel bis allerhöchstens 2,2kHz. Die entsprechende Spiegelfrequenz bei 41,9kHz ist bereits um 38 dB gedämpft.
cr
Inventar
#45 erstellt: 25. Apr 2014, 11:25
Wortlaut beachten und nicht fabulieren:

Du: Ob "Frequenzanteile von 22 bis 175 kHz" entstehen oder nicht, ist für die Klangqualität belanglos

Ich: Misch mal einen kräftigen 40 kHz Sinus dazu...

Anmerkung: Dann wirst du sehen, dass es nicht belanglos ist

Du: Bandbegrenzung in jedem Aufnahmestudio: 20kHz.

Kommentar: Interessiert keinen in diesem Zuammenhang. Ich behaupte nur abstrakt , dass es eben nicht dasselbe ist, ob Frequenzen über 20 kHz vorkommen oder nicht. Davon abgesehen, dass alle möglichen Aliasingprodukte auftreten, wie bereits Buschel ergänzt hat. DA-Wandlung ohne Antialiasing ist kompletter Unfug.

PS: Dass bei Aufnahmen immer mit 20 kHz begrenzt wird, ist sowieso Nonsense, denn dann hätte man keine SACD einführen müssen
sincos
Ist häufiger hier
#46 erstellt: 25. Apr 2014, 12:46

DA-Wandlung ohne Antialiasing...


Zur Klarstellung: Ein Antialiasingfilter wird vor der AD-Wandlung eingesetzt; ein Rekonstruktionsfilter hinter der DA-Wandlung.


...dann hätte man keine SACD einführen müssen


Richtig. Die SACD ist rein technisch betrachtet kompletter Unsinn.
cr
Inventar
#47 erstellt: 25. Apr 2014, 13:07
Musst du wirklich mit fast jeder Antwort dein Unwissen auf den Markt tragen? Antialiasingfilter braucht man auch bei der DA-Wandlung, hat jeder CD-Player drinnen
Eine Klarstellung, die falsch ist, ist genau das, was man noch braucht.

Following the D/A, an antialiasing filter with a similar roll off is used
to remove all frequencies above Fmax introduced by the D/A process.

Thus, the signal flow for output is:
/
+-----+ +--------------+ +-----------+ |/
Digital o-->+ D/A +->+ Antialiasing +->+ Audio +-->+ Loudspeaker
Sample | | | Filter | | Amplifier | |\
+-----+ +--------------+ +-----------+ \

The output antialiasing filter is not for antialiasing in the same sense
as the input filter (before digitization) but without it, similar audible
effects can take place in subsequent amplification stages which respond
in a non-linear fashion to any high frequency (out of band) sample or clock
noise that gets through.

3. Oversampling techniques can be used on both input and output to simplify
the filter design. Prior to the D/A, additional digital samples are
interpolated between the original samples read off of the CD. Thus, the
digital samples will typically already be at some multiple of 44.1 KHz.
The D/A then runs at a much higher sample (clock) rate decreasing the
demands on the analog filer. See the section: "What is oversampling?".


http://www.repairfaq.org/REPAIR/F_cdfaqb.html#CDFAQB_006


[Beitrag von cr am 25. Apr 2014, 13:08 bearbeitet]
sincos
Ist häufiger hier
#48 erstellt: 25. Apr 2014, 13:25

Following the D/A, an antialiasing filter...


Sie glauben aber auch jeden Unsinn, bzw. jeden typischen Fehler, solange dieser nur oft genug von Unwissenden abgeschrieben wird.

In Wikipedia steht es richtig:

"Mit Anti-Aliasing oder Antialiasing (AA) werden in Bereichen der digitalen Signalverarbeitung, etwa bei der Tonaufnahme oder Bilderfassung, Techniken zur Verminderung des Alias-Effekts bezeichnet. Dabei wird auf das Eingangssignal eine Tiefpassfilterung angewandt, um die für den Alias-Effekt verantwortlichen hohen Frequenzanteile zu dämpfen.
...
In der Signalverarbeitung treten Alias-Effekte beim Digitalisieren analoger Signale auf: Das Originalsignal wird dabei in regelmäßigen Zeitabständen abgetastet und bei der späteren Wiedergabe mittels eines analogen Tiefpassfilters wiederhergestellt. Damit es korrekt wiederhergestellt werden kann, muss gemäß dem Nyquist-Shannon-Abtasttheorem das Originalsignal mit einer Rate abgetastet werden, die mehr als doppelt so hoch wie die höchste im Signal vorkommende Frequenz ist. Wird das Abtasttheorem durch eine zu niedrige Abtastrate verletzt, so werden Frequenzanteile, die ursprünglich höher waren, als die halbe Abtastrate (Nyquist-Frequenz), als niedrigere Frequenzen interpretiert, da für diese eine Unterabtastung stattfindet. Dieses unerwünschte Phänomen wird Alias-Effekt genannt."


http://de.wikipedia....ignalverarbeitung%29
cr
Inventar
#49 erstellt: 25. Apr 2014, 13:38
Lassen wir das. Dein Wikipedia-Zitat hilft dir dabei gar nichts. Halte dich an die Herstellerinformationen, die wissen, was in einem CD drinnen ist.

Noch ein Tip: Von Philips gabs umfangreiche Dokumentationen über den CD-Player (frühe 80er), mal da reinschauen. Hauptsache an Geräten herumfummeln, aber nicht den leisesten Schimmer von irgendwas haben!


[Beitrag von cr am 25. Apr 2014, 14:09 bearbeitet]
Buschel
Inventar
#50 erstellt: 25. Apr 2014, 14:05
Letztlich geht es in den hier diskutierten/vorgestellten Umbaumaßnahmen um die Optionen:

1. n-fach OS+ Bessel
a) Nur Spiegelfrequenzen / Aliaskomponenten um die Vielfachen von n-mal fs bleiben bestehen
b) Bessel kann flach ausgelegt werden, weil erst ab n-mal fs starke Dämpfung benötigt
c) Gruppenlaufzeit im Nutzband konstant
=> einfachere analoge Filter -- und damit b+c -- sind die Motivation für Oversampling
=> Nachteil: ?

2. NOS + Tschebyscheff
a) Höhenverlust durch NOS wird durch Überhöhung im Tschebyscheff ausgeglichen
b) Schwächere Dämpfung der niederfrequenteren Spiegelfrequenzen
c) Gruppenlaufzeit im oberen Bereich des Nutzbands nicht konstant
=> nicht konstante Gruppenlaufzeit, schwächere Dämpfung von Spiegelfrequenzen
=> Vorteil: ?

3. NOS + Bessel
a) Höhenverlust durch NOS
b) Schwächere Dämpfung der niederfrequenteren Spiegelfrequenzen
=> Höhenverlust, schwächere Dämpfung von Spiegelfrequenzen
=> Vorteil: ?

Wo ist jetzt der Nachteil bei OS und wo der Vorteil bei NOS?
sincos
Ist häufiger hier
#51 erstellt: 25. Apr 2014, 14:41

Wo ist jetzt der Nachteil bei OS und wo der Vorteil bei NOS?


Lesen müsste man können:

Mittlerweile hat es sich herumgesprochen, dass NOS (Non Oversampling) DACs besser klingen als solche, die mit so genanntem Oversampling arbeiten, d. h., mit einer in der Regel 4-fach erhöhten Taktfrequenz und einem digitalen FIR-Filter höherer Ordnung als „Rekonstruktionsfilter“. Warum NOS deutlich besser klingt, ist leicht zu verstehen:

1. Die Anforderung an die Taktgenauigkeit beträgt bei 44,1kHz / 16Bit etwa +-150ps (10 hoch -12 Sekunden), damit das letzte Bit gerade noch reproduziert werden kann. Das ist mit einem Quartzgenerator zu erreichen. Bei 4-fach Oversampling erhöht sich die Anforderung an die Taktgenauigkeit um den Faktor 4 im Quadrat, also Faktor 16, d. h.: +-9,4ps. Diese Genauigkeit ist auch mit größtem schaltungstechnischen Aufwand nicht mehr möglich, sodass CD-Player mit Oversampling gar keine 16-Bit-Genauigkeit erreichen!

2. Es gibt kein digitales FIR-Filter höherer Ordnung, das auch nur andeutungsweise audiophil wäre.

3. Eine Samplingfrequenz von 44,1 kHz ist vollkommen ausreichend, um die ganze Information, die das menschliche Ohr erfassen kann, in digitalisierter Form abzuspeichern. Die Schwierigkeit besteht allein darin, das digitalisierte Signal vollständig zu rekonstruieren. Wie dies auf verblüffend einfache Art gelingt, wird im Folgenden erklärt.


Ansonsten ist es hilfreich, hören zu können, sowie über das geeignete Equipment zu verfügen, die Klangunterschiede objektiv hörbar zu machen.
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