Hifi war vorgestern, heute ist der Rechner - ODER - Konzepte im Wandel der Zeit

[uk64]

AW: Hifi war vorgestern, heute ist der Rechner - ODER - Konzepte im Wandel der Zeit

Bei digitalen Signale hat man bei 0 dB Aussteuerung aber immer 16 Bit zu addieren.

In dieser Beziehung besteht kein Unterschied zu einem analogen System.
Werden in einem 16 Bit System die Datenwörter 0111111111111111 und 0111111111111111 addiert (also mit Headroom) führt das nicht zu einem Überlauf, das Ergebnis ist immer noch ein 16Bit Wort mit dem Ergebnis 1111111111111110.

Addiere ich im Extremfall zwei Datenwörter bei 0dB Digital FS (und auch schon darunter) kommt es zu einem Überlauf, hier greift die höhere Datenbreit des Rechenwerks (Mischer). Das Endergebnis wird wieder auf 16 Bit gerundet.

In einem analogen System ist es nicht anders. Addiere ich zwei identische (Korrelierte) Signale bei Vollaussteuerung lieg ich 6dB über Vollaussteuerung.
Damit der Ausgang nicht übersteuert wird reduziere ich den Pegel bis am Ausgang wieder 0dB anliegt. Das Ergebnis ist das Gleiche, nur die Methoden unterscheiden sich.
Die Übersteuerungsreserve (nicht zu verwechseln mit Aussteuerungsreserve = Headroom im digitalen System) des analogen Systems ändert daran nichts.
Die größere Bitbreite des digitalen Rechenwerks (oder entsprechende Rechenschritte in kleineren Systemen) ersetzt die analoge Übersteuerungsreserve. So geheimnisvoll ist Digitaltechnik nun auch nicht, man muss sich nur ein wenig damit beschäftigen.
Das Thema Rauschen in einem analogen System ist schlussendlich auch nicht ganz ohne und in der Komplexität schwer berechenbar (Hier wären wir auch wieder beim Thema S/N und Auflösung).

Der Nachteil des analogen Systems ist das jede Stufe (eigentlich jedes Bauteil) Rauschen hinzufügt, dazu kommen noch Probleme mit linearen und nichtlinearen Verzerrungen (Klirr).
Die eventuellen Rechenfehler des digitalen Systems sind dagegen deutlich kleiner.
Die anderen Vorteile des digitalen System sind da noch gar nicht berücksichtigt.

Gruß Ulrich

[B. Eberle]

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Hallo,

Der Nachteil des analogen Systems ist das jede Stufe (eigentlich jedes Bauteil) Rauschen hinzufügt, dazu kommen noch Probleme mit linearen und nichtlinearen Verzerrungen (Klirr).

Gruß Ulrich

Ja, grundsätzlich mag das ja stimmen. Ich denke aber, dass das ganz und gar nicht so einfach ist wenn man 24 Bit und 48 Kanäle hat, welche zusammengemischt werden. Erst recht nicht wenn ein paar Kanäle noch geloopt sind.

Ich behaupte ja nicht, dass digital keine Vorteile hat. Da kommen aber
anstelle des Rauschens andere Dinge dazu. Ein grosses Problem ist das Umschalten des MSB wenn 15 LSB auf low gehen und das MSB auf high, resp. umgekehrt. Dass dann alle Schaltflanken im exakt gleichen Moment schalten ist ziemlich aufwändig.
Anstelle des analogen Rauschens kommt hier einfach das Quantisierungsrauschen dazu. Wie ich schon einmal erwähnt habe gibt es nur ganz wenige CD's welche mehr als 80 dB haben. Ein A 80 Master Recorder hatte schon vor 30 Jahren bei 15 ips 74 dB ( 1:5000 ) S/N ratio.

Gruss Bruno

[uk64]

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Da kommen aber
anstelle des Rauschens andere Dinge dazu. Ein grosses Problem ist das Umschalten des MSB wenn 15 LSB auf low gehen und das MSB auf high, resp. umgekehrt. Dass dann alle Schaltflanken im exakt gleichen Moment schalten ist ziemlich aufwändig.
Anstelle des analogen Rauschens kommt hier einfach das Quantisierungsrauschen dazu.

Das ist ja nur eine extrem einfache Modelvorstellung.
Die Daten die innerhalb des Systems ausgetauscht werden sind komplizierter aufgebaut.
Daten werden codiert (in ein bestimmtes Format überführt). Zum Beispiel die Vorzeichenbildung (Zweierkomplementär), oder zusätzliche Bits um Datenwörter überhaupt erst mal unterscheiden zu können. Die Laufzeit der Bits (gleich Bitwerte hintereinander) werden begrenzt durch Einschub von zusätzlichen Bits die keine Information tragen usw.

Innerhalb des System, wenn die Daten einmal Digital sind, spielen „Schaltflanken“ keine Rolle solange die Bits korrekt erkannt werden. Hier gibt es zwar den negativ geprägten Begriff „Jitter“ („Taktzittern“). Der spielt aber keine Rolle solange er nicht zu Datenfehlern führt. Die elektrotechnische Umsetzung hat so zu erfolgen das er keinen Einfluss mehr hat.

Ein Beispiel für den Aufbau eines Audiodatenbusses ist der „I2S“ Bus, findet man im Netz:

http://www.nxp.com/acrobat_download/various/I2SBUS.pdf

Quantisierungsrauschen tritt nur bei der Wandlung (Digitalisierung von Analogsignalen) auf, ist die Information einmal Digital ist die weitere Verarbeitung praktisch reine Mathematik.

Edit: Dazu kommt noch das das Rauschen des analogen Signals das Quantisierungsrauschen schon überdecken kann.

Gruß Ulrich

[B. Eberle]

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Hallo Ulrich,

Ich meinte eigentlich das Problem bei der A/D Wandlung. Innerhalb des Systems kommen dann andere Probleme dazu. Ganz soooo einfach wie Du es jetzt darstellst ist es nicht.
Genau dieser Jitter kann zu Signalverfälschunegn führen. Die Fehlertoleranz ist aber wie Du sagst richtigerweise relativ hoch.

Gruss Bruno

[eckibear]

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Ein grosses Problem ist das Umschalten des MSB wenn 15 LSB auf low gehen und das MSB auf high, resp. umgekehrt. Dass dann alle Schaltflanken im exakt gleichen Moment schalten ist ziemlich aufwändig.

Das ist in der Tat ein Problem der SAR AD Wandler und auch der hoch-bit DA Wandler. Bei neueren Delta-Sigma und 1 bit Wandlern ist das Problem fast ganz bzw. ganz beseitigt.
Die AD/DA Hersteller haben eine Spezifikation "no missing codes" geschaffen die ausdrückt daß es nirgends, auch nicht an der kritischen MSB Stelle, zu nennenswerten Nichtlinearitäten kommt. Wenn der Restfehler noch kleiner werden soll, können zwei Wandler in gegenseitiger, haupsächlich dynamisch wirksamer, Kompensation arbeiten. Denon's "SLC" arbeitet(e) nach diesem Prinzip.

[uk64]

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Tut mir leid, das wir jetzt wieder beim Thema AD bzw. DA Umsetzer sind habe ich nicht mitbekommen. Den Themensprüngen von der unendlichen analogen Auflösung, über analoge Speichermedien nach Mischern, DSPs, AD/DA Umsetzern und Rauschwerten von Operationsverstärkern konnte ich nicht immer ganz folgen.

Das AD und DA Umsetzer nicht perfekt sind und Fehler produzieren ist unbestritten, nur sollte man meiner Meinung nach die Größe dieser Fehler in Relation setzen.
Die ideale Signalverarbeitung/Speicherung gibt es weder Analog noch Digital.

Gruß Ulrich

[Wolfgang/Wien]

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Hello!

Wenn man dieser Diskussion folgt so kann man oberflächlich betrachtet meinen, die Technik hätte auf das Klangergebnis einen Einfluß. In Wirklichkeit war die Technik mit der Erfindung der CD bereits weit jenseits der Hörschwelle.

Ob eine Aufnahme originalgetreu klingt hat zu 95% einzig mit den handwerklichen Fähigkeiten des Toningenieurs zu tun. Das ist auch der wahre Grund warum so manche Schallplatte der CD überlegen ist.

Damals konnten sich nur Rundfunksender oder Plattenfirmen Tonstudios leisten und dort sind nur Leute an den Reglern gesessen, die ein Mindestmaß an Ahnung hatten.
Heute kann JEDER mit einem einfachen PC eine Aufnahme "fertig" machen. Und SO klingen die Aufnahmen auch...

Aber es ist unterhaltsam über Klangdeformationen jenseits der Hörschwelle oder über Rauschabstände jenseits der 80db zu lesen....

Grüße aus Wien

[Etienne]

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Hello!

Wenn man dieser Diskussion folgt so kann man oberflächlich betrachtet meinen, die Technik hätte auf das Klangergebnis einen Einfluß. In Wirklichkeit war die Technik mit der Erfindung der CD bereits weit jenseits der Hörschwelle.

Ob eine Aufnahme originalgetreu klingt hat zu 95% einzig mit den handwerklichen Fähigkeiten des Toningenieurs zu tun. Das ist auch der wahre Grund warum so manche Schallplatte der CD überlegen ist.

Damals konnten sich nur Rundfunksender oder Plattenfirmen Tonstudios leisten und dort sind nur Leute an den Reglern gesessen, die ein Mindestmaß an Ahnung hatten.
Heute kann JEDER mit einem einfachen PC eine Aufnahme "fertig" machen. Und SO klingen die Aufnahmen auch...

Aber es ist unterhaltsam über Klangdeformationen jenseits der Hörschwelle oder über Rauschabstände jenseits der 80db zu lesen....

Grüße aus Wien

Diese Zusammenfassung trifft den Nagel auf den Kopf.

[eckibear]

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Wenn man dieser Diskussion folgt so kann man oberflächlich betrachtet meinen, die Technik hätte auf das Klangergebnis einen Einfluß. In Wirklichkeit war die Technik mit der Erfindung der CD bereits weit jenseits der Hörschwelle.

Ob eine Aufnahme originalgetreu klingt hat zu 95% einzig mit den handwerklichen Fähigkeiten des Toningenieurs zu tun. Das ist auch der wahre Grund warum so manche Schallplatte der CD überlegen ist.

Damals konnten sich nur Rundfunksender oder Plattenfirmen Tonstudios leisten und dort sind nur Leute an den Reglern gesessen, die ein Mindestmaß an Ahnung hatten.
Heute kann JEDER mit einem einfachen PC eine Aufnahme "fertig" machen. Und SO klingen die Aufnahmen auch...

Aber es ist unterhaltsam über Klangdeformationen jenseits der Hörschwelle oder über Rauschabstände jenseits der 80db zu lesen....

Das der Tonmeister kein Pfuscher sein sollte versteht sich eigentlich von selbst. Aus einem Schwein kann man bekanntlich auch keinen Delphin machen wenn man es unter Wasser duckt

Mit schlechter Technik kann man aber durchaus die Mühen jedes Meisters zunichte machen, das heisst dann in Anlehnung wiederum "Perlen vor die Säue geworfen".

Wenn der Tonmeister seinen Job versteht, sollte der Unterschied zwischen (nagelneuer) Platte und CD eigentlich auch kaum mehr erkennbar sein. Vermutlich sind es aber Tonabnehmer- und Tonarmeigenschaften die oft einen gewissen "Zauberklang" hinzudichten (Resonanzen, Phasenverläufe, k2,k3) mal mit positivem mal mit negativem Effekt. Die Auswahlkriterien für diese Komponenten sind ebenso vielschichtig wie teilweise persönlich/subjektiv getroffen Es klingt entweder gut oder nicht, jeder nach seinem Geschmack.

Ob man generell ganze 95% der "Gesamtqualität" dem Tonmeister aufdrücken kann und sollte bezweifle ich. Der arme Mann kann ja schließlich nichts dafür wenn der Endnutzer ungeeignete Technik einsetzt. Ich würde sagen der subjektive Anteil an der Gesamtqualität einer Heimanlage kann deutlich höher liegen als 5%. In normalen Hörumgebungen dürften allerdings Lautsprechersysteme dabei viel entscheidender sein als irgendeine Quelle, abgesehen von sehr schlechten Rauschgeneratoren bzw. Wasserfallmaschinen. Wie immer gilt daß das schwächste Glied der Kette entscheidend ist.

[B. Eberle]

AW: Hifi war vorgestern, heute ist der Rechner - ODER - Konzepte im Wandel der Zeit

Hallo,

Hello!

Aber es ist unterhaltsam über Klangdeformationen jenseits der Hörschwelle oder über Rauschabstände jenseits der 80db zu lesen....

Grüße aus Wien

Sag ich ja schon lange, dass hier ein paar Leute die Flöhe husten hören. Rauschen erachte ich noch als das geringste Problem.

Dann darf man das so interpretieren, dass S/N ratio's von 80 dB eigentlich genug sind. Nun, moderne Analogtechnik erreicht diese Schwelle bestimmt auch, resp. würde sie erreichen wenn man denselben Aufwand wie bei Digitalaudio treiben würde.
Immerhin hatte ein A 80 Master Recorder bereits vor rund 30 Jahren schon 76 dB S/N ratio, ohne Dolby wohlverstanden!

Gruss Bruno

[Etienne]

AW: Hifi war vorgestern, heute ist der Rechner - ODER - Konzepte im Wandel der Zeit

(...) Sag ich ja schon lange, dass hier ein paar Leute die Flöhe husten hören. (...)

Das sind übrigens diejenigen Leute die von "True Tape", "erst 32 Bit 192 KHz klingt Digital so gut wie Band" etc. sprechen.

[Niederberger Jean]

AW: Hifi war vorgestern, heute ist der Rechner - ODER - Konzepte im Wandel der Zeit

Ich empfehle "Resyl plus" den Flöhen zu verabreichen, damit verhindert man das man diese "Viecher" husten hört.... das Problem könnten aber die Nebenwirkungen sein, wegen dem Wirkstoff "Codeini phosphas hemihydricus" oder "Codeine phosphate heydrichs" !!
(NB da gibt sicher Wikipedia die nötigen Erklärungen !!)

[klingklang]

AW: Hifi war vorgestern, heute ist der Rechner - ODER - Konzepte im Wandel der Zeit

Das passt jetzt natürlich nicht ganz zu den vorangegangenen Beiträgen. Ich will jetzt nochmal, wie angekündigt, auf die Problematik der Addition von Kanälen zurückkommen.

Grundsätzlich gilt. Sowohl bei digital, als auch bei der Analog-Technik ist der Maximalwert der Amplitude für die Aussteuerung von Belang.

Habe ich zwei identische Sinustöne gleicher Amplitude und Phase so gilt als Ergebnis der Addition das die Amplitude doppelt so hoch ist. Der arithmetische Mittelwert dieser Mischkurve, die immer noch ein reiner Sinus ist, ist um den Quotient Wurzel 2 geringer. In diesem Punkt verhält sich das neue Signal daher exakt so die die einzelnen Ursprungssignale.

Ein analoger Pegelmesser ist zwar auf den Spitzenwert einer Sinus-Amplitude geeicht, aber in Wirklichkeit zeigt er aufgrund der Trägheit den Mittelwert einer belibigen Signalform an. Da der Mittelwert nach dem mischen aber ebenfalls doppelt so groß ist zeigt der Pegelmesser - richtig - +6dB mehr an.

Mischt man z.B. 2 Sinussignale – 10 und 9,95 kHz - gleicher Amplitude, erhält man eine Sinus-ähnliche Kurve deren Amplitude im Takt von 100Hz zwischen 0 und dem Maximalpegel schwankt. Diese Schwankung selbst zeigt sich im zeilichen Verlauf in Form einer Sinus-förmigen Hüllkurve.

Die maximale Amplitude ist nach wie vor doppelt so groß, wie die einzelnen Amplituden. Aber der arithmetische Mittelwert ist nicht mehr um Wurzel 2 geringer, sondern um Wurzel 2 mal Wurzel 2, also um den Faktor 2. Die Erklärung ist einfach. Da die Amplitude nun nicht mehr konstant ist, sondern über die Zeit betrachtet einen sinusförmigen Verlauf beschreibt wird auch ihr zeitlicher Mittelwert aus dem Quotient Wurzel 2 gebildet. Und von der Sinusform der eigentlichen Schwingung ebenfalls.

Das heißt, der analoge Pegelmesser zeigt nun nur noch +3dB, anstatt 6dB mehr an, obwohl die max. Amplitude nach wie vor +6dB höher ist, als die der einzelnen Signale.

Für Tonbandgeräte ist jedoch die Amplitude von Belang, nicht der Mittelwert. Man vernachlässigt allerdings Übersteuerungen die kürzer als 10 ms andauern – das wäre im oben angeführten Beispiel der Fall, da die 6dB Überhöhung nicht während der kompletten 10 ms Periodendauer einer Amplitudenschwingung vorliegt.

Wie es sich bezüglich der 10 ms Grenze bei der digitalen Wandlung verhält weiß ich nicht. Übersteuerungen werden diesbezüglich vermutlich drastischer auffallen. Möglich das bei solch kurzen Übertsteuerungen mit Fehlerkorrekturen gearbeitet wird die den tatsächlichen Verlauf nachbilden können und das Clipping somit vermeiden. Sicherlich wird man aber eher bemüht sein die Pegelgrenze nicht zu überschreiten.


Fazit: Die gemischten Musiksignale einer Mehrspuraufnahme addieren oder, je nach Vorzeichen, subtrahieren sich unabhängig vom Aufnahmeverfahren, entsprechend ihrer einzelnen numerischen Werte. Der Mittelwert komplexer Signale, gebildet aus vielen einzelnen Sinuskurven ( eben Musiksignale), wird praktisch stets geringer ausfallen. Sind mehr als 2 Sinuskurven beteiligt, so ist der Mittelwert sogar kleiner als die Hälfte der maximalen Amplitude.

Die analoge Aufzeichnung bietet hierbei den Vorteil ggf. toleranter gegenüber gelegentlichen Übersteuerungen zu sein, sofern die Übersteuerungen nicht deutlich zu groß sind.

Da man im Studiobetrieb allerdings nicht ohne Grund mit den schnellen Peak-Pegelmessern arbeitet dürfte der Vorteil relativ gering sein. Im Prinzip kann man von der Übersteuerungsreserve einer Bandmaschine nicht beliebig Gebrauch machen. Ein Teil muß für die die extremen Spitzen in Reserve bleiben.

[Wolfgang/Wien]

AW: Hifi war vorgestern, heute ist der Rechner - ODER - Konzepte im Wandel der Zeit

Ob man generell ganze 95% der "Gesamtqualität" dem Tonmeister aufdrücken kann und sollte bezweifle ich. Der arme Mann kann ja schließlich nichts dafür wenn der Endnutzer ungeeignete Technik einsetzt. Ich würde sagen der subjektive Anteil an der Gesamtqualität einer Heimanlage kann deutlich höher liegen als 5%. In normalen Hörumgebungen dürften allerdings Lautsprechersysteme dabei viel entscheidender sein als irgendeine Quelle, abgesehen von sehr schlechten Rauschgeneratoren bzw. Wasserfallmaschinen. Wie immer gilt daß das schwächste Glied der Kette entscheidend ist.

Hello!

Ich beziehe mich hier einzig auf die Aufnahme selbst, wiedergegeben über eine angenommene "ideale Kette".

Wenn ich die Wiedergabekette, im Speziellen die Interaktion der Lautsprecher mit dem Wohnraum in die Überlegungen einbeziehe dann schauts ja überhaupt ganz anders aus.

Wir entfernen uns zwar ein bißchen vom Thema aber:

Man sollte bei Klangdiskussionen immer grundsätzlich klar stellen was die Zielsetzung ist.

Extrembeispiel 1: Der konservatoriumsausgebildete klassische Musiker, der zu Hause den gleichen Klang haben will wie im Konzertsaal, sprich jemand mit Erfahrung der ein entsprechend geschultes Gehör hat um "Neutralität" zu erkennen und würdigen kann.

Extrembeispiel 2: Derjenige der sich von Musik einfach "abholen" lassen will und Emotionen erleben will. Die Glücklichen schaffen das mit einem Kassettenrekorder....
Das sind in der Regel Menschen mit geringen technischen Background und damit gern genommene Opfer für Highend Verkäufer. Hier kann man natürlich ganz toll mit neuer Technik argumentieren. Ohne Angst haben zu müssen das der durchschnittliche Konsument das Spiel durchschaut.

Ich würde sagen: Im Sinne der Musikalität besteht kein Unterschied zwischen einer hochentwickelten Tonbandmaschine und einem Digitalmedium. Das Digitalmedium kann vielleicht die Bassdrum etwas knackiger wiedergeben, klirrt in den Höhen etwas weniger und hat gute 15-20db mehr nutzbare Dynamik.

Wirklich BRAUCHEN für eine qualitativ hochwertige Musikwiedergabe werden es 90% der Komsumenten nicht. Und die restlichen 10% sind solche wie wir.
Und wir bewegen uns hier schon längst in einem "Künstlerzirkel".
und wer will schon behaupten Van Gogh war besser als Rubens?

Grüße aus Wien

[Etienne]

AW: Hifi war vorgestern, heute ist der Rechner - ODER - Konzepte im Wandel der Zeit

Hallo

Hier wird wieder ein typischer Fehler gemacht: Die Sichtweise wird auf die Technik reduziert, der Markt zuwenig betrachtet.

Es ist nicht der Fehler der Technik, dass sie falsch eingesetzt wird. Es ist der Fehler des Menschen der sie falsch einsetzt. Der Tontechniker kann nichts dafür, wenn der Produzent seine Vorstellungen durchsetzt.

Hier gibt es dazu eine weiterführende Diskussion: Loudness war - my conversation with a producer

Gruss