DCX 2496 - Messung

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wiesonich
Stammgast

#1 erstellt: 20. Feb 2009, 23:47

Nabend,

habe meine Frequenzweiche DCX 2496 heute gemessen und bin gelinde gesagt überrascht, was dabei herausgekommen ist.

Konfiguration als Stereo-Dreiweger mit Trennfrequenzen bei 250 Hz (Butter 12) und 4kHz (Linki 24). Ansonsten sind keinerlei Effekte oder Limiter oder sonstiges eingestellt. Nur die Trennfrequenzen sind aktiv. Gemessen habe ich mit einer USB-Soundkarte Edirol UA-1EX im Zweikanal-Modus. Hier das Ergebnis:

Zwischen 0 dB und -30 dB sieht es ja ganz ordentlich aus. Alles darunter treibt mir aber einige Falten auf die Stirn. Besonders der Bereich oberhalb 1 kHz bereitet mir Sorgen. Stellt sich die Frage, ob die Soundkarte ein Problem hat oder die DCX. Als nächstes habe ich deshalb nur die Soundkarte gemessen. Dafür habe ich den Messaufbau um ein Potentiometer erweitert, um den Eingangspegel bis in den "welligen Bereich" hinein dämpfen zu können. Hier das Ergebnis:

Deutlich ist zu erkennen, dass die Karte mit ungedämpften Eingangssignalen keine Probleme hat (Potistellung 0 dB). Auch bei einer Dämpfung von 25 dB sind noch keine Auffälligkeiten zu erkennen. Bei 50 dB zeigt sich dann aber recht deutlich, dass die Karte hier nicht mehr sauber funktioniert. Die maximal messbare Dämpfung reduziert sich oberhalb 1 kHz allmählich von 50 dB auf nur noch etwa 35 dB bei 20 KHz. Die leichten Zappelein unterhalb 1 KHz deuten darauf hin, dass auch in diesem Bereich keine wirklich sinnvollen Messungen bei großer Dämpfung mehr möglich sein dürften. Die Soundkarte kann die abfallenen Filterflanken der DCX folglich nur bis etwa 30 dB Dämpfung einigermaßen zuverlässig darstellen. Wenn aber die Soundkarte allein verantwortlich wäre für die im ersten Diagramm gemessenen Verzerrungen, dann müsste sich das Ergebnis der zweiten Messung mit dem Poti auch mit zwischengeschalteter DCX reproduzieren lassen, wenn alle Filter der DCX deaktiviertet sind. Vollkommen ohne Filter und ohne Effekte dürfte die DCX schließlich keinen Einfluss nehmen auf das Signal. Hier das Ergebnis dieser Messung:

Bei 0 dB Dämpfung zwar noch OK. Aber schon bei -25 dB, wo die Karte alleine noch nicht verzerrt, wie oben zu sehen ist, da schlängelt sich der Frequenzgang wie eine Spiralfeder um sich selbst. Meiner Meinung nach kann die Soundkarte nicht allein dafür verantwortlich sein, weil die Messung ohne DCX mit ansonsten gleichen Bedingungen zwar Störungen zeigt aber eben kein Geschlängel. Ich vermute, die DCX erzeugt oberhalb 1 kHz eine Störung mit immer gleichem Pegel, der im ungedämpften Messsignal bei 0dB noch untergeht, aber mit schwächer werdendem Signalpegel immer deutlicher heraustritt. Andererseits müsste so eine Störung ebenso durch das Poti gedämpft werden wie das Messsignal. Vielleicht entsteht hier aber auch eine Wechselwirkung zwischen den Störungen der Karte und der DCX. Ich kann mir das Ergebnis nicht ganz erklären.

Bekanntlich kann bei jeder Messung immer etwas falsch laufen, deshalb würde mich interessieren, ob noch jemand solche Messungen an der DCX und oder der Edirol-Soundkarte durchgeführt hat und Ähnliches oder völlig Anderes zu berichten weiß.

PS:
Hoffe, die Bilder sind lesbar.

detegg
Inventar

#2 erstellt: 21. Feb 2009, 00:44

Moin,

die umfangreichste, verlässliche Sammlung von Messungen zur DCX (ohne Soundkarte, mit amtlicher Messtechnik) ist schon etwas älter -->

Link

Gruß
Detlef

[Beitrag von detegg am 21. Feb 2009, 00:44 bearbeitet]

wiesonich
Stammgast

#3 erstellt: 21. Feb 2009, 01:22

Danke für den Link!

Die Grafik mit den Frequenzgängen der Filter ist aber leider nur bis 30 dB Dämpfung aufgelöst. Bis dahin sieht´s bei mir (trotz weniger scharfer Trennung zwischen High und Mid) ja auch noch ganz gut aus. Der Bereich mit Dämpfungen größer 30 dB müsste beleuchtet werden.

wiesonich
Stammgast

#4 erstellt: 21. Feb 2009, 05:20

Habe inzwischen versucht heraus zu finden, ob die welligen Störungen innerhalb der DCX gemessen werden können. Dafür habe ich die DCX geöffnet und mit feiner Spitze das Signal durch alle Stufen verfolgt. Messaufbau wie in Bild drei, also Soundkarte zur DCX und zurück über das Poti. Alle Filter deaktiv. Die Messspitze bildet die Rückleitung von der DCX zum Poti.

Ergebnis:
Innerhalb der analogen Eingangsstufen sind nirgends wellige Störungen messbar. Bis direkt an die Eingangs-Pins der AD-Wandler sind lediglich die Störungen der Soundkarte aus Bild zwei erkennbar. Die Eingangsstufen nehmen offenbar keinen Einfluss auf das Signal. Die welligen Störungen lassen sich erstmals direkt an den Ausgangs-Pins der DA-Wandler messen, also noch vor den analogen Ausgangsstufen. Die Störungen treten hier aber schon in ganzer Pracht zu Tage und setzen sich dann unverändert bis zu den Ausgängen fort. Das könnte für eine Ursache in der Software sprechen, weil diese Störungen an allen DA-Wandlern messbar sind und die Analog-Sektionen der Ausgangsstufen das Signal offenbar auch nicht verändern.

Wenn die Ursache aber in der Software liegt, dann müssten diese Störungen auch bei anderen DCX auftreten.

Wer kann helfen?

detegg
Inventar

#5 erstellt: 21. Feb 2009, 12:15

Moin,

... wer viel misst, misst viel Mist!

Definiere doch bitte mal das Anregungssignal (Signalform, Pegel), den Wert des Abschwächers (Poti) sowie die Art der Messstrippen (XLR/Cinch?).
Ein Pegel von -30dBV entspricht ca. Ueff=30mV, -60dBV dann schon 1mV - immer bei einem Input von 0dBV=1Veff. Sicher, dass Deine Soundkarte das noch sauber auflösen kann?

Gruß
Detlef

pelmazo
Hat sich gelöscht

#6 erstellt: 21. Feb 2009, 12:46

Sieht mir wie ein Kammfilter-Effekt aus. Könnte an unzureichender Kanaltrennung im Aufnahmeweg der Soundkarte liegen, denn wenn die Verschaltung so war wie gezeichnet, dann gibt's zwischen links und rechts die Verzögerung durch den Prüfling. Es wäre auch nicht überraschend wenn die Kanaltrennung zu höheren Frequenzen hin schlechter würde.

wiesonich
Stammgast

#7 erstellt: 21. Feb 2009, 13:03

Das mit dem Mist messen ist allerdings wahr.

Die Strippen sind Coax-Leitungen RG58. Die Cinch-und XLR-Anschlüsse hab´ ich jeweils selbst drangelötet. Die Messspitze, mit der ich in der DCX herumgepiekst habe, besteht allerdings aus einer gewöhlichen hochflexiblen Einzelander. Das Potentiometer hat eine logarithmische Kennlinie und einen Anschlusswert von 47 kOhm. Die 0 dB Ausgangsspannung der Soundkarte ist mit -10 dBu denkbar niedrig. Um die geringe Signalhöhe als Ursache auszuschließen habe ich das Messsignal testweise mit einem Vorverstärker zwischen Soundkarte und DCX auf etwa +20 dBu angehoben und die Messung wiederholt. Keine Änderung. Wobei dieser zusätzliche Test natürlich nur die Auflösung der DCX verbessert. Für die Soundkarte musste das erhöhte Ausgangssignal der DCX über das Poti natürlich wieder auf die -10 dBu als 0 dB Pegel angepasst werden. Die übersteuert sonst.

Hier mal ein Screenshot der Signaleinstellungen in Arta:

edit:
Einheit dBV in dBu korrigiert.

[Beitrag von wiesonich am 21. Feb 2009, 23:46 bearbeitet]

detegg
Inventar

#8 erstellt: 21. Feb 2009, 14:02

... was mir gerade auffällt:

Eine (echte) 2-Kanal-Messung macht hier doch keinen Sinn. Du willst doch die "Änderungen" durch den DUT (die DCX) messen. Als Referenz gehört lt. ARTA-Handbuch das Eingangssignal (Rechts OUT) an (Rechts IN) angeschlossen.
An (Links In) liegt das DCX-Ausgangssignal, an (Rechts IN) das DCX-Eingangssignal. Damit werden dann Einflüsse der SK eleminiert.

... versuch´s mal

wiesonich
Stammgast

#9 erstellt: 21. Feb 2009, 23:25

Nach einem trotz Regen sehr erfrischenden Tag an der Seeluft bin ich eben wieder an die Geräte gegangen und habe zwei Dinge ausprobiert:

1.
Vergleich der "echten" Zweikanal-Messung mit der Semi-Zweikanalmessung zur Kompensation der Soundkarte laut Handbuch. Das Ergebnis ist schnell umschrieben: Keine Änderung. Die maximal messbare Dämpfung liegt mit der Semi-Zweikanal-Messung geringfügig höher, aber sonst kein erkennbarer Unterschied. Der Einfluss der Soundkarte wird mit beiden Methoden offenbar gleichermaßen gut kompensiert.

2.
Die angesprochenen Laufzeitunterschiede zwischen Links und Rechts als mögliche Ursache für die welligen Störungen sind mir den ganzen Tag nicht mehr aus dem Kopf gegangen. Hier zwei veränderte Messaufbauten, von denen ich mir erhofft habe, Laufzeitunterschiede zwischen Links und Rechts auszugleichen:

Beide Messungen wurden wieder vollständig ohne Filter oder Effekte durchgeführt. Leider ist das Ergebnis auch hier wieder zügig beschrieben. Keine Änderung.

pelmazo
Hat sich gelöscht

#10 erstellt: 22. Feb 2009, 00:17

wiesonich schrieb:

Die angesprochenen Laufzeitunterschiede zwischen Links und Rechts als mögliche Ursache für die welligen Störungen sind mir den ganzen Tag nicht mehr aus dem Kopf gegangen. Hier zwei veränderte Messaufbauten, von denen ich mir erhofft habe, Laufzeitunterschiede zwischen Links und Rechts auszugleichen:

Kann es sein daß es einen Weg noch in der Soundkarte vom Ausgang auf den Eingang gibt? Viele Soundkarten lassen es zu daß man das wiedergegebene Signal auf den Aufnahmeeingang gibt oder dazumischt.

wiesonich
Stammgast

#11 erstellt: 22. Feb 2009, 03:57

Zehn Bier für pelmazo!

Die verwendete Soundkarte hat auf der Rückseite ein Mäuseklavier mit DIP-Schaltern, auf dem unter anderen ein sogenannter "Input-Monitor" aktiviert werden kann. Die Funktion dieses Schalters ist in der Bedienungsanleitung beschrieben mit: "This selects wether or not the audio signals througt the mic input, digital input and line input jacks will be output to the headphone and line output jacks." Dieser Schalter war ON.

Auch wenn ich eigentlich dachte, dieser Schalter muss auf ON stehen, habe ich diese Funktion jetzt testweise deaktiviert und bin galtt von den Socken, wie sehr sich die Messungen verbessert haben. Die welligen Störungen sind noch vorhanden, aber sie liegen jetzt wesentlich tiefer. Gleiches gilt für die größte messbare Dämpfung der Soundkarte. Auch die hat sich deutlich nach unten verschoben. Wenn ich die neuen Messungen richtig deute, dann liegt der Zugewinn in allen Bereichen bei mindestens 20 dB. Hier die neuen Messergebnisse mit "Input-Monitor" OFF:

pelmazo
Hat sich gelöscht

#12 erstellt: 22. Feb 2009, 11:03

wiesonich schrieb:

Die verwendete Soundkarte hat auf der Rückseite ein Mäuseklavier mit DIP-Schaltern, auf dem unter anderen ein sogenannter "Input-Monitor" aktiviert werden kann.

Ah, stimmt, das ist der Weg in die andere Richtung, den hatte ich übersehen. Aber der hat in dieser Konstellation einen ähnlichen Effekt.

Auch wenn's jetzt bei wesentlich niedrigerem Pegel stattfindet scheint es immer noch ein leichtes Übersprechen in der Soundkarte zu geben. Vielleicht ist das auch unvermeidlich und ein "Feature" der Soundkarte...

wiesonich
Stammgast

#13 erstellt: 22. Feb 2009, 16:20

Ja, irgend etwas ist da noch im Busche.

So erfreulich und erleichternd die Verbesserung durch das Deaktivieren des Input-Monitors auch ist, der Input-Monitor verändert offenbar lediglich das Niveau, auf dem sich die Welligkeiten zeigen. Die Ursache für die welligen Störungen selbst scheint wo anders zu liegen. Nach wie vor glaube ich, dass wenn die Soundkarte allein die Ursache wäre, müssten die weilligen Störungen immer auftreten, egal, ob die DCX als Prüfling angeschlossen ist oder ein Draht. Was macht die DCX ohne Filter anders als ein Draht? Mal abgesehen von den Laufzeitunterschieden zwischen Links und Rechts, die als Ursache (leider) ausgeschlossen werden konnten.

[Beitrag von wiesonich am 22. Feb 2009, 16:23 bearbeitet]

pelmazo
Hat sich gelöscht

#14 erstellt: 22. Feb 2009, 16:52

wiesonich schrieb:

Was macht die DCX ohne Filter anders als ein Draht? Mal abgesehen von den Laufzeitunterschieden zwischen Links und Rechts, die als Ursache (leider) ausgeschlossen werden konnten.

Ein Kammfiltereffekt entsteht wenn man ein Signal mit einer verzögerten Version seiner selbst zusammenmischt. Es braucht also zweierlei:

eine Verzögerung

einen Mischer bzw. eine Art Übersprechen.

Die Verzögerung ist also daran beteiligt, aber man kann sie natürlich nicht verantwortlich machen. Darum siehst Du den Effekt nicht, wenn Du den DCX entfernst.

wiesonich
Stammgast

#15 erstellt: 22. Feb 2009, 19:38

Jetzt ist der Groschen gefallen. Beides muss zusammenkommen. Signalverzögerung und Übersprechen. Danke für die Erklärung.

Das passt auch zusammen mit den Messungen innerhalb der DCX. Die Operationsverstärker der analogen Einganssektion verzögern das Signal vermutlich nur sehr wenig, so dass die Störungen vor den AD-Wandlern noch nicht auftreten. Bis hierhin verhält sich die DCX praktisch also durchaus wie ein Draht. Erst an den Pins der DA-Wanlder ist das Signal durch die Software so weit verzögert, dass die übersprechende Sounkarte "flimmert" (was nicht gegen die Funktion der Software spricht). Die Störung setzt sich dann unverändert bis an die Ausgänge der DCX fort, weil die analoge Ausgangssektion das Signal nicht wesentlich weiter verzögert.

Auch die Tatsache, dass die wellige Störung mit zunehmender Signaldämpfung durch das Poti immer stärker hervortritt, deckt sich mit diesem Zusammenhang, weil das Übersprechen und die Signalverzögerung vermutlich nicht durch die Stellung des Potis beeinflusst werden.

Das erscheint mir alles sehr plausibel.

Eine Vergleichsmessung der DCX2496 (ohne Filter) an der Soundkarte Edirol UA-1EX wäre als Bestätigung jetzt sehr aufschlussreich.

HiFi-Selbstbau
Inventar

#16 erstellt: 22. Feb 2009, 20:10

Hi wiesonicht,

das letzte Ergebnis finde ich schon OK in Anbetracht der Tatsache, dass:
# der DCX2496 im Eingang nicht voll ausgesteuert wurde (vielleicht Messung mit +20dBu wiederholen, jetzt könnte es was bringen)
# der DCX2496 ja ein Upsampling auf 96 kHz macht

Gruß Pico

wiesonich
Stammgast

#17 erstellt: 23. Feb 2009, 07:48

Ja, so schlecht sieht´s jetzt wirklich nicht mehr aus. Bin auch sehr froh drüber. Die +20 dBu im Eingang bringen jedoch keine weitere Verbesserung.

Aus reiner Neugier habe ich noch die Delay-Funktion der DCX aktiviert und so die Laufzeit des Signals über die Software verändert. Eigentlich wollte ich nur bestätigt wissen, dass die Störungen dadurch stärker werden. Aber zu meiner größten Überraschung lassen sich die welligen Störungen mit Hilfe des Delays praktisch vollständig ausbügeln! Ein Delay von etwa 10 ms an den Ausgängen brachte das beste Ergebnis. Bei kleineren Delays waren die Welligkeiten im kHz-Bereich noch sichtbar und bei deutlich größeren Delays entstanden Welligkeiten im Tieftonbereich. Getestet habe ich die verschiedenen Delays bei einer konstanten Signal-Dämpfung bzw. Potistellung von -60 dB.

Bei der Dreiwege-Messung habe ich die untere Grenzfrequenz des MID-Bandes etwas angehoben, um auch hier etwas tiefer blicken zu können. Die Dämpfungs-Messung ohne die DCX habe ich weggelassen, weil jetzt praktisch kein Unterschied mehr zur gezeigten Messung mit DCX besteht.

Ehrlich gesagt weiß ich nicht, ob ich mich über dieses Ergebnis freuen kann, weil ich ja eigentlich dachte, die Störungen müssten mit zunehmendem Delay größer werden, wenn ich die Ursache für den Kammfiltereffekt richtig verstanden habe. Tatsächlich ist aber das Gegenteil der Fall. Die Störungen werden mit zunehmenderm Delay kleiner.

[Beitrag von wiesonich am 23. Feb 2009, 08:10 bearbeitet]

pelmazo
Hat sich gelöscht

#18 erstellt: 23. Feb 2009, 09:48

wiesonich schrieb:

Da dürften zwei Gründe dafür vorliegen:

Das Übersprechen wird zu höheren Frequenzen hin stärker. Daraus kann man schließen daß der Übersprechmechanismus auf kapazitive und/oder induktive Kopplung zurückgeht.

Die Kammzinken werden feiner und werden bei der Messung weniger gut aufgelöst.

Der Kammfiltereffekt beruht ja auf der Überlagerung zweier Wellen, die die gleiche Frequenz haben, also auf der Interferenz. Die nach unten zeigenden Zinken im Meßschrieb zeigen die bei der Interferenz typischen (partiellen) Auslöschungen, wenn die beiden Wellen gegenphasig sind. Eine Verzögerung von z.B. einer halben Welle macht ein Signal gegenphasig, der erste "Zinken" wird auf dem Bild also da sein wo die Verzögerungszeit der halben Periodendauer des Signals entspricht.

wiesonich
Stammgast

#19 erstellt: 24. Feb 2009, 06:13

Du hast Recht. Nach oben hin wimmelt es nur so vor haarfeinen Überhöhungen und Auslöschungen. Durch die zusätzliche Verzögerung sind die Störungen doch mehr geworden, nur viel feiner, so dass sie in der 1/24-Auslösung nicht zu sehen waren. Hier sind sie, die Hunde:

Stellt sich die Frage, ob es für spätere Lautsprecher-Messungen trotzdem schlauer ist, das Delay in der DCX aktiviert zu lassen und die feinen Störungen einfach per Auflösung wegzufiltern, oder, ob mit Kammfiltereffekten in diesem (geringen?) Ausmaße auch für Lautsprecher-Messungen nicht zu spaßen ist. An der frequenzabhängigen Übersprechdämpfung der Soundkarte ab etwa 1 kHz lässt sich wohl nichts mehr verbessern.

wiesonich
Stammgast

#20 erstellt: 25. Feb 2009, 22:45

Habe nochmal alle sechs Ausgänge der DCX bei gleicher Trennfrequenz gemessen und die Kurven übereinander gelegt, um zu testen, ob sich die Ausgänge unterscheiden. Sieht ganz ordentlich aus. Den Kammfiltereffekt habe ich per Delay und Glättung "herausgefiltert". Was da links unten jetzt noch herum schlenkert, ist wahrscheinlich nix von Bedeutung. Sieht immer anders aus.