Limiter-Berechnungstool

Aufstellung von Boxen und Controlling/Setups. Erfahrungen, Tipps & Tricks.

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JoPeMUC
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#1

Beitrag 30. Jan 2020 16:52

Weil wir es schon länger nicht mehr hatten, mache ich hier einen weiteren Thread zum Thema Limiter auf, diesmal mit besonderem Bezug zu Jobstis Rechner.

Ich möchte hier erstens fragen, ob ich die Materie soweit richtig verstanden habe, und zweitens noch einige spezielle Fragen stellen.

Als Equipment habe ich einen DCX 2496, einen FP10000-Klon, zwei BS-Tek BS.M12 (Belastbarkeit 400 W AES, 8 Ohm) und vier TP 118/800 (Belastbarkeit 600 W RMS/ 1200 W AES/ 2400 W peak, 8 Ohm), wobei ich je nach Situation nur zwei Subs aufstelle. Zwei Kanäle der Endstufe betreiben die Tops, zwei Kanäle der Endstufe jeweils entweder einen oder zwei Subs.

Die Endstufe ist mit 4x1350W an 8 Ohm bzw. 4x2100 W an 4 Ohm angegeben. Der Voltage Gain ist zwischen 23dB und 44dB in mehreren Schritten einstellbar, allerdings gilt das dann für alle Kanäle.

Da der DCX +22dBu (also 9.757 V) ausgibt, würde ich den Voltage Gain auf 23dB stellen. Damit brauche ich am Eingang laut Jobstis Rechner 7.357 V zur Vollaussteuerung. Das ist erfreulich, da man so den DCX recht hoch aussteuern kann, was das Rauschen reduzieren sollte.

Für den Limiter für die Tops gebe ich also die 7.357 V und 1350 W bei 8 Ohm für die Endstufe und 400 W bei 8 Ohm für die Lautsprecher in den Limiter-Rechner ein und es kommen -7.73 dBfs raus. Das klingt plausibel.

Frage: Liefert der DCX dabei noch ein passables Signal oder sollte man besser einen höheren Wert einstellen und ein entsprechendes Dämpfungsglied in die Leitung zur Endstufe einschleifen?

Bei zwei Subs, also einem pro Kanal, gebe ich bei Lautsprecher die 1200 W bei 8 Ohm ein und es kommen -2.96 dBfs raus. Auch das klingt plausibel.

Frage: Ist die Annahme von 1200W (bei Chart- und durchschnittlicher elektronischer Musik) sinnvoll? Die 150W, die die Endstufe mehr kann, dürften ja nicht so viel ausmachen, und so kommt sie sicher nicht ins Clipping. Oder sollte ich das sogar tiefer ansetzen?

Wie sieht es aber jetzt aus, wenn ich vier Subs an zwei Kanälen betreibe, also bei 4 Ohm? Mit welchem Voltage Gain bzw. welcher Eingangsempfindlichkeit rechne ich nun?

Wenn ich im Limiter-Rechner für die Endstufe 2100W an 4 Ohm bei 7.357 V Eingangsempfindlichkeit eingebe, werden 21.91 dB Voltage Gain ausgegeben. Um auf 23 dB Voltage Gain zu kommen, muss ich die Eingangsempfindlichkeit auf ca. 6.5 V (also 18.47 dBu) verringern.

Und genau da hakt es bei mir. Bei Parallelschaltung (gleicher Impedanzen) bleibt die Spannung an jedem Sub gegenüber dem Einzelbetrieb gleich. Die Endstufe kann halt nicht genug Strom liefern, um beide Subs mit jeweils 1350 W zu versorgen, daher können es in Summe nur 2100 W sein. Aber der Voltage Gain sollte doch eigentlich derselbe bleiben, oder? Daher muss ich die Eingangsspannung auf 6.5 V begrenzen, damit die Ausgangsspannung nicht so hoch wird, dass mehr als 2100W abgegeben würden, richtig? Das hieße dann, dass ich die 6.5 V als Eingangsempfindlichkeit der Endstufe eingeben muss.

Stimmt das so oder habe ich da einen Denkknoten drin?

Falls es stimmt, scheint mir dann aber hier der Rechner an seine Grenzen zu kommen. Denn lasse ich den Lautsprecher bei 1200 W / 8 Ohm (bzw. 2400 W /4 Ohm, das kommt auf dasselbe raus), dann bekomme ich zwar einen Limiterwert ausgegeben (-2.94 dBfs, also 19.06 dBu), der ist aber so hoch, dass mehr als 6.5 V auf die Endstufe gegeben würden. Die Endstufe würde die Spannung dann zwar verstärken (wollen), aber es würde so viel Strom gezogen, dass sie in Überlast ginge. Ich muss also auf 18.47 dBu, also -3.53 dBfs, limitieren.

Also müsste eigentlich der Limiter-Rechner modifiziert werden. Erstens wäre es sinnvoll, anstatt der Eingangsempfindlichkeit alternativ den Voltage Gain eingeben zu können (der Rechner weiter unten auf der Seite rechnet das nur für 8 Ohm um, es wäre aber auch für andere Impedanzen interessant). Denn aus Voltage Gain und maximaler Leistung ergibt sich die maximal zulässige Eingangsspannung. Zweitens sollte ein Hinweis ausgegeben werden, wenn der berechnete Limiterwert so hoch ist, dass die Eingangsempfindlichkeit überschritten würde. Denn damit ginge die Endstufe entweder ins Clipping oder ins Protect.

Jochen

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Macs Günther
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#2

Beitrag 30. Jan 2020 17:25

JoPeMUC hat geschrieben:
30. Jan 2020 16:52
Frage: Ist die Annahme von 1200W (bei Chart- und durchschnittlicher elektronischer Musik) sinnvoll? Die 150W, die die Endstufe mehr kann, dürften ja nicht so viel ausmachen, und so kommt sie sicher nicht ins Clipping. Oder sollte ich das sogar tiefer ansetzen?

Wie sieht es aber jetzt aus, wenn ich vier Subs an zwei Kanälen betreibe, also bei 4 Ohm? Mit welchem Voltage Gain bzw. welcher Eingangsempfindlichkeit rechne ich nun?
Moin,
vorweg, ich habe ein ähnliches Equipment und benutze die mittlere Eingangsempfindlichkeit der Endstufe, um mit einem Handy die Anlage auch noch auf ausreichend Pegel betreiben zu können.

Die ersten beiden Berechnungen des Limiters würde ich exakt genau so vornehmen. Für die 4 Subs wäre der Limiter-Wert genau der gleiche (gut wenn man es genau nach Datenblatt mit 2100W @4Ohm berechnet leicht höher mit -1,87dBfs), da sich ja die Leistung verdoppelt, während die Impedanz sich halbiert. Sollte also gut funktionieren. Aus anderen Threads habe ich gelesen, dass eine clippende Endstufe immer schädlich sein kann, daher würde ich den Limiter der DCX immer nutzen. Was da technisch genau passiert weiß ich aber nicht.

Einige sagen bei normaler Musik kann man im Bassbereich etwa die AES ~ RMS * 1,5 als Limiter-Wert verwenden. Dafür hättest du ja allerdings keine Reserven.


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JoPeMUC
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#3

Beitrag 30. Jan 2020 22:21

Danke für die schnelle Antwort!
Macs Günther hat geschrieben:
30. Jan 2020 17:25
vorweg, ich habe ein ähnliches Equipment und benutze die mittlere Eingangsempfindlichkeit der Endstufe, um mit einem Handy die Anlage auch noch auf ausreichend Pegel betreiben zu können.
Ich habe die Endstufe zusammen mit dem DCX in einem Rack, alleine schon für die Frequenzaufteilung. Daher wird es bei mir nicht vorkommen, dass ich eine pegelschwache Quelle direkt an die Endstufe anschließe. Und falls doch, dann sind die drei DIP-Schalter ja auch schnell umgestellt. Wichtiger ist mir, möglichst lange mit möglichst hohem Signalpegel zu arbeiten.

Jochen


Jens Droessler
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#4

Beitrag 31. Jan 2020 00:53

Das ist keine gute Idee. Das ist nicht nur die maximale Ausgangsspannung des DCX2496, sondern entspricht auch intern dem digitalem Maximum. Darüber kommt dann digitales Clipping, das sollte klar sein, ja? Nehmen wir mal an, du hast da Tops mit 1200W dran, dann liegt deine Limitereinstellung vielleicht bei -2dBfs. Limiter spricht an, müsste aber eigentlich schon drei vier fünf dB reduzieren... nur clippt der Controller dann intern schon ein zwei drei dB. Und die Lautsprecher qualmen dann trotzdem. 10dB sehe ich als Minimum an, was zwischen Limitersetting und 0dBfs sein muss. Und selbst diese machen dir so einige DJs ohne Weiteres zunichte.


Birdman
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#5

Beitrag 31. Jan 2020 08:49

Jens Droessler hat geschrieben:
31. Jan 2020 00:53
10dB sehe ich als Minimum an, was zwischen Limitersetting und 0dBfs sein muss. Und selbst diese machen dir so einige DJs ohne Weiteres zunichte.
Vielleicht habe ich das falsch verstanden, allerdings hieße das, dass ich den FP10000 Clone dann bei knapp 200W/8Ohm beschneide, außer die "davor hängenden" Komponenten (wohl im wesentlichen der Mixer/das Mischpult) werden nicht zu 100% ausgesteuert (0dBfs).
Es wurde schon einmal geschrieben, dass gegen rücksichtslose DJs die Zwischenschaltung eine Dämpfungsglieds (-10dB) helfen würde. Wie sind damit die Erfahrungen?

Korrigiert mich gerne, sofern ich das aufgrund meines Halbwissens nicht korrekt erfasst habe...

Hier meine Berechnung, bezogen auf den FP10000 clone (Eingangsempfindlichkeit 44dB --> Zielwert -10dBfs):
FP10000 Controllerzielwert -10dBfs.JPG
Gruß
Birdman
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Lucker
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#6

Beitrag 31. Jan 2020 09:19

Beim DCX ist der Bezugswert ja +22dbu limitieren kann man von -24 bis 0dbfs. Sinnvoll ist hier wie bereits gesagt nicht an die grene zu gehen sondern 10 db Luft zu lassen also maximal bis auf -10 dbfs zu limitieren.
Bei einem Controller mit Bezugpunkt 0dbu wird man auch einen anderen Bereich zum limitieren haben zb. -10 bis +15dbfs dann sollte man +5dbfs nicht überschreiten.


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#7

Beitrag 31. Jan 2020 09:21

@Jens Droessler Hier würde ich gerne noch einmal einhaken.

Der Limiter ist doch das letzte Glied im DCX. Wenn ich vorher ins digitale Clipping komme (was alleine dann schon passiert, wenn das Einganssignal den Digitalwandler im EIngang des DCX überfährt), dann ist mein analoges Ausgangssignal versaut, unabhängig davon, ob ich auf -2 dBfs oder -10 dBfs limitiere. Beim Limiter auf -2 dBfs hätte ich ein VG von 23 dB an der Endstufe, bei -10 dBfs hätte ich 31 dB VG, um den geringeren Eingangspegel zu kompensieren. Im Endeffekt kommt dasselbe verhunzte Signal auf die Lautsprecher. Denn das einzige, was der DJ machen kann, ist mehr Pegel aus dem Pult geben, und somit den DCX ins digitale Clipping fahren.

Oder soll ich Deinen Hinweis so verstehen, dass ich den DCX insgesamt auf -10 dBfs laufen lasse, indem ich den Eingangspegel reduziere, damit ich 10 dB "digitalen Headroom" habe, den mir der DJ bei voll aufgerissenem Pult nur schwer zunichte machen kann? Verliere ich damit nicht zu viel Bittiefe in der Signalverarbeitung, was mir wieder ein Quantisierungsrauschen beschert?

Wäre dann der richtige Weg nicht eigentlich, bei voll aufgerissenem Pult (input gain, Kanalfader, Master) den Eingang des DCX so zu regeln, dass ich bei knapp 0 dBfs auskomme, um nicht ins digitale Clipping zu kommen? Mehr kann dann ja vom Pult nicht kommen. Den Limiter kann ich dann passend zu Endstufe und Lautsprecher einstellen.

Jochen


bierman
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#8

Beitrag 31. Jan 2020 12:00

JoPeMUC hat geschrieben:
31. Jan 2020 09:21

Wäre dann der richtige Weg nicht eigentlich, bei voll aufgerissenem Pult (input gain, Kanalfader, Master) den Eingang des DCX so zu regeln, dass ich bei knapp 0 dBfs auskomme, um nicht ins digitale Clipping zu kommen? Mehr kann dann ja vom Pult nicht kommen. Den Limiter kann ich dann passend zu Endstufe und Lautsprecher einstellen.
So mach ich das bisher immer, ohne jedoch zu wissen ob das der beste Weg ist.
Ein XLR-Pad (Selbstbau aus gerade herumliegenden Widerständen, ich weiß nicht mehr wieviel dB das rausnimmt) hab ich auch ne zeitlang im Rack gehabt da auch der Eingang des DCX mal überfahren werden kann wenn der DeeJott völlig ausrastet.

(Quantisierungs) Rauschen ist eigentlich kaum ein Problem beim DCX, vermutlich dank der 24bit-Signalverarbeitung.


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#9

Beitrag 31. Jan 2020 12:41

bierman hat geschrieben:
31. Jan 2020 12:00
(Quantisierungs) Rauschen ist eigentlich kaum ein Problem beim DCX, vermutlich dank der 24bit-Signalverarbeitung.
Da habe ich gerade auch nochmal drüber nachgedacht. 3 dB weniger Aussteuerung dürfte 1 bit kosten, wenn ich mich nicht irre. Und etwas über 3 bit bei 24 verfügbaren dürfte verschmerzbar sein.

Jochen


Jens Droessler
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#10

Beitrag 1. Feb 2020 08:34

@ Birdman: Selbstverständlich muss man dann die Eingangsempfindlichkeit der Endstufe entsprechend so erhöhen, dass man wieder bei 2000W landet.

@JoPeMUC: Darauf, dass der ADC nicht übersteuert wird, kannst du aber vorm Controller Einfluss nehmen, entweder mit Pegelreduziergliedern oder indem du den Pegel des Masters am Pult absenkst, wie es z.B. bei Pioneer möglich ist. Es ist ja schön gedacht, wenn du es so einstellst, dass das Maximum an Ausgangspegel des Pults grad so nicht den DCX im Eingang übersteuert und dann auch die Ausgänge soviel Pegel liefern müssen, um die Endstufe voll auszusteuern. Und was ist, wenn dann ein vernünftiger DJ kommt, der das Pult nur bis knapp über 0dBu aussteuert? Klappt nicht. Der DJ ist ja dann geradezu gezwungen, am Pult schon richtig Gas zu geben, damit bei der PA was rauskommt. Und jetzt dreht er auch noch den Bass auf! Huch, das Pult übersteuert nun schon selbst. Nagut, gehen wir dacon aus, dass das Pult dann so ausgesteuert ist, dass der DCX grad so die -2dBfs am Eingang erreicht, damit der Ausgang auch dort liegt. Jetzt hast du aber noch 4dB Anhebung bei einen EQ im Input oder auch Output. Eeeek, schon clippt es digital, obwohl der ADC nicht übersteuert ist. Andersrum, der ADC liegt bei 0dB, sagenhafterweise ohne je zu clippen, aber du schneidest mit dem EQ irgendwo 8dB weg. Wie willst du die aufholen, ohne Gefahr zu laufen, die restlichenen Frequenzbereiche zu clippen?
Die richtige Vorgehensweise ist also, zwar zuzusehen, dass das Maximum am ADC-Eingang ungefähr da liegt, wo das Maximum des DJ-Pults liegt, was mit +22dBu auch nicht mal abweigig ist, oder eben nochmal mit Pegelreduktionsadaptern dazwischen zu gehen, ABER den eigentlichen Arbeitspegel bei vielleicht +4dBu oder +10dBu anzulegen. Nun könnte man ja dann im Controller den Gain für die Outputs auch einfach entsprechend erhöhen, um die Outputs dann so auszusteuern, dass bei +4dBu am Eingang eben +20dBu, also -2dBfs am Ausgang anliegen. Nur ändert das nichts dran, dass dann +8dBu am Eingang, die er bequem verarbeiten kann, am Ausgang eben schon +24dBu und damit unmögliche +2dBfs bedeuten würden. Da sind noch jetzt noch keine EQs, keine DynEQs etc eingerechnet. Daher ist auch das eine schlechte Idee. Also bleibt nur, die Endstufe eben auf 32dB Gain zu schalten, den Limiter entsprechend niedriger anzusetzen, damit genung Headroom bleibt, sodass der Limiter auch sinnvoll arbeiten kann und EQs auch noch mit reinpassen.

1bit entspricht übrigens 6dB.


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#11

Beitrag 4. Feb 2020 12:41

Ja, das klingt vernünftig, Jens. So langsam verstehe ich auch, warum man bei einem DSP gerne einen Limiter im Eingang hat...

Stimmt, eine Spannungsverdoppelung sind 6dB mehr. Somit dürfte ein Arbeitspegel um -10dBfs herum gegenüber 0dBfs keine störenden klanglichen Nachteile haben.

Jochen


Jens Droessler
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#12

Beitrag 4. Feb 2020 19:37

Der Limiter im Eingang bringt ja auch nicht viel in diesem Zusammenhang. Wenn vorher schon durch EQs ein Pegel erreicht wird, der eigentlich über 0dBfs liegen müsste, hat man das Problem immer noch. Nur Headroom hilft. Oder eben Controller, die intern noch Headroom gegenüber der Maximalaussteuerung der ADCs/DACs hat. Das ist machbar, aber scheinbar gar nicht so häufig. Einzelne Teile wie die Filter arbeiten mit deutlich höherer Auflösung, aber meistens wird 0dBfs beibehalten.


Birdman
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#13

Beitrag 5. Feb 2020 08:38

Lucker hat geschrieben:
31. Jan 2020 09:19
Beim DCX ist der Bezugswert ja +22dbu limitieren kann man von -24 bis 0dbfs. Sinnvoll ist hier wie bereits gesagt nicht an die grene zu gehen sondern 10 db Luft zu lassen also maximal bis auf -10 dbfs zu limitieren.
Bei einem Controller mit Bezugpunkt 0dbu wird man auch einen anderen Bereich zum limitieren haben zb. -10 bis +15dbfs dann sollte man +5dbfs nicht überschreiten
Ich betreibe den the t.racks DSP 204 zusammen mit einer Sanway FP10000q. Der Bezugwert ist bei dieser 0db, die Einstellung des Thresholds erfolgt in db. Insofern würde eine Limitierung von -10db nötig.
Jens Droessler hat geschrieben:
1. Feb 2020 08:34
@ Birdman: Selbstverständlich muss man dann die Eingangsempfindlichkeit der Endstufe entsprechend so erhöhen, dass man wieder bei 2000W landet.
Die Eingangsempfindlichkeit erreicht bei 44db ihr Maximum und kann nicht mehr erhöht werden. Bei meiner Lautsprecherkombination 2x X!Max 8/1 und 4x X!Max BR115ex mit 15NLW9401 wäre bei den Subwoofern eine Limitierung bei -1db angezeigt (siehe hier). Ließe ich zusätzlich 9db Headroom, würde ich die Subwoofer mit lediglich 200W versorgen.

Infofern kommen m.E. eigentlich nur zwei Möglichkeiten zum Schutz des Equipments vor übermütigen DJs in Betracht:
1. Soviel Materiel zur Verfügung stellen, dass der Hörschmerz vor Zerstörung des Equipments eintritt.
2. Sofern - wie in meinem Fall - nicht mehr Material vorhanden ist, macht wohl die Zwischenschaltung eines Dämpfungsglieds Sinn. Dies geht jedoch in der Folge mit wesentlich geringeren Pegeln einher...

Gruß
Birdman


jones34
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#14

Beitrag 5. Feb 2020 15:50

dBfs (full scale) kann per Definition keine positiven Werte haben. Mehr als "Full" geht nicht.
Hier bitte immer auf den Bezugspunkt achten.

Digital kann man einen DCX nur schwer clippen, da der verbaute SHARC DSP mit mindestens 32bit rechnet.

Bei DJ-Sachen habe ich immer ein Digitalpult oder einen Analogen Compressor dabei.
So kann ich mit allem umgehen was einem so ein DJ entgegen werfen kann.
Auch kann man dynamisch auf die Situation reagieren.

Wichtig ist das man für die Kompression entweder einen EQ in der Sidechain hat oder gleich einen Multibandkompressor verwendet.
So kann man das Programm auch mit dem korrekten Frequenzgehalt komprimieren (mehr Bass) und erhält so auch bei starker Kompression vernünftigen Klang ohne Pumpen.
Das gibts in einer einfachen Version auch schon direkt in Geräten eingebaut (Contour bei DBX z.B.).

Die Limiter im Controller sind dann wirklich nur noch zum Schutz der Lautsprecher da und sollten möglich nicht arbeiten.


bierman
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#15

Beitrag 7. Feb 2020 11:51

jones34 hat geschrieben:
5. Feb 2020 15:50

Digital kann man einen DCX nur schwer clippen, da der verbaute SHARC DSP mit mindestens 32bit rechnet.

Bedeutet das, dass der DCX intern gar nicht clippt wenn die rote LED bei einem der Eingangskanäle aufleuchtet?
dann hab ich oben Mist geschrieben.


jones34
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#16

Beitrag 7. Feb 2020 12:09

Doch, natürlich kann man die Eingänge clippen.
Es wird nur schwer intern Clipping durch eine doofe Gainstruktur oder EQ zu erzeugen ohne die Ausgänge voll auszusteuern.


Jens Droessler
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#17

Beitrag 7. Feb 2020 21:33

@ jones34: Hast du das auch messtechnisch überprüft? Aus Erfahrung mit heftigen Entzerrungen und auch der Summenfunktion sage ich, dass 0dBfs am ADC auch intern 0dBfs sind. Die intern höhere Auflösung wird IMO für mehr Präzision bei den Algorithmen genutzt, nicht für Headroom. Andernfalls wären 0dBfs intern nicht 0dBfs an den Wandlern.

Ich habe auch nicht behauptet, dass es Pegel oberhalb 0dBfs gibt. Ich sagte „wenn es rechnerisch Pegel oberhalb 0dBfs sein MÜSSTEN“, was eben nicht geht.

@ Birdman: Ich glaube, da hast du irgendwo einen Fehler. Mit auf 44dB eigestellter Spannungsverstärkung an der Endstufe kann es unmöglich sein, dass du am Ausgang des Controllers +21dBu (Limiter auf –1dBfs > 0dBfs = +22dBu > Limiter auf +21dBu) brauchst, um auf 2kW zu kommen. Mit 23dB Spannungsverstärkung und +21dBu vom Controller sinds ja schon fast 2kW an 8 Ohm! Was spricht also dagegen, stattdessen die Endstufe auf 35dB Spannungsverstärkung zu stellen und am Controller nur +9dBu zu fahren? Gleicher Output, massiv mehr Headroom am Controller.


jones34
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#18

Beitrag 8. Feb 2020 01:29

Mit den dBfs warst auch gar nicht du gemeint ;)

Ich hatte jedenfalls keine Probleme bis jetzt, auch mit EQ im Eingang und ordentlicher Aussteuerung.
Ich kann aber bei Gelegenheit auch gerne mal nachmessen, hab meine DCXen grad nur nicht daheim.

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