Mehrkanal-Verstärker mit USB?

Ein USB-Anschluss ist eine Funktion einer Vorstufe. An einer Endstufe wäre das Unsinn, daher gibts das so auch nicht zu kaufen.

Mir persönlich ist es zu umständlich, LPCM-Audio in einer Vorstufe von digital nach analog zu wandeln, analog über Kabel an die Endstufe zu leiten (unterschiedliche Empfindlichkeiten und Impedanzen) und dann in einem Class-D-Verstärker wieder von analog nach digital zu wandeln, Linearität und (Gruppen-)Phase per DSP anzupassen, LPCM nach PWM umzuwandeln und dann die Kantenglättung per Tiefpass.

Meine persönliche Definition als Informatiker ist inzwischen:
- Vorstufe = PC/Tablet/Smartphone ...
- Endstufe = USB-DSP mit PWM-Treiber + Tiefpass gegen Spiegel-/Resonanz/Störfrequenzen

Ich hoffe, Ihr verbrennt mich jetzt nicht auf dem virtuellen Scheiterhaufen.

Hat schon mal jemand so ein Konzept versucht?

Samplingrate (32/176.1/192 kHz optional)

geht nicht mit USB2.0,
schon garnicht multichannel
...
und schon überhaupt garnicht,
wenn die Surround/Multichannel Aufbereitung
vor dem USB sein soll.

Wenn die Surround/Multichannel Aufbereitung
in der Endstufe passieren soll,
gibt's aufgrund der Lizenzen keinen Selbstbau.

Kay* (Beitrag #4) schrieb:

Samplingrate (32/176.1/192 kHz optional) geht nicht mit USB2.0, schon garnicht multichannel

??? Die USB-Audio-Class 2 definiert Mehrkanal-Audio mit bis zu 32 bit und Samplingraten bis 384 kHz. Bei 32 bit/384 kHz reichen die 400 MBit/s USB 2.0 Highspeed für fast 30 LPCM Kanäle - abzüglich Overhead.

Kay* (Beitrag #4) schrieb:

und schon überhaupt garnicht, wenn die Surround/Multichannel Aufbereitung vor dem USB sein soll.

??? Surround Codec (A/52, DTS, Dolby TrueHD, DTS HD Master, ...) -> LPCM-Umwandlung + (Gruppen-)Phasen/Linearitätskorrektur der Lautsprecher in Software auf dem PC (wird zur Zeit im KODI-Mediacenter implementiert)

Kay* (Beitrag #4) schrieb:

Wenn die Surround/Multichannel Aufbereitung in der Endstufe passieren soll, gibt's aufgrund der Lizenzen keinen Selbstbau.

Bloss keine patentierten Surround-Codecs in der Endstufe! Nach ein paar Jahren ist die Endstufe Elektroschrott, weil sich die Codecs wieder geändert haben. Der Endstufen-DSP (z.B. FPGA) sollte per USB 2.0 Highspeed und USB-Audio-Class 2 mit Multichannel-LPCM gefüttert werden, die LPCM-Daten mit Korrektur der Endstufenlinearität in PWM umrechnen und über Treiberbausteine (z.B. MosFETs) mit Tiefpassfilter an die Lautsprecher ausgeben.

??? Die USB-Audio-Class 2 definiert Mehrkanal-Audio mit bis zu 32 bit und Samplingraten bis 384 kHz. Bei 32 bit/384 kHz reichen die 400 MBit/s USB 2.0 Highspeed für fast 30 LPCM Kanäle - abzüglich Overhead.

Wobei 32Bit und 384kHz ohnehin schon völlig sinnfrei sind. Leider ist es so, dass es kaum verfügbare ICs am Markt gibt die man in kleinen Mengen kaufen kann. Sonst ist bei 2 Kanälen Schluss...

Surround Codec (A/52, DTS, Dolby TrueHD, DTS HD Master, ...) -> LPCM-Umwandlung + (Gruppen-)Phasen/Linearitätskorrektur der Lautsprecher in Software auf dem PC (wird zur Zeit im KODI-Mediacenter implementiert)

Das ist mir neu. Hast du da ne Quelle?

Bloss keine patentierten Surround-Codecs in der Endstufe! Nach ein paar Jahren ist die Endstufe Elektroschrott, weil sich die Codecs wieder geändert haben. Der Endstufen-DSP (z.B. FPGA) sollte per USB 2.0 Highspeed und USB-Audio-Class 2 mit Multichannel-LPCM gefüttert werden, die LPCM-Daten mit Korrektur der Endstufenlinearität in PWM umrechnen und über Treiberbausteine (z.B. MosFETs) mit Tiefpassfilter an die Lautsprecher ausgeben.

Die meisten Surround Codes sind ja leider parentbehaftet, sodass das immer die Gefahr ist. FPGAs wirst du in den Geräten höchst wahrscheinlich nicht finden da zu teuer.

M.E. ist es das sinnvollste, wenn das Decodieren schon im PC / Kodi geschieht. Dann geht man mehrkanalig digital raus und direkt in die Endstufe. Mein Verstärker zuhause frisst bis zu 24Bit / 192kHz 8 Kanal (SPDIF o. Cinch / ADAS) und schmeisst das dann auf eine ClassD Endstufe. Bisschen filtern wie für Sub und Center mache ich dikret mit.

Grüße
Stefan

Stampede (Beitrag #6) schrieb:

??? Die USB-Audio-Class 2 definiert Mehrkanal-Audio mit bis zu 32 bit und Samplingraten bis 384 kHz. Bei 32 bit/384 kHz reichen die 400 MBit/s USB 2.0 Highspeed für fast 30 LPCM Kanäle - abzüglich Overhead. Wobei 32Bit und 384kHz ohnehin schon völlig sinnfrei sind.

384 kHz Samplingrate sind definitiv sinnfrei - wer kann schon Frequenzen bis 192 kHz hören.
32 bit sind sinnvoll, um die Lautstärke ohne Einschränkung des Dynamikumfangs digital zu regeln. Wird ein 16- bzw 24-Bit Integer in einen 32-Bit Integer konvertiert, können die 8- bzw. 16- höherwertigen Bits für die Lautstärkeregelung verwendet werden.

Stampede (Beitrag #6) schrieb:

Leider ist es so, dass es kaum verfügbare ICs am Markt gibt die man in kleinen Mengen kaufen kann. Sonst ist bei 2 Kanälen Schluss...

Deshalb will ich ja auch keine DAC-ICs.

Stampede (Beitrag #6) schrieb:

Surround Codec (A/52, DTS, Dolby TrueHD, DTS HD Master, ...) -> LPCM-Umwandlung + (Gruppen-)Phasen/Linearitätskorrektur der Lautsprecher in Software auf dem PC (wird zur Zeit im KODI-Mediacenter implementiert) Das ist mir neu. Hast du da ne Quelle?

Work in Progress - Adding Audio DSP Plugin to AddonManager
Google Summer of Code 2015 weekly report blog
Creating cross-platform room correction for Kodi

Stampede (Beitrag #6) schrieb:

Bloss keine patentierten Surround-Codecs in der Endstufe! Nach ein paar Jahren ist die Endstufe Elektroschrott, weil sich die Codecs wieder geändert haben. Der Endstufen-DSP (z.B. FPGA) sollte per USB 2.0 Highspeed und USB-Audio-Class 2 mit Multichannel-LPCM gefüttert werden, die LPCM-Daten mit Korrektur der Endstufenlinearität in PWM umrechnen und über Treiberbausteine (z.B. MosFETs) mit Tiefpassfilter an die Lautsprecher ausgeben. Die meisten Surround Codes sind ja leider parentbehaftet, sodass das immer die Gefahr ist. FPGAs wirst du in den Geräten höchst wahrscheinlich nicht finden da zu teuer. M.E. ist es das sinnvollste, wenn das Decodieren schon im PC / Kodi geschieht. Dann geht man mehrkanalig digital raus und direkt in die Endstufe. Mein Verstärker zuhause frisst bis zu 24Bit / 192kHz 8 Kanal (SPDIF o. Cinch / ADAS) und schmeisst das dann auf eine ClassD Endstufe. Bisschen filtern wie für Sub und Center mache ich dikret mit. Grüße Stefan

Genau so stelle ich mir das vor. KODI dekodiert den Surround-Codec in Multichannel-LPCM, wendet die Raumkorrektur auf die Multichannel-LPCM-Daten an und sendet diese per USB an die Endstufe. In der Endstufe nimmt ein FPGA die Multichannel-LPCM-Daten per USB an, korrigiert die Linearitätsfehler der Endstufe, rechnet die LPCM-Daten in PWM-Halbwellen um und treibt damit MOSFETs. Je zwei I/O-Ports des FPGA mit einem NPN- und einem PNP-MOSFET bilden einen Endstufenkanal. Ein Tiefpassfilter unterdrückt Stör-/Resonanz- und Spiegelfrequenzen. Das gesamte Know-How steckt im Open-Source VHDL-Code des FPGA.

Wir brauchen also nur noch ein paar Elektrotechniker und VHDL-Programmierer für eine nachhaltige Traumendstufe.

Hi,

32 bit sind sinnvoll, um die Lautstärke ohne Einschränkung des Dynamikumfangs digital zu regeln. Wird ein 16- bzw 24-Bit Integer in einen 32-Bit Integer konvertiert, können die 8- bzw. 16- höherwertigen Bits für die Lautstärkeregelung verwendet werden.

Jein. Dann muss man ja immer noch nicht 32-Bit übertragen, sondern nur 16 oder 24 je nachdem was die Quelle hergibt. Audio DSPs rechnen daher intern auch mit höherer Genauigkeit (zB bis 60Bit), die Daten kommen aber trotzdem als 24Bit rein.

Genau so stelle ich mir das vor. KODI dekodiert den Surround-Codec in Multichannel-LPCM, wendet die Raumkorrektur auf die Multichannel-LPCM-Daten an und sendet diese per USB an die Endstufe.

Löse dich von USB. Das ist dafür nix. Nimm lieber HDMI oder MADI o.Ä.

der Endstufe nimmt ein FPGA die Multichannel-LPCM-Daten per USB an, korrigiert die Linearitätsfehler der Endstufe

Warum FPGA? Welche Linearitätsfehler?!?! Eine gut designte Endstufe ist per se linear.

Je zwei I/O-Ports des FPGA mit einem NPN- und einem PNP-MOSFET bilden einen Endstufenkanal

Das sieht man schon dass du auf dem Gebiet der Elektrotechnik noch Nachholbedarf hast. Man würde idealerweise auch 2 mal N-Channel nehmen.

Ein Tiefpassfilter unterdrückt Stör-/Resonanz- und Spiegelfrequenzen.

Gut, das Rekonstruktionsfiler ist ohnehin unerlässlich.

Das gesamte Know-How steckt im Open-Source VHDL-Code des FPGA. Wir brauchen also nur noch ein paar Elektrotechniker und VHDL-Programmierer für eine nachhaltige Traumendstufe.

Das macht kaum einer ohne Bezahlung, das ist schon recht speziell.

So sieht das Mopped von mir aus:
8 Kanal, wahlweise mit analog oder digital rein. Das ganze geht dann intern mit 24Bit/192kHz auf ClassD Endstufen.

??? Die USB-Audio-Class 2 definiert Mehrkanal-Audio mit bis zu 32 bit und Samplingraten bis 384 kHz. Bei 32 bit/384 kHz reichen die 400 MBit/s USB 2.0 Highspeed für fast 30 LPCM Kanäle - abzüglich Overhead.

dekodiert, also ohne Komprimierung (z.B. AC3)?

Kay* (Beitrag #9) schrieb:

dekodiert, also ohne Komprimierung (z.B. AC3)?

Ja. Mit USB-Audio-Class 2 kann man verschiedene Endpunkte definieren. Das kann Multichannel-LPCM sein, A/52, DTS, Mixer, Encoder, Decoder, ...
Siehe Audio Devices Rev. 2.0 Spec and Adopters Agreement (/Audio2.0 final/Audio20 final.pdf).

renneb (Beitrag #3) schrieb:

Meine persönliche Definition als Informatiker ist inzwischen: - Vorstufe = PC/Tablet/Smartphone ... - Endstufe = USB-DSP mit PWM-Treiber + Tiefpass gegen Spiegel-/Resonanz/Störfrequenzen

Du verwechselst hier Vorstufe mit Quelle

Was du suchst gibt es jedenfalls nicht. Wie wärs einfach mit einem Alternativ Produkt zur Behringer UMC1820?
zb http://www.thomann.de/de/m_audio_m_track_eight.htm

Was willst du eigentlich machen? Was ist dein Szenario?
Vielleicht können wir dir dann besser helfen.

basti__1990 (Beitrag #11) schrieb:

Was willst du eigentlich machen? Was ist dein Szenario? Vielleicht können wir dir dann besser helfen. :L

Ziel ist ein audiophiles Surround-System, welches per Notebook oder RaspberryPi per USB mit Stereo-Musik oder Video-Surround gefüttert wird. Die analogen Zwischenschritte würde ich gerne vermeiden. Als Fallback habe ich ein Behringer FCA610 im Auge. Für meinen 20 Jahre alten A/V-Receiver reicht das FCA610. Für 5.0 BiAmp fehlen dem FCA610 gegenüber dem UMC1820 zwei Line-Outs.

Wenn du anstatt USB auf HDMI setzt, dann kannst du jeden popligen AVR nehmen. Den genauen Vorteil von USB gegenüber HDMI ist mir hier auch nicht so richtig klar geworden. Falls du externe Endstufen (und eigene DSPs dazwischen) willst, wäre ja eine AV-Vorstufe oder einfach ein AVR mit PreOuts möglich.

Gestört hat mich dabei immer die unnötige Digital->Analog->Digital->Analog-Wandelung.

Das hättest du jedenfalls mit HDMI nicht.

Wenn es denn unbedingt USB sein muss, dann würde auch einer dieser AVRs gehen.
http://geizhals.de/?cat=hifirec&xf=5771_USB+%28Typ+B%29#xf_top
Der LX88 wäre ein idealer Kandidat für dich, viel Leistung, genügend Endstufen für Front-Bi-Amping und mit MCACC Pro ein unglaublich gutes Einmesssystem, dass sich komplett anpassen lässt.

A/V-Receiver können alles, aber sind umständlich zu bedienen

Das stimmt so nun wirklich nicht. Die häufigst genutzten Funktionen kann man mit einem Klick auf der Fernbedienung erreichen. Ansonsten gibts noch die Steuerung per App oder wenn wirklich ständig komplexe Abfolgen benötigt werden, gibt es immer die Möglichkeit eine Logitech Harmony zu verwenden und Makros zu hinterlegen.

basti__1990 (Beitrag #13) schrieb:

Wenn du anstatt USB auf HDMI setzt, dann kannst du jeden popligen AVR nehmen. Den genauen Vorteil von USB gegenüber HDMI ist mir hier auch nicht so richtig klar geworden.

Nach dem Theater mit HDMI-Switches/-Matrizen, etc. und der Erfahrung, dass mit HDMI immer irgendetwas nicht funktioniert, habe ich HDMI fast vollständig 'rausgeworfen. Fernseher und Monitor sind per HDMI-Kabel direkt am Notebook angeschlossen. Die Kabel stecke ich inzwischen statt per Switch/Matrix manuell um. DSP, Kanal-Routing, BiAmp-Hochpass/-Tiefpass, Lautstärkeregelung, Room Equalization, etc. will ich per Software am Notebook machen. Im Gegensatz zu fehlerhafter A/V-Receiver-Firmware kann man die einfach austauschen.

A/V-Receiver können alles, aber sind umständlich zu bedienen Das stimmt so nun wirklich nicht. Die häufigst genutzten Funktionen kann man mit einem Klick auf der Fernbedienung erreichen. Ansonsten gibts noch die Steuerung per App oder wenn wirklich ständig komplexe Abfolgen benötigt werden, gibt es immer die Möglichkeit eine Logitech Harmony zu verwenden und Makros zu hinterlegen.

KODI kann als Media-Player-Software sowohl per HDMI-CEC als auch per Maus/Tastatur/Multimedia-Tasten am Notebook bedient werden.

Jedes Jahr gibt es eine neue HDMI-Version/Revision. Nach 4 Jahren ist der LX88 nur noch ein 2000,- € teurer Briefbeschwerer, weil die HDMI-Anschlüsse die neuen Video-Datenraten nicht mehr schaffen. Die HDMI-Entwicklungszyklen halte ich inzwischen für Geplante Obsoleszenz.

Mein Traum ist eine Mehrkanalendstufe mit Lautsprecheranschlüssen, EINEM Stromanschluss, EINEM USB-Eingang und EINEM mechanischen Schalter - An/Aus. WLAN, Bluetooth, ... will ich NICHT. Eben Qualität statt Quantität. Leider gibt's Qualität statt Quantität nur im hochpreisigen Segment. Ein Community-Projekt mit Open-Hardware- und Open-Source-Lizenz wäre das Optimum.

Etwas wirklich zukunftssicheres bekommst du nur wenn du Vorstufe und Endstufe trennst, denn wie du schon gesagt hast, veraltet Technik recht schnell.
vielleicht wäre ja das etwas für dich
http://www.minidsp.com/products/ht-series/nanoavr-hda
Dort könntest du per USB oder HDMI rein. nur weil du mit HDMI switchs Probleme hattest, ist HDMI ja nicht schlecht. ich hatte auch schon Probleme mit USB Produkten

Dir selbst was zu basteln a la kodi halte ich für fast unmöglich. bei stereo sicher kein Thema, bei Surround eben unmöglich