Zerstörendes Clipping?

Nehmen wir mal an, Du hast einen Dreiweg-Lautsprecher. Die Trennfrequenzen liegen bei 800Hz und 4000Hz. Das gesammte Frequenzspektrum umfasst 10 Oktaven. Vereinfacht kann man davon ausgehen, dass die Leistung jeder Oktave gleich gross ist, dass also der Bereich 100Hz bis 200Hz die gleiche Leistung enthält wie der Bereich 4kHz bis 8kHz.
Weiter gehen wir davon aus, dass der Hochtöner thermisch mit maximal 12W belastet werden kann. Der Bereich 4kHz bis 20kHz entspricht ungefähr 2.25 Oktaven. Jede Oktave hat somit eine Leistung von 5,3W, die Box verträgt demnach 53W total, das sind etwa 28W im Tiefton, 14W im Mittelton und 12W im Hochton.

Wenn wir nun ein normgerechtes Signal zuführen, also rosa Rauschen oder Musik eines grossen Orchesters, so haben wir die Leistungsverteilung so, dass jede Oktave die selbe Leistung besitzt. Wir können folglich das Signal mit einer Gesammtleistung von 53W der Box anbieten, ohne dass etwas kaputt geht.
Sobald wir aber die Leistungsverteilung ändern, ist die Belastbarkeit nicht mehr gegeben, denn ich kann ja durch Höhenanhebung die Leistung im Hochtonbereich steigern und damit den Hochtöner beschädigen.

Ein clippendes Signal hat eine "Rechteckfunktion", das bedeutet, dass neben der eigentlichen Grundwelle Obertöne entstehen. Wenn ich also ein clippendes Musiksignal habe, so besitzt dieses mehr hohe Frequenzen. Die Leistungsverteilung ist also genau so verändert wie wenn ich die Höhen aufgedreht hätte: Ich überlaste den Hochtöner. Dies ist die Folge der Übersteuerung des Verstärkers und passiert folglich nur bei hohen Lautstärken.

Wenn das Clippingsignal nicht durch den Verstärker erzeugt wird, sondern durch die CD, ist ja nicht gesagt, dass ich diese CD mit voller Leistung abhöre. Ich kann das Geklirre, das vielleicht bei der prozentualen Leistungsverteilung nicht mehr 22,5% auf den Hochtöner liefert, sondern angenommen 50% trotzdem problemlos anhören, wenn ich der Box im Maximum 24W zuführe. Dann habe ich auf dem Hochtöner die Belastungsgrenze noch nicht überschritten.

Kurz, wenn das zerstörerische Clippen aus dem Verstärker stammt, tritt es nur bei lauter Wiedergabe auf. Stammt es aus der CD, ist es immer vorhanden und störend, bei geringerer Lautstärke aber für den Lautsprecher ungefährlich.

aha !!

Vielen Dank. Jetzt wird mir einiges klar!
Und da ich sowieso nur maximal mit gehobener Zimmerlautstärke höre besteht auch keine Gefahr!

Vielen Dank für deine Mühe.

thx und mfg

Ich hasse solche CD´s die vorgaukeln, dass der Drummer immer bis 0dB spielt. Ich dachte die Ecken werden durch irgendwelche Schaltungen für die Aufnahme abgerundet, "softclipping" sozusagen?
Übrigens habe ich in meinen HiFi-anfängen alle Chassisarten mit einem kleinen Verstärker zerstört, besonders Tieftöner.

hi

bei manchen CDs spielt er sogar noch weit über 0dB !
Softclipping habe ich mal gehört, kann es aber nicht ganz einordnen... Welche Verstärker unterstützen denn "Softclipping"?
Ich betreibe meine Canton Ergo RC-A mit einem HK 675, der eigentlich genug Leistungpotenzial haben sollte oder? Ich habe mal gelesen, dass der in einer Zeitschrift mit 2x 197Watt @ 4Ohm gemessen wurde... Ob das stimmt, ka.

Ich dachte immer, dass der Schwachpunkt eines LS (durch Clipping) in den HTs nicht in den TTs liegt. Was verstehst du denn unter "kleinen Verstärkern"?

thx und mfg

meiner hatte 2x65W/4Ohm, mein jetziger wurde mit 2x340W/4Ohm gemessen und wenn ich mit ihm was zerstört habe, dann war es wirklich echte, saubere, thermische Überlastung. Z.B. Festbrennen des Mitteltöners meiner Canton RCL. Aber man wird ja vernünftiger. Die RCA sollte dank Bassentlastung deinen HK niemals vollständig aussaugen. Ich denke die 200W reichen locker, zumal du nicht laut hörst. NAD-Verstärker haben Softclipping. Brauch kein Mensch, es sei denn du gibst ne Party. Wenn du über nen neuen Verstärker nachdenken solltest, würde ich nur über den Klang nachdenken z.B. Marantz PM14...16...17

hi
nochmal!

Ich habe gerade nochmal ein paar Lieder (deren Dynamik Verteilung) angeschaut und habe gesehen, dass (bei allen Liedern die cih analysiert habe) die Überschreitung der 0dB Marke meist weit unter 400Hz stattfand.
--> Also Aufgabenbereich des TTs.
Damit wäre diese Frage auch schon z.T. beantwortet, oder?

thx und mfg

wie sieht man eigentlich, dass die CD lauter als 0dB ist? Bei meinen DATrecordern ist bei 0dB schluß. Darüber könnte die "Over"-Lampe leuchten, das tut sie aber nur wenn ich Analogaufnahmen zu laut aussteuere.

hi

Also ich "überprüfe" das immer am PC.
Ich benutze dazu Audacity. Man makiere einfach einen Bereich (sinnvoll wenn der ziemlich kllein ist^^ - glaub ich), klicke auf Analyse, dann auf Spektrum ( frequenzanalyse). Schon bekommt man in einer Schönen Grafik die Dynamik einer (fast) jeden Frequenz angeboten.
Dazu muss man allerdings die zu untersuchenden Lider (am besten in WAV) auf den PC kopieren, da Audacity nicht direkt von der CD lesen kann.

mfg

ich verstehe nur nicht, die Spitzen werden doch schon vor der Aufnahme vom "Tonmeister" abgeschnitten. Also dürfte doch gar nix über 0dB auf der CD drauf sein

bist du sicher?
Ich habe keine Ahnung...

€dit: habe gerade nochmal diesen Link ausgepackt:
http://www.hifi-forum.de/viewthread-42-85.html

So viele Infos

mfg

Sicher nicht, aber es wäre unlogisch wenn mehr als 0dB draufpassen. Dann bräuchte man doch mehr Bits die nicht da sind. Und wenn sie es wären würde man sie auch nutzen.
Noch schlimmer machen es übrigens die Leute im Radio. Die stauchen die Dynamik zusammen, sodass leise Töne kaum leiser sind als laute. Damit es auf jedem Kofferadio klingt und weil der Sender so lauter erscheint, und da bleibt man beim Sendersuchen hängen.

Durch die Tiefpassfilterung entstehen aber wieder Spitzen die über +0db reichen können. Das Rauschen in Madonnas Hollywood auf der American Life geht über 3,8db ins Over Tiefpassgefiltert wohlgemerkt.

Clipping kommt trotz der andauernden +-0db kaum vor. im Digitalsignal da der Limiter eben wenns zu laut wird einfach den Pegel zurückfährt. Der Waves L2 Limiter verändert die Form der Spitzen eigentlich so gut wie Gar nicht selbst wenn man ihn +9db übersteuert.

Dass man da allerdings reichlich Intersampleclipping im DAC produziert ist die andere Sache. Der L2 ist aber in der hinsicht ziemlich gut so das das kein allzu grosses problem mehr ist. Das erklärt auch warum gewisse CDs besonders deutlich Klangunterschiede zwischen CD Playern im Hochton bereich verursachen. Es ist das IS Clipping Problem von dem die meisten Player mehr oder weniger betroffen sind.

MFG Christoph

Aber warum erfasst sie die Übersteuerungsanzeige meines DATrecorders nicht?

ist dieses Phänomen (ob es jetzt Clipping ist oder nicht sei dahin gestellt) schlecht für eine Anlage?

mfg

ronmann schrieb:

Aber warum erfasst sie die Übersteuerungsanzeige meines DATrecorders nicht?

Vermutlich hast Du den DAT digital angeschlossen. Dann leuchtet sie nicht, weil die Tiefpassfilterung un der Wandlerstude des CD-Players stattfindet.

Schließt Du ihn Analog an den CD-Player an, legt ein "sauberes" Signal an und steuerst ihn auf 0,0 dB(FS) aus könnte sie aufleuchten, sobald der Wandler des CD-Players ein "dreckiges" Signal von der CD bekommt.

ist digital angeschlossen. Aber die Wandlerstufe und Tiefpassfilter haben doch mit dem Digitalausgang gar nix am Hut, oder? Das passiert doch in der Analogstufe des CDP´s.

ronmann schrieb:

ist digital angeschlossen. Aber die Wandlerstufe und Tiefpassfilter haben doch mit dem Digitalausgang gar nix am Hut, oder? Das passiert doch in der Analogstufe des CDP´s.

Ja, eben. Deshalb zeigt der DAT bei digitaler Signalübergabe vom CD-Player auch niemals over, da der Mehrpegel erst bei der Analogwandlung im Wandler des CD-Players entsteht.

OT: ich kenne MD-Rekorder von Denon, denen wurde ein Vorlauf auf die Anzeige "spendiert", so daß der Benutzer den schwieriger übersteuern konnte. Die zeigten bei 0,0 dB(FS) auch over.

na gut, ich nehm´s erstmal so hin. die details habe ich wohl nicht begriffen. danke.
ronmann

Die Frage ist doch wohl, was als null dB bezeichnet wird. Da ist so ziemlich alles möglich.
Das einzige, was definiert ist, ist null dB FS. Das bedeutet, dass bei der Digitalisierung eines beliebigen Tonsignals soweit ausgesteuert wurde, dass alle Bits "verbraten" sind. Mehr ist im Normalfall nicht möglich. Es gibt allerdings eine (ziemlich theoretische) Ausnahme: Wenn man als AD-Wandler ein Ding verwendet, das zu einem definierten Zeitpunkt die Pegelmessung vornimmt und dieser AD-Wandler nicht im Oversamplingbetrieb läuft und die zu wandelnde Tonfrequenz genau ein Viertel der Samplingfrequenz ist und diese Tonfrequenz einen Phasenversatz von 45 Grad gegenüber der Samplingfrequenz aufweist, nur dann ist es möglich, nach der Tiefpassfilterung bei der Wiedergabe einen Pegel von +3dBFS zu erreichen.
Aber erstens ist diese eine Frequenz in der Praxis unwährscheinlich, denn nur ein Sinus ohne andere Töne und genau mit der Frequenz und genau der Phasenlage kommt in der Natur nicht vor. Daher kann man das mal vergessen.
Zweitens würde eine solche Frequenz, wenn sie um 1Hz abweicht, bei der Wiedergabe eine Pegelschwankung von 3dB im 1Hz-Rhythmus zeigen. Eine Frequenz von 20kHz wäre mit einer Pegelschwankung von etwa 10dB und einer Variationsfrequenz von 2050Hz ausgerüstet. Solche Aufnahmen würde niemand akzeptieren. Daher muss der AD-Wandler entweder im Oversampling laufen oder er muss ein Zeitfenster haben, innerhalb welchem der Spitzenpegel gemessen wird.
Nur in diesen Fällen ist eine Aufzeichnung von 20kHz mit konstantem Pegel möglich. Aber wenn dies möglich ist, ist das Überschreiten der null dBFS nicht möglich. Das schliesst sich gegenseitig aus.

Dass es trotzdem auf der CD zu Clipp-Signalen kommen kann, kann an der Signalbearbeitung vor der eigentlichen Aufzeichnung liegen oder der analoge Mikverstärker übersteuert den nachfolgenden Wandler. Es gibt also hundert Möglichkeiten, eine schlechte CD zu produzieren. Aber dabei bleibt der aufgezeichnete Pegel eigentlich immer unter 0dBFS.

FeG*|_N@irolF schrieb:

hi bei manchen CDs spielt er sogar noch weit über 0dB ! thx und mfg

Das kommt einfach darauf an, wie das gemessen wird.
Bei heutigen Digitalaufnahmen ist 0db die absolute Grenze. Darüber wirds nur noch ein dicker Verzerrer.
Dein Gerät ist wohl anders "geeicht"

@ FeG*|_N@irolF.

Auf die Frage wer Softclipping hat: NAD baut in seine Amps eine SC-Schaltung ein. Aber frag mich nicht, wie das funktioniert. Da habe ich schon mal einen Thread eröffnet, aber so recht konnte das keiner beantworten.