Raumfeld Connector 2: Lautstärkeregelung am Digitalausgang nachrüsten: So gehts :-))

Moin Männers,


da bereits des Öfteren der Wunsch nach einer Lautstärkeregelung für den Digitalausgang des C2 aufkam, habe ich mich mal etwas in die Materie reingekniet. Die potentiellen Nachteile einer digitalen Regelung - wie Auflösungsverlust bei niedrigen Pegeln etwa - sind bekannt, sollen hier allerdings nicht thematisiert werden. Einzig und alleine geht es hier um die Freude über den implementierten Hack.

Die bereits vorhandene Regelung des Analogausganges findet nicht statt in der digitalen Signalverarbeitung auf Linux-Ebene, sondern sie ist ein Feature des verwendeten CODEC-Bausteines CS4271 (DA/AD - Wandler). Dieser wird - parallel zum I2S Bus für die Audiodaten - durch seinen Treiber über eine gesonderte Datenleitung angesprochen, welche dessen eingebaute Regelung steuert.

Hier können wir also nicht ansetzen, da der Digitalausgang direkt am I2S-Bus hängt und durch einen Transmitterbaustein nach DOBM (TOSLINK) übersetzt wird.

Also bleibt uns nichts anderes übrig, als das "Audiosignal als solches" auf Softwareebene durch einen DSP herunterzurechnen, die Lösung findet sich in der ALSA-Konfigurationsdatei des C2.

Um es kurz zu machen:

Man definiere ein adaptives Biquad Hishelf-Filter mit der unteren Grenzfrequenz 20 Hz, welches also das gesamte Audioband abdeckt. Dieses Filter verknüpfe man mit dem Lautstärkesteller (Master Playback Volume) der App und weise ihm abhängig von dessen Stellung die gewünschten Pegeldämpfungen zu.

Eleganter ginge es natürlich mit einem Allpass-Filter. Sofern ich noch eines in der Syntax finden sollte, baue ich die config dementsprechend um.

In der Praxis sieht es dann so aus, hier eine Kopie meiner /raumfeld/renderer/dsp-config/raumfeld-connector-2-alsa.xml aus meiner favorisierten FW 1.63.4 (aktuell ist momentan die 2.8) . Wer eine andere FW fährt, wird gegebenenfalls auf leicht anderem Pfade fündig..
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# Connector 2 mit Lautstärkeregelung am Digitalausgang

<dsp>
  <modules>
    <module id="input" type="input"/>
    <stereo-module id="user-eq" type="equalizer">
      <parameter id="gain-correction">yes</parameter>
      <parameter id="master-volume-alsa-control-name">Master Playback Volume</parameter>
      <parameter id="master-volume-alsa-control-device-name">default</parameter>
    </stereo-module>

# Nachfolgend die Lautstärkeregelung
    <stereo-module id="dspvolume" type="adaptive-biquad">
      <parameter id="type">hishelf</parameter>
      <parameter id="frequency">20</parameter>
      <parameter id="q">0.707</parameter>
      <parameter id="gain">-100=-27,-90=-24,-80=-21,-70=-18,-60=-15,-50=-12,-40=-9,-30=-6,-20=-3,-10=0</parameter>
      <parameter id="alsa-control-name">Master Playback Volume</parameter>
      <parameter id="alsa-control-device-name">default</parameter>
    </stereo-module>
# Lautstärkeregelung Ende

    <module id="patchbay" type="patchbay"/>
    <module id="output" type="output">
      <parameter id="interleave-pattern">01</parameter>
    </module>
  </modules>
  <cabling>
    <cable in="user-eq" out="input"/>
    <cable in="dspvolume" out="user-eq"/>
    <cable in="patchbay" out="dspvolume"/>
    <cable in="output" out="patchbay"/>
  </cabling>
</dsp>

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Die Benennung des Filters "dspvolume" erfolgte willkürlich. Wer mag, der kann es auch "Schalke04", "Erbsensuppe" oder "Gabi" taufen. Wichtig ist nur, dass dieses weiter unten im cabling mit seinem korrekten Namen an korrekter Stelle eingebunden wird.

Wie man sieht, überstreicht die hier vorgestellte Konfiguration einen Regelbereich bis -27dB, wer mag, der kann sie gerne nach individuellen Erfordernissen anpassen oder weitere Zwischenschritte einfügen. Zu beachten ist dass der Dämpfungsverlauf am Analogausgang nun steiler steht als zuvor, da das Signal nun durch DSP und CODEC summiert abgeschwächt wird.

Getestet und lauffähig auf meiner favorisierten FW 1.63.4 bis HiRes 24/96, bei 192 KHz hängt sich der DSP wohl wegen Überlastung auf und der C2 muss neu gebootet werden. Klar, das gesamte Audioband muss ja auch in Echtzeit berechnet werden und bei Quadspeed wirds für den Prozessor wohl zu viel.


Besten Gruß und viel Spaß beim Basteln...


- der Jörch -

PS.: Auf ebensolche Weise lässt sich auch ein parametrischer EQ als schmalbandiges Kerbfilter einbinden zwecks gezielter Unterdrückung von Raummoden ("Dröhnfrequenzen").