digitale vs. analoge Lautstärkeregelung

[rockyou]

Nachdem der nuControl jetzt ja seit einigen Tagen eingezogen ist, muss ich die Lautstärkeregelung doch mal ausdrücklich loben. Die Abstufung ist sehr gelungen, sie ist im leisen Bereich extrem feinstufig. Das ist meiner Meinung nach wirklich wichtig und praxisgerecht. Außerdem ist er wirklich äußertest rauscharm. Tolles Gerät!

[engineer]

Mal abgesehen von der konkreten Umsetzung in der nuControl:

Ich habe mir gerade den umseitigen Artikel mit dem Zitat, der "Lake People" angesehen und muss sagen, daß Ich bei solchen "Analysen" die Motten kriege. Wissen die, wovon sie schreiben?

> Durch das Poti wird eine simple Gleichspannung geregelt, die lediglich gut stabilisiert sein muss.
Was sich 1) auch nicht beliebig exakt machen lässt und auch schon bei 90dB Güte richtig teuer ist und 2) bei gering eingestelltem Signal sehr einstreuempfindlich wird.

> Der erzeugte Stellwert wird durch einen A/D Wandler ins digitale übersetzt und auf den D/A Wandler geführt. Hier wird das digitale Signal VOR der Wandlung
Worauf bezieht sich die Aussage? Sollte das der Weg in einem / deren Gerät sein, müsste man sich direkt nach dem Sinn fragen.

> ein 24 Bit Signal repräsentiert einen Dynamikumfang von 144 dB, ein 32 Bit Signal sogar eine Dynamikumfang von 192 dB.
> Beides ist deutlich mehr als die analoge Welt um uns herum bieten kann.
... was 1 ) falsch ist, da Tonsignale durchaus bis über 170 dBspl laut sein können und diese auch mit dieser Dynamik aufgezeichnet werden, allerdings mit parallelen Mikrofonsystemen , aber

2) keinen Sachbezug zur Datenqualität bei Consumersignalen und insbesondere nicht im Bezug auf Lautstärkesteuerung hat und
3) umgekehrt nicht besagt, dass man mit digitalen Signalen einer dedizierten rechnerischen Dynamik, nicht höher dynamische Signale verlsutfrei steuern könnte.

> Eine Schallplatte ist spätestens bei 60 dB am Ende ein Tonbandgerät ohne Rauschunterdrückung schafft auch nicht mehr.
Hier wird ein Signalrauschabstand mit digitaler Dynamik verglichen, was so wenig Sinn macht

> Menschen, die professionelle Tonaufnahmen machen wissen, das mehr als 60 dB Dynamik mit einem Mikrofon unter Realbedingungen nicht möglich sind
1) Menschen, die professionelle Artikel schreiben, wissen, dass Signale im Bereich akustischer Musik Lautstärkedynamiken bis zu 100dB aufweisen, die man
2) sehr wohl auch aufzeichnen kann und zwar auch mit einem einzigen Mikrofon und dabei nicht notwendigerweise am Mikrofonrauschen, Elektronikrauschen, der digitalen Auflösung oder anderen scheinbar dynamikbegrenzenden Faktoren scheitert

> obwohl die Mikrofonhersteller 130 dB Dynamik und mehr für sich reklamieren.
Wieder die absolute Lautstärke SPL mit der Dynamik dbTHD verwechselt

> Stimmt, aber wer nimmt schon eine Grille neben einem startenden Jet auf ...
Ingenieure, die Signalverarbeitungssysteme für militarische Anwendungen entwicklen und trotz 156dB Aussengeräusch des Eurofighters noch Störgeräusche aus den Triebwerken herausfiltern möchten, oder die im Rauschen der Mikrofone bei Nacht und scheinbarer Stille anfliegende Flugzeuge und heranfahrende Fahrzeuge weit unterhalb der Hörgrenze detektieren und dazu ganz normale Mikrofonkapseln nutzen, wie sie nicht mal zu Studiozwecken taugen würden.

>Auch bei der Wiedergabe im heimischen Wohnzimmer dürften sich bei Dynamiksprüngen von 20-30 dB die Nachbarn unfreundlich zu Wort melden.
1) "Dynamiksprünge" von bis zu 40dB gibt es bei jedem sinfonischen Orchesterkonzert und ob sich ..
2) Nachbar gestört fühlen, dürfte allein am Gesamtpegel liegen

> Die leisen Signale hingegen verlieren sich gern in Geräuschen im und ums Haus.
Wenn schon sind es leise Geräusche und / oder Signale geringen Pegels und ob die sich verlieren ist Ansichtssache. Nachst ist es ruhig und jeder Piep zu hören - zudem entlastet oder belastet das nicht die Forderung nach hoher oder geringer digitaler Amplitude.

> Heutige Popmusik ist maximal Laut abgemischt, eine Dynamik über 3 dB wird schon als Wettbewerbseinschränkung empfunden.
Loudness War ist längst passe! und zudem hat auch das nichts mit der Dynamik zu tun und wenn es so wäre, dann wäre ja diese angeblich überkomprimiert Popmusik entsprechend laut zu hören und damit im Bezug auf die Darstellung mit digitalen Signalen geringen Pegels unproblematisch.

> Es sollte auch beachtet werden, das die Verzerrungen + Rauschen (THD+N) im Signal nicht kleiner sein können als die Dynamik.
Vor allem sollte beachtet werden, daß auch Signale im Rauschen (auch im digitalen Rauschen) Signale sind, die noch einen Informationsgehalt haben und ermittelt werden können, wenn man filtert.

>Die neue Wandlergeneration von Violectric verfügt über 32 Bit
was nichts direkt über die Genauigkeit des späteren Analogsignals aussagt, weil die Wirkung des Rekonstruktionsfilters und die Überabtstung mit eingehen.

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Wenn man sich mal etwas mit der Materie befasst, dann kann man verstehen, daß es auch möglich ist, mit einer Auflösung von nur einem einzigen Bit für den Audiobereich eine Dynamik von jenseits der 100dB abzubilden, wenn man eine entsprechende Abtastfrequenz nutzt. Jeder Delta-Sigma-Wandler tut das und die sind die weitaus meisten, die eingesetzt werden. Heraus kommt dann z.B. so etwas wie DSD256. Mit genau denselben Methoden ist es auch möglich, ein gering ausgesteuertes Digitalsignal wieder zu rekonstruieren. Limits liefern da nur die gespeicherten Zwischenformate wie 44/16, wobei Tests und auch die Theori ja zeigen, dass 192/48 voll ausreichen, damit keine Unterschiede mehr zwischen DSD Original und reduziertem Format erkennbar sind.

Kommt man jetzt zu der Lautstärkebetrachtung, dann "sieht" ein gering ausgesteuertes Signal, welches aufgrund der Lautstärkeeinstellung 13% rund 3 Bits an Dynamik verschenkt, zwar auf den ersten Blick gröber aus, wenn man es gedanklich hochskaliert. Faktisch bleiben aber die geringen Lautstärken genau so gut und so schlecht aufgelöst, wie sie es wären, wenn noch weitere vollausgesteuerte Signale hohen Pegels enthalten wären. Auf Deutsch: Die lauten Passagen in einer Musik sind die einzigen Fälle, die die 24 Bit voll auslasten, während die leisen es nur zu 20 Bit und weniger tun. Diese Auflösung ist aber dennoch mehr, als ausreichend, um die Signale zu rekonstruieren. Man muss sich also direkt fragen, wie man da bisher zurechtgekommen ist? Antwort:

1) Pegelkompression der Signale bei den ersten Synthesizern/Romplern, um mit 12 Bit auszukommen
2) Dynanikkompression von Daten zur dauerhaften Speicherung auf den ersten CDs in 16 Bit
3(´) etc etc

Das Thema ist aber mit Einführung der 24 Bit so ziemlich durch. Wenn ein Signal die maximale Auflösung von 24 Bit weitgehend ausnutzt, sagen wir 20 Bit, dann kann man es ohne Probleme auf ein Hundertstel der Lautstärke zurückdrehen, also bei einem TV-Sprecher so ziemlich ins Unhörbare und hat trotzdem noch gut 12 Bit und einen perfekten Ton.

Selbstredend kann man diese Betrachtung nicht beliebig ins Unendliche treiben, daher sollte man sich einfach fragen, ob man unbedingt einen 1000W Power Endverstärker hat, den man nicht analog regeln, sondern vorher mit dem Eingangssignal runtersteuern muss, damit einem bei typischen Signalen nicht die Ohren wegfliegen. Das geht dann digital irgendwann in die Hose, wenn man z.B. nur die unteren 10 Bit ausnutzen darf, bevor es zu laut wird. Dann geht es nämlich auch bei der Verwendung eines analog heruntergefahrenen Steuersignals am Eingang schon viel früher in die Hose (oder ins Rauschen). Fazit: Vorverstärker digital oder analog so, dass der PA immer gut genug angesteuert ist.

Um darüber hinaus hochdynamische Verstärker zu regeln, nutzt man industriell programmierbare Vorverstärker, die das Signal vor einem AD und nach einem DA entsprechend umsetzen, damit die Wandler jeweils hoch ausgesteuert werden können. Diese programmierbaren Verstärker kriegen dann einen Teil der Bits zugeleitet und ihre Verstärkung wird am Eingang wegkalibiert. Das kann man auch noch dynamisieren, wenn man einen hochgenauen DA nimmt und dessen Ausgang ständig nachregelt, sodaß das Eingangssignal in einem besimmten Bereich bleibt. Das DAC-Signal ist dann das analoge Stellsignal für den PA-Zweig. Dessen Pegel ist immer ausreichend hoch, um störstabil zu sein.

[rockyou]

Selbstredend kann man diese Betrachtung nicht beliebig ins Unendliche treiben, daher sollte man sich einfach fragen, ob man unbedingt einen 1000W Power Endverstärker hat, den man nicht analog regeln, sondern vorher mit dem Eingangssignal runtersteuern muss, damit einem bei typischen Signalen nicht die Ohren wegfliegen. Das geht dann digital irgendwann in die Hose, wenn man z.B. nur die unteren 10 Bit ausnutzen darf, bevor es zu laut wird. Dann geht es nämlich auch bei der Verwendung eines analog heruntergefahrenen Steuersignals am Eingang schon viel früher in die Hose (oder ins Rauschen). Fazit: Vorverstärker digital oder analog so, dass der PA immer gut genug angesteuert ist.

Interessant. Das soll heißen, das man also den Endverstärker passend zur durchschnittlich angestrebten Lautstärke kaufen sollte? "Power auf Vorrat" macht also keinen Sinn?

[Abarth]

@engineer: Mir fliegen beim nuPower d und der nV110 nie die Ohren weg. Hast du das schon mal real ausprobiert wovon du schreibst? Lediglich die nV110 wird deutlich flacher im Klang kurz vor Vollaussteuerung. Aber da regele ich die nuPower d auch normal nicht hin.

[Zweck0r]

Das soll heißen, das man also den Endverstärker passend zur durchschnittlich angestrebten Lautstärke kaufen sollte? "Power auf Vorrat" macht also keinen Sinn?

Nein. Man passt einfach den Pegel mit Spannungsteilern so an, dass idealerweise digitale Vollaussteuerung und Clippinggrenze der Endstufe zusammenfallen.

Leider werden bei den heutigen HaiEnt-Endstufen Pegelvoreinstellungen per Stufenschalter meist eingespart.

[engineer]

Leider werden bei den heutigen HaiEnt-Endstufen Pegelvoreinstellungen per Stufenschalter meist eingespart.

Das ist eines der Probleme. Dafür braucht man dann wieder einen Monitorcontroller. Diejenigen, die keinen digital steuerbaren analogen Monitorcontroller verwenden, haben dann genau das hier diskutierte Problem. Die Lautstärke muss irgendwo an der Digitalkonsole oder dem Zuspieler runtergedreht werden und dabei verliert man Auflösung, auch wenn es in der Praxis nicht unbedingt subjektiv auffällt.