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Einfuss Jitter auf Audiosignal
Gast
#5245879
Guten Abend, ich bin zurzeit dabei eine digitale Frequenzweiche mit Vorverstärker zu entwickeln. Jetzt stehe ich vor der Frage, wie stark der Einfluss von Schwankungen der Taktquelle des Mikrocontrollers auf die Audioqualität ist. Was meint ihr, lohnt sich die Verwendung eines genaueren und stabileren Oszillators? Der uC erzeugt auch den Takt für den Audiocodec. MfG Tob0rk Der Takt ist entscheident für die Rekonstruktion des Signals. Die Frage ist nur, ob man es hört. Also musst Du dir die Frage stellen. Bzw musst Du am Ende hören ob es reicht oder nicht. Tob0rk schrieb: > Jetzt stehe ich vor der Frage, wie stark der Einfluss von Schwankungen > der Taktquelle des Mikrocontrollers auf die Audioqualität ist. > Was meint ihr, lohnt sich die Verwendung eines genaueren und stabileren > Oszillators? > Der uC erzeugt auch den Takt für den Audiocodec. Das ist keine gute Idee. Beim digitalen Audio-Interface (I2S, TDM) spielt Jitter kaum eine Rolle, aber die MCLK wird in der Regel direkt für den Modulator/Demodulator benutzt. Und hier wirkt sich Jitter sehr deutlich aus (Verzerrungen). Daher nimmt man hierfür eine jitter-arme Quelle. Ausserdem wird dein Mikrocontroller die üblicherweise nötigen Frequenzen (11,2896 bzw. 12,2880 MHz oder vielfache) vermutlich nicht direkt bereitstellen können. Joe F. schrieb: > Ausserdem wird dein Mikrocontroller die üblicherweise nötigen Frequenzen > (11,2896 bzw. 12,2880 MHz oder vielfache) vermutlich nicht direkt > bereitstellen können. Wieso? Man muss ihn doch nur mit den betreffenden Frequenzen (bzw. einem Vielfachen davon) betreiben, dann kann er das sehr wohl. Das dürfte also eine der leichteren Übungen sein.
Gast
#5245903
Audio CD bedeutet eine (relative) Genauigkeit von 1/32768tel, und wenn sich der Umschaltmoment (des 1 bit oder 16 bit Wandlers) um so ein kleines Stück zeitlich verschiebt, bringt das Qualitätseinbussen. Die Frage mag zwar lauten, ob man das hört, aber irgendwann wird man es hören. Manche Leute wollen ja sogar 24 bit 96 ksps. Also ist ein quartzgenaues Einhalten der Samplezeitpunkte schon relevant. Signale mit starken Jitter kann man wieder synchronisieren. Rufus Τ. F. schrieb: > Wieso? Man muss ihn doch nur mit den betreffenden Frequenzen (bzw. einem > Vielfachen davon) betreiben, dann kann er das sehr wohl. Wenn der uC ausser Audio nichts anderes mehr tun soll, ist das sicherlich eine elegante Möglichkeit. Soll er aber evtl. auch eine USB Verbindung oder UART haben, könnte man da schon mit Limitierungen bezügl. des Systemtakts konfrontiert sein.
Gast
#5245933
Von Jitter redet man üblicherweise von schnellen Schwankungen im Bereich einiger Periodendauern. Wie schon gesagt wurde, da gibt es Verzerrungen, wenn es der Takt des DAC ist. Im Prinzip ist es eine Modulation des Nutzsignals mit dem Jittersignal. Innerhalb der digitalen Signalverarbeitungskette ist das kein Problem, auf dar AD- oder DA-Seite schon. Weniger kritisch sind langsame Schwankungen (Temperatur, Alterung) sowie der Absolutwert. Das führt zwar zu einer Veränderung der Tonhöhe (Tonband läuft langsamer/schneller), aber hörbar sind solche üblicherweise geringen Ablagen bei einem typischen Quarzoszillators nicht - oder hast du das absolute Gehör?
Gast
#5245951
AD und DA arbeiten mit den gleichen Takt, wodurch die Sampelrate nicht genau 196 oder 197 oder... sein muss. Des Weiteren bietet der uC(stm32h7) den ich verwenden möchte eine PLL für das Audiointerface. Ich hatte mal von Audio Enthusiasten gehört, die extra den Oszillator in cd Spieler getauscht hatten, für eine bessere Audioqualität. Deswegen wollte ich wissen ob ein 0815 Oszillator sich stark auf die Qualität auswirkt. Tob0rk schrieb: > Ich hatte mal von Audio Enthusiasten gehört, die extra den Oszillator in > cd Spieler getauscht hatten, für eine bessere Audioqualität. Diese Personengruppe lackiert auch den Rand von CDs, verwendet "Entmagnetisierer" oder ersetzt Sicherungsautomaten in der Hauselektrik durch vergoldete Schmelzsicherungen - für eine bessere Audioqualität. Im Audiobereich gibt es unendlich viel Voodoo, Betrug und Schlangenöl, insbesondere der Begriff "Jitter" wird gerne in den gleichen Topf geworfen (um dann beispielsweise Toslinkkabel mit vergoldeten Steckern --wegen des geringeren Übergangswiderstandes-- zu verkaufen). Man muss sich bei Audiobasteleien vorsichtig von den Esoterikern fernhalten.
Gast
#5245959
Rufus Τ. F. schrieb: > Man muss sich bei Audiobasteleien vorsichtig von den Esoterikern > fernhalten. Schön gesagt. Du hast es exakt getroffen
Gast
#5245983
Dann werde ich es bei einem einfachen Quarz belassen. Langsame Abweichungen (Wander) wird man, bedingt durch den Aufbau nicht heraushören, da AD und DA synchron arbeiten. Nur kurzeitige Taktschwankungen (Jitter) haben mir Sorgen bereitet und mir war nur unklar wie groß der Einfluss auf das Audiosignal ist. Tob0rk schrieb: > Des Weiteren bietet der > uC(stm32h7) den ich verwenden möchte eine PLL für das Audiointerface. Wenn ich es richtig sehe bietet dieser uC sogar 2 PLLs speziell für Audio (PLLI2S, PLLISAI) und der Jitter wird mit ca. 90ps angegeben. Das liegt durchaus im Bereich "normaler" externer Audioclock-PLLs. Ich würde sagen, es spricht nichts dagegen die internen PLLs auch zu verwenden und man darf ein recht gutes Audio erwarten. Rufus Τ. F. schrieb: > Tob0rk schrieb: >> Ich hatte mal von Audio Enthusiasten gehört, die extra den Oszillator in >> cd Spieler getauscht hatten, für eine bessere Audioqualität. > > Diese Personengruppe lackiert auch den Rand von CDs, verwendet > "Entmagnetisierer" oder ersetzt Sicherungsautomaten in der Hauselektrik > durch vergoldete Schmelzsicherungen - für eine bessere Audioqualität. > > Im Audiobereich gibt es unendlich viel Voodoo, Betrug und Schlangenöl, > insbesondere der Begriff "Jitter" wird gerne in den gleichen Topf > geworfen (um dann beispielsweise Toslinkkabel mit vergoldeten Steckern > --wegen des geringeren Übergangswiderstandes-- zu verkaufen). > > Man muss sich bei Audiobasteleien vorsichtig von den Esoterikern > fernhalten. Ja und nein. Was diese Personengruppe betrifft gebe ich dir recht. Trotzdem ist die Jitterarmut der Taktquelle für die im Audiobereich üblichen AD und DA Wandler schon wichtig. Diese arbeiten nach dem Sigma-Delta Prinzip und nicht nach dem SAR Prinzip wo der Jitter ziemlich unkritisch ist. Schon Jitter im 100ps Bereich werden hörbar. Zumindest bei guter klasicher Musik auf guten Lautsprecher oder auch Kopfhörer. Bei Techno ist es allerdings egal. Ralph Berres Ralph B. schrieb: > Schon Jitter im 100ps Bereich werden hörbar. ack > Zumindest bei guter > klasicher Musik auf guten Lautsprecher oder auch Kopfhörer. > > Bei Techno ist es allerdings egal. Das hat nix mit dem Musikstil zu tun. Auch wenn ich kein Freund von Techno bin, gibt es auch dort in einigen Stücken so manche Passagen in denen man Jitter hören kann. Vor allem wenn man direkt vergleichen kann. @Tob0rk: Was für ADCs und DACs wolltest Du denn einsetzen? Da gibt es auch natürlich auch Qualitätsunterschiede. Und ein Superduper low-jitter Oszillator macht einen billigst-DAC nicht zum Highend-Gerät.
Gast
#5246754
Gerd E. schrieb: > Was für ADCs und DACs wolltest Du denn einsetzen? Ich werde den CS4272 (Delta Sigma) einsetzen. Schaltplan und Platine sind schon fertig designt. Hatte nur noch überlegt die Taktquelle auszutauschen. Tob0rk schrieb: > Ich werde den CS4272 (Delta Sigma) einsetzen. Das ist wohl so oberes Mittelfeld. Würde aber wahrscheinlich schon von einer saubereren Clock profitieren. Die besten Jitterwerte haben spezielle Low-Jitter Oszillatoren mit fester Frequenz. Beispiele wären NDK NZ2520SD, NDK NZ2520SDA oder Crystek CCHD-957. Die typischen Frequenzen wären 22.5792 MHz und 24.576 MHz. Wenn es unbedingt etwas mit variabler Frequenz sein soll, dann schau nach Oszillatoren, die extra für Low-Jitter designed wurden. Ein Beispiel wäre Si570. Gerd E. schrieb: > Die besten Jitterwerte haben spezielle Low-Jitter Oszillatoren mit > fester Frequenz. Ich würde mal sagen der klassische Quarzoszillator ohne PLL oder DDS dürften die beste Ergebnisse bringen, wenn diese denn sauber aufgebaut sind, ( Also keine Quarzzerbröselungsschaltungen mit einen 7400 Gatter ). Wenn dieser dann die Verstärkung mit einer echten Regelung konstant hält, kann man auch Spitzenergebnisse erwarten. Benötigt man mehrere Frequenzen so schaltet man halt den Quarz um. Ralph Berres Tob0rk schrieb: > ich bin zurzeit dabei eine digitale Frequenzweiche mit Vorverstärker zu > entwickeln. Ich weiß zwar nicht ob der Tipp hier passt, Du kennst den MiniDSP? mfg klaus
Gast
#5247173
Klaus R. schrieb: > Du kennst den MiniDSP? Nein kenne ich nicht. Kannst du den mal verlinken? Mein Aufbau ist eine Speziallösung, die nach meinen Wünschen designt ist: -Audio mux mit 4 symmetrischen Eingängen, die in Stereo ausgeführt sind -4 SPDIF Eingänge -Temperatursensoren -I2C zur Erweiterung (Display, Taster...) -RS485 für Steuerbefehle -4 symmetrische unabhängige Ausgänge -PWM für Lüftersteuerung (Party betrieb) Mit der Programmierung des STM32h7 kenne ich mich schon gut aus und die Mathematik für die Filter und EQ sind auch kein Problem. Rechenleistung hat der STM32h7 mehr als genug. Hier der Link. https://www.minidsp.com/products/minidspkits/2-x-in-4-x-out-hd https://www.hifitest.de/test/da-wandler/mini-dsp-2x4_hd_13432 Symmetrische Ein- und Ausgänge fehlen leider. Nach Deinen Spezifikationen ist das ein interessantes Teil. Der MiniDSP arbeitet mit einem "ADSP21489 400MHz Sharc, DSP floating point engine". mfg klaus Tob0rk schrieb: > -4 SPDIF Eingänge Vorsicht: dann kannst Du nicht einfach eine eigene Clock verwenden, sondern musst jeden Eingang individuell auf Deine interne Clock reclocken. Auch wenn die Eingänge den selben nominalen Takt haben, gibt es immer eine ganz normale, geringe Drift. Und wenn Du gegen die nichts machst, gibt es Aussetzer und andere Probleme. Gerd E. schrieb: > Vorsicht: dann kannst Du nicht einfach eine eigene Clock verwenden, > sondern musst jeden Eingang individuell auf Deine interne Clock > reclocken. Sehr wichtiger Punkt. @TO: Wenn du nur jeweils einen der 4 Eingänge benutzen willst, könnte der WM8805 von Cirrus Logic interessant für dich sein. Der erzeugt dir die Audio-Clocks synchron zum ausgewählten SPDIF Eingang, oder auch "free-running" vom angeschlossenen Quarz. Alle 4 SPDIF Inputs gleichzeitig wird sehr aufwändig (teuer), da du Samplerate-Converter benötigst. Antwort schreibenBitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben. |
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