D/A - Wandlung

Oversampling ist eigentlich ein Spezialfall von Upsampling. Während bei Upsampling im Grunde jede beliebige Erhöhung der Abtastrate in Frage kommt, ist es bei Oversampling eine Zweierpotenz als Faktor.

Die Zweierpotenz erlaubt es, die Taktfrequenz auf einfache Weise aus dem empfangenen Digitalsignal zu gewinnen, aber das passiert oft per PLL, und die ist nicht unbedingt so herausragend in ihrem Jitterverhalten (je nachdem wie gut der Entwickler ist).

Bei Upsampling wird die Taktrate für den Wandler oft getrennt erzeugt und man überläßt es einem asynchronen Abtastratenwandler, die zueinander nicht synchronen Takte ineinander umzuwandeln. Hier ist es zwar relativ einfach, ein gutes Taktsignal für den Wandler zu erzeugen (Quarzoszillator reicht), aber dafür hängt das Ganze jetzt von der Qualität des Abtastratenwandlers ab.

Man könnte also sagen, wer sich zutraut eine gute Takterzeugung zu bauen, der braucht keine Abtastratenwandler und greift zum Oversampling. Wer sich das nicht zutraut, aber einen guten Abtastratenwandler hat, der ist vielleicht mit Upsampling besser bedient.

Danke, pelzamo für Deine Antwort.

Nach dem was Du schreibst, ist mit beiden Methoden ein gleich gutes Ergebis erzielbar - vorausgezetzt, man macht als Entwickler seine Arbeit optimal.
Die Frage für mich ist nun, warum die Halbleiterindustrie (meines Wissens nach ja nur zwei oder drei Hersteller) überhaupt Abtastratenwandler entwickelt hat. Weil ich denke, daß die Entwicklung einer jitterarmen PLL-Taktrückgewinnung letztendlich billiger sein dürfte.

Gruß - Manfred

pelowski schrieb:

Nach dem was Du schreibst, ist mit beiden Methoden ein gleich gutes Ergebis erzielbar - vorausgezetzt, man macht als Entwickler seine Arbeit optimal. Die Frage für mich ist nun, warum die Halbleiterindustrie (meines Wissens nach ja nur zwei oder drei Hersteller) überhaupt Abtastratenwandler entwickelt hat. Weil ich denke, daß die Entwicklung einer jitterarmen PLL-Taktrückgewinnung letztendlich billiger sein dürfte.

Es gibt Situationen in denen man um eine Abtastratenwandlung gar nicht herum kommt, nämlich wenn man die Takte der Quelle und die Takte des Empfängers nicht miteinander synchronisieren kann. Das ist eher ein Problem im Studio als in der Heimanlage. Im Studio hat man z.B. digitale Mischpulte mit vielen Eingängen, und dessen Abtasttakt will man normalerweise nicht von einer zweifelhaften Quelle wie einem CD-Spieler abhängig machen. Wenn man den CD-Spieler nicht auf externe Takte synchronisieren kann (was eher die Regel als die Ausnahme ist), dann bleibt nur der Einsatz eines Abtastratenwandlers.

Auch wenn zwischen verschiedenen Abtastraten gewandelt werden soll ist dessen Einsatz nötig, z.B. von 44,1kHz auf 48kHz.

In einem CD-Spieler halte ich Upsampling aber für unnötig wie ein Kropf. Eine PLL braucht's da gar nicht, denn man kann den Wandlertakt direkt erzeugen und die ganze CD-Spieler-Logik damit versorgen. Keine zwei unabhängigen Takte die man aufeinander per PLL synchronisieren müßte, keine Taktübertragung über längere Strecken die Jitter einkoppeln könnte, kein Empfänger, der externe Daten empfangen müßte.

Das Problem bei der Entwicklung jitterarmer Taktgeneratoren und speziell PLL-Schaltungen ist die Meßtechnik, die man braucht wenn man sinnvoll beurteilen können will wie groß der Jitter tatsächlich ist, und (genauso wichtig aber gern vernachlässigt) wie sein Spektrum aussieht. Mir scheint viele Entwickler aus der Audio-Branche tun sich auch mit dem tieferen Verständnis der Sache noch etwas schwer.

pelmazo schrieb:

In einem CD-Spieler halte ich Upsampling aber für unnötig wie ein Kropf.

Heute hat schon fast jeder 50-EUR-Player ein internes Upsampling. dCS hat damit angefangen und andere sind der Idee gefolgt. Demnach müsste ja heutzutage eine ganze Industrie "falsch" liegen?

Amin65 schrieb:

Demnach müsste ja heutzutage eine ganze Industrie "falsch" liegen?

Es wäre nicht das erste Mal daß diese Industrie unsinnige Konzepte als den neuesten Schrei anpreist.

In einem CD-Player, in dem die D/A-Wandler eingebaut sind, kann man mit Upsampling nichts gewinnen was man nicht mit Oversampling auch haben könnte (und schon lange hat).

In einem separaten D/A-Wandler hat die Technik eine gewisse Berechtigung.

In einem kombinierten Player, der neben CD auch andere Scheiben abspielen kann, kann man sich überlegen ob die mehreren verschiedenen möglichen Abtastfrequenzen, die man bei diesen Formaten findet, separat erzeugt werden sollen, oder ob man besser und billiger auf eine gemeinsame Abtastrate wandelt, angesichts von Wandlerchips für wenige Euro. Die Lösung per Upsampling ist da wenigstens nicht abwegig, wenngleich nicht automatisch die bessere Lösung.

Der gern angeführte Grund dafür ist ja der Jitter. Es kann allerdings auch bei Abtastratenwandlern spezifische Jitterempfindlichkeiten geben, so daß das Upsampling nicht automatisch besser in Sachen Jitter ist. Dazu kommt noch daß man bei diesen Upsamplern ggf. Ärger mit den Intersample-Overs kriegen kann, die noch übler sind als bei so manchem D/A-Wandler.

"Das Problem bei der Entwicklung jitterarmer Taktgeneratoren und speziell PLL-Schaltungen ist die Meßtechnik, die man braucht wenn man sinnvoll beurteilen können will wie groß der Jitter tatsächlich ist, und (genauso wichtig aber gern vernachlässigt) wie sein Spektrum aussieht. Mir scheint viele Entwickler aus der Audio-Branche tun sich auch mit dem tieferen Verständnis der Sache noch etwas schwer."

Bitte erläutere doch mal, welche Größen, die im Spektrum darstellbar sind, Einfluss auf die Audioqualität ausüben können. Jitter hatten wir schon, das dürfte = Phasenrauschen
sein? Dann FM, AM, Nebenwellenarmut (Klirrfaktor) und Seitenbandrauschen. Noch etwas?
Ein simpler, mit Gattern realisieter Oszillator hat ja keinen großen Nebenwellenabstand und auch das Seitenbandrauschen ist relativ stark, wenn stattdessen eine mehr oder weniger aufwändigere Schaltung verwendet wird, dann aber immer nur mit dem Jitterargument. Ok, all diese unerwünschten Sachen, die so ein Oszillator produziert, korrelieren ja auch miteinander.

Gruß - Manfred