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"digitale" Lautstärkeregler

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Beitrag
AlexG1990
Inventar
#1 erstellt: 30. Jan 2011, 21:36
Hallo,

ich würde gerne mal wissen, wie digitale Lautstärkeregler arbeiten. Also solche in DVD-Playern, Sat-Receivern, etc.

Meine Theorie ist, dass der D/A-Wandler einen fixen Ausgangspegel hat (z.B. 2V bei 0dBFS) und dann digital resampled wird. Diese Regler würden also die Bittiefe einschränken. Deswegen stelle ich diese Regler immer auf maximum, da so 0dBFS im Quellsignal den D/A mit vollen 16 Bit 0dBFS aussteuern.

Stimmt das?

MfG
Alex
cr
Moderator
#2 erstellt: 30. Jan 2011, 22:34
Sicher gehts über die Bittiefe, daher sind digital geregelte 16-Bit Ausgänge nicht optimal.
Verwendet man dagegen 24 Bit, sieht die Sache entsprechend besser aus und man kann um 24-16=8 Bit absenken, ohne die 16-Bitqualität zu unterschreiten (das sind immerhin - 48 dB). Da nun eine so abgesenktes Signal schon recht leise, hört man dann die Verschlechterung unter das 16-Bit-Niveau nicht mehr.
Passat
Moderator
#3 erstellt: 31. Jan 2011, 16:22
Wenn sich die Lautstärkeregelung auch auf den Digitalausgang auswirkt, dann wird auch digital geregelt.

Es gibt aber auch digital angesteuerte analoge Lautstärkeregler. Die bestehen aus einem Widerstandsnetzwerk, in dem je nach Steuersignal verschiedene Widerstandskombinationen in den Signalweg geschaltet werden.

HighEnd-Hersteller bauen so etwas sogar aus diskreten, sehr eng tolerierten Widerständen auf, da man damit eine sehr hohe Präzision und auch im unteren Lautstärkebereich einen sehr hohen Gleichlauf der beiden Kanäle erreichen kann.

Grüsse
Roman
AlexG1990
Inventar
#4 erstellt: 31. Jan 2011, 20:11
Hallo zurück!

@ cr:
Also ich möchte ja mal stark bezweifeln, dass ein D/A in einem Sat-Receiver oder DVD-Player mit 24 Bit arbeitet. An sich wäre das ja auch quatsch, da der Quell-Datenstrom ja sowieso "nur" 16 Bit Auflösung hat.
D.h. bei solchen Geräten (z.B. mit On-Screen-Software-Lautstärkeregler) wird digital resampled (= schlecht und unnötig).

Ich kann den Digital-Out leider nicht prüfen, da ich kein Gerät habe, was SP/DIF oder Toslink entgegennimmt.

Der "LS-Regler" müsste ja digitalseitig als DSP zwischen Decoder und DA-Wandler geschaltet sein, oder? Kann ich davon ausgehen, dass der Datenstrom Bit-identisch am DA-Wandler (& am Digi-Out) ankommt, wenn der Lautstärke-DSP auf "voll" steht?

@ Passat:
Das interessiert mich jetzt auch! Ein "richtiges" mechanisches Lautstärke-Rad an Verstärkern reguliert über ein Poti den Spannungspegel in der Vorstufe, der zur Endstufe durchgelassen wird.
Wie funktioniert das bei digitalen "Reglern" in Kompaktanlagen, Auto-Radios, etc...?

MfG
Alex
cr
Moderator
#5 erstellt: 31. Jan 2011, 20:36

@ cr:
Also ich möchte ja mal stark bezweifeln, dass ein D/A in einem Sat-Receiver oder DVD-Player mit 24 Bit arbeitet. An sich wäre das ja auch quatsch, da der Quell-Datenstrom ja sowieso "nur" 16 Bit Auflösung hat.
D.h. bei solchen Geräten (z.B. mit On-Screen-Software-Lautstärkeregler) wird digital resampled (= schlecht und unnötig).


Bei CDPs ist es üblich, bei DVDPs hängts vielleicht davon ab, ob es ein besseres Gerät oder eine 30-Euro-Kiste ist (wenn älter). 24 Bit hat sogar mein Panasonic DVDP um 80 Euro.

Apropos: Da die DVD-Norm allerdings auch 96/24 für Stereo vorsieht, kann jeder bessere Player 24 bit verarbeiten.
Glaubst du denn, das kostet ein Haus? So ein Wandler kostet inzwischen wahrscheinlich 1 Euro. Da 24 Bit zu so einer Art Norm geworden ist, lohnt es sich doch gar nicht mehr, billige 16-Bit-Wandler extra zu erzeugen. Es ist weit billiger, eine Riesenserie an 24 Bittern zu produzieren, als 2 kleinere Serien. Pro forma also 24 Bit, dass die Systemdynamik dann u.U. bei einem Billigstwandler weit darunter liegt, ist sowieso klar.



Kann ich davon ausgehen, dass der Datenstrom Bit-identisch am DA-Wandler (& am Digi-Out) ankommt, wenn der Lautstärke-DSP auf "voll" steht?


Nein, kann sein, kann nicht sein.
Da es sogar bei einigen CD-Playern nicht klappt (3 kann ich dir nennen), warum soll es dann so billigen Sat-Receivern garantiert so sein?


[Beitrag von cr am 31. Jan 2011, 20:44 bearbeitet]
detegg
Administrator
#6 erstellt: 31. Jan 2011, 20:37

Passat schrieb:
Es gibt aber auch digital angesteuerte analoge Lautstärkeregler.

@Alex
... schau Dir z.B. mal das Datasheet zum PGA2310 an --> Link

;-) Detlef

edit: PGA2310 hat +-15VDC Versorgung, PGA2311 +-5VDC


[Beitrag von detegg am 31. Jan 2011, 23:24 bearbeitet]
Passat
Moderator
#7 erstellt: 31. Jan 2011, 20:44
Dort stecken Widerstandsnetzwerke drin, die zu Spannungsteilern verschaltet werden.

Im Prinzip nichts anderes als ein normales Poti, nur nicht mit Schleiferbahn, deren Widerstand sich über den Regelweg ändert, sondern mit Festwiderständen.

Nur, das hier die Festwiderstände in einem Chip sitzen und per Transistoren zusammengeschaltet werden.
Dadurch lassen sich diese Teile digital ansteuern, regeln aber das analoge Signal.

Grüsse
Roman
AlexG1990
Inventar
#8 erstellt: 02. Feb 2011, 00:43
Hallo!

Danke für die gute Erklärung des LS-Reglers - habs verstanden

Beispiel:
Also wenn ein LS-Poti einen Regelbereich von bsp. 0-10 kOhm hat, und man dieses digital in 20 Schritten regeln will, hängt man zwanzig 500 Ohm-Widerstände in Reihe (als Spannungsteiler) und verschiebt per Transistor-Schaltung den Abgriffspunkt. => Ergebnis das selbe wie per Poti, nur in 20 Schritten...
Ist also ein rein analoger Regler. Muss ja auch, weil alle Vorstufen in Vollverstärkern, Autoradios, Kompaktanlagen, ... ja rein analoge Geräte sind.

Wie kann ich denn nun rausfinden, ob diese Lautstärkesteller von o.g. Sat-Receivern, DVD-Playern o.ä. "gute" Analog-Regler sind, die hinter dem DAC sitzen, oder ob die digital den Bitstream vor dem DAC "verwursteln" (=verschlechtern)?

MfG
Alex


[Beitrag von AlexG1990 am 02. Feb 2011, 00:45 bearbeitet]
Passat
Moderator
#9 erstellt: 02. Feb 2011, 10:19
Ganz so einfach ist das nicht.
Ein Lautstärkepoti ist kein einfacher regelbarer Widerstand (der bräuchte nur 2 Anschlüsse), sondern ein Spannungsteiler (der hat 3 Anschlüsse).
Bei eine, Spannungsteiler sitzt ein Widerstand in der Plusleitung, der zweite Widerstand zwischen Plus- und Minusleitung.

Ob ein SAT-Receiver auf analoger oder digitaler Ebene die Lautstärke regelt, kann man ganz leicht feststellen:

Einfach digital anschließen und die Lautstärke am SAT-Receiver regeln.
Ändert sich die Lautstärke, so regelt er auf der digitalen Ebene, ansonsten auf der analogen Ebene.

Grüsse
Roman
AlexG1990
Inventar
#10 erstellt: 02. Feb 2011, 14:53
Hallo,

ok, ich habe digitale Ausgänge noch nie verwendet, ich kenne nur die Cinch-Buchse ("Koaxial" oder "SPDIF") oder den Lichtleiter ("Toslink" ?). Mit welchem Gerät kann ich die wiedergeben? Mit einer Soundkarte?

Gruß...
sakly
Inventar
#11 erstellt: 02. Feb 2011, 18:27
Hi Alex,

wo liegt jetzt eigentlich das Problem? Würdest Du die Lautstärkeeinstellung gerne am Quellgerät vornehmen und machst Dir jetzt Gedanken um Nachteile oder ist das einfaches Interesse?
Wenn zweiteres, dann spielt es doch keine Rolle, weil Du den Pegel dann einfach auf vollem Level stehen lassen kannst.
Falls Dein Wissensdrang so groß ist, dass Du es unbedingt wissen musst, besorg Dir entweder den Schaltplan oder aber schließ das Teil an einen AVR an, damit Du das Digitalsignal wiedergeben kannst. Damit kannst Du es ausprobieren

Ich bin mir nicht mehr sicher, aber glaube, dass bei meinem DVB-T-Receiver auch der Digitalausgang in der Lautstärke veränderbar ist.

Gruß
manolo_TT
Inventar
#12 erstellt: 02. Feb 2011, 18:46
also alle quellgeräte auf maximaler lautstärke stellen, wenn sie digital an einen receiver angeschlossen sind und dieser regelt dann? ich dachte es galt die 2/3 regel, also alles auf ca. 66% maximal lautstärke und der receiver macht den rest
Passat
Moderator
#13 erstellt: 02. Feb 2011, 18:54

AlexG1990 schrieb:
Hallo,

ok, ich habe digitale Ausgänge noch nie verwendet, ich kenne nur die Cinch-Buchse ("Koaxial" oder "SPDIF") oder den Lichtleiter ("Toslink" ?).


Das sind die digitalen Ausgänge!

Grüsse
Roman
sakly
Inventar
#14 erstellt: 02. Feb 2011, 18:59

manolo_TT schrieb:
also alle quellgeräte auf maximaler lautstärke stellen, wenn sie digital an einen receiver angeschlossen sind und dieser regelt dann? ich dachte es galt die 2/3 regel, also alles auf ca. 66% maximal lautstärke und der receiver macht den rest


Hi,

wozu den Ausgangspegel reduzieren? Der Sinn erschließt sich mir nicht.
Dabei spielt es keine Rolle, ob die Quelle analog oder digital angeschlossen ist. Quelle immer vollgas und am AVR/Verstärker die Lautstärke einstellen.

Gruß
manolo_TT
Inventar
#15 erstellt: 02. Feb 2011, 19:04
mir war mal so, als hätte jmd hier im forum von 66% geredet, deswegen hatte ich alles darauf eingestellt :), aber dann eben volle pulle
sakly
Inventar
#16 erstellt: 02. Feb 2011, 19:09
Hi,

kann ja gut sein, dass das jemand geschrieben hat. ABer in welchem Zusammenhang?
Zudem sollte man sowas immer hinterfragen und nicht einfach hinnehmen.

Gruß
Passat
Moderator
#17 erstellt: 02. Feb 2011, 19:15
66% ist bei einer Lautstärkeregelung im digitalen Bereich verschenkte Qualität, da dort die Bitauflösung reduziert wird, wenn mna nicht 100% eingestellt hat.

Bei einer Regelung im analogen Bereich kann man die dazu hernehmen, die Quellen lautstärkemäßig aneinander anzupassen.
Dann gibts beim Umschalten zwischen den Quellen keinen Lautstärkesprung.

Grüsse
Roman
AlexG1990
Inventar
#18 erstellt: 03. Feb 2011, 04:48
Moin ,

es war mehr reines Interesse

Klar gebe ich der Quelle immer Vollgas! 1:1-Wiedergabe über den internen DAC. Geregelt wird bei mir IMMER am Endverstärker (Vorstufe/Vollverstärker/AVR)!

Ich möchte nur mal wissen, was die ganzen Leute verschlechtern, die immer über die Quellen regeln...

Die Lautstärkeregelung am Fernseher dürfte wohl analog den End-/Vor-Verstärker regeln. Das ist die, die es zu benutzen gilt. Kenne halt viele Leute, die dann über den Sat-Receiver regeln (...um halt nur 1 Fernbedienung benutzen zu müssen...)
Habe sogar schon Billig-DVD-Player gesehen, die einen ganzen (digitalseitigen) EQ besitzen -> AUSSCHALTEN !!!
Solche Funktionen sind doch nur dazu da, um Unwissende zu einer schlechteren Qualität zu verleiten...(den EQ am Wiedergabegerät gibt es dann auch noch, die Funktionen addieren sich, sind dann je nach Quelle auch noch unterschiedlich). *grrrr*

Etwas anderes dürfte es doch sein, wenn man einen mobilen MP3-Player über Klinke-Cinch an die HiFi-Anlage anschließt und dort regelt. Der Ausgang des Players sollte doch analog geregelt sein, da da ja vornehmlich Kopfhörer angeschlossen werden, die geregelt werden können müssen, oder? Trotzdem gebe ich diesen Playern dann immer "voll Stoff" und regele am Endgerät, aber die meisten Leute machen es anders...

MfG
Alex


[Beitrag von AlexG1990 am 03. Feb 2011, 04:51 bearbeitet]
sakly
Inventar
#19 erstellt: 03. Feb 2011, 06:21
Hi,

also, dass man damit Leute zu schlechterer QUalität verleiten will, glaube ich nicht. Man bekommt eben, was man bezahlt.
Teurere Lösungen sind da meist die bessere Wahl.

Ich selbst stelle auch am Receiver die Lautstärke ein, weil's mir zu doof ist, die Fernseher-FB liegen zu haben, obwohl ich die gar nicht brauche. Der Fernseher ist sowieso nicht in der Lage den Ton so wiederzugeben, dass man überhaupt die Chance hätte, da eine schlechtere Qualität herauszuhören.
Das ist alles halb so wild, wie Du das gerade darstellst, auch bei Wiedergabe über die Anlage.

Gruß
Salzwirker
Stammgast
#20 erstellt: 12. Feb 2011, 22:16
Da das grad zum THema passt: Ich muss momentan zwangsläufig die digitale Quelle regeln, da bei 100% Ausgangspegel dieser am Amp nicht mehr vernünftig einstellbar ist. Sprich, Zimmerlautstärke wäre bei Stellung 0 des Amps. Bis aber beide Kanäle voll da sind, muss ich den Regler um 2mm drehen, was dann schon zu laut ist.

Ein Widerstand muss her, ohne Quali-Verlust. Kennt jemand ein Mittel, wie man zwischen DAC und AMP eine (auch mit FB) Vorstufe / Limiter hängen kann?

Amp ist Yammi A-720

Grü
Michael
mssm
Stammgast
#21 erstellt: 25. Feb 2013, 14:24
Über den Einfluss von digitalen Lautstärkereglern auf die Qualität und die Bitauflösung habe ich mir auch schon oft Gedanken gemacht. Daher fahre ich auch alle Geräte auf voller Lautstärke. Beim CD-Player von Marantz ist die Maximale Lautstärke nach Neustart eh vorgegeben. Beim SAT-Receiver allerdings muss ich immer darauf achten, falls vorher einmal im Betrieb mit TV alleine mal die Lautstärke geändert wurde.

Als Hinweis, ob die Regelung auf den Digital-Ausgang Auswirkung hat, sollte wie bereits gesagt ausreichen, wenn die Lautstärke sich auf dem Digital-Ausgang sich überhaupt ändert.
Auch folgender Test sollte helfen: Einfach mal eine DTS-CD erstellen (downloads_dts_ac3), hier sollte nach einer Lautstärkeänderung die Ausgabe nicht mehr dekodierbar sein. Ich habe es noch nicht getestet.
Im Grunde kann man sich aber nie sicher sein, ob die Ausgabe bit-korrekt ist, da ein Player theoretisch auch die Lautstärke künstlich erhöhen könnte, oder eine Art Kompression berechnet. Von Hall-Effekten brauchen wir gar nicht reden. Hat hier jemand Erfahrung, wie man das Testen könnte? Einem SAT-Receiver kann man keine DTS-CD unterschieben.
Burkie
Inventar
#22 erstellt: 10. Mrz 2013, 12:48
Hallo,

bei linearem PCM, wie es auf der CD drauf ist, bedeutet jedes Bit ca. 6dB. Mit 16Bit also 96dB.
Hören kann man nur etwas, was oberhalb der Hörschwelle (wird auf 0dB Schallpegel definiert) liegt. In seinem Wohnzimmer ist es aber niemals völlig schalltot, sondern man hat immer etwas Ruhegeräusche, vieleicht zwischen 10 und 20dB, oder sowas.
Also kann man nur etwas hören, was lauter als so etwa 10dB ist.
Dreht man nun die Stereoanlage soweit auf, dass man die niederwertigsten Bits gerade noch so hören würde, so wären die lautesten Stellen der CD bei ca. 100 bis 110dB Schalldruckpegel.
Nun sei dei CD vieleicht nicht bis ganz an die Grenze ausgesteuert oder sehr dynamisch, dann ist der Schallpegel immer noch um 90dB herum.
Nur wenn man so laut hört, kann man überhaupt die volle Qualität der CD wahrnehmen. Dreht man nun um 6dB leiser (darum ging es ja bei der Lautstärkeregelung), egal ob digital oder rein analog, so fällt das untere Bit unter die Hörschwelle bzw. die normalen Umgebungsgeräusche und ist nicht mehr wahrnehmbar. Da könnte man also auch glatt mit bloß 15Bit wandeln!
Will man noch leiser hören, genügen entsprechend noch weniger Bits.

Von daher sehe ich digitale Lautstärkeregelung völlig entspannt, besonders wenn man nicht von 16Bit-Wandlung, sondern von 24Bit-Wandlern ausgeht.

Grüße
pelmazo
Hat sich gelöscht
#23 erstellt: 10. Mrz 2013, 22:14

Burkie (Beitrag #22) schrieb:
Nur wenn man so laut hört, kann man überhaupt die volle Qualität der CD wahrnehmen. Dreht man nun um 6dB leiser (darum ging es ja bei der Lautstärkeregelung), egal ob digital oder rein analog, so fällt das untere Bit unter die Hörschwelle bzw. die normalen Umgebungsgeräusche und ist nicht mehr wahrnehmbar. Da könnte man also auch glatt mit bloß 15Bit wandeln!


Genau das ist die richtige Sichtweise.

Es kommt hier im Thread noch Anderes durcheinander: Das was eine digitale Lautstärkeregelung macht, hat mit Resampling nichts zu tun! Es ist ganz einfach: Es ist eine Multiplikation.

Da bei einer Multiplikation eines 16-bit Abtastwertes mit einem Lautstärkekoeffizienten mehr als 16 bit Ergebnis heraus kommen, muß man in der Praxis von den Ergebnisbits ein paar wegschmeißen. Beispiel: 16 bit Abtastung und 16 bit Lautstärkewert ergeben 31 bit Ergebnis. Geht man zurück auf 16 bit, müssen 15 verschwinden. Arbeitet man mit 24-bit Ergebnis, müssen immer noch 7 weg.

In der Praxis kann man runden, das bedeutet man macht einen kleinen Fehler, weil man statt des korrekten Wertes einen gerundeten nimmt. Dieser Fehler ist im Idealfall Rauschen. Wenn man garantieren will, daß der Fehler einfaches Rauschen ist, dann muß man dithern, also kontrolliert Rauschen hinzufügen. Mit Dither sorgt man dafür, daß sich das Ganze exakt wie ein analoges System verhält, das ebenfalls einen Rauschteppich hat. Wenn man den korrekt geditherten digitalen Regler vergleicht mit dem analogen Regler, dann ist der einzige relevante Parameter, wo der Rauschteppich liegt. Digital und analog kann man so direkt vergleichen, und direkt sehen wer im Einzelfall besser oder schlechter ist. Es gibt keinen prinzipiellen Vorteil des Einen über das Andere.

Es hat keinen Sinn, beim digitalen Regler zu kritisieren, er würde nicht bittreu arbeiten. Ein Analogsystem ist auch nicht ideal. Wer die beiden vergleicht, sollte das schon fair tun, und nicht auf einer Seite übersteigerte Idealansprüche stellen, die die andere Seite sowieso nicht erfüllen kann. Die Kenngrößen einer Lautstärkeregelung sind Verzerrungsfreiheit und Rauschabstand. Das gilt für beide Techniken, insofern kann man sie miteinander vergleichen, und im Einzelfall kann die eine oder die andere Seite schlechter ausfallen.
mssm
Stammgast
#24 erstellt: 11. Mrz 2013, 09:27
Vielen Dank für die beiden aufschlussreichen Beiträge.

pelmazo (Beitrag #23) schrieb:
Da bei einer Multiplikation eines 16-bit Abtastwertes mit einem Lautstärkekoeffizienten mehr als 16 bit Ergebnis heraus kommen, muß man in der Praxis von den Ergebnisbits ein paar wegschmeißen.

Das verstehe ich so noch nicht. Warum muss man die Bits verwerfen, und warum vergrößert die Lautstärkeregelung die Wortbreite?
Ist es nicht so, dass bei voller Lautstärke der Faktor 1 ist, d.h. die Bits identisch der Quellbits ausgegeben werden, und nur beim Leiser-Regeln ein Faktor 0<f<1 ins Spiel kommt, der aus 16 effektiven Bits dann weniger macht? Hierbei passieren dann die Rundungsfehler.
Ich würde den Einfluß gerne einmal hörbar machen, z.B. indem ich das CD-Laufwerk so leise wie möglich stelle, den Wandler dann aber lauter regle. Dann müsste man deiner Beschreibung nach das höhere Grundrauschen vom Dithering wahrnehmen, oder?
Burkie
Inventar
#25 erstellt: 11. Mrz 2013, 09:35
Hallo,

warum probierst du dass nicht einfach mal aus?
Nimm einfach ein Musikstück auf dem PC in Audacity, rechne dort die Lautstärke soweit herunter, dass nur noch ein oder 2 Bits effektiv genutzt werden.
Das kannst du jetzt , zusammen mit dem Musikstück in Originallautstärke, auf CD brennen. Das leise Stück drehst du so laut auf, bis du das Quantisierungsrauschen/verzerrung gerade nicht mehr hörst. Dann weist du, wie leise das Stück nun klingt.
Dann wechselst du, ohne den Lautstärkeregler am Verstärker zu verstellen, auf das unbearbeitete Musikstück. So laut etwa müsste es sein, um die Effekte einer 16Bit digitalen Lautstärkeregelung überhaupt wahrnehmen zu können.

Grüsse
pelmazo
Hat sich gelöscht
#26 erstellt: 11. Mrz 2013, 11:06

mssm (Beitrag #24) schrieb:
Ist es nicht so, dass bei voller Lautstärke der Faktor 1 ist, d.h. die Bits identisch der Quellbits ausgegeben werden, und nur beim Leiser-Regeln ein Faktor 0<f<1 ins Spiel kommt, der aus 16 effektiven Bits dann weniger macht? Hierbei passieren dann die Rundungsfehler.


Der Lautstärkefaktor ist selbst ein binär codierter Wert, auch wenn er zwischen 0 und 1 liegt. Er hat also ebenfalls eine Wortbreite, z.B. 16 Bit. Man multipliziert dann einen 16-Bit Abtastwert mit einem 16-bit Lautstärkewert, und das Ergebnis der Multiplikation hat im allgemeinen Fall (also nicht bei Faktor 1, wo eigentlich gar nichts passiert) eben 31 Bits. Notfalls ausprobieren. So lange man alle Bits behält, gibt's keine Rundungsfehler.

(Mal so als Finger- und Denkübung: Welcher 16-bit Wert als Multiplikationsfaktor für die Lautstärke würde 5 dB Absenkung ergeben? Wenn ein (willkürlicher) 16-bit Abtastwert von -31517 von der CD kommt, was ist dann der Wert nach der Multiplikation mit dem oben gefundenen Multiplikationsfaktor?)


Ich würde den Einfluß gerne einmal hörbar machen, z.B. indem ich das CD-Laufwerk so leise wie möglich stelle, den Wandler dann aber lauter regle. Dann müsste man deiner Beschreibung nach das höhere Grundrauschen vom Dithering wahrnehmen, oder?


Das Grundrauschen des Dithers müßte proportional mit der Regelung am Wandler lauter werden. Genau das gleiche Verhalten hat man ja auch im Analogfall. Das Rauschen der Quelle wird mitverstärkt.
mssm
Stammgast
#27 erstellt: 11. Mrz 2013, 11:20

pelmazo (Beitrag #26) schrieb:
Der Lautstärkefaktor ist selbst ein binär codierter Wert, auch wenn er zwischen 0 und 1 liegt. Er hat also ebenfalls eine Wortbreite, z.B. 16 Bit. Man multipliziert dann einen 16-Bit Abtastwert mit einem 16-bit Lautstärkewert, und das Ergebnis der Multiplikation hat im allgemeinen Fall (also nicht bei Faktor 1, wo eigentlich gar nichts passiert) eben 31 Bits. Notfalls ausprobieren. So lange man alle Bits behält, gibt's keine Rundungsfehler.

Um zur Ausgangsfrage zurückzukommen, wann ist man denn dann sicher, die Original-Daten (z.B. der CD) zu erhalten, wenn bei jeder Lautstärke-Einstellung des CD-Players bereits eine Faktorisierung gemacht würde? Ich ging davon aus, dass bei unangetastetem Lautstärke-Regler die Daten nicht verändert würden, deshalb ging ich von einem Faktor 1 aus.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#28 erstellt: 11. Mrz 2013, 13:37

mssm (Beitrag #27) schrieb:
Um zur Ausgangsfrage zurückzukommen, wann ist man denn dann sicher, die Original-Daten (z.B. der CD) zu erhalten, wenn bei jeder Lautstärke-Einstellung des CD-Players bereits eine Faktorisierung gemacht würde? Ich ging davon aus, dass bei unangetastetem Lautstärke-Regler die Daten nicht verändert würden, deshalb ging ich von einem Faktor 1 aus.


Man ist sich nur dann sicher, daß die bitidentischen Daten rauskommen, wenn man das auch nachprüft. Selbst bei nicht regelbaren Digitalausgängen kommt es vor, daß da nicht die Originaldaten rauskommen.

Generell beißt sich die Forderung nach korrektem Dithering für eine Lautstärkeregelung mit der Forderung nach Bitidentität.
cr
Moderator
#29 erstellt: 11. Mrz 2013, 18:16
Du hast nicht einmal bei einem nicht regelbaren CDP die Gewähr auf Bitidentität.
Gerade bei den Philips/Marantz ab ca 1999 würde ich nicht darauf schwören.
Wenn er richtig konstruiert ist, ist bei 0 dB allerdings das Originalsignal da, wenn nicht, nicht.
Bei meinem Technics Player (SLPG5) war das zB so der Fall. War mir damals wichtig, wegen dem CD-Brennen, wo ich schon die Originaldaten wollte.
KingMetal
Schaut ab und zu mal vorbei
#30 erstellt: 17. Mrz 2013, 19:59
Also ich muss der Diskussion hier mal meinen senf dazugeben. Alles bezieht sich auf 16bit.
Digitale werte bedeuten spitzen-werte von den resultierenden wechselspannungen.

Hier die ganze erklärung: Eine digitale Vollaussteuerung (FFFFh, kann sich jeder mit dem windows 7 rechner umrechnen wenn er ihn auf programmierer stellt) bewirkt am Ausgang eines DAC 0.775VAC. 0000h bewirkt 0VAC.
Jedes der 16bit hat eine bestimmte wertigkeit die von der anzahl der bits zu der vollaussteuerung abhängt. Das niederwertigste bit oder LSB hat bei 16bit und einer maximalen Aussteuerung von 775mVAC, welche genormt und überall gleich ist eine wertigkeit von ca. 12µVAC. Das zweite bit hat das doppelte, also rund 24µVAC. Das dritte hat 48µVAC usw. Zur Signalerzeugung werden einfach verschiedene Kombinationen zusammengerechnet.
Zum vergleich dazu hätte das LSB bei 24bit 46nVAC. darum geht es jetzt aber nicht.
Um die lautstärke zu verringern wird jetzt nicht etwa ein bit weggenommen, was nämlich nur 16 mal möglich ist bis es aus ist und was jedesmal die Endlautstärke vierteln würde, sondern es wird schlicht binär minus eins gerechnet.
Aus FFFFh wird also FFFEh, aus 9999h wird 9998h und aus 0001h wird 0000h. Man hat also eine Signalverringerung um 12µVAC, was 0.0015% entspricht. Nicht wirklich viel. Mit ein bisschen Rechnen kann sich auch jeder nach den gängigen Formeln ausrechnen wieviel db das am lautsprecher ausmacht. Das kann kein Mensch hören. Und das bei 16bit. Deshalb wird nicht immer minus 1 gerechnet sondern gleich minus 100 oder noch mehr. Bei windows kann man die lautstärke in 1%-schritten verringern. Selbst das ist kaum hörbar. In der hinsicht macht es absolut 0 unterschied ob das signal 16 oder 24 bit ist, weil bei beiden gleich viel signal wegfällt. Und das sind noch die allerleisesten töne die wahrscheinlich sowieso nur aufnahmebedingtes rauschen enthalten. Würde man wirklich bits abziehn würde man nicht nur die lautstärke verringern sondern gleichzeitig extrem den dynamikumfang des signal verringern. Bei einer Subtraktion passiert das nicht. Alle details bleiben vorhanden, nur die leisen geräusche fallen weg. Und nur zur beruhigung: wenn die Anlage nicht 20.000€ wert ist hört man diese leisen signale sowieso nicht, weil die membranen der Lautsprecher viel zu träge sind um sie wiederzugeben. Und selbst eine gute analoge reglung mit Poti würde viel mehr störungen ins signal mischen als es an leisen Signalen gegenüber der digitalen reglung rettet. Von der seite her macht alles null unterschied zueinander und man kann sich beruhigt zurücklehnen.

Um das ganze noch weiter auszudehnen: man sollte sobald man analoge signale hat diese wirklich erst an der endstufe runterregeln und den DAC und den vorverstärker so laut wie möglich laufen lassen weil sich dann die auf jeden fall auftretenden störungen im vergleich zum signal so gering wie möglich halten.

Ziemlich lange erklärung aber wer sich damit auseinandersetzt und bei bedarf nachfragt ist auf jedenfall schlauer.
cr
Moderator
#31 erstellt: 17. Mrz 2013, 21:40
In 24-Bit-Systemen gibt es mit 16 Bit-Signalen erst Verluste, sobald mehr als 48 dB leiser gedreht wird. Diese sind aber dann 100%ig unhörbar, weil diese Signale schon leiser als 50 dB sind (wenn ich von einer eingestellten Maximallautstärke von rund 100dB ausgehe). In diesem Fall stellen digitale Lautstärkeregler kein Problem dar.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#32 erstellt: 17. Mrz 2013, 21:56

KingMetal (Beitrag #30) schrieb:
Um die lautstärke zu verringern wird jetzt nicht etwa ein bit weggenommen, was nämlich nur 16 mal möglich ist bis es aus ist und was jedesmal die Endlautstärke vierteln würde, sondern es wird schlicht binär minus eins gerechnet.


Tut mir leid, da bist Du völlig auf dem falschen Dampfer. Lautstärkeregelung ist eine Multiplikation mit einem Lautstärke-Koeffizienten, keine Subtraktion. Ich würde mir das an Deiner Stelle nochmal genauer überlegen.
mssm
Stammgast
#33 erstellt: 18. Mrz 2013, 09:29

KingMetal (Beitrag #30) schrieb:
...Aus FFFFh wird also FFFEh, aus 9999h wird 9998h und aus 0001h wird 0000h. Man hat also eine Signalverringerung um 12µVAC, was 0.0015% entspricht. Nicht wirklich viel. Mit ein bisschen Rechnen kann sich auch jeder nach den gängigen Formeln ausrechnen wieviel db das am lautsprecher ausmacht. Das kann kein Mensch hören. Und das bei 16bit. Deshalb wird nicht immer minus 1 gerechnet sondern gleich minus 100 oder noch mehr. Bei windows kann man die lautstärke in 1%-schritten verringern. Selbst das ist kaum hörbar. In der hinsicht macht es absolut 0 unterschied ob das signal 16 oder 24 bit ist, weil bei beiden gleich viel signal wegfällt. Und das sind noch die allerleisesten töne die wahrscheinlich sowieso nur aufnahmebedingtes rauschen enthalten. Würde man wirklich bits abziehn würde man nicht nur die lautstärke verringern sondern gleichzeitig extrem den dynamikumfang des signal verringern. Bei einer Subtraktion passiert das nicht. Alle details bleiben vorhanden, nur die leisen geräusche fallen weg. Und nur zur beruhigung: wenn die Anlage nicht 20.000€ wert ist hört man diese leisen signale sowieso nicht, weil die membranen der Lautsprecher viel zu träge sind um sie wiederzugeben. Und selbst eine gute analoge reglung mit Poti würde viel mehr störungen ins signal mischen als es an leisen Signalen gegenüber der digitalen reglung rettet. Von der seite her macht alles null unterschied zueinander und man kann sich beruhigt zurücklehnen.

Dass die Dynamik bei der digitalen Lautstärkeänderung nicht verändert wird, stimmt so ja nicht. Das mit der Subtraktion stimmt ja alles. Du argumentierst, dass der Pegel-Unterschied von -0001h nicht hörbar ist, daher wird für die Level-Schritte auch mehr genommen. Bei Zimmerlautstärke ist von den 16Bit bei voll-ausgesteuerter Aufnahme der größte Teil nicht wahrnehmbar, weil zu leise. Daher reicht auch bei digitaler Leiser-Regelung der Dynamikumfang immer noch aus, wird aber dennoch reduziert. Wir können das ja auch dezimal rechnen, muss ja nicht binär oder hex sein. 65536 bei Vollaussteuerung. Kleinste Level-Stufe meines CD-Players z.B. auf 5%, ich weiß jetzt nicht, wieviele Stufen der kennt: 3277, das sind keine 12 Bit Dynamik-Umfang mehr. Wenn man diese nun analog wieder auf laute Lautstärke hochregelt, hast du wahrscheinlich recht, dass man auch hier das LSB immer noch nicht wahrnehmen kann. Ob aber 12 Bit für Hifi-Auflösung ausreicht, wäre aber bestimmt nicht allen recht, die sogar bei 16 Bit gemeckert hatten.
Generell wird der Dynamikumfang aber immer verringert beim Leise-Regeln, wenn auch bei Zimmerlautstärke immer noch genügend Dynamik auch bei 16Bit übrig bleibt.
cr
Moderator
#34 erstellt: 18. Mrz 2013, 12:24
Das stimmt aber nur, wenn wir im 16-Bit-System bleiben. Blase ich die 16 Bit auf 24 auf, ändert sich bis -48 dB gar nichts an der Auflösung. Und wer regelt heute noch mit einem 16-Bit-Rechner? Mit 32 Bit kann man 16 Bit gar -96 dB leiser regeln, ehe man zu einem Informationsverlust kommt. Praktisch stimmts nicht ganz, weil zB ein 24 Bit Wandler das 16 Bit Signal nicht mehr mit der gleichen Qualität wandelt, wenn die 8 Nullen vor der Zahl statt hinter der Zahl stehen (bildlich ausgedrückt).
00000000xxxxxxxxxxxxxxxx enthält zwar immer noch dieselbe Information wie das volle Signal xxxxxxxxxxxxxxxx00000000, d.h. man kann wieder ohne Verlust auf die volle Lautstärke hochrechnen, aber der 24-Bit-Wandler macht beim DA-Wandeln viel mehr Fehler wegen Wandler-Unlinearitäten als beim vollen Signal.
(statt xxxxx...... müßte man natürlich X1, X2, X3, ........, X16 schreiben, wobei alle Xi die Werte 0 oder 1 annehmen können)


[Beitrag von cr am 18. Mrz 2013, 12:26 bearbeitet]
mssm
Stammgast
#35 erstellt: 18. Mrz 2013, 12:49
Dann wäre die Frage, mit wieviel Bit intern gerechnet wird. Ich denke, dass ein Standard Marantz CD67 intern nicht auf 24bit hochrechnet. Diverse DVD-Player mögen das vielleicht tun.
Es wurde schon gesagt, dass gerade bei den Marantz die Bittreue sogar nichtmal immer bei voller Lautstärke gegeben war. Wie kann man das am besten nachvollziehen? Würde der Test mit einer DTS-CD funktionieren? Das Multiplizieren mit einem Faktor sollte doch eigentlich bei DTS-Daten Müll ergeben, oder? Dann würde es allerdings auch heißen, wenn ein solcher Player nicht bittreu wiedergeben kann, wird er DTS auch nicht wiedergeben können, oder?
cr
Moderator
#36 erstellt: 18. Mrz 2013, 13:31
Die älteren CDPs rechnen sicher nur mit 16 Bit, wenn er schon einen 24 Bit Wandler hat, mit 24 Bit.
Ja, dts ist ein guter Test. Hier muss jedes Bit stimmen, sonst geht gar nichts. Ein korrekt gebauter CDP lässt bei max. Aussteuerung (digital Null) das Signal völlig unverändert passieren und dts funktioniert.
Die Marantz, wo es nicht klappt, wurden so 1999ff gebaut und waren bereits CDRW-fähig (zB der Marantz CD4000, den ich mal kurz hatte und dann mangels Bitidentität zurückgab (beim CD-Brennen war das ja noch ein Thema)). Bei den älteren dürfte dieses Problem nicht bestehen. Keine Ahnung, ob man dieses Problem, das von den meisten ja nicht als Problem gesehen wird, inzwischen behoben hat.
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