Sa­fe­ty first: Fall­back auf al­len Ebe­nen

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zen­tra­ler Punkt in ei­nem Au­dio­netz­werk kommt ei­nem Ge­rät wie dem New­ton ei­ne be­son­de­re Be­deu­tung zu. Ein Aus­fall wür­de die ge­sam­te An­la­ge be­tref­fen und ei­nen au­dio­tech­ni­schen Black­out nach sich zie­hen. Die Ur­sa­chen für ei­nen sol­chen Aus­fall kön­nen viel­fäl­tig sein. Die Er­fah­rung mit di­gi­ta­len Ge­rä­ten al­ler Art zeigt je­doch, dass in­tern im Ge­rät häu­fig das Netz­teil die Ur­sa­che ist oder eben ein ex­ter­ner Strom­aus­fall. Ver­stär­ker oder ak­ti­ve Laut­spre­cher wer­den da­her auf ver­schie­de­ne Strom­krei­se auf­ge­teilt. Fällt ei­ne Lei­tung aus, dann be­trifft das nur ei­nes von vie­len Ge­rä­ten. Gibt es je­doch nur ein zen­tra­les Ge­rä­te, ähn­lich wie bei Misch­pul­ten, dann geht die­se Stra­te­gie nicht auf. An die­ser Stel­le kommt dann das zwei­te Netz­teil ins Spiel, das dann selbst­ver­ständ­lich auch über ei­ne zwei­te un­ab­hän­gi­ge und se­pa­rat ab­ge­si­cher­te Netz­lei­tung an­ge­schlos­sen wer­den soll­te. Fällt ei­ne Lei­tung oder ein Netz­teil aus, dann über­nimmt das zwei­te lü­cken­los den Be­trieb.

Nicht viel we­ni­ger kri­tisch sind die Si­gnal­lei­tun­gen, wenn es um Au­dio über Netz­werk geht. Das Dan­te-netz­werk sieht hier be­reits von sich aus ei­ne Red­un­danz vor, bei der zwei kom­plett un­ab­hän­gi­ge Net­ze auf­ge­baut wer­den kön­nen, die dann auf den pri­mä­ren und se­kun­dä­ren Dan­te­port ar­bei­ten. Um ein Netz­werk wirk­lich red­un­dant aus­zu­füh­ren, ist die Vor­aus­set­zung je­doch der ab­so­lu­te Ver­zicht auf jed­we­de ge­mein­sa­me Kom­po­nen­te. D. h. auf je­den Fall se­pa­ra­te Swit­che, nicht nur Sub­net­ze in ei­nem Switch, und für die­se auch wie­der un­ab­hän­gi­ge Strom­ver­sor­gun­gen. Bei ei­ner Madi-ver­bin­dung ist die Red­un­danz nicht von vor­ne her­ein schon ein­ge­baut. Hier wä­re die­se durch ei­ne Nut­zung bei­der Si­gnal­we­ge, op­tisch und elek­trisch, ex­pli­zit her­zu­stel­len. Die Um­schal­tung er­folgt dann durch das emp­fan­gen­de Ge­rät.

Im New­ton setzt man an die­ser Stel­le ganz auf Si­cher­heit. Für je­den der 16 Ein­gän­ge der Ma­trix kön­nen bis zu vier Qu­el­len aus­ge­wählt wer­den, die dann ei­ne Prio­ri­tät zu­ge­ord­net be­kom­men. Abb. 5 zeigt das In­put Fens­ter mit den ent­spre­chen­den Aus­wahl­mög­lich­kei­ten. Die Qu­el­len wer­den da­zu ein­fach aus der lin­ken Spal­te per drag and drop an die ent­spre­chen­de Stel­le ge­zo­gen. Gibt es zwi­schen den Si­gnal­lei­tun­gen Pe­gel und/oder Laut­zeit­un­ter­schie­de, dann kön­nen die­se durch ei­ne ent­spre­chen­de Ein­stel­lung aus­ge­gli­chen wer­den, so dass ei­ne Um­schal­tung auf ei­ne nied­ri­ge­re Ebe­ne nicht auf­fällt. Die Um­schal­tung kann für je­den Ein­gang auf au­to­ma­tisch oder ma­nu­ell ein­ge­stellt wer­den.

lich sind die Mög­lich­kei­ten bei den Band­pass­fil­tern (Abb. 11), wo ne­ben den bei­den Fre­quen­zen und dem Gain für bei­de Flan­ken un­ab­hän­gig de­ren Steil­heit ein­ge­stellt wer­den kann, wo­mit auch asym­me­tri­sche Band­pass­fil­ter mög­lich wer­den.

Mit die­ser Art Fil­ter sind mit re­la­tiv we­ni­gen ein­zel­nen Fil­tern auch sonst eher schwie­ri­ge Ein­stel­lun­gen mög­lich. Ein wei­te­rer Plus­punkt ist die prä­zi­se De­fi­ni­ti­on der Pa­ra­me­ter und de­ren Um­set­zung. Mit vier für den An­wen­der un­ab­hän­gi­gen Lay­ern kön­nen zu­dem für ver­schie­de­ne User ei­ge­ne EQS be­reit­ge­stellt wer­den. Im Hin­ter­grund wer­den al­le Lay­er zu­sam­men­ge­führt und in ei­ner Rai­sed-co­si­ne-fil­ter­bank (RC) um­ge­setzt. La­ten­zen und die er­for­der­li­che Re­chen­leis­tung sind so­mit im­mer kon­stant.

Die Be­ar­bei­tung der Fil­ter mit den vier Lay­ern ist in der Dash­board-soft­ware kom­for­ta­bel und in­tui­tiv be­dien­bar ge­löst. Co­py and Pas­te so­wie Flat- und By­pass-funk­tio­nen gibt

es so­wohl für den kom­plet­ten Lay­er wie auch für ein­zel­ne Fil­ter. In der Gra­fik an­ge­zeigt wird im­mer die Sum­men­kur­ve der Fil­ter aus al­len vier Lay­ern.

Ad-con­ver­ter

Auch wenn der New­ton Pro­ces­sor über­wie­gend auf di­gi­ta­len Schnitt­stel­len ba­siert, sol­len die op­tio­na­len ana­lo­gen Ein- und Aus­gän­ge bei den Mes­sun­gen nicht au­ßen vor ge­las­sen wer­den. An­ge­bo­ten wird der New­ton als New­ton 16, als 16+4 und 16+8, wo­bei die Zahl hin­ter dem Plus die An­zahl der ana­lo­gen Ein­und Aus­gän­ge be­zif­fert. Vier ana­lo­ge Ein- und Aus­gän­ge ste­hen mit 1.500 €

»Zen­tra­le Ge­rä­te mit ei­nem zwei­ten Netz­teil soll­ten auch über ei­ne zwei­te un­ab­hän­gi­ge und se­pa­rat ab­ge­si­cher­te Netz­lei­tung an­ge­schlos­sen wer­den«

Auf­preis in der Lis­te. Das mag auf den ers­ten Blick „nur für je vier ana­lo­ge An­schlüs­se“viel er­schei­nen, was sich aber im Hin­blick auf die hier ein­ge­setz­ten Hig­hend-adcs und DACS mit gal­va­nisch völ­lig ge­trenn­tem Auf­bau mehr als recht­fer­tigt: ADCS (PCM4220) und DACS (PCM1794) stam­men bei­de von Burr­brown und ge­hö­ren mit zum Bes­ten, was der Markt zu bie­ten hat! Be­gin­nen wir bei den Ein­gän­gen, dann misst man ei­nen er­war­tungs­ge­mäß per­fekt ge­ra­den Fre­quenz­gang (Abb. 12), der bis über 40 khz auch in ei­ner hoch auf­ge­lös­ten Darstel­lung kei­nen Ab­fall auf­weist. Am un­te­ren En­de las­sen sich −1 db bei 5 Hz ab­le­sen. Der zu­ge­hö­ri­ge Pha­sen­gang ver­hält sich im Ver­lauf ähn­lich. Der Stör­pe­gel der ADCS zu­sam­men mit den ana­lo­gen Ein­gangs­schal­tun­gen be­trägt auf di­gi­ta­ler

Sei­te −120 db­fs und mit A-be­wer­tung −122 db­fs. Das zu­ge­hö­ri­ge Stör­spek­trum (Abb. 13) ist zu­dem frei von mo­no­fre­quen­ten An­tei­len und ent­hält nur gleich­mä­ßig ver­teil­tes wei­ßes Rau­schen.

Die Ein­gangs­emp­find­lich­keit für Voll­aus­steue­rung auf di­gi­ta­ler Sei­te kann per Soft­ware von +26 dbu auf +20 dbu um­ge­schal­tet wer­den, wo­mit ei­ne op­ti­ma­le An­pas­sung an die meis­ten pro­fes­sio­nel­len Au­dio­ge­rä­te mög­lich ist. Die Mes­sun­gen aus Abb. 14 wur­den mit ei­ner Ein­stel­lung für +26 dbu durch­ge­führt. Die Thd-wer­te lie­gen dann bis +12 dbu Ein­gangs­pe­gel bei sehr gu­ten −100 db (=0,001%). Der da­nach fol­gen­de An­stieg auf −80 db geht ver­mut­lich auf die ana­lo­ge Ein­gangs­schal­tung zu­rück. Wie sich die Ver­zer­run­gen dort

zu­sam­men­set­zen zeigt das Klirr­spek­trum aus Abb. 15. Den größ­ten An­teil lie­fert k3 mit ei­nem Pe­gel 84 db un­ter­halb der Grund­wel­le.

Ein ähn­li­ches Ver­hal­ten lässt sich in der Dim-mes­sung für tran­si­en­te In­ter­mo­du­la­ti­ons­ver­zer­run­gen er­ken­nen. Bei klei­nen Pe­geln wer­den sehr gu­te Wer­te von −90 db er­reicht, die dann aber ober­halb von 0 dbu Ein­gangs­pe­gel be­gin­nen an­zu­stei­gen. Mit −70 db DIM bei +20 dbu Ein­gangs­pe­gel be­fin­det man sich aber im­mer noch in ei­nem hin­rei­chend gu­ten Wer­te­be­reich.

Da-con­ver­ter

Wen­den wir uns der Aus­gangs­sei­te und da­mit den DACS zu: Hier ist der Fre­quenz­gang (Abb. 18) nicht ganz so aus­ge­dehnt und reicht, wenn man die −1 db Eck­fre­quen­zen be­trach­tet, von 20 Hz bis 30 khz, was na­tür­lich kei­ner wei­te­ren Dis­kus­si­on be­darf. Der eben­falls nur aus gleich ver­teil­tem wei­ßen Rau­schen be­ste­hen­de Stör­pe­gel an den ana­lo­gen Aus­gän­gen liegt bei −96 dbu (-98 dbu mit A-be­wer­tung). Der ma­xi­ma­le Aus­gangs­pe­gel be­trägt dem­ge­gen­über +20 dbu, vor­aus sich ein sehr gu­ter Dy­na­mik­um­fang von 116 db be­rech­net.

Die Ver­zer­rungs­wer­te in Ab­hän­gig­keit vom Pe­gel in Abb. 20 fal­len bis auf −110 db und stei­gen auch bis zu Clip­gren­ze nicht über sehr gu­te −98 db an. Die spek­tra­le Zu­sam­men­set­zung (Abb. 21) er­weist sich an die­ser Stel­le mit pri­mä­rem k2 als völ­lig un­kri­tisch. In Ab­hän­gig­keit von der Fre­quenz ge­mes­sen (Abb. 22) blei­ben die Wer­te zwi­schen 20 Hz und 20 khz na­he­zu auf dem Wert der 1-khz-mes­sung. Die Mes­sung wur­de mit ei­ner Be­las­tung an den Aus­gän­gen von 20 kΩ und mit 600 Ω durch­ge­führt. An der 600-Ohm-last sind die Wer­te un­ver­än­dert gut. Die ana­lo­gen Aus­gän­ge des New­ton soll­ten da­her pro­blem­los auch vie­le par­al­lel an­ge­schlos­se­ne nach­fol­gen­de Ge­rä­te be­die­nen kön­nen.

Ei­ne letz­te Mes­sung der ana­lo­gen Aus­gän­ge er­fasst die tran­si­en­ten In­ter­mo­du­la­ti­ons­ver­zer­run­gen (DIM). Die Gra­fik in Abb. 23 weicht in ih­rer Form et­was von den an­de­ren Mes­sun­gen im ty­pi­schen Au­dio-pre­ci­si­on-de­sign ab: Das APX555 bie­tet kei­ne Dim-mes­sung für Da-con­ver­ter an, so­dass hier auf das Roh­de&schwarz UPD zu­rück­ge­grif­fen wur­de. Das UPD bie­tet zwar nicht den Kom­fort des APX555, steht die­sem aber in der Gü­te der Mes­sung in nichts nach. Die vom New­ton er­reich­ten Dim-wer­te für die ana­lo­gen Aus­gän­ge lie­gen bei −80 bis −90 db und er­rei­chen da­mit ein sehr gu­tes Ni­veau. Po­si­tiv ist noch zu er­wäh­nen, dass die gu­ten Wer­te bis zur Clip­gren­ze bei −2 db er­hal­ten blei­ben. Die Clip­gren­ze liegt auf­grund der Si­gnal­form bei ei­ner Dim-mes­sung um 2 db nied­ri­ger als bei ei­nem Si­nus­si­gnal. Das Dim-si­gnal als Mi­schung aus ei­nem Rech­techt­eck mit über­la­ger­tem Si­nus führt in den Oversam­pling-fil­tern der DACS zu ei­nem et­was frü­he­ren Clip­ping.

Fre­quenz- und Pha­sen­gang der DACS im New­ton, die Eck­fre­quen­zen (-1 db) lie­gen bei 20 Hz und bei 30 khz (Abb. 18)

Stör­spek­trum der DACS mit ei­nem Ge­samt­pe­gel von −96 dbu bzw. −98 dbu mit A-be­wer­tung, in Re­la­ti­on zum ma­xi­ma­len Aus­gangs­pe­gel von +20 dbu er­gibt sich da­mit ein Dy­na­mik­um­fang von 116 db (Abb. 19)

Ver­zer­rung in Ab­hän­gig­keit von der Fre­quenz der Ad-con­ver­ter bei 20 dbu Ein­gangs­pe­gel ent­spre­chend −6 db­fs. Die gu­ten Wer­te bei 1 khz ha­ben auch für den wei­te­ren Fre­quenz­be­reich Be­stand (Abb. 16)

Ver­zer­run­gen (THD und THD+N) in Ab­hän­gig­keit vom Pe­gel auf der ana­lo­gen Sei­te in dbu (x-ach­se), die Clip­gren­ze liegt bei +26 dbu Ein­gangs­pe­gel (Abb. 14)

DIM Tran­si­en­te In­ter­mo­du­la­ti­ons­ver­zer­run­gen in Ab­hän­gig­keit vom Pe­gel auf der ana­lo­gen Sei­te in dbu (x-ach­se, Abb. 17)

Klirr­spek­trum der ADCS bei 20 dbu Ein­gangs­pe­gel ent­spre­chend −6 db­fs (Abb. 15)

Fre­quenz- und Pha­sen­gang der ADCS im New­ton mit ei­nem per­fekt ge­ra­den Ver­lauf von 5 Hz bis über 40 khz (Pha­sen­gang ge­stri­chelt, Abb. 12)

Stör­spek­trum der ADCS mit ei­nem sehr ge­rin­gen Ge­samt­pe­gel von −120 db­fs und −122 db­fs(a) (Abb. 13)

Op­tio­na­le AD- und Da-um­set­zer für ana­lo­ge Ein- und Aus­gän­ge, je­de Pla­ti­ne be­her­bergt zwei Ein- oder Aus­gän­ge

Band­pass­fil­ter mit un­ab­hän­gig va­ria­blen Flan­ken (Abb. 11)

Bell-fil­ter mit ma­xi­mal +12 und −18 db Pe­ge­lan­he­bung oder Ab­sen­kung, die Band­brei­te kann zwi­schen 0,1 und 6,7 Ok­ta­ven va­ri­iert wer­den (Abb. 8)

Fre­quenz­be­reich der Fil­ter von 20 Hz bis 40 khz, hier dar­ge­stellt mit Bell-fil­tern (Abb. 9)

Shel­ving-fil­ter kön­nen mit Rc-fil­ter­bän­ken mit ex­tre­men Steil­hei­ten oh­ne Über­schwin­gen prä­zi­se er­stellt wer­den (Abb. 10)

Dop­pel­tes Netz­teil für ein Ge­rät in zen­tra­ler Po­si­ti­on

In­put-rou­ting mit Drei­fach-fall­back (Abb. 5)

Ver­zer­rung in Ab­hän­gig­keit von der Fre­quenz der DACS bei −6 db­fs Ein­gangs­pe­gel ent­spre­chend 14 dbu auf ana­lo­ger Sei­te; Mes­sung mit 200 kΩ und 600 Ω Last (Abb. 22)

Klirr­spek­trum der DACS bei −6 db­fs Ein­gangs­pe­gel ent­spre­chend 14 dbu auf der ana­lo­gen Sei­te (Abb. 21)

DIM Tran­si­en­te In­ter­mo­du­la­ti­ons­ver­zer­run­gen in Ab­hän­gig­keit vom Pe­gel auf der di­gi­ta­len Sei­te in db­fs (x-ach­se, Abb. 23)

Ver­zer­run­gen (THD und THD+N) in Ab­hän­gig­keit vom Pe­gel auf der di­gi­ta­len Sei­te in db­fs (x-ach­se, Abb. 20)

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