⎮Stö­run­gen auf Ab­stand hal­ten: Preamps, Wand­ler und Gain-struk­tur

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In ei­nem Misch­pult be­fin­det sich ei­ne kom­ple­xe Si­gnal­ver­ar­bei­tung, bei der es un­ab­hän­gig von Grö­ße und Preis­klas­se gilt, die Pe­gel­ver­hält­nis­se und Gain-struk­tur im Blick zu be­hal­ten: Das Si­gnal soll ei­ner­seits nicht über­steu­ern, aber auch nicht im Rau­schen un­ter­ge­hen. Schon zu ana­lo­gen Zei­ten war das ein schwie­ri­ges The­ma für die Ent­wick­ler, und es hat sich in ähn­li­cher Form auf die di­gi­ta­le Ebe­ne über­tra­gen. Grund­sätz­lich gilt: Nie­mals über­steu­ern! Ein durch Clip­ping be­schnit­te­nes Si­gnal ist un­rett­bar ver­zerrt. Auf aus­rei­chen­den He­adroom zu ach­ten, ist da­her ei­ner der wich­tigs­ten Aspek­te.

Schau­en wir uns da­zu bei­spiel­haft die Si­gnal­ket­te im Ui16 an. Noch auf der ana­lo­gen Sei­te be­fin­det sich der Preamp mit ein­stell­ba­rem Gain, das dort zwi­schen −6 und +50 db liegt. Der Gain-stel­ler zeigt zwar ei­nen Ein­stell­be­reich von −40 bis +50 db an, was je­doch et­was ir­re­füh­rend ist: Der Be­reich von −6 bis −40 db spielt sich nur auf der di­gi­ta­len Sei­te ab und hat so­mit kei­ner­lei Aus­wir­kung auf den Preamp und ein mög­li­ches Clip­ping. Kon­kret liegt die Clip-gren­ze des Preamps und des nach­fol­gen­den A/dwand­lers für −6 db Gain bei +20 dbu, wo sie auch bleibt, selbst wenn das Gain wei­ter her­un­ter­ge­dreht wird.

Am bes­ten merkt man sich den Zu­sam­men­hang so: −6 db Gain im Preamp be­wir­ken +20 dbu auf der ana­lo­gen Sei­te, da­mit er­ge­ben sich 0 db­fs und so­mit Voll­aus­steue­rung auf der di­gi­ta­len Sei­te. Die Ta­bel­le führt die Wer­te für Gain-ein­stel­lun­gen von −6 bis +50 db mit den da­bei ge­mes­se­nen Si­gnal to Noi­se (S/N) Wer­ten auf. Der S/N des A/d-wand­lers er­reicht A-be­wer­tet 103 db. Erst für Gain-wer­te von +20 db und mehr be­ginnt dann das Rau­schen des Preamps zu do­mi­nie­ren. Für 50 db Gain wird noch ein S/N von 76 db A-be­wer­tet er­reicht. Be­zieht man das auf die Clip-gren­ze in die­ser Ein­stel­lung bei −36 dbu, dann er­gibt sich dar­aus ein äqui­va­len­tes Ein­gangs­rau­schen (EIN) von −112 dbu A-bew. oder −109 dbu li­ne­ar be­wer­tet. Da­mit sind wir auch beim ein­zi­gen Schwach­punkt des Ui16 an­ge­kom­men: Die Rau­sch­wer­te der Preamps sind in ei­ner Grö­ßen­ord­nung von 15 db schlech­ter, als man es er­war­ten wür­de. An­ge­sichts des Prei­ses des Ui16 mit ei­nem UVP von 729 € mag sich der Aus­rei­ßer ent­schul­di­gen,

bes­ser wä­re es na­tür­lich ge­we­sen, das Pult ein klein we­nig teu­rer zu ma­chen und sich die­sen nicht stan­des­ge­mä­ßen Wert zu er­spa­ren. Die Wer­te sind aber des­sen un­ge­ach­tet kor­rekt im Da­ten­blatt an­ge­ge­ben.

Im Si­gnal­fluss fol­gen auf der di­gi­ta­len Ebe­ne drei Gain-stel­ler. Der ers­te ist das schon er­wähn­te er­wei­ter­te Preamp-gain mit ei­nem Be­reich von 0 bis −34 db. Da­nach fol­gen noch der Chan­nel- und der Mas­ter-fa­der je­weils mit Ein­stell­be­reich von –∞ bis +10 db. Zu­rück auf die ana­lo­ge Sei­te geht es über den D/a-wand­ler und ei­ne sym­me­tri­sche Aus­gangs­stu­fe. Hier ist zu un­ter­schei­den zwi­schen den vier Aux Out­puts mit ei­ner ma­xi­ma­len Aus­gangs­span­nung von knap­pen +18 dbu und den Mas­ter Out­puts mit +24 dbu.

Stellt man al­les auf 0 db ein­schließ­lich des Preamp Gains, dann wird ein ana­lo­ges Ein­gangs­si­gnal mit +14 dbu Pe­gel auf 0 db­fs auf der di­gi­ta­len Ebe­ne um­ge­setzt und so bis zum D/aum­set­zer wei­ter­ge­reicht, der dar­aus in­klu­si­ve der nach­fol­gen­den ana­lo­gen Aus­gangs­stu­fe +18 oder eben +24 dbu macht.

Abb. 1 zeigt da­zu zwei Fre­quenz­gän­ge von ei­nem Ein­gang zu ei­nem Aux-aus­gang, ge­mes­sen bei 0 db und bei +50 db Preamp Gain. Das Gain be­trägt ent­spre­chend 3,6 db oder 53,6 db. Der Ver­lauf ist in bei­den Fäl­len per­fekt ge­ra­de (bit­te die hoch auf­lö­sen­de Ska­lie­rung be­ach­ten). Den ma­xi­ma­len Aus­gangs­span­nun­gen von +24 dbu bzw. +18 dbu steht ein Stör­pe­gel von −90 dbu bzw. −96 dbu ge­gen­über, wor­aus ein S/N von sehr gu­ten 114 db re­sul­tiert.

Stör­spek­trum am Aus­gang bei max. (blau) und min. (rot) Preamp Gain und +20 db in­ter­nem di­gi­ta­len Gain. −57 dbu ab­züg­lich der 20 db Gain in Re­la­ti­on zu +23 dbu max. Aus­gangs­span­nung er­ge­ben ei­nen Stör­pe­gel von −100 db­fs am Aus­gang des ADCS (Abb. 2)

Fre­quenz­gang über al­les vom ana­lo­gen Ein­gang zum ana­lo­gen Aux-aus­gang, ge­mes­sen bei 0 db Preamp Gain (rot) und bei +50 db (blau) (Abb. 1)

S/N für Preamp und Wand­ler al­le Mes­sun­gen mit 200 Ohm Ein­gangs­wi­der­stand, EIN = −109 dbu (lin.) / −112 dbu (A) @ max. Gain

Stör­spek­trum am ana­lo­gen Mas­ter-aus­gang mit ei­nem Ge­samt­pe­gel von −87 dbu lin. bew. und −90 dbu A-bew. An den Aux-aus­gän­gen ist der Stör­pe­gel je­weils 6 db ge­rin­ger, wie auch der ma­xi­ma­le Aus­gangs­pe­gel. (Abb. 3)

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