Hallo,
ich komme mir gerade mal wieder vor, wie einer, der auszog, das Fürchten zu lernen.
Da Tobias in #9 gefragt hatte, wie groß der unverzerrte Ausgangs-Pegel am Line-Out ist,
und da nur etwa 0,98 Vrms bzw +2 dBu gefunden wurden bei
Digital 0 dBFS, Output-Steller am rechten Anschlag, "Direct Monitor"-Taste nicht gedrückt !,
kam ich gestern auf die Idee, mal zu kontrollieren, wie es am "Phones" Ausgang (Kopfhörer) aussieht .
Da kann man den Pegel so hoch stellen, daß der Ausgangs-Verstärker clipt.
Das Signal wird leicht asymmetrisch auf 4,52 Vpp~ 1,6Vrms~6,3 dBu geclipt.
Wenn Spitzen des "zappeligen" Signals nicht geclipt werden sollen, sollte man Sinus-Test-Pegel nicht höher als 4,21Vpp~1,49 Vrms~5,67 dBu einstellen.
Dreht man den Pegel-Steller an den rechten Anschlag, erreicht man die Clip-Grenze bereits bei etwa -13 dBFS.
Die Verstärkung des Ausgangs-Treibers ist also 13 dB zu hoch.
Signale bis 0 dBFS werden ungeclipt ausgegeben, wenn man den Markierungsstrich des Poti-Drehknopfes maximal bis zur Grenze zwischen N & E von "PHONES" dreht.
In Testberichten bei AudioScienseReview/Forum wurde gezeigt, daß einige USB-Audio-Interfaces sehr viel hochfrequenten "Schmutz" oberhalb des Audio-Spektrums ausgegeben.
Das hat meine Neugier geweckt:
Dazu habe ich das PicoScope2204A an die Ausgänge des UMC202HD angeschlossen, ein Test-Signal (10 kHz sinus 0 dBFS) ausgegeben, und am PicoScope zunächst die Ausgangsspannung im Scope-Modus betrachtet und notiert und dann in den Spectrum-Analyzer-Modus umgeschaltet und geeignete Enstellungen gewählt.
Hier zunächst die Ergebnisse am Line-Out:
Da das PicoScope nur 8 Bit Auflösung hat, muß man bei der Dynamik (in der Tiefe) natürlich Abstriche in Kauf nehmen.
Es reicht aber trotzdem zum Grausen.
Man sieht oberhalb etwa 50 kHz erhebliche Rausch/Stör-Buckel, einen ersten bis circa 384 kHz (2*192 kSpS), einen zweiten bis 768 kHz (2*384).
Eingestellt war das Interface auf 16Bit/48kSps, es hat aber den Anschein, als würde mit 192 kSps gearbeitet. Indizien sind die beiden +-10 kHz Spiegel um 192 kHz auf dem ersten Buckel und das flache Rausch-Spektrum bis etwa 50 kHz (Noise-Shaping).
Schaut man sich die Signale im Zeitbereich an, sieht man dort erhebliches Gezappel, das von diesen hochfrequenten Anteilen herrührt.
Hier wären eigentlich Tiefpass-Filter oberhalb des Audio-Bereiches oder des gewünschten Meß-Bereiches (bis maximal 50 kHz) dringend nötig, um diesen "Schmutz" auf vernachlässigbaren Pegel runter zu drücken.
Das Ergebnis dieser Messung mit dem PicoScope hängt auch von dessen Einstellungen ab. Wählt man einen kleineren Frequenzbereich für die Spektrum-Darstellung, wird der untere Bereich bis 100 kHz bereits durch weiteres Aliasing dieser Messung verfälscht (verflacht).
Zum Vergleich habe ich deshalb auch noch ein Bild mit doppelter Bandbreite gemacht:
Hier wird der erste Buckel mit höherem Pegel angezeigt. (Vielleicht liegt der aber nur an der doppelten Bin-Bandbreite)
Außerdem ist noch ein dritter Buckel bis 1152 kHz (3*384) zu sehen und die Andeutung eines vierten.
Am Kopfhörer-Ausgang sieht es ganz ähnlich aus. Die Pegel sind etwas höher, weil ich hier auf knapp unter den maximal möglichen Pegel justiert habe:
und mit doppelter Bandbreite:
Diese Signale kann man eigentlich nur nach Tiefpass-Filterung auf Tonband-Geräte oder andere CODECs geben, wenn man sicher gehen will, daß von dem HF-Schmutz nichts in den Hörbereich transponiert wird.
MfG Kai
Nachtrag: Ich konnte auch nicht umhin, mit kleiner Jungen-Mentalität und geeigneten Schraubendrehern die Kiste mal zu öffnen und das Innere zu beäugen.
Von den erkennbaren ICs habe ich notiert:
4x AD8694 "Low cost, low noise CMOS Rail to Rail Output Quad Op-Amp"
HEF4066
Cirrus Logic CS4272 (CODEC)
XMOS 8U6C5 (Controller)
3x NJM2122 Ultra low noise Dual Op-Amp 1.5 nV/sqrt(HZ) von JRC
und mehr
Nachtrag2:
Ausgangs-Impedanz bei Phones: 10,6 Ohm ( um 110,7 Ohm am Line-Out)
Der Ausgang liefert maximal 45,24 mApp Strom.
Daraus ergibt sich die ideale Kopfhörer-Impedanz für maximale Ausgangsleistung zu 93,5 Ohm (inklusive Rout=10,6) bzw ~ 83 Ohm.
ich komme mir gerade mal wieder vor, wie einer, der auszog, das Fürchten zu lernen.
Da Tobias in #9 gefragt hatte, wie groß der unverzerrte Ausgangs-Pegel am Line-Out ist,
und da nur etwa 0,98 Vrms bzw +2 dBu gefunden wurden bei
Digital 0 dBFS, Output-Steller am rechten Anschlag, "Direct Monitor"-Taste nicht gedrückt !,
kam ich gestern auf die Idee, mal zu kontrollieren, wie es am "Phones" Ausgang (Kopfhörer) aussieht .
Da kann man den Pegel so hoch stellen, daß der Ausgangs-Verstärker clipt.
Das Signal wird leicht asymmetrisch auf 4,52 Vpp~ 1,6Vrms~6,3 dBu geclipt.
Wenn Spitzen des "zappeligen" Signals nicht geclipt werden sollen, sollte man Sinus-Test-Pegel nicht höher als 4,21Vpp~1,49 Vrms~5,67 dBu einstellen.
Dreht man den Pegel-Steller an den rechten Anschlag, erreicht man die Clip-Grenze bereits bei etwa -13 dBFS.
Die Verstärkung des Ausgangs-Treibers ist also 13 dB zu hoch.
Signale bis 0 dBFS werden ungeclipt ausgegeben, wenn man den Markierungsstrich des Poti-Drehknopfes maximal bis zur Grenze zwischen N & E von "PHONES" dreht.
In Testberichten bei AudioScienseReview/Forum wurde gezeigt, daß einige USB-Audio-Interfaces sehr viel hochfrequenten "Schmutz" oberhalb des Audio-Spektrums ausgegeben.
Das hat meine Neugier geweckt:
Dazu habe ich das PicoScope2204A an die Ausgänge des UMC202HD angeschlossen, ein Test-Signal (10 kHz sinus 0 dBFS) ausgegeben, und am PicoScope zunächst die Ausgangsspannung im Scope-Modus betrachtet und notiert und dann in den Spectrum-Analyzer-Modus umgeschaltet und geeignete Enstellungen gewählt.
Hier zunächst die Ergebnisse am Line-Out:
Da das PicoScope nur 8 Bit Auflösung hat, muß man bei der Dynamik (in der Tiefe) natürlich Abstriche in Kauf nehmen.
Es reicht aber trotzdem zum Grausen.
Man sieht oberhalb etwa 50 kHz erhebliche Rausch/Stör-Buckel, einen ersten bis circa 384 kHz (2*192 kSpS), einen zweiten bis 768 kHz (2*384).
Eingestellt war das Interface auf 16Bit/48kSps, es hat aber den Anschein, als würde mit 192 kSps gearbeitet. Indizien sind die beiden +-10 kHz Spiegel um 192 kHz auf dem ersten Buckel und das flache Rausch-Spektrum bis etwa 50 kHz (Noise-Shaping).
Schaut man sich die Signale im Zeitbereich an, sieht man dort erhebliches Gezappel, das von diesen hochfrequenten Anteilen herrührt.
Hier wären eigentlich Tiefpass-Filter oberhalb des Audio-Bereiches oder des gewünschten Meß-Bereiches (bis maximal 50 kHz) dringend nötig, um diesen "Schmutz" auf vernachlässigbaren Pegel runter zu drücken.
Das Ergebnis dieser Messung mit dem PicoScope hängt auch von dessen Einstellungen ab. Wählt man einen kleineren Frequenzbereich für die Spektrum-Darstellung, wird der untere Bereich bis 100 kHz bereits durch weiteres Aliasing dieser Messung verfälscht (verflacht).
Zum Vergleich habe ich deshalb auch noch ein Bild mit doppelter Bandbreite gemacht:
Hier wird der erste Buckel mit höherem Pegel angezeigt. (Vielleicht liegt der aber nur an der doppelten Bin-Bandbreite)
Außerdem ist noch ein dritter Buckel bis 1152 kHz (3*384) zu sehen und die Andeutung eines vierten.
Am Kopfhörer-Ausgang sieht es ganz ähnlich aus. Die Pegel sind etwas höher, weil ich hier auf knapp unter den maximal möglichen Pegel justiert habe:
und mit doppelter Bandbreite:
Diese Signale kann man eigentlich nur nach Tiefpass-Filterung auf Tonband-Geräte oder andere CODECs geben, wenn man sicher gehen will, daß von dem HF-Schmutz nichts in den Hörbereich transponiert wird.
MfG Kai
Nachtrag: Ich konnte auch nicht umhin, mit kleiner Jungen-Mentalität und geeigneten Schraubendrehern die Kiste mal zu öffnen und das Innere zu beäugen.
Von den erkennbaren ICs habe ich notiert:
4x AD8694 "Low cost, low noise CMOS Rail to Rail Output Quad Op-Amp"
HEF4066
Cirrus Logic CS4272 (CODEC)
XMOS 8U6C5 (Controller)
3x NJM2122 Ultra low noise Dual Op-Amp 1.5 nV/sqrt(HZ) von JRC
und mehr
Nachtrag2:
Ausgangs-Impedanz bei Phones: 10,6 Ohm ( um 110,7 Ohm am Line-Out)
Der Ausgang liefert maximal 45,24 mApp Strom.
Daraus ergibt sich die ideale Kopfhörer-Impedanz für maximale Ausgangsleistung zu 93,5 Ohm (inklusive Rout=10,6) bzw ~ 83 Ohm.