FET- oder Bipolar-OP in DIY-DAC?

[raphael]

Ich sehe da keinen direkten Zusammenhang zu einer digitalen Pegelstellung. Wenn ich ein 24bit-Signal nun auf 16bit zurechtstutze (um den Pegel kleiner zu bekommen) und dann wandle, ist es eigentlich recht egal, wie der Wandler ausgeführt ist, die Wurzel des Übels bleibt.

Raphael

[hreith]

Hi Raphael,

je nach Umfeld würde ich eine digitale Pegeleinstellung nicht unbedingt als "Übel" bezeichnen.

24bit geben theoretisch 140dB Auflösung - der Rauschabstand von Playern oder Wandlern ist aber in der Regel nur 105..110dB.
Auch der Rauschabstand von analogen Schaltungen ist in der Praxis nicht wirklich besser. Auch die Lautsprecher sind bei 110dB in der Regel am Ende, meist schon wesentlich früher.

Sofern der Wandler auch bei kleinen Pegeln keine größeren Linearitätsfehler hat, bleibt gerade bei kleinen Pegeln effektiv nur das Restrauschen übrig - und das wird durch eine zusätzliche analoge Pegeleinstellung nicht geringer.
Wenn man einen 24bit-Wandler auf 16bit runterregelt (egal ob analog oder digital), dann sind das -48dB !
Von den oben angesetzten ca. 110dB Rauschabstand bleiben jetzt also noch 62dB übrig. Die Auflösung von 16bit sind mit 96dB also immer noch so hoch, dass keine Abweichungen in der Praxis im Restrauschen versinken.
Auch bezüglich Klirr sehen ich durch zusätzliche analoge Stufen keine wesentlichen Vorteile. Ein analoger Vorverstärker mit dem Klirrabstand moderner 24bit-Wandler muss man erstmal finden.
Gleichlaufprobleme hat man damit auch nicht, Alterung ist auch kein Thema und preiswerter wirds mit zusätzlichen Stufen auch nicht.

[raphael]

Der Rauschabstand spielt da auch nicht so wirklich eine Rolle, sondern die DR ist eher das, was man zu nichte macht (das ist das Übel), will sagen, wenn ich schon hochauflösende Formate benutzte, dann will ich ja auch deren Vorteile nutzen. Ansonsten kann ich ja auch einen 16bit-wandler nehmen, wenn es "nur" um CD geht. Wenn ich da jetzt digital den Pegel stelle, wirds eng. Die meisten Verstärker der Danone-Klasse gehen sehr früh in die Vollaussteuerung. D.h. ich muß am Wandler den Pegel schon runterdrehen (wenn ich auf analoge Pegelstellung verzichte). 1bit ist sowie schon belegt, jetzt schiebe ich noch ein wenig bits zur Pegelregelung, effektiv arbeite ich dann vielleicht mit 10bit (60dB). Ein Orchester kann es aber auf wesentlich mehr als 60dB DR bringen.
Wer hat eigentlich behauptet, daß der SNR durch digitale Pegelstellung schlechter wird? Ich nicht.

Wenn man einen 24bit-Wandler auf 16bit runterregelt (egal ob analog oder digital), dann sind das -48dB !

Diese ganze Überlegung zuvor in Deinem Beitrag würde ja voraussetzen, daß das 16bit-Signal der CD zunächst auf 24bit hochquantisiert worden ist.

Beim Klirr gebe ich Dir Recht. War ja auch nicht diskutiert worden.

Wenn aber eine digitale Pegelregelung wirklich so ohne weiteres möglich ist, dann frage ich mich, warum viele Nutzer einer Behringer über Klangverschlechterung klagen, wenn sie auf allen Ausgängen den Pegel (bei gleichbleibenden Eingangspegeln!) digital reduzieren um eine Lautstärkeregelung des Gesamtsystems zu erzielen. Hier wird nichts anderes gemacht.

2 Gegenfragen: 1) Wo ist überhaupt der Sinn einer Pegelregelung im DAC? Einen Vorverstärker brauche ich eh, es sei denn ich will nur eine Quelle, nämlich den DAC verwenden. Sinnvoll?

2) Wenn schon eine weitere Analogvorstufe, warum die Pegelstellung dann nicht in der auf den DAC-Chip zwingendfolgende Analogstufe?

Raphael

[hreith]

Hi Raphael,

die Hauptquelle ist nunmal 16bit und 44kHz. Ob cd, mp3, sat... alles 16bit.
SACD und DVD-A haben sich nicht durchgesetzt und die hochauflösenden Downloads schwirren zwar gerade durch die Presse - aber wer hat denn wieviele wirklich im täglichen Gebrauch?

Das Rauschen der analogen Stufen wird ja bei fast allen Geräten nicht weniger, wenn mal leiser hört. Bei redizierten Pegel bleibt das Rauschen quasi konstant und die DR wird folglich schlechter.
Diesbezüglich sehe ich keinen prinzipiellen Unterschied zwischen den Mehtoden.
Speise mal ein Signal bei -100dB in einen Vorverstärker und messe, was rauskommt.
Dann drehe den Poti (oder was auch immer) mal um 48dB runter und versuche, das -100dB-Signal am Ausgang zu finden.

Die auf den DAC folgenden Stufen sind in der Rgel Filterstufen und da wäre eine Pegeleinsellung meist mit einer Verstimmung der Filter verbunden. Das möche man nicht wirklich haben.

Es mag ja sein, dass ein Orchester sehr laut spielen kann - aber die mit abstand meisten Leute können es niemalso so laut in ihrem Wohnzimmer machen. Es zählt doch nicht der Pegel im Konzert sondern der im eigenen Wohnzimmer.

Wer sowieso analoge Quellen hat, der kann und will auf einen analogen PreAmp nicht verzichten. Für den kann ein Pegelsteller am DAC dazu dienen, das es beim Umschalten der Quellen keinen so großen Pegelsprung gibt.
Wer sowieso nur digitale Quellen hat, der kann unter Umständen auf einen analogen PreAmp verzichen.

[raphael]

DR hat per Definition nichts mit Rauschen zu tun. Daß beim Runterdrehen das Signal im Rauschen untergeht ist ein anderer Punkt.
Die Frage bleibt unbeantwortet: Warum funktioniert es dann bei Behringer nicht und warum kehrt man z.Bsp. auch im Studio jetzt wieder zu Analogen Pegelstellungen zurück? Ich behauptet, letzteres wird gemacht, um aus beiden Welten jeweils die Fähigkeiten zu nutzen, die sie am besten können. Ein sehr sympathischer Ansatz.

Raphael

[hreith]

Hi Raphael,

wenn der Klirr gerade bei kleinerem Pegeln kaum nachweisbar ist, dann wird der DR nunmal vom Rauschen begrenzt.
Solange irgendwelche Nebeneffekte im HiFi-Alltag deutlich unter der Hörschwelle und den Umgebungsgeräuschen versinken , sollte man zufrieden sein - egal mit welcher Lösung man das jetztz erreicht.

Ich kenne die Innereien und genauen Rechenmethoden im DCX nicht, kann dir also nicht sagen, wo sein Problem liegt.
Bis zum Beweis des Gegenteils halte ich es aber für ein Problem der Implementierung und nicht für ein prinzipielles Problem.

Die Ansprüche und die finanziellen Mittel im Studio unterscheiden sich grundlegend vom HiFi im heimischen Wohnzimmer. Man darf das eine nicht so direkt auf das andere Übertragen.
Üblicherweise wird an den Signalen im Studio so viel rumgerechnet, ob es da wirklich noch auf eine einfach Skalierung ankommt darf bezweifelt werden.
Es kommt auch darauf an, wie die Signale zugespielt werden. Eine analoge Pegeleinstellung vor der ersten AD-Wandlung ist sicher sehr sinnvoll. Jede weitere analoge Pegeleinstellung würde ja wieder einer DA/AD-Wandlung benötigen und das ist zumindest mir ein weniger sympatischer Ansatz.

[raphael]

Naja, das macht ja auch keiner, diese zusätzlich DA/AD-Wandlung. Häufig wird das Signal einemal DA gewandelt, dann gepegelt und dann analog gemischt. Sprich, die ganze Rechnerei wird vor der Wandlung gemacht und dann gewandelt und erst dann der Pegel gestellt, bevor es in den Mix geht.
Ich bin selbst gerade beruflich mit der Programmierung von SHARC-DSPs beschäftigt. Hier kann man leicht folgendes Experiment machen: Man führt die Pegelstellung einem in Fixed-Point und einmal in Floating-Point aus. Letztere geht gut. Benutzt man Fixed-Point wirds schlecht. Vorallem, wenn man mal mit einem Kopfhörer genau hinhört. Und ich glaube nicht, daß in so einem DAC ein Floating-Point-Rechenwerk eingebaut ist, sondern es wird sich wie Fixed-Point verhalten.

Raphael

[hreith]

Hi Raphael,

in den Studios gibts sicher sehr unterschiedliche Ausrichtungen und Einrichtungen. Ein digital vorliegendes Signal ins Analoge zu wandeln damit man es dann analog Pegeln und Mixen kann .... naja.
Aber das ist ja nicht unser Thema.

Wichtig bei der Pegelberechnung ist, dass man genügend Stellen hat. Sind die Register breit genug, kommt man auch mit Fixed-Point aus. Hinter dem Rechenwerk kann man dann wieder auf 24bit runden.
Bei 24bit von denen in der Praxis 6 bit im Rauschen untergehen werden in HiFi-Umgebungen die Unterschiede warscheinlich nicht wirklich wesentlich sein.

[raphael]

Du sagts es, in den Studios gibt es unterschiedliche Ausstattungen, kommt auch immer auf die Zielsetzung der Produktion an. Das analoge Mischen hat auch noch andere technische Gründe/Vorteile. Ich glaube auch nicht, daß jemand nur DA wandlen würde, um den Pegel zu stellen und anschließend wieder zurückwandeln würde, um dann digital zu mixen.
Mit der Registerbreite hast Du wieder Recht. Es gibt einfach DSPs die rechnen intern mit 56bit Fixed-Point (vermutlich weißt Du, welche ich anspreche und daher auch der Grund, warum Du Dich so heftig wehrst ). Wenn ich so einen vor den DAC baue, sieht es natürlich wieder anders aus, nur ist der Aufwand ungleich höher, als eine analoge Version (wenn es mir nur um eine einfache Pegelstellung geht).
Nur die Frage ist dann, wie sieht es in den DACs aus? Ich glaube einfach nicht, daß bei den Preisen, für die die DACs da verkauft werden, da wirklich aufwendige Rechenwerke drin sind. Meine Vermutung ist, daß die Pegelsteller in den DACs eher sehr sehr einfach gehalten sind, um den low-cost-Markt zu bedienen.

Raphael

[hreith]

Hi Raphael,

man muss eben zwischen der Realisierung und dem Prinzip unterscheiden. Allzu oft kommt das ein oder andere in Verruf und dabei war nur die ein oder andere Realisierung nicht so toll. Gerade dann, wenn es den Vorstellungshorizont übersteigt oder bestehende Vorurteile bestätigt graben sich manche Aussagen ziemlich fest.

Fast alle DACs haben ja sowieso ein Rechenwerk für den Digitalfilter drin. Von daher wird am Eingangssignal sowieso rumgerechnet. Eine Skalierung ist da nur ein weiterer Parameter von 150 anderen.
Man sieht die Innereien ja nicht, ich gehe aber davon aus, dass die Spitzen-DACs auch entsprechend gute Rechenwerke haben.
Vom Preis her ist so mancher dsp "billiger" als ein Spitzen-DAC. Wenn das Wissen sowieso beim Hersteller vorhanden ist, erhöht ein gutes Rechenwerk nur minimal den Silizium-Bedarf, lässt sich also auch sehr preiswert in die DACs einbauen.

[tiki]

Dynamic Range.

warum viele Nutzer einer Behringer über Klangverschlechterung klagen, wenn sie auf allen Ausgängen den Pegel (bei gleichbleibenden Eingangspegeln!) digital reduzieren

Eine sehr vage Aussage, eine evtl. Auflösungsreduktion könnte man per DR messen. Ich klage nicht, bisher.
Zum Anderen kommt hier wieder Huberts Argument zum Tragen, daß man selbst die mindere Auflösung der Digitalstrecke mangels DR des Gehörs gar nicht mehr auflösen kann (weil's eben leiser wird).

warum kehrt man z.Bsp. auch im Studio jetzt wieder zu Analogen Pegelstellungen zurück?

Klingt irgendwie nach vintage...

Interessant, weiterdiskutieren, bitte!

Gruß, Timo

[Rheinhessen-Jones]

Interessant, weiterdiskutieren, bitte!

Ist schon eine spannende und interessante Diskussion- ich würde mich freuen, wenn irgendjemand sich mal erbarmt, sich zur Frage meines Ausgangspostings zu äußern

nix für ungut, Rheinhessen-Jones

[hreith]

Hi Rheinhessen-Jones,

der Eingangsstrom ist ja halbwegs eine "Konstante" und wird von daher das Signal kaum stören. Es könnte darüber lediglich zu einem Offset kommen. Da der R in der Rückführung aber sehr niederohming ist, wird das zu vernachlässigen sein.

Funktionieren werden beide OP-Typen. Solange du keine Messwerte-Olympiade gewinnen willst, kann es dir auch egal sein, ob du jetzt 2-3dB an Rauschabstand verschenkst oder nicht.
Sehe einen Sockel vor und probiere es aus. Entscheide dich für den, der dir am bessten gefällt - so habe ich es auch gemacht.

[raphael]

Hubert,

auch wenn es vom Thema ablenkt, kannst Du mal erläutert, wie Du zu Deinen Werten für die SNRs kommst?
Wenn ich das ausrichte komme ich auf folgende Werte:
SNR 16bit: 81.8dB
SNR 24bit: 129.96dB
Bei der Berechnung nach Standard wird berücksichtigt, das im Falle von digitalen Audiosignalen eine Gaußverteilung für das Eingangsignal anzusetzen ist.

Es sei auch nochangemerkt, daß die Reduzierung der Wortbreite grundsetzlich zu Verzerrungen der kleineren Signalamplituden führt. Defacto muß ich aber die Wortbreite reduzieren, wenn ich den Pegel im DAC stellen muß (jedenfalls solange, bis es DACs mit floating-point-Rechenwerk gibt ).

Raphael

[Rheinhessen-Jones]

der Eingangsstrom ist ja halbwegs eine "Konstante" und wird von daher das Signal kaum stören. Es könnte darüber lediglich zu einem Offset kommen. Da der R in der Rückführung aber sehr niederohming ist, wird das zu vernachlässigen sein.

Hmm, OK, da weiß ich bescheid, Frankynstone ist ja auch der Ansicht, daß der Eingangsruhestrom nicht stört! Für den R in der Rückführung sind 750 Ohm geplant...

Sehe einen Sockel vor und probiere es aus. Entscheide dich für den, der dir am bessten gefällt - so habe ich es auch gemacht.

Dann werde ich das so machen, ich plane auch mal einen Kompensationskondensator für solche OPs, die einen solchen zulassen (z.B. 5534) mit ein, ich brauche ihn ja nur nicht bestücken, falls ich ihn nicht brauche...

Wenn wir gerade bei Rauschabstand sind: Nuggets schrieb, daß der Rauschabstand seiner Platine gut 100dB beträgt - laut Datenblatt kommt der PCM1794a inklusive Ausgangsstufe auf 120dB (Woran ihr ja zweifelt)

Ich wollte eigentlich ein GIC-Filter benutzen:

[URL="http://focus.ti.com/lit/an/sbaa001/sbaa001.pdf"]

Solch eine Schaltung habe ich hinter meinem aktuellen DAC mit PCM1702 benutzt.


Da das GIC-Filter aber nur für ca. 105dB Rauschabstand taugt, wollte ich es lieber nicht benutzen.

Wenn ich die 120dB sowieso nicht annähernd erreiche (und ich möchte damit ganz sicher keine Messwert-Olympiade gewinnen!) könnte ich das GIC-Filter ja doch einsetzen