PC als Equalizer od. DSP nutzen

[BN]

Original geschrieben von Mad-Man
Wie ist das: Bleibt die Gesamtdatenmenge oder die Auflösung (weiss nicht wie ich mich ausdrücken soll) auch nach den Filtern erhalten ?

das hängt von verschiedenen Faktoren ab:

- Wortbreite des DSPs: üblich im Audiobereich sind 24..64bit; je größer die Wortbreite desto genauer rechnet der DSP, entsprechend weniger wahrscheinlich ist ein Auflösungsverlust durch Rundungsfehler während der Rechnung.

- Algorithmus: je nach Algorithmus kann der Rundungsfehler mal größer, mal kleiner sein; das kann die Auflösung verringern; ein Filtertyp (z.B. FIR) kann mit unterschiedlichen Algorithmen implementiert werden, die sich hinsichtlich Effizienz aber auch Rundungsfehler unterscheiden.

- Ausgabeformat: während das Eingangssignal voraussichtlich in 16bit, entsprechend dem CD-Format quantisiert ist; ist das Ausgabeformat nicht von vornherein klar, es kann abhängig vomangeschlossenen D/A-Wandler 16bit haben oder auch 24bit, wenn ein 24bit D/A-Wandler angeschlossen wird. Dann kann die höhere Auflösung als zusätzliche "Dynamik-Reserve" ausgenützt werden.

Beispiel: der DSP bildet einen Equalizer nach; Eingangssignal sei 16bit, Ausgangssignal ebenso; eine Frequenz soll schmalbandig um 20dB angehoben werden. Weil das Eingangssignal den 16bit Bereich voll ausschöpfen kann und das Ausgangssignal auch nur 16bit zur Verfügung hat, kann die anzuhebende Frequenz nicht wirklich angehoben werden, sondern es müssen vielmehr alle übrigen Frequenzen um 20dB abgesenkt werden. Und weil die Absenkung breitbandig wirkt, bedeutet das "Über-Alles" einen Dynamikverlust von 20dB. Deshalb muß bei einem digitalen Equalizer die Ausgabewortbreite bzw. die Wortbreite des D/A-Wandlers nach Möglichkeit größer sein als die Eingangswortbreite, weil sonst jede Anhebung mit einem Dynamikverlust einhergeht.

Die üblichen 24Bit-Festpunkt-DSPs bzw. 32Bit-Gleitpunkt-DSPs eignen sich "Daumen * Pi" für ein 16bit Eingangssignal. Für ein 24bit Eingangssignal muß der DSP mit einer höheren Genauigkeit bzw. doppelten Genauigkeit rechnen. Moderne DSPs beherrschen das allerdings auch.

Grüße

Bernhard

[sonicphil]

von analog devices gabs oder gibts ein develompment kit mit dem 2181 und einem stereo kodec, serieller schnittstelle, ein weinig netzteil drauf, so dass man ihn mit einer 9 volt baterie betreiben kann, ein paar pfostenleisten etc.

ausserdem bekommt man einen c compiler und ein dickes buch dazu

das ganze hab ich zu meiner htl zeit um ca 65 euro gekauft, mit dem sind 3 wege stereo weichen mit frequenzgang korrektur möglich, man braucht nur noch zwei stereo da wandler dazukaufen und gut ists.

von der perfomance her sind die dsps nich sooo mächtig. wenn ich mich richtig erinnere schafft der 2181 30 megaflops was ungefähr einem Pentium 200 entspricht. der vorteil der dinger ist, dass sie in viel weniger cycles multipizieren koennen (der 2181 braucht 4) wogegen ein pentium oder athlon nur addieren kann.
dafuer hat der 2181 keine pipelines.

das development kit hiess easy kit light und der preis hat gegolten, wenn mans fuer die ausbildung braucht, vielleicht kennt jemand wen der auf einer uni arbeitet ...

auf jeden fall machts spass, nicht entmutigen lassen !!!

-christian

[BN]

[i]von der perfomance her sind die dsps nich sooo mächtig. wenn ich mich richtig erinnere schafft der 2181 30 megaflops was ungefähr einem Pentium 200 entspricht. [/B]

Naja, für 65€ bekommt man noch keine "Granate" ; obwohl 30MFlops für eine digitale (phasenlineare) Frequenzweiche möglicherweise schon reichen könnten. Und 65Teuros sind fraglos ein sehr guter Preis. Mein Favorit ist deutlich teurer (395$), aber auch deutlich leistungfähiger (max. 1350 MFlops) und wie schon beschrieben, der Prozessor braucht nicht mal einen Kühlkörper:

http://focus.ti.com/docs/tool/toolfo...er=TMDSDSK6713

Grüße

Bernhard

[Ollie]

Hallo Alle!


Kleine Fragen am Rande:

Off-Topic: P4 und AMD64 koennen echt nicht multizieren?

On-Topic: gibt es einen Grund, wieso man das ganze Brimborium in Echtzeit machen koennen soll? Wieso nicht "einfach" im Rechner die Musik langsam vor sich hinrechnen (off-line) und dann (z.B. als MP3-Kompresse (*), falls throughput ein issue ist) an on request die jeweiligen Soundkartenkanaele (d.h. LS-Wege) schieben? Geht ganz ohne DSP - aber die SW wird tricky, und die Sounkarte und dasRAID sollten nicht von Aldi sein..

Also im Endeffekt etwas wie Radio from Disk - oder ist das ein bloede Idee?

CFM,
Ollie

(*) Die Mucke liegt ja eh binaer vor (CD) bzw. muss binarisiert werden (LP), und Wandlerverluste (44 nach 48 oder so kHz) sollten dabei das Problem nicht sein. - Der Sage nach ist MP3 in bester Aufloesung gar nicht mehr von CD unterscheidbar?

[Pumuckel]

frei programmierbarer dsp

Hi, erst mal.

Ich hab grad den thread gelesen, und was mich wundert ist daß scheinbar niemand von euch schon mal was vom KX-Project (www.kxproject.com) gehört hat.

das sind treiber för die emu10k dsp's die auf den creative soundkarten drauf sind.
damit kann man den dsp in assembler programmieren, und sämtliche arten von filtern (fir, iir) programmieren.
die signale kann man dann frei auf die ausgänge verteilen, und mit einer sb platinum ein 3-wege aktiv system erstellen.

man sollte aber nicht damit rechnen nach ein paar tagen ein brauchbares system zu haben, denn in die programmierung muß man viel zeit investieren.

Rechner braucht man keinen wirklich starken dazu, denn rechnen tut ja der der dsp auf der soundkarte.

ein 200-er MMX kommt ohne lüfter aus, at Netzteile ohne lüfer gibt es auch, und wenn man eine alte tnt mit svideo ausgang einbaut braucht man nicht mal einen monitor, und kann das ding ohne probleme im Wohnzimmer an den Fernseher hängen.

Ich hab so ein system am laufen, und bin eigentlich sehr zufrieden damit.

Das größte problem ist daß man an so vielen Parametern drehen kann, daß man eher mehr am programmieren ist als am hören.

So, fürs erste reicht das mal.

Grüße
Christian

[Patrick]

Doch natürlich können das auch die modernen PC-CPUs, die haben bei FFTs etwa 1500 (Athlon XP 1700+) bis 3000 (P4 3 GHz) MFLops bei double-precision, bei single-precision das doppelte.
Dummerweise haben sie dabei etwa die 100-fache Abwärme von nem DSP und das macht eine unhörbare Kühlung sehr kompliziert.

Gruß,
Patrick

[Mad-Man]

Hätte nochmal eine Frage an die DSP-Profis:
Da ich fast Null Ahnung auf diesem Gebiet hab, wärs nett wenn mir mal jemand folgende Frage beantworten könnte:

Und zwar anhand welcher Daten kann ich beurteilen ob die Rechenleistung eines DSP ausreichend ist.

-Also das die Wortbreite mit der, der DSP arbeitet grösser sein muss als die der Signalquelle, hab ich schon gewusst. Ist ja auch klar: Wenn ich einem 16bit-Signal das womöglich schon fast voll ausgesteuert ist nochmal 8dB oder so dazurechne sollte natürlich die Wortbreite des DSP etwas höher als 16bit sein. Zumindest währe das die optimale Lösung, bei der der Dynamikspielraum auf einer CD erhalten bleibt. Also ich denke 24bit währen hier wohl mehr als ausreichend, oder ?

-Dann habt Ihr da noch was von Mega-Flops erzählt. Vermute mal das es nichts anderes ist als die Bezeichnung: MIPS die ich kenne (Millionen Instruktionen pro Sekunde) Also wie viel Mega-Flops braucht so ein DSP wenn er so sauber arbeitet das eine weitere erhöhung der Rechenleistung, beim besten Willen keinen hörbaren Klanggewinn mehr bringen würde ?

-Gibts noch andere Faktoren, die entscheidend sind um so einen DSP zu beurteilen ?

Grüsse,
Christian

[BN]

Hallo,

Original geschrieben von Mad-Man
Also ich denke 24bit währen hier wohl mehr als ausreichend, oder ?

Ja.

-Dann habt Ihr da noch was von Mega-Flops erzählt. Vermute mal das es nichts anderes ist als die Bezeichnung: MIPS die ich kenne (Millionen Instruktionen pro Sekunde) Also wie viel Mega-Flops braucht so ein DSP wenn er so sauber arbeitet das eine weitere erhöhung der Rechenleistung, beim besten Willen keinen hörbaren Klanggewinn mehr bringen würde ?

Der Unterschied zwischen MIPS und MFLOPS ist der, daß MIPS im Zusammenhang mit DSPs sich auf Festpunktoperationen (Addition und Multiplikation) und MFLOPS (Millions Floating Point Operations Per Second) auf Gleitpunktoperationen beziehen. Einfachere DSPs beherrschen nur Festpunktrechnung. Aufwendigere DSPs können zusätzlich auch Gleitpunktrechnung.

Wenn ein DSP für Audiobearbeitung eingesetzt wird dann gibt es eine glasklare Zeitbedingung: immer wenn der DSP ein neues Daten-Sample einliest, dann muß er ein Daten-Sample berechnet und zur Ausgabe bereitgestellt haben. Ansonsten kann der DSP nicht in Echtzeit arbeiten. D.h. werden die Daten von einem CD-Player angeliefert, dann muß der DSP alle 1/44100s (ca. 22µs) 2 Samples (jeweils eins für linken und rechten Kanal) berechnen können. Ob er das schafft hängt

a) davon ab, wie leistungsfähig er ist, bzw. wieviel MIPS/MFLOPS er hat und

b) wie aufwendig der Filteralgorithmus ist, um ein Sample zu berechnen.

Wenn er mit der Berechnung nicht nachkommt, und Samples ausgelassen werden, dann hört sich das furchtbar an und von Klang kann keine Rede mehr sein.

Man kann natürlich den Algorithmus so weit vereinfachen, so daß der DSP mit der Berechnung nachkommt, aber damit reduziert man auch die Möglichkeiten zur Klangkorrektur. D.h. man kann dann z.B. keine phasenlinearen Filter implementieren oder es stehen statt 10 parametrische Equalizer nur noch drei zur Verfügung usw. Inwieweit sich das im Klang auswirkt, läßt sich allgemein nicht beantworten. Das kommt auch daher, weil meßtechnisch nachweisbare Verbesserungen oftmal nicht hörbar sind (z.B. kleinere Phasenverzerrungen).

Nach meinen Erfahrungen (grobe Schätzung) ist mit 20..50MIPS eine nahezu perfekte Optimierung von Amplituden- und Phasenfrequenzgang einer Mehrwegbox unter Freifeldbedingungen möglich. Mehr MIPS/MFLOPS würden dann keine Verbesserung mehr bringen.

Darüberhinaus wäre es natürlich denkbar, den DSP auch zur Entzerung der Raumakustik einzusetzen, aber damit macht man ein neues Faß auf...

-Gibts noch andere Faktoren, die entscheidend sind um so einen DSP zu beurteilen ?

Ja, z.B. wie kompliziert ist die Programmierung, wie gut ist die Entwicklungsumgebung? Gibt es Bibliotheken mit vorgefertigten Algorithmen? Welche Sprachen werden unterstützt; nur Assmbler oder auch C? Auch die Hardwarearchitektur spielt eine Rolle. Einfache DSPs haben z.B. keine (automatischen) Caches. Dann ist der Programmierer selbst dafür verantwortlich, die Daten zwischen dem externen Speicher und dem Core-Memory (Speicher auf dem DSP-Chip) hin und her zu schaufeln. Bei solchen Hindernissen ist der Spaß beim Programmieren u.U. sehr schnell am Ende .

Grüße

Bernhard

Noch was vergessen: Ganz wichtig bei DSPs bzw. DSP-Boards für Audioanwendungen ist, wie einfach A/D- bzw. D/A-Wandler angeschlossen werden können. Da reicht die Spannweite von "Riesenaufwand" bis "einfach".

[RiderOTS]

lspCONTROL

Hi,

von den CAMS32 Leuten (Stute Engineering) kommt demnächst eine digital konfigurierbare Aktivfrequenzweiche 4. Ordnung (24dB/Okatve) auf den Markt. Nennt sich lspCONTROL. Nähere Infos unter: http://www.lsppower.de/
Mal abwarten, ob dies eine runde Lösung wird.

Grüße

RiderOTS

[Mad-Man]

Danke für die vielen Infos,
hab mir grad mal die Seite von KX Project angesehen.
http://www.kxproject.com
Nicht schlecht ! Die haben ja sogar ein eigenes Forum. Ausserdem gibts jede Menge vorgefertigte Routinen: Lowpass, Highpass, Bandpass, Notch, Delay....usw....usw...
Die Treiber könnten sogar eine unbegrenzte Anzahl von Soundkarten gleichzeitig verwalten (so viel wie man halt freie PCI-Slots hat)
@Pumuckel: So wie ich Dich verstanden hab, basiert Dein System auf eben diesen Treibern.
Aber denke mal so ein System, kriegt man wohl nur mit fundiertem Computerwissen zum laufen. Und dafür muss man dann noch jede Menge graue Harre in Kauf nehmen, oder ?
Bei mir sieht es da eher schlecht aus. Programmieren in Assembler ?? Oh jeh ! Hab mich das letzte Mal so vor über 10 Jahren mit Programmieren intensiv beschäftigt. Damals in GFA-Basic (lach nicht, zu der Zeit war es eine sehr verbreitete Programmiersprache)
Grüsse,
Christian

[Pumuckel]

graue haare

Hi Mad,
du wirst sicher mit den mitgelieferten filtern ein ganz gutes system zum laufen bringen. warscheinlich ohne graue haare, und ohne viel zeit zu investieren.

wenn du dann feuer fängst, und dich entschließt tiefer in die materie einzutauchen dann mußt du sowieso viel zeit und graue haare riskieren.

ob sich der aufwand für dich lohnt mußt du selbst entscheiden. am besten nachdem du dein erstes aktives system mit den mitgelieferten filtern erstellt hast.

viel spaß beim probieren
Christian

[Mad-Man]

Denke mal die Treiber von KX PROJECT sind genau das was ich gesucht hab. Blos schade das es momentan noch keine deutsche Anleitung gibt :-( Aber da es schon welche auf spanisch, französisch, japanisch....gibt könnte sich dies evtl. bald ändern (hoffentlich)



Grüsse,
Christian

[sonicphil]

wahnsinn!! kx project, ich bin im himmel. der ultracurve steht schon im keller ...

und ich loet schon an einer guten da platine fuer die live player ...

-christian

[monoton]

4Stk Soundblaster... Da wird der Klirr unwichtig...

[joensd]

Hab mir grad neue LSP für den PC gebaut und fange auch gerade an mich mit dem Thema zu beschäftigen, um mir ein 2.1 Stereosystem mit abstimmbarer Trennfrequenz zu basteln, bzw. Frequenzweichen zu "simulieren".

Das mit mehreren Soundkarten ist wohl möglich, aber warum 4?
Bei Diyaudio.com hab ich in einer Diskussion auf jeden Fall gelesen, dass jemand ne Stereo-3-Wege-Weiche mit 2 Soundblaster live betreibt.
In dem Forum gibts übrigens ne Menge Leute, die derartiges benutzen. Dort sind auch einige Tips mit welchen Karten, das besonders gut geht: Delta1010, Creative Audigy, M-Audio Revolution 7.1......

Einfach im Forum "Digital" nach "soundcard", "kx-project" o.ä. suchen.

Linux User sollten sich BruteFIR mal ansehen.

Gruss
Jens