Gain Structure in Verbindung mit Consumer/Pro Equipment

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gusi
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Gain Structure in Verbindung mit Consumer/Pro Equipment

Beitrag von gusi » Freitag 1. Februar 2013, 16:53

Hallöchen!

Beim Stöbern auf http://www.hometheatreshack.com bin vorhin über diesen Artikel gestolpert, der mir ein entzücktes AHA entlockt hat :) . Jetzt weiß ich erstens, warum bei mir immer alles trotz geringer Lautstärke geclippt hat und zweitens, dass ich dieses Problem instinktiv richtig gelöst habe :mml: .

Dieser Artikel ist zwar in Englisch geschrieben, aber ich glaube, er ist nicht so schwer verständlich. Grundsätzlich beschreibt der Autor darin, wie man Consumer und Pro Geräte richtig bzw. optimal miteinander verbindet, ohne dass es an irgendeinem Gerät zu einem unerwarteten Clipping kommt.

Es ist wichtig, dass man alle Geräte so aufeinander abstimmt, dass diese zur gleichen Zeit ins Clipping laufen und nicht das eine früher und das andere später. Erst wenn man das geschafft hat, macht man die eigentliche Einmessung.

Viel Spaß!

Ciao,
Christian.

Elmar
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Re: Gain Structure in Verbindung mit Consumer/Pro Equipment

Beitrag von Elmar » Freitag 22. Februar 2013, 17:19

Hier im Nebenthread ist das Pegelthema aufgekommen. Um dort nicht OT zu werden geht es nun in diesem Beitrag weiter.

Ich habe das Ding bei hometheatreshack nun mehrmals überflogen (und immer noch nicht die Ruhe gehabt um es konzentriert zu durchdringen).

Was ich bisher an Inhalten und Eindrücken mitgenommen habe:
  • Consumer und professionelles Equipment haben unterschiedliche Referenz-Pegel. Faktor 4 dazwischen. 0.316V vs. 1.228V
  • So lange man im Consumer-Bereich bleibt braucht man sich keinen Kopf darüber zu machen, die Geräte passen zusammen
  • Sobald man einen mehrstufigen Mix aus Consumer- und Prof-Equipment hat, muss man sich die Pegel-Sache genauer ansehen
  • Professionelles Equipment hat großzügigen "Headroom". Der wird im Normalfall nicht ausgenutzt, sondern ist eine Reserve, falls doch mal höhere Pegel kommen als erwartet.
  • Professionelles Equipment hat einen deutlich höheren Dynamikbereich / Signalrauschabstand als die HK-Consumergeräte
  • Aus den beiden vorgenannten Gründen empfiehlt der Autor NICHT WIE OFT EMPFOHLEN "soweit aufdrehen bis es gerade noch nicht clippt" / "volle Aussteuerung zu fahren" oder sich gar mit einem Zwischenverstärker unnötige Probleme einzuhandeln. Etwas weniger Pegel tut es auch. Profi-Zeug hat gegenüber Consumer-Sachen ausreichend "Reserve-Bits", so dass es nichts ausmacht, wenn man nicht alle benutzt.
  • Was nun der springende Punkt ist und statt dessen seine ultimative Empfehlung ist ... so weit bin ich noch nicht
  • Aus der darauf folgenden Diskussion mit soho schließe ich, dass der Ursprungsartikel nicht unbedingt der Weisheit einziger Schluss ist

Elmar
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Re: Gain Structure in Verbindung mit Consumer/Pro Equipment

Beitrag von Elmar » Freitag 22. Februar 2013, 17:26

gusi hat geschrieben:Es ist wichtig, dass man alle Geräte so aufeinander abstimmt, dass diese zur gleichen Zeit ins Clipping laufen und nicht das eine früher und das andere später.
Diese gängige Anschauung stellt er eben in Frage. An späterer Stelle scheint er aber genau das zu tun. Mal sehen, was ich übersehen habe.

Wobei ich es so verstanden habe, dass er zum "Einpegeln auf volle Aussteuerung" nicht sagt, dass es Unsinn ist, sonder lediglich, dass es nicht nötig ist.

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Re: Gain Structure in Verbindung mit Consumer/Pro Equipment

Beitrag von gusi » Freitag 22. Februar 2013, 18:01

Hi!
Elmar hat geschrieben:
gusi hat geschrieben:Es ist wichtig, dass man alle Geräte so aufeinander abstimmt, dass diese zur gleichen Zeit ins Clipping laufen und nicht das eine früher und das andere später.
Diese gängige Anschauung stellt er eben in Frage. An späterer Stelle scheint er aber genau das zu tun. Mal sehen, was ich übersehen habe.
Hmmm ... das hätte ich nicht so gelesen. Ich denke, er zielt eben genau darauf ab, dass man dafür sorgen soll, dass die gesamte Anlage zur gleichen Zeit ins Clipping lauft. Das ist genauso wie mit dem schwächsten Glied einer Kette. Es nutzt nichts, wenn ich noch so tolle/gute/wasweissich Verstärker hab, wenn das Signal durch z.B. ein falsch angepaßtes Gerät in der Kette so derartig reduziert wird, dass nur noch Rauschen am Lautsprecher ankommt. Und das auch nur, weil eben dieses eine Gerät schon bei normalen Pegeln lustig vor sich hin clippt.

Es ist (für mich) auch irgendwie logisch: man kann nur so laut aufdrehen, bis das erste Gerät in der Kette clippt. Wenn dieses Gerät jetzt falsch eingestellt ist, dann kann ich die eigentlich verfügbare Leistung gar nicht ausnutzen. Deshalb kann man sich dieses Gerät bzw. diese erzielbare Lautstärke jetzt als Maximum definieren, oder man wendet die vorgestellte Vorgangsweise an, um das gemeinsame Optimum der Kette zu suchen.
Elmar hat geschrieben: Wobei ich es so verstanden habe, dass er zum "Einpegeln auf volle Aussteuerung" nicht sagt, dass es Unsinn ist, sonder lediglich, dass es nicht nötig ist.
Ja, wobei seine Grenze ja die Verzerrungen sind, die bei einem 1 kHz Ton auftreten, d.h. man sucht sich die höchste Lautstärke, bei der es gerade noch keine Verzerrungen gibt. Diese Grenze hängt natürlich auch von den angeschlossenen Lautsprechern ab. Diese Lautstärke definiet er dann quasi als maximale Ziellautstärke, bei der dann das Clipping einsetzen soll (und das muss nicht die maximale erzielbare Lautstärke sein).

Ciao,
Christian.

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Re: Gain Structure in Verbindung mit Consumer/Pro Equipment

Beitrag von Elmar » Montag 25. Februar 2013, 09:19

Nun habe ich den Roman gelesen...
gusi hat geschrieben:Ich denke, er zielt eben genau darauf ab, dass man dafür sorgen soll, dass die gesamte Anlage zur gleichen Zeit ins Clipping lauft.
Du hast Recht. Genau das tut er. Das passt auch in mein Weltbild und entspricht auch dem was wir kennen. Er sagt für mich unterm Strick aber nicht viel mehr als "Volle Aussteuerung - so dass alle Komponenten gerade nicht clippten".

Andererseits kommen mehrfach Hinweise wie
Unfortunately, the maximum-levels canon is ill-advised and naive.
Das klingt für mich zunächst widersprüchlich. Der springende Punkt scheint nun zu sein, dass obiges Zitat und darauf folgende Ausführungen sich nur auf einen Teil der Kette bezieht. Nämlich auf Digitale Sound Prozessoren mit 24 Bit.

Begründen tut er das damit, dass 24 bit Professionell im Vergleich zu 16 Bit Consumer eine >250 fache Auflösung hat. Damit ist es kein Beinbruch, wenn man aus dem 24-Bit Wertebereich nur einen Teil benutzt:
While there may be some debate about that in audiophile circles, a 24-bit waveform has over 250 times more amplitude “steps” - 16,777,216. It should be obvious that a 24-bit system has sufficient resolution to perform well above the 16-bit threshold, even with reduced input voltage.
Nachvollziehbar. Stimme ich soweit zu. Das stimmt wenn in beiden Verfahren lineare Quantisierungsschritte verwendet werden. Ob das für alle unserer Formate und Komponenten stimmt, weiß ich leider nicht, wird aber wohl so sein.

Ab hier erschien mir der Artikel dann sehr "zusammengereimt".
Each bit in a 24-bit system will contain 699,050 quantization steps (i.e. 16,777,216 ÷ 24). Now - compare that figure to the mere 65,536 quantization steps of a 16-bit system. It’s not much of a leap from there to determine that you can abuse the input levels of a 24-bit system and shed LSBs to the point that, even if only one of the original 24 bits “remains,” you will still have more than ten times the resolution of the entirety of a 16-bit system!
Völliger Unfug. Meine Lust in allem was er schreibt einen Sinn zu erkennen ist geschwunden.

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Re: Gain Structure in Verbindung mit Consumer/Pro Equipment

Beitrag von gusi » Dienstag 26. Februar 2013, 18:21

Hi!
Elmar hat geschrieben:Nun habe ich den Roman gelesen...
gusi hat geschrieben:Ich denke, er zielt eben genau darauf ab, dass man dafür sorgen soll, dass die gesamte Anlage zur gleichen Zeit ins Clipping lauft.
Du hast Recht. Genau das tut er. Das passt auch in mein Weltbild und entspricht auch dem was wir kennen. Er sagt für mich unterm Strick aber nicht viel mehr als "Volle Aussteuerung - so dass alle Komponenten gerade nicht clippten".

Andererseits kommen mehrfach Hinweise wie
Unfortunately, the maximum-levels canon is ill-advised and naive.
Das ist nur scheinbar ein Widerspruch; er spricht nicht von "voller Aussteuerung", sondern er meint die höchst mögliche Aussteuerung ohne Clippen und ohne Verzerrungen, was nicht zwangsweise der vollen Aussteuerung entsprechen muss.
Elmar hat geschrieben:Das klingt für mich zunächst widersprüchlich. Der springende Punkt scheint nun zu sein, dass obiges Zitat und darauf folgende Ausführungen sich nur auf einen Teil der Kette bezieht. Nämlich auf Digitale Sound Prozessoren mit 24 Bit.

Begründen tut er das damit, dass 24 bit Professionell im Vergleich zu 16 Bit Consumer eine >250 fache Auflösung hat. Damit ist es kein Beinbruch, wenn man aus dem 24-Bit Wertebereich nur einen Teil benutzt:
While there may be some debate about that in audiophile circles, a 24-bit waveform has over 250 times more amplitude “steps” - 16,777,216. It should be obvious that a 24-bit system has sufficient resolution to perform well above the 16-bit threshold, even with reduced input voltage.
Nachvollziehbar. Stimme ich soweit zu. Das stimmt wenn in beiden Verfahren lineare Quantisierungsschritte verwendet werden. Ob das für alle unserer Formate und Komponenten stimmt, weiß ich leider nicht, wird aber wohl so sein.
24 Bit sind eben 8 Bit mehr als die 16 und deshalb entspricht das dann einem Faktor von 2^8 = 256. Soweit hat er ja noch richtig gerechnet :) .
Elmar hat geschrieben: Ab hier erschien mir der Artikel dann sehr "zusammengereimt".
Each bit in a 24-bit system will contain 699,050 quantization steps (i.e. 16,777,216 ÷ 24). Now - compare that figure to the mere 65,536 quantization steps of a 16-bit system. It’s not much of a leap from there to determine that you can abuse the input levels of a 24-bit system and shed LSBs to the point that, even if only one of the original 24 bits “remains,” you will still have more than ten times the resolution of the entirety of a 16-bit system!
Völliger Unfug. Meine Lust in allem was er schreibt einen Sinn zu erkennen ist geschwunden.
Diesem Absatz kann ich auch nicht wirklich folgen. Mit 24 Bit kann man einen Wertebereich von 0 bis 16777215 abdecken, d.h. wenn ich ein Sample ziehe, dann hat das genau einen von 16777216 möglichen Werten. Mit 16 Bit kommt man auf einen von 65536 verschiedenen Werten, was einem 256stel entspricht, d.h. man könnte sagen, mit 16 Bit wird die Messung ungenauer, weil (bei 16 Bit) zwischen z.B. den Werten 17 und 18 zwar nur eine 1 liegt, bei 24 Bit gäbe es dazwischen aber noch 255 mögliche Abstufungen.

Ich könnte mir gut vorstellen, dass er eigentlich gemeint hat, dass eine Konvertierung von 16 (consumer) nach 24 (profi) Bit keinen Sinn macht, denn aus schlechtem Material kann man durch eine einfache Konvertierung kein Gutes machen. Das wissen wir ja schon aus VHS Zeiten: egal wie "gut" die Konvertierung nach z.B. MPEG2 ist, die Qualität des Ergebnisses ist maximal genauso gut, wie das Ausgangsmaterial - aber sicher nicht besser.

Insofern kann ich ihm folgen, wenn er meint, man könne auf die zusätzlichen 8 Bit gut und gerne verzichten, und deshalb ist es auch nicht notwendig, auf volle Aussteuerung bei Pro-Equipment großen Wert zu legen. Was er aber nicht berücksichtigt ist, dass zwischen einem Consumer und einem Pro-Gerät die Daten analog übertragen werden. D.h. am Ausgang des Consumer Gerätes liegt ein mit einem Digital/Analog Wandler gewandeltes Signal an, das sicher auch noch durch ein paar nachgeschalteten Filtern gelaufen ist. Und dadurch könnte aus dem digitalen 17 schnell ein analoges 17,3125 geworden sein. Der 24 Bit Analog/Digitalwandler im Pro Gerät würde das dann aber nicht zu 4352 oder 4608 wandeln, sondern zu 4432 (= 17,3125*256).

Wenn ich nun auf dem Pro Gerät nicht voll aussteuere, geht mir Information und Lautstärke verloren. Gut, die 17,3125 mögen künstlich durch die Consumer Elektronik erzeugt worden sein, weil ja eigentlich eine 17 auf Reisen gehen hätte sollen, und deshalb tue ich mir auch schwer damit, wenn ich von verlorener Information rede, aber diese nachgeschalteten Filter sollen ja Fehler beim ursprünglichen Sampling ausgleichen. Und deshalb passt das schon.

ABER:

was war da nochmal mit den unterschiedlichen S/N Werten? Bei Consumer Geräten hat man einen 95 dB großen Bereich und bei Pro Geräten ist er 120 dB groß. Hmmm ... d.h. (wenn ich es richtig interpretiere), dass zwischen dem leisesten, noch nicht verrauschten Signal und dem lautesten Signal eben 95 bzw. 120 dB liegen. Bei Consumer Geräten werden die 95 dB mit 16 Bit abgedeckt und bei Pro Geräten werden 120 dB mit 24 Bit abgedeckt. Wenn ich jetzt die Pro Geräte nicht voll aussteuere, und somit das Consumer Signal nicht unnötige lauter mache, als es sein sollte, dann habe ich ein weniger verrauschtes Signal als Resultat (ich muss ja die 120 dB nicht voll ausnutzen, oder?).

Hier kommen auch "seine" 8 insignificant (unwichtigen) Bits ins Spiel. Und das ist der Teil, wo ich ihm einfach nicht mehr folgen kann. Ich denke, ich muss mir das nochmal genauer durchlesen. Es geht ihm darum, den größeren Dynamikbereich von 25 dB nicht voll sondern optimal auszunutzen, um das Rauschen so gering wie möglich zu halten ohne es zu leise zu machen, aber es sollte trotzdem so laut wie möglich (ohne Clipping) sein. So habe ich es jedenfalls verstanden.

Hier in diesem Bereich hat entweder er oder ich einen Denkfehler - oder eben wir beide :) . Denkt ihr noch mit :) ?

Ciao,
Christian.

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Re: Gain Structure in Verbindung mit Consumer/Pro Equipment

Beitrag von Elmar » Dienstag 26. Februar 2013, 19:31

Ich habe den Eindruck wir meinen alle das selbe, drücken es nur anders aus... Eine Diskussion um des Kaisers Bart.
gusi hat geschrieben: Das ist nur scheinbar ein Widerspruch; er spricht nicht von "voller Aussteuerung", sondern er meint die höchst mögliche Aussteuerung ohne Clippen und ohne Verzerrungen, was nicht zwangsweise der vollen Aussteuerung entsprechen muss.
Mit "Volle Aussteuerung" meine ich nicht, ein Gerät volle Kanne aufzudrehen, sondern es genau soweit aufzudrehen, dass der Nachfolger in der Kette "voll ausgesteuert" ist, also gerade nicht clippt. Ich kann mir auch schwer vorstellen, dass irgend jemand eine grob abweichende Ansicht hat.
gusi hat geschrieben:Diesem Absatz kann ich auch nicht wirklich folgen.
Musst du auch nicht. Der ist völliger Quatsch. Übertragen auf eine 6-stellige Zahl im Dezimalsystem: Mit 6 Stellen kann man 1.000.000 Werte darstellen (0-999.999). Folglich kann man mit einer Stelle einer 6-stelligen Zahl 166.666 (1.000.000 / 6) verschiedene Werte darstellen. Zu solchen Überlegungen fehlen mir die Worte.

Ja, die 95dB oder 120dB stammen von 16 bzw. 24 Bit der A/D Wandlung (etwa 6.125dB je Bit, da liegt er ungefähr richtig; ich würde 20*log(2)=6.02 nehmen) abzüglich weiterer dB, z.B. aus der analogen und daher zusätzlich rauschenden Domäne.

Insgesamt finde ich verwirrend, dass er zwischen den verschiedenen dB Referenzpegeln, Bits und Pegel in Volt herumspringt. Unterm Strich sagen alle das selbe. Wäre er nur bei dBs ODER bei Bits geblieben, und hätte anfangs sauber dargelegt wie die drei zusammenhängen, dann wäre das Ganze übersichtlicher geworden.

gusi hat geschrieben:Wenn ich nun auf dem Pro Gerät nicht voll aussteuere, geht mir Information und Lautstärke verloren.
Information nicht unbedingt, vor allem nicht bei DSPs, wie er ausführlich erläutert. Da stimme ich zu. Wenn du mit einem Meterstab eine kleine Strecke zentimetergenau messen willst (16 Bit), dann stört es nicht, wenn dieser eine Milimimeterskala hat oder besonders lang ist (24 Bit).

Lautstärke kann sein, wenn die Endstufen nicht heiß genug angefahren werden (können).
gusi hat geschrieben:Und dadurch könnte aus dem digitalen 17 schnell ein analoges 17,3125 geworden sein. Der 24 Bit Analog/Digitalwandler im Pro Gerät würde das dann aber nicht zu 4352 oder 4608 wandeln, sondern zu 4432 (= 17,3125*256).
Die Befürchtungen sind unbegründet. Wenn ein A/D Wandler tatsächlich so böse nichtlinear ist, dann ist es eher ein Vorteil, wenn der Nachfolger genau mit diesem Zwischenwert weiterrechnet. Hätte der Nachfolger auch nur 16 Bit, könnten bei aus digitalen 17 leicht digitale 16 oder 18 werden - der relative Fehler ist höher.

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Re: Gain Structure in Verbindung mit Consumer/Pro Equipment

Beitrag von gusi » Mittwoch 27. Februar 2013, 17:28

Elmar hat geschrieben:Ich habe den Eindruck wir meinen alle das selbe, drücken es nur anders aus... Eine Diskussion um des Kaisers Bart.
Ja, dieser Eindruck drängt sich irgendwie auf :)
Elmar hat geschrieben:
gusi hat geschrieben: Das ist nur scheinbar ein Widerspruch; er spricht nicht von "voller Aussteuerung", sondern er meint die höchst mögliche Aussteuerung ohne Clippen und ohne Verzerrungen, was nicht zwangsweise der vollen Aussteuerung entsprechen muss.
Mit "Volle Aussteuerung" meine ich nicht, ein Gerät volle Kanne aufzudrehen, sondern es genau soweit aufzudrehen, dass der Nachfolger in der Kette "voll ausgesteuert" ist, also gerade nicht clippt. Ich kann mir auch schwer vorstellen, dass irgend jemand eine grob abweichende Ansicht hat.
Das denke ich auch. Aber es gibt auch Leute (wie mich z.B.) die darauf gar nicht geachtet haben, als sie zum ersten Mal Consumer + Pro Equipment miteinander verkuppelt haben :yes: .
Elmar hat geschrieben:
gusi hat geschrieben:Diesem Absatz kann ich auch nicht wirklich folgen.
Musst du auch nicht. Der ist völliger Quatsch. Übertragen auf eine 6-stellige Zahl im Dezimalsystem: Mit 6 Stellen kann man 1.000.000 Werte darstellen (0-999.999). Folglich kann man mit einer Stelle einer 6-stelligen Zahl 166.666 (1.000.000 / 6) verschiedene Werte darstellen. Zu solchen Überlegungen fehlen mir die Worte.
Ja, da bin ich auch ausgestiegen ... ich bin mir noch immer nicht sicher, ob er das ernsthaft gemeint hat, oder ob ich es nur falsch verstanden habe. Aber da Du auch so denkst, kann es wohl am Verständnis nicht liegen.
Elmar hat geschrieben: Insgesamt finde ich verwirrend, dass er zwischen den verschiedenen dB Referenzpegeln, Bits und Pegel in Volt herumspringt. Unterm Strich sagen alle das selbe. Wäre er nur bei dBs ODER bei Bits geblieben, und hätte anfangs sauber dargelegt wie die drei zusammenhängen, dann wäre das Ganze übersichtlicher geworden.
Ja, das wäre definitiv sinnvoll gewesen. Denn das grundsätzliche Problem ist ja, zwei unterschiedliche Pegelfamilien unter einen Hut zu bringen. Und dabei ist es völlig unbedeutend, wieviele Bits im Spiel sind. Sprich auch in der rein analogen Welt hat man unterschiedliche (Referenz-)pegel zu managen. Unterschiedliche Bitbreiten machen das nur zusätzlich ein bissl komplizierter.
Elmar hat geschrieben:
gusi hat geschrieben:Und dadurch könnte aus dem digitalen 17 schnell ein analoges 17,3125 geworden sein. Der 24 Bit Analog/Digitalwandler im Pro Gerät würde das dann aber nicht zu 4352 oder 4608 wandeln, sondern zu 4432 (= 17,3125*256).
Die Befürchtungen sind unbegründet. Wenn ein A/D Wandler tatsächlich so böse nichtlinear ist, dann ist es eher ein Vorteil, wenn der Nachfolger genau mit diesem Zwischenwert weiterrechnet. Hätte der Nachfolger auch nur 16 Bit, könnten bei aus digitalen 17 leicht digitale 16 oder 18 werden - der relative Fehler ist höher.
Das hab ich eigentlich auch so gemeint :).

Ich hab ja voriges Jahr meine Geräte ähnlich aufeinander abgestimmt, fast so, wie es in diesem Artikel, den ich erst viel später entdeckt habe, beschrieben wurde. Ich hab damals auch die Spannungen gemessen, die zwischen den Geräten herumgeflitzt sind, und daraus meine Schlüsse gezogen. Ich hab gestern nach meinen Aufzeichnungen gesucht, bin aber nicht mehr fündig geworden. Ich glaub, ich mach das nochmal und versuch dann nachzuvollziehen, was er jetzt wirklich mit den überflüssigen Bits gemeint hat. Vielleicht ist das ja eh Blödsinn, oder aber es gibt da etwas, woran wir nicht denken.

Jedenfalls klingt es bei mir jetzt viel harmonischer als vorher, als ich diese Abstimmung noch nicht hatte, und darum denke ich, es war meine Zeit wert und es hat was gebracht.

Ciao,
Christian.

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