Optimierung Signalkette PA & HiFi

[mobile-club-sounds]

Moin an die Runde,

nachdem ich mich Anfang diesen Jahres ausgiebig mit dem Thema der Raumakustik befasst habe,
siehe hier:
RAUMAKUSTIK
ging es nun im nächsten Schritt darum die Signalkette zu überdenken und kritisch in Frage zu stellen.

Generell geht es mir darum die Signalkette meiner PA-Anlagen und meiner Abhöranlage aus dem Post "RAUMAKUSTIK" zu verbessern, falls möglich.
Da der Ansatz der Signalkette der PAs aus dem Verleih etwas anders ist als der der Abhöranlage fange ich zuerst mit der Abhöranlage an und berichte etwas von meinen Überlegungen und Messungen und bin mir sicher dass das Thema auch für den Einen oder Anderen interessant ist.

Meine ürsprüngliche Signalkette im Abhörraum:

1. PC-Soundkarte Analog-Device 24Bit/96KHz (analog Ausgang) ; gemessener THD 0,003 % (1KHz Vollaussteuerung)
2. Yamaha MG06 analoges Mischpult zur Lautstärkeregelung
3. DSP OMNITRONIC SMARD-24RCA ; gemessener THD 0,01 % (1KHz Vollaussteuerung, alle Filter aus)
4. Endstufen K.M.E SPA 500 F und K.M.E. SPA 1200 F

Insgesammt betrachtet nicht´s ausergewöhnliches, die einzelnen Baugruppen haben gute Klirrwerte, wäre es keine Festinstallation, dann wäre der Controller im 19" Format - ansonsten eine Kette wie sie üblich eingesetzt wird.

Doch was stört mich daran ?
Die Klirrwerte beziehen sich auf eine Vollaussteuerung und es ist bekannt das die Klirrwerte in der A/D- und D/A-Wandelung mit sinkendem Signalpegel steigen.

Dieses Phänomen handelt man sich üblicherweise in fast jeder Kette ein, denn niemand hört unter permananter Vollaussteuerung. Konkret bedeutet dies dass die Controller nicht voll ausgesteuert werden.

Um die oben gemessenen THD-Werte mit einem reelen Einsatz zu vergleichen habe ich das Yamahapult so eingepegelt dass ich eine gehobene Zimmerlautstärke habe (häufigster Arbeitszustand) und habe im DSP die Filter des aktuellen Presets aktiv gelassen.
Den Ausgang des DSP habe ich wieder zurück in die Soundkarte geschliffen und so den gesamt-THD der Kette ermittelt:
Signalkette alt gesamt THD 0,5 %
Signalkette alt gesamt THD+N 6 %

Natürlich ist durch das geringe Signal nach dem Yamahapult der Rauschabstand nach dem DSP geringer, aber 6 % THD+N lässt aufhorchen und viele von uns kennen das Rauschen des DCX 2496 bei niedrigem Signalpegel.

Jetzt stand die Frage im Raum wie ich die Kette so anpassen kann dass ich den Klirr minimiere und ob sich der Aufwand akustisch lohnt.

Als Lösung bin ich dann bei einem ALPS 4-Kanal Potentiometer mit Metallfilm als Alternative zum Yamaha MG06 mit einfachen Kohle-Potentiometern gelandte und habe die Signalkette wie folgt abgeändet:

1. PC-Soundkarte Analog-Device 24Bit/96KHz (analog Ausgang)
2. DSP OMNITRONIC SMARD-24RCA
3. ALPS 4-Kanal Potentiometer
4. Endstufen K.M.E SPA 500 F und K.M.E. SPA 1200 F

Von der Soundkarte gehe ich also mit Vollaussteuerung in den DSP und vom DSP gehe ich mit permananter Vollaussteuerung auf einen hochwertigen HiFi Pontentiometer mit 4 Kanälen um mit einer Potiwelle die 4 Endtufeneingänge direkt zu regeln.

Dann die geänderte Signalkette nach dem ALPS zurück in die Soundkarte geschliffen und wieder vermessen:

Signalkette neu gesamt THD 0,15 %
Signalkette neu gesamt THD+N 0,5 %

Im Anschluss der akustische Test - Hörsession:

Das Rauschen ist, wie zu erwarten war, weg - es ist lediglich das minimale Grundrauschen der Endstufen direkt am Lautsprecher warzunehmen.
Sound:
Mitten und Stimmen sind direkter mit mehr Atack. Im Hochton ist auffällig mehr Auflösung entstanden. Instrumente stehen freier im Mix. Die HiHat und die Becken eines Schlagzeuges kommen klarer und crisp rüber.

Lautsprecher auf denen die Hörsession durchgeführt wurden:

LOW: 18s 18W1300
MID: 18s 12MB650
HIGH: 18s ND3N

Fazit:
Unter dem Strich hat sich auch diese Runde 100% gelohnt.
Wahnsinn wieviel Potential mit einer konventionellen Signalkette auf der Strecke verloren geht.

Da diese Session bereits einige Wochen zurück liegt bin ich nun am tüfteln wie ich mittels einer Servosteuerung vom FOH über das Multicore einen ALPS-Poti zwischen Controller und Endstufe auf der Bühne regeln kann - es bleibt spannend.

[think]

Hi,
ich bin gerade an einem ähnlichen Projekt, meine Signalkette zu verbessern.
Bei den Klirrwerten muss man auch unterscheiden, welcher Klirr, K2, K3... das eine klingt warm und musikalisch, während das andere harsch "digital" und agressiv klingt. Even vs Odd Distortion. Beim Mastering zB fügt man ja bewusst eine Verzerrung hinzu, damit das ganze warm und fett klingt, zB mittels Tape. Deswegen müssen 5% THD eines analog Pultes nicht mal schlimm klingen.

Meine Erfahrung ist: Diese günstigen DSP klingen alle nicht sonderlich gut. Meist klingen die harsch und "digital".
Ein weiterer Punkt sind Limiter im DSP. Ich hatte einen DSP (Eigenmarke eines Musikhauses) Dort haben die Limiter massiven Klirr hinzugefügt, sobald diese gearbeitet haben, unbrauchbar für mich. Aber für Laien klingt es dann "Laut" wenn es verzerrt.

Ich bin jetzt bei Linea Research als DSP gelandet, dort ist der Sound sauber.

Das ganze wird mit einem X32 angefahren und dort fällt auch auf, die Wandler klingen absolut grausam, sobald man irgendwo über ca -18dbfs aussteuert, also sobald etwas in den roten Bereich dort geht. Es klingt dann total digital, hart und einfach kaputt. Ich habe darauf hin, den Linea mittels AES/EBU aus dem Pult gespeist, dort fällt sofort auf, wie sauber der Klang auf einmal ist, selbst wenn man hoch austeuert. Das was du auch beschreibst, mehr Auflösung, statt ein Brei.

Leider sieht man auf quasi jeder Veranstaltung wo ein X32 zum Einsatz kommt, dass die "Techniker" das alles bis dauerrot oben hin fahren, dass einem die Ohren bluten. Durch die Verzerrung hört man alles schlechter, was die versuchen durch noch mehr Pegel auszugleichen, dadurch steigt die Verzerrung nur noch weiter und es klingt unerträglich. Wie oben erwähnt, es kommt auf die Art der Verzerrung an.

Ich hab mir jetzt erstmal eine Midas Stagebox für das X32 besorgt und werde testen, ob dort die Wandler besser sind. Nicht überall habe ich die Möglichkeit per AES/EBU die PA zu speisen und dann sind da ja noch die Preamps, die ein ähnliches Verhalten zeigen, alles über -18dfs klingt schnell kaputt.

[mobile-club-sounds]

Moinsen,

ja, K2 und K3 sind klar zu unterscheiden.
Generell muss ich diesen kleinen DSP aber echt in Schutz nehmen. Klanglich ist der im Vergleich zu Anderen genanten echt auffällig gut. Nur zu den Limmitern kann ich Dir nichts sagen, da ich diese nicht nutze, könnte ich aber mal zum Test tun.

Für die PAs aus der Verleihung bin ich auf der Suche nach einem brauchbaren USB/AES Interface um nur eine letzte D/A Wandlung am Ende des Controllers zu haben.

Mischpulte im Dauerrot ist ein ganz anderes, aber leider immer wieder gesehenes Phänomen - und kann auch dazu führen dass ich DJ`s frühzeitig in den Feierabend verabschiede.

Generell berichtest Du aber von Verzerrungen die durch hart einsetzende Limiter in Behringer Produkten enstehen. Das kenne ich auch von meinen 4 DCX. Die sollten einfach nicht erreicht werden.
Wenn Die Signalkette einen permanent festen Pegel hat und erst vor der Endstufe die eigentliche Lautstärke geregelt wird ist das Thema eigentlich auch weg.

[JMP $FCE2]

Bei Aktivsystemen würde ich eher auf einen Stufenschalter vor der Endstufe setzen, um Gleichlauffehler zu minimieren.

Festwiderstände mit 0,1% Toleranz, Reed-Relais, und ein Drehschalter. Wer Spaß daran hat, kann natürlich noch feintunen.

Lautstärkevorwahl in Stufen mit 10-20 dB Abstand, Lautstärkeeinstellung dann per Poti oder digital.

[think]

Naja gerade in der Veleihung macht das ja keinen Sinn ein USB Interface zu haben, weil dir DJs und Techniker ne analoge Stereo Summe mittels XLR übergeben. Dort kommt es auch nicht auf maximalen Klang an, gerade bei DJ, wo die Musik irgendwo gerippt wurde ist ja meist eh nicht viel zu retten.

Aber für zu hause macht das durchaus Sinn. Ich habe für mein "Hifi" Setup zu hause einfach das X32 mittels Soundgrid (über USB ginge auch) aus dem Rechner gespeist und dort dann per AES/Ebu raus.
Wenn es was kosten darf, dann werf mal einen Blick auf das Motu 8D.

Nicht nur DJs, auch Live Techniker mit wenig Erfahrung überfahren gerne alles. Die Disskussionen laufen dann meist auch ins leere, ich bekomme dann oft zu hören, "Nee, das übsteuert erst, wenn die letzte (CLIP) Led auch wirklich dauerhaft leuchtet". Oder: "sonst ist es nicht laut genug". Während der Veranstalter schon kommt und sich beschwert, warum alles verzerrt. Solche Leute sind oft beratungs und lernresistent. Die übersteuern halt jedes Wochenende und wissen gar nicht mehr, wie es richtig klingen müsste.

Jop, vom DCX kenne ich das auch noch, dass der so hart und kaputt dann klingt. Aber beim X32 sind dort nirgends ein Limiter aktiv. Dort sollte Verzerrung auch eigentlich wirklich erst ab 0dbfs eintreten, wenn es digital geclippt wird. De facto klingt es aber schon weit vorher kaputt, es wird auch nicht limitiert, den Pegel bekommt man bis 0dbfs (was dann ca 21dbu am Ausgang enspricht) auch hoch, aber es klingt dann nicht mehr.

Genrell, wenn man wirklich bei HIFI und damit vielleicht auch audiophil ist. Dann spielt der Zuspieler natürlich auch eine Rolle. Spotify hat ein Processing drauf liegen, was sich auch nicht deaktivieren lässt. Windows und manche Audio Player legen auch nochmal eine Compression auf den Sound, was man im Hinterkopf haben sollte.

0,5THD klingt für mich auch immernoch relativ hoch für Hifi und ist für geübte Ohren auch noch hörbar,

[mobile-club-sounds]

@ think

der THD lag vorher bei 0,5%, jetzt hat er nur noch 0,15 % und das ist für eine komplette Signalkette incl. aktiver Filter im DSP schon echt gut ohne große Summen investiert zu haben.
Das war ja eben auch der Ansporn für den Versuchsaufbau. Fehlerquellen sinnig eliminieren.
THD+N mit 0,5% beinhaltet die Störleistung des Rauschens im Signal und das ist ja mit der Vollaussteuerung signifikant von 6% auf 0,5% gefallen.

Den Motu D8 hatte ich mir vor Monaten schon einmal angeschaut. Ebenso ist der Yellowtec PUC2 Lite und der RME Digiface AES interessant. Die günstigere Alternative ist dann noch das Audiowerkzeug DiGI, wobei hier die Abtastrate nicht mehr zeitgemäß ist, werde es aber dennoch testen.

Als erstes wird der bisherige Aufbau mit einem DCX anstatt dem SMARD-24RCA aufgebaut, dann mit einem USB/AES Interface digital in den DCX und ich werde noch einen DEQ2496 zwischen Interface und DCX vermessen.

Das spannenste wird der 6-Kanalige Poti.

[think]

Oh, mein Fehler. Du schreibst ja THD+N, das hatte ich überlesen. Sorry

Das mit AES Ebu in den Dcx würde mich auch noch interessieren. Hatte das vor Jahren mal getestet, das aber verworfen, da da ganz komische Dinge passiert sind, dass die Tönhöhe nicht mehr stimmt usw. Als wenn der Clock nicht sauber war und der die Samplefrequenz falsch erkannt hatte.

[the flix]

Die Klirrwerte beziehen sich auf eine Vollaussteuerung und es ist bekannt das die Klirrwerte in der A/D- und D/A-Wandelung mit sinkendem Signalpegel steigen.

Ist das so? Rauschen hat auch einen Einfluss auf eine THD-Messung, sobald es in derselben Größenordnung liegt, wie die Harmonischen. Oder hast du Spektren bei unterschiedlichen Pegeln, die deine These belegen?

Das ganze wird mit einem X32 angefahren und dort fällt auch auf, die Wandler klingen absolut grausam, sobald man irgendwo über ca -18dbfs aussteuert, also sobald etwas in den roten Bereich dort geht. Es klingt dann total digital, hart und einfach kaputt. Ich habe darauf hin, den Linea mittels AES/EBU aus dem Pult gespeist, dort fällt sofort auf, wie sauber der Klang auf einmal ist, selbst wenn man hoch austeuert. Das was du auch beschreibst, mehr Auflösung, statt ein Brei.

Leider sieht man auf quasi jeder Veranstaltung wo ein X32 zum Einsatz kommt, dass die "Techniker" das alles bis dauerrot oben hin fahren, dass einem die Ohren bluten. Durch die Verzerrung hört man alles schlechter, was die versuchen durch noch mehr Pegel auszugleichen, dadurch steigt die Verzerrung nur noch weiter und es klingt unerträglich. Wie oben erwähnt, es kommt auf die Art der Verzerrung an.

Das ein X32 über -18 dBSF unverhältnismäßig viel verzerrt, halte ich für eine gewagte Aussage. Der rote Bereich ist bei diesem Pult die oberste LED, ab -18 dBFS wird es gelb. Ich kann aus diesen Messungen nichts derartiges ableiten:
https://www.audiosciencereview.com/foru ... ole.29300/
Oder hast du eigene Messungen, die denen widersprechen?

Dass Rauschen einen Höreindruck bei kleinen Pegeln beeinflussen kann, halte ich für absolut nachvollziehbar. Wer Rauschen minimieren will, hält seine Signalkette soweit digital, wie möglich (also bis zum Systemamp/DSP).
Wenn man Verzerrungen für etwas verantwortlich macht, sollte man das auch zweifelsfrei belegen können.
Und das in den meisten Anwendungen die Verzerrungsprodukte der Lautsprecher die der Elektronik um Größenordnungen übersteigen, ist unstrittig, oder?

[think]

Ist das so? Rauschen hat auch einen Einfluss auf eine THD-Messung, sobald es in derselben Größenordnung liegt, wie die Harmonischen. Oder hast du Spektren bei unterschiedlichen Pegeln, die deine These belegen?

Die Auflösung eines Wandlers ist schlechter bei geringeren Pegel. Ansonsten nimmt der Klirr eigentlich erst schlagartig zu, wenn der überfahren wird,

Oder hast du eigene Messungen, die denen widersprechen?

Ich habs eben gemessen, weils mich natürlich auch selber interessiert, was ich dort höre.
Ich messe tatsächlich keinen erhöhten Klirr. Daran scheint es also nicht zu liegen.
Dennoch klingt es sauberer, Transienten werden weniger verschmiert, es klingt weniger angestrengt, der ganze Sound wirkt offener, wenn ich die Wandler in meinem Linea DSP nutze und nicht, die des X32. Gibts dafür eine Erklärung? Gerne auch Vorschläge, das ganze Messtechnisch zu belegen.

EDIT: Habs rausgefunden, warum ich einen anderen Klangeindruck hatte. Analog ist einfach 2db lauter, somit clippts da auch 2db eher. Die Ohren lassen sich ja leicht täuschen, wenn der Pegel nicht exakt gleich ist.