DCX 2496 - Messung

[raphael]

Vielleicht schonmal überlegt, ob es an den Algorithmen selber liegt?
Tritt das Gezappel auch bei anderen Filtertypen auf?
Ich beziehe mich dabei auf die 3-Wege-Messung.
Ich kann gerne mal bei meiner DCX nachmessen. Das wird allerdings vor Donnerstag nicht passieren aus Zeitgründen.


Raphael

[wiesonich]

Die gewählten Filtertypen würde ich als Ursache ausschließen. Die welligen Störungen haften im kHz-Bereich sowohl an der abfallenden Flanke des Low-Bandes (grün) als auch an der abfallenden Flanke des Mid-Bandes (blau). Und beide Bänder weisen unterschiedliche Filtertypen auf: Low/Mid = BW 12 dB und Mid/High = L-R 24 dB. Zudem treten die Störungen ja auch ohne Filter auf.

Eine Vergleichsmessung wäre sehr hilfreich. Welche Soundkarte verwendest du?

[raphael]

Ich habe zwei Karten zur Auswahl: M-Audio Audiophile 2496 oder Presonus Firebox. Wahrscheinlich nehme ich letztere, dann kann ich die einfach ans MacBook hängen und beides dann zur DCx bringen, was einfacher ist.

Raphael

[BN]

@BN
Die Amplitude des Gezappels steigt nur bei mäßiger Dämpfung des Signalpegels durch das Poti zu höheren Frequenzen hin an. An der Grenze zur maximal messbaren Dämpfung ist ja eher eine Art Amplidtuden-Maximum des Gezappels bei 3..4kHz erkennbar, das zu beiden Seiten hin abfällt.

Aus irgendwelchen Gründen gibt es ja auch ohne DCX eine Amplitudenanstieg zu hohen Frequnzen, sofern der Pegel klein genug ist. Evtl. ist hier irgendwo eine kapazitive Kopplung im Spiel.
Das Gezappel scheint diesen Amplitudenanstieg zu überlagern. Genauso ein Gezappel (ohne Anstieg zu hohen Frequenzen) erhält man wenn bei der Messung die Impulsantwort abgeschnitten wird. Dagegen spricht allerdings daß das Gezappel auch dann auftritt wenn beim DCX gar kein Filter eingestellt ist. In diesem Fall ist die Impulsantwort sehr kurz, im Idealfall ein Nadelimpuls, und ein Abschneiden derselbigen ist nur schwer möglich.

Trotzdem wäre es einen Versuch wert, mal die Impulsantwort zu kontrollieren und versuchsweise auch die Fensterfunktion bei Arta zu ändern. Zappelanfällig sind Rechteckfenster, weniger zappelgefährdet sind Fensterfunktionen vom Typ Hamming, Bartlett oder Kaiser.

Grüße
Bernhard

[wiesonich]

Mit der Fensterfunktion habe ich jetzt mal herum probiert. Die verschiedenen Fenstertypen brachten keine wesentliche Veränderung, ebenso das Vergrößern des "FFT-Gates". Die Welligkeiten ließen sich aber durch dichtes Platzieren des Cursors links von der Impuls-Antwort zumindest reduzieren. Das geht aber irgendwie auf Kosten der oberen Grenzfrequenz der 0 dB-Linie. Die verliert dadurch etwa 3 dB Pegel bei 20 kHz (warum auch immer). Das habe ich nicht anders hinbekommen. Ich muss auch gestehen, dass mir der Zusammenhang zwischen Fensterfunktion und Impulsantwort nicht wirklich klar ist. Deshalb habe ich im Wesentlichen die Default-Einstellung in Arta beibehalten. Falls hier jemand eine nicht allzu wissenschaftliche Beschreibung dieser Zusammenhänge im Netz kennt, würde ich mich über einen Link dahin freuen! Das englischsprachige Arta-Handbuch ist zwar sehr umfangreich aber doch eine Idee zu theoretisch.

Inzwischen bin ich durch viel Fragen und Lesen noch einen Schritt weiter gekommen, was die mögliche Ursache für die Welligkeiten betrifft. Es scheint sich hier um einen so genannten "Kammfiltereffekt" zu handeln, der immer dann auftritt, wenn ein Signal mit einer zeitlich versetzten Kopie seiner selbst vermischt wird. Dieser Vorgang scheint in meiner Soundkarte stattzufinden. Aber nur, wenn sie mit der DCX verbunden wird. Warum? Die Soundkarte weist im kHz-Bereich eine verhältnismäßig schlechte Übersprechdämpfung zwischen den Ein- und Ausgängen auf, vermutlich durch kapazitive Kopplung, wie auch BN schon erkannt hat. Dadurch vermischen sich das Eingangs- und das Ausgangssignal der Karte in diesem Frequenzbereich miteinander, was für sich genommen zwar noch kein wesentliches Problem darstellt, aber weil die DCX die Laufzeit des Signals über die Software entsprechend ihrer Zykluszeit verzögert, kommt es bei der Vermischung des verzögerten Signals durch das Übersprechen in der Soundkarte zu Interferenzen, also Überhöhungen und Auslöschungen im Frequenzgang, die in der Summe aussehen wie die Zinken eines Kammes. Wobei die Abstände der "Zinken" zu hohen Frequenzen hin kleiner werden.

Hier kommen also zwei Dinge zusammen: Eine Signalversmischung durch die schlechte Übersprechdämpfung der Soundkarte oberhalb 1 kHz und eine Signalverzögerung durch die Zykluszeit der DCX. Die Zykluszeit beträgt vermutlich immer die eine oder andere Millisekunde, selbst wenn keine Filter oder Effekte aktivert sind.

Aus purer Neugier habe ich deshalb noch an der Delay-Funktion der DCX herumgespielt und die Laufzeit des Signals über die Software zusätzlich vergrößert, um zu schauen, ob die welligen Störungen dadurch stärker werden, was ja der Fall sein müsste, wenn es sich um so einen Kammfiltereffekt handelt. Und tatsächlich, mit steigender Verzögerung wächst die "Störungsdichte" im kHz-Bereich. Die "Zinken" werden sehr viel mehr, aber sie werden auch sehr viel schmaler, so dass sie selbst in der schwachen 1/24-Glättung untergehen. Sichtbar werden sie in Arta deshalb nur gänzlich ohne Glättung. Hier der Vergleich zwischen aktiver und deaktiver Delay-Funktion:





Stellt sich die Frage, ob es für spätere Lautsprecher-Messungen schlauer ist, das Delay in der DCX aktiviert zu lassen und die feinen Störungen einfach per 1/24-Glättung oder größer wegzufiltern. Dann wäre man die Wellen los. An der frequenzabhängigen Übersprechdämpfung der Soundkarte ab etwa 1 kHz lässt sich wohl nichts mehr verbessern.

[Chaomaniac]

Oh mennoo, da bin ich die letzten Tage wohl mit Scheuklappen durch die Gegend gerannt! Ich hatte die ganze Zeit den Alias-Fehler im Kopf, der sich aber eigentlich nur in der obersten Oktave darstellen sollte. Dann das Übersprechen der Kanäle durch irgendwelche Schleichwege über die Masseführung in Verbindung mit der Latenz der DCX, das dann einen Kammfiltereffekt hervorruft.

...
Was macht die DCX (ohne Filter) anders als ein Draht?
...

Es geht ein analoges Signal rein, wird durch den A/D-Wandler geschickt, durchläuft dann einiges an Elektronik und evtl noch einige Rechenprozesse (zumindest wenn ein Filter oder dergleichen aktiviert ist), um danach wieder durch einen D/A-Wandler nach draussen geschickt zu werden. Diese Vorgänge benötigen schlicht und einfach Zeit! Das in Verbindung mit internem Übersprechen der Soundkarte, das bei zunehmender Dämpfung des Messkanals relativ zum Referenzkanal nicht mehr vernachlässigbar ist, führt dann, wie Du richtig erkannt hast, zu deinen Messergebnissen mit Kammfiltercharakteristik. Als Ausweg für das ganze wäre der Verzicht auf die 2-Kanal-Messmethode geeignet, also das Weglassen des Refernzkanals im Messaufbau. Dazu müsste aber vorher der Frequenzgang in ARTA kalibriert werden. Ein Glätten der (im 2-Kanal-Verfahren gewonnenen) Messkurve würde sehr wahrscheinlich zu ungenaueren Ergebnissen führen!
Sorry für die unnötige Verwirrung in den vorherigen Posts, war aber wieder ein lehrreicher Thread (falls jetzt alle Probleme gelöst sein sollten...)!

P.S:
Interessant wäre noch die Gesamtlatenz der DCX! Wie groß ist denn der zeitliche Unterschied in der Impulsantwort zwischen Drahtmessung und DCX-Messung? Mich würde interessieren, ob ich mit meiner Latenzeinschätzung mit 1,7ms bis 1,8ms ungefähr richtig liege...

[BN]

Inzwischen bin ich durch viel Fragen und Lesen noch einen Schritt weiter gekommen, was die mögliche Ursache für die Welligkeiten betrifft. Es scheint sich hier um einen so genannten "Kammfiltereffekt" zu handeln, der immer dann auftritt, wenn ein Signal mit einer zeitlich versetzten Kopie seiner selbst vermischt wird. Dieser Vorgang scheint in meiner Soundkarte stattzufinden. Aber nur, wenn sie mit der DCX verbunden wird. Warum? Die Soundkarte weist im kHz-Bereich eine verhältnismäßig schlechte Übersprechdämpfung zwischen den Ein- und Ausgängen auf, vermutlich durch kapazitive Kopplung...

Interessant. Kammfiltereffekt wäre natürlich auch eine Erklärung. Was nicht so recht einleuchtet, ist die schlechte Übersprechdämpfung. Normalerweise lassen sich die Eingänge nicht so einfach stören --- gerade wenn ein Gerät angeschlossen ist. Denkbar wäre auch ein Übersprechen auf einen offenen Eingang. Die Edirol-Soundkarte hat ja auch noch einen Mikrofoneingang. Vielleicht spukt das Signal von dort herein. Eventuell muß man den Mikrofoneingang im Windows-Mixer oder an der Sound-karte selbst ausschalten.

Der Window-Mixer selbst ist auch eine mögliche Quelle für Signal- Vermischung, etwa von Wave-Ausgang und Line-In. Diesen Fall hatte ich selbst schon mal in Zusammenhang mit Lautsprechermessungen. Allerdings wäre dann die Vermischung frequenzunabhängig. Dise Fehlermöglichkeit scheidet wohl aus.

"Wer mißt, mißt Mist." Mit diesem Satz eröffnete mein Meßtechnik-Prof seine erste Vorlesungsstunde.

Grüße
Bernhard

[wiesonich]

Stimmt, eine gesunde Skepsis sollte bei jeder Messung vorhanden sein.

Den Windows-Mixer als Ursache für die schlechte Kanaltrennung schließe ich ebenfalls aus. Dafür sorgt nicht zuletzt der Soundkarten-Treiber. Der lässt dort einfach keine windigen Einstellungen mehr zu, nachdem die Karte erkannt wurde. Das ist übrigens ein echter Vorteil der Edirol-Soundkarte. So leicht gibt es damit keinen Kuddel-Muddel. Für die offenen Eingänge sollte ich mir allerdings testweise einige Kurzschlussstecker löten. Vielleicht bringt das etwas.

@Chaomaniac
Auf den Kammfiltereffekt bin ich von selbst nicht gekommen. Schon gar nicht auf dessen Ursachen. Darauf hat mich ein User in einem anderen Forum hingewiesen. Ich versuche das Ganze nur zu verstehen.

Der gemessene zeitliche Unterschied zwischen Draht- und DCX-Messung ohne Delay liegt bei knapp 1 ms. Das müsste passen, weil in der ungeglätteten Darstellung der welligen Störungen die erste Auslöschung, also der erste "Zinken", in Form einer flachen und breiten Senke bei etwa 500 Hz zu erkennen ist. Die Verzögerungszeit berechnet sich einfach aus der halben Periodendauer dieser Frequenz. Das sind dann 1 ms.

Viel interessanter finde ich die aber Frage, was passiert, wenn man den Spieß umdreht und die DCX einfach mal "benutzt", um die Übersprechdämpfung einer Soundkarte zu überprüfen, indem man den Kammfiltereffekt mit Hilfe der DCX bzw. deren Delay-Funktion bewusst provoziert. Bei Soundkarten mit guter Kanaltrennung dürften sich mit zunehmendem Delay nur wenig bis gar keine welligen Störungen messen lassen. Bei eher mäßiger Kanaltrennung sähe das Ergebnis ähnlich aus wie oben. Wobei das vermutlich noch ausreicht für Lautsprecher-Messungen.

Bin gespannt auf Raphaels Messungen.

[wiesonich]

Habe nochmal alle sechs Ausgänge der DCX bei gleicher Trennfrequenz gemessen und die Kurven übereinander gelegt, um zu testen, ob sich die Ausgänge unterscheiden. Sieht ganz ordentlich aus. Den Kammfiltereffekt habe ich per Delay und Glättung "herausgefiltert". Was da links unten jetzt noch herum schlenkert, ist wahrscheinlich nix von Bedeutung. Sieht immer anders aus.