DSP/Verstärker voll digital, gibts leider nicht!?

man kann es schon grob am Preis abschätzen ob IIR (benötigt weniger Speicher- und Rechenaufwand und ist schneller) oder FIR (heutzutage noch entsprechend teurer)

musst Du für dich entscheiden was dir wichtig ist:

https://www.advsolne...aktischer-leitfaden/

Der Unterschied zwischen IIR- und FIR-Filtern: ein praktischer Leitfaden … IIR-filter IIR-Filter (unendliche Impulsantwort) werden im Allgemeinen für Anwendungen gewählt, bei denen die lineare Phase nicht allzu wichtig ist und der Speicher begrenzt ist. Sie wurden in großem Umfang in der Audioentzerrung, der biomedizinischen Sensorsignalverarbeitung, intelligenten IoT/IIoT-Sensoren und Hochgeschwindigkeits-Telekommunikations-/RF-Anwendungen eingesetzt. Vorteile Niedrige Implementierungskosten: Benötigt weniger Koeffizienten und Speicherplatz als FIR-Filter, um einen ähnlichen Satz von Spezifikationen, d.h. Grenzfrequenz und Sperrdämpfung, zu erfüllen Niedrige Latenzzeit: eignet sich aufgrund der geringen Anzahl von Koeffizienten für Echtzeitsteuerung und sehr schnelle HF-Anwendungen Analoges Äquivalent: Kann zur Nachahmung der Eigenschaften von analogen Filtern unter Verwendung von s-z-Ebenen-Abbildungstransformationen verwendet werden … FIR-filter FIR-Filter (FIR = Finite Impuls Response) werden im Allgemeinen für Anwendungen gewählt, bei denen eine lineare Phase wichtig ist und eine angemessene Menge an Speicher und Rechenleistung zur Verfügung steht. Sie haben eine weite Verbreitung in Audio- und biomedizinischen Signalverbesserungsanwendungen. Ihre Nullstruktur (siehe unten) stellt sicher, dass sie für jede Art von Eingangssignal niemals instabil werden, was ihnen einen deutlichen Vorteil gegenüber dem IIR verleiht. … Nachteile Hoher Rechen- und Speicherbedarf: FIRs benötigen in der Regel viel mehr Koeffizienten für das Erreichen einer scharfen Hell-Dunkel-Grenze als ihre IIR-Pendants. Dies hat zur Folge, dass sie viel mehr Speicher und eine deutlich höhere Anzahl von MAC-Operationen (multiple and accumulate) benötigen. Moderne Mikrocontroller-Architekturen, die auf den Cortex-M-Cores des Arm’s basieren, enthalten jetzt jedoch DSP-Hardware-Unterstützung über SIMD (Signalbefehle, multiple Daten), die die Filteroperationen erheblich beschleunigen Höhere Latenz: Die höhere Anzahl von Koeffizienten bedeutet, dass ein FIR im Allgemeinen für schnelle Anwendungen mit hohem Durchsatz weniger geeignet ist als ein IIR. Problematisch wird dies bei Echtzeit-Regelanwendungen, bei denen ein FIR-Filter möglicherweise eine zu große Gruppenverzögerung aufweist, um die Stabilität der Schleife zu erreichen Kein analoges Äquivalent: Mit Hilfe der Bilinearen, angepassten z-Transformation(s-z-Mapping) kann ein analoges Filter leicht in ein äquivalentes IIR-Filter umgewandelt werden. Bei einem FIR-Filter ist dies jedoch nicht möglich, da es kein analoges Äquivalent gibt

https://www.minidsp....fir-vs-iir-filtering

FIR vs IIR filtering … Infinite impulse response (IIR) filters IIR filters are the most efficient type of filter to implement in DSP (digital signal processing). They are usually provided as "biquad" filters. … Finite impulse response (FIR) filters An FIR filter requires more computation time on the DSP and more memory. The DSP chip therefore needs to be more powerful. miniDSP products that support FIR filtering include the OpenDRC and the miniSHARC kit.

Stell das mir gerade umgesetzt auf ein Grafikprogramm vor.
FIR ist die Vektorgrafik und IIR ist das Pixelfoto.
Das Pixelbild kann rauschen und die Vektorgrafik in 5K kostet einen Haufen Geld.

andi76.5 (Beitrag #51) schrieb:

So bin ich auf den Helix gestoßen der ähnlich teuer ist aber 32/64 Bit kann (ich war Happy).

Ein ADC oder DAC mit 32 Bit ist ja sowieso nur ein Marketingargument. Ob man nun einen 24 oder 32 Bit ADC auf eine Platine setzt ist im Grunde egal, wenn man bedenkt wie viele Bits am Ende nutzbar sein werden...
Tendenziell irgendwas zwischen 20 und 22 Bit.
Intern mit 64 Bit (oder mehr) zu rechnen ist schön, das reduziert das Rauschen durch Rechenfehler mit endlicher Genauigkeit.

Die Fragen bei der Auswahl eines DSPs wären zunächst eher:
- Ist es ein Festkomma- oder Gleitkomma-DSP (z.B. SigmaDSP vs. Sharc)
- Rechnet der DSP im Zeit- oder Frequenzbereich
- Abgeleitet davon die Fähigkeiten bei den Filten (hauptsächlich FIR)

Bedeutet das umgekehrt das IIR Filter Frequenzgänge und Phasenfehler nur ungenau und über den halben Frequenzbereich korrigieren ?

Was heißt ungenau. So genau, wie es die Einstellung des Filters in der Software eben zulässt. Die Phase kann man mit IIR nicht korrigieren.

Was ist der praktische Vorteil von FIR

Wenn man sich die Filterstruktur von Biquad vs. FIR anschaut, sieht man es ja im Prinzip direkt.
IIR entspricht einem klassischen Analogfilter mit all seinen Vor-/Nachteilen, hauptsächlich Phasenbeeinflussung.
FIR kann phasenlinear implementiert werden, was wiederum natürlich Latenz verursacht. Im niedrigen Frequenzbereich sind lange Filterlängen notwendig, was bei Rechnung im Zeitbereich hohe Latenzen verursacht. Je nach Anwendung ist das hinnehmbar oder aber nicht. Dann muss ggf. eine Mischung aus FIR und IIR zum Einsatz kommen.

MK_Sounds (Beitrag #54) schrieb:

FIR kann phasenlinear implementiert werden, was wiederum natürlich Latenz verursacht. Im niedrigen Frequenzbereich sind lange Filterlängen notwendig, was bei Rechnung im Zeitbereich hohe Latenzen verursacht.

Sorry dass ich hier so von der Seite reinrufe, aber weil es mich kürzlich beschäftigt hat: können FIR Filter entweder in time-domain oder frequency domain arbeiten? Gibt es Mischformen? Ich weiss aus alten MP3 Tagen dass es den Tradeoff zwischen Frequenzauflösung und Zeitauflösung gibt, eine gängige window size von 2048 wäre ja rel. Latenzarm, macht sowas im Kontext eines FIR Sinn oder arbeitet man da mit viel mehr taps? Ich hatte mal versucht mit BruteFIR einen Crossover zu basteln für einen Raspberry Pi der übrig war, war leider instabil (evtl. war Pi Zero einfach zu langsam).

Buddy_Casino (Beitrag #55) schrieb:

Sorry dass ich hier so von der Seite reinrufe, aber weil es mich kürzlich beschäftigt hat: können FIR Filter entweder in time-domain oder frequency domain arbeiten? Gibt es Mischformen?.

Es geht lediglich darum, wie der Filter berechnet wird. Signalverarbeitungsgrundlagen eben. Gibts eine Fülle an Literatur dazu.
Ein FIR-Filter ist im Grunde nur eine Faltung des Signals mit einer vorher definierten Impulsantwort. Jetzt kann man das direkt im Zeitbereich berechnen.
Das ist entsprechend rechenintensiv.
Hardwarebeispiel: SigmaDSP
Eine Faltung im Zeitbereich entspricht einer Multiplikation im Frequenzbereich. Die Berechnung des Filters vereinfacht sich also stark auf Kosten der notwendigen zwei Fourier-Transformationen. Also blockbasiert erst eine FFT machen, den Filter berechnen und dann eine IFFT.
Hardwarebeispiel: Sharc, Blackfin

Danke für die vielen Antworten,

Ein ADC oder DAC mit 32 Bit ist ja sowieso nur ein Marketingargument. Ob man nun einen 24 oder 32 Bit ADC auf eine Platine setzt ist im Grunde egal, wenn man bedenkt wie viele Bits am Ende nutzbar sein werden... Tendenziell irgendwas zwischen 20 und 22 Bit. Intern mit 64 Bit (oder mehr) zu rechnen ist schön, das reduziert das Rauschen durch Rechenfehler mit endlicher Genauigkeit.

Das ist ja schon mal gut denn rauschen soll es nicht (auch wegen dem relativ hohen Wirkungsgrad der Lautsprecher).
Beim Regeln der Lautstärke und beim quantisieren von analogen Signalen sollen die 32 Bit ja auch Vorteile bringen (wenn man Leise hören will).

Wenn man sich die Filterstruktur von Biquad vs. FIR anschaut, sieht man es ja im Prinzip direkt. IIR entspricht einem klassischen Analogfilter mit all seinen Vor-/Nachteilen, hauptsächlich Phasenbeeinflussung. FIR kann phasenlinear implementiert werden, was wiederum natürlich Latenz verursacht. Im niedrigen Frequenzbereich sind lange Filterlängen notwendig, was bei Rechnung im Zeitbereich hohe Latenzen verursacht. Je nach Anwendung ist das hinnehmbar oder aber nicht. Dann muss ggf. eine Mischung aus FIR und IIR zum Einsatz kommen.

Da ich im Kopf immer noch an klassische Weichen gewöhnt bin (und weil das Simulationsprogramm auch so arbeitet) ist das für mich jetzt kein Beinbruch.
Praktisch heißt das man bekommt bei FIR Filter auf der vertikalen Achse im Übergangsbereich zwischen HT und MT keine Einbrüche egal wie flach oder steil die Flanken sind,?
Wie steil können die Filterflanken bei FIR Filtern maximal sein und gibt es dort auch die Abstufungen 6,12,18,24,... dB ?

Afaik ist bei FIR die Grenze bei ca. 52 dB.
Und auch normale Filter müssen nicht zwangsweise 6, 12, 18, ... dB haben.
Diese Flankensteilheiten ergeben sich nur automatisch bei normalen LC-Filtern.
Aber mit Zusatzgliedern könnte man auch z.B. 8 dB realisieren.

Wenn du dir z.B. mal alte Prospekte von Canton anschaust, siehst du, das deren Weichen damals auch abweichende Flankensteilheiten hatten.
Beispielsweise Quinto 540:
Tiefpass Tieftöner = 16 dB
Hochpass Miteltöner = 16 dB
Tiefpass Mitteltöner 15 dB
Hochpass Hochtöner 26 dB

Oder bei der aktiven Ergo hat der Tiefpass der Tieftöner 9 dB.

Grüße
Roman

Afaik ist bei FIR die Grenze bei ca. 52 dB.

Siehe: hier, oder wenn man es genauer wissen will, hier.

Moin,

ich gehe noch mal auf die Anfangsforderung ein, die da lautete: rein digital, nix wandeln!

Aktuell habe ich eine rein digitale Kette (2Wege aktiv)aufgebaut, mit etwas unkonventioneller Methode

Laptop-USB-Soundkarte, per Toslink in den Digitaleingang vom miniDSP 4x10HD, (mit dem MiniDSP rette ich den Frequenzgang) Der MiniDSP 4x10HD hat 2 parallel geschaltete digitale Ausgänge: SPDIF/Coax und Toslink, der Toslink geht zur Tieftonendstufe, der SPDIF zur Hochtonendstufe.

Verstärker sind Amper502Verstärker (soll rein digital sein) mit eingebautem DSP, welches etwas eingeschränkt ist, durch die feste Frequenzvorgabe, aber es reicht aus um damit die xover zu gestalten.

Das ist geil - da rauscht absolut nix und der Verstärker hat auch den Tieftonbereich kräftig und präzise im Griff!

Um jetzt auf eine digitale 3-4 Wege Lösung zu kommen. Es gab mal den miniDSP nano 2x8, der war rein digital und genau das was ich auch gerne hätte. Aber da gibt es wohl keine Chance gebraucht dran zu kommen.

Aktuell bietet miniDSP den flex in digital an, allerdings auch nur als 2x4, zu wenig für 3 Wege und auch viel zu teuer. Kommt der 2x4HD ins Spiel, der hat intern eine Stiftleiste um das I2S Signal abzugreifen. Das plane ich demnächst aufzubauen. Angeblich hat der 4x10HD auch eine Möglichkeit das I2S Signal intern abzugreifen, Habe dazu aber noch zu wenig Informationen.

Grüße, Hartmut

Ach Mensch, schau mal hier nach.
Das Dingens ist nichts anderes als ein Class D Verstärker.

Lustig, im AAA hat man genau das Gegenteil gesagt; dass er laut Beschreibung nicht in die Einstufung: "ClassD" passt.

Aber ich will mich da auch nicht festlegen - dazu habe ich zu wenig Ahnung. Ist mir auch egal, denn das Dingens läuft gut


edit:

Moin, nach anfänglicher Euphorie musste ich heute morgen feststellen dass der digitalkram doch mehr Rauschen aus dem Lautsprecher ausgibt, als mit den tda7294 Class AB Endstufen.

Das muss gestern im Tagesgrundlärm unter gegangen sein.

Dennoch sind die kleinen im Normalbetrieb ganz gut.

Grüße, Hartmut

[quote] Moin, nach anfänglicher Euphorie musste ich heute morgen feststellen dass der digitalkram doch mehr Rauschen aus dem Lautsprecher ausgibt, als mit den tda7294 Class AB Endstufen. [/quote]


Das spielt meiner Theorie in die Karten.

Moin,

eine Theorie taugt nur so lange Etwas, bis Sie in der Praxis widerlegt ist.

Ich habe lange glücklich mit miniDSP 2x4HD und 4x10HD plus TDA7294 Endstufen Musik gehört. Die Endstufen zuerst mit klassischem Netzteil, danach mit reiner Akkustromversorgung und zuletzt mit gut dimensioniertem Schaltnetzteil. Das wurde immer besser.

Doch ich werde den ganzen Aufbau wohl verkaufen, denn der kleine Digitale funktioniert an meinen kleinen passiven 2 Wegern deutlich besser und mit der richtigen gainstruktur rauscht da nix.

Den Versuch mit einem miniDSP2x4HD und direkt ausgeführtem I2S- Datensignal werde ich im Laufe des Jahres noch machen.

Grüße, Hartmut

NXP TDF8530TH läuft bei mir überaus rauscharm... (subjektiv)

wiedermal eine Kuh mit (vermeindlich) anderer Farbe, die durchs Dorf trabt?

Die Beschreibung des AMPER502 liest sich gruselig, übliches Marketinggeschwurbel
(sieht aber zugegeben gut aus und ist billig).

"Beim AMPER502 handelt es sich um einen

vollständig digital aufgebauten

Audio Voll-Verstärker"
"vollständig digital aufgebaut" sagt nix aus, regt aber die Fantasie an :-)

Datenblatt: PWM = nix neues,
allerdings ist ein SRC und ein DSP mit on-chip
(PWM ist analog, Basta :-) )

"STA350BW ist eines der wenigen Audio ICs, welches digitale HiRes Audio Daten bis 96kHz direkt und nativ verarbeiten kann"
Nein, kann er nicht!
Input: Selectable 32 to 192 kHz input sample rates
aber: 96 kHz internal processing sample rate with
quantization error noise shaping for very low cutoff frequency filters.

es ist also vor dem DSP ein (A)SCR) verbaut,
geht auch garnicht anders, es sein denn,
man würde sich exakt auf eine SR festlegen oder für jede SR ein eigenes DSP-Programm vorhalten.

tda7294 Class AB Endstufen

messtechnisch sieht ein AMP mit dem Chip deutlich besser aus als der STA350,
aber:
messtechnisch sind beide Lösungen jenseits von gut und böse

p.s.
wegen der Optik würde ich ihn glatt kaufen ;-)