Доработка Waveterminal 192X

[Костя Мусатов]

Тут на hi-fi.ru фруме поместили классную ссылку по сабдж.
http://avitek.nm.ru/projects/tweak/wt192x/inp_twk.htm

[Vitёk]

Готово. ;)
Константин, никак не могу избавиться от одной навязчивой мысли, на которую наталкивают описанные у меня и у Вас нюансы. Суть в следующем:
при записи тишины с разными частотами дискретизации, уровень шумовой площадки растёт с ростом частоты, и растёт довольно линейно: при удвоении частоты уровень подымается децибел так на 6. Можно было бы грешить на АЦП, если бы не следующее: при программном даунсемплинге этот уровень опять опускается, и в этом плане запись, сделанная на 48 кГц не отличается от 48 кГц, полученных из 192. Можно было бы грешить на преобразование Фурье при спектральном анализе, но подозреваю, что если записать тон 1 кГц с одним и тем же уровнем на различных частотах дискретизации, то его уровень на спектрограммах будет одинаковый.
В чём косяк-то?

[anli]

при удвоении частоты уровень подымается децибел так на 6

Честно говоря, не помню обоснования, а помню результат: то, что показывают спектрограммы, имеет лишь косвенное отношение к отношению сигнал/шум, так как является усреднением во времени. Я не знаю, какими Вы пользуетесь программами. В той, которая есть у меня, есть режим (и он основной, так как программа работает очень быстро) реального времени. Ни о каких -120db, которые я иногда выкладывал для демонстрации измерений, понятно, речи не идёт. Включил усреднение - шум стал сразу понижаться, стали видны и гармоники, и наводки компьютера, и т.д.

Шумовое дно, которое получается при усреднении, вроде как зависит от частоты дискретизации.

Я постараюсь найти письмо автора этой программы, где он мне популярно всё по этому поводу объяснил, а я, дурак, письмо посеял, а смысл уже из головы выветрился

[Костя Мусатов]

Результат зависит от двух параметров: частотного окна (разрешения) и временного окна. Что бы результат оказался совместим надо при удвоении частоты дискретизации оставлять такой же временной интервал, но размер FFT окна удвоить. Например если на 48 измерения делаются с FFT 64K, то при 96 надо брать 128К, а при 192 - 256К. Я, например, всегда беру для измерения шума отрезок в 10с. А, в зависимости от частоты дискретизации, использую разные окна FFT.

[anli]

Вот, нашёл переписку. Фрагменты:

=== Fons Adriaensen (автор программы):

To measure the SNR of your card:

- Disconnect all input signals.
- Set the display range so you can see the noise. This spectrum
should be flat, except at the lowest frequencies.
- Switch on the VidAv function and put a noise marker in the
flat part of the spectrum.
- Read the noise density value, No, in the upper left corner.

Now compute -(No + 10 * log10 (Fsample / 2)), this is the SNR.

Example: you read No = -130 dB/Hz, and the sample frequency is
48 kHz. 10 * log10 (24 kHz) = 43.8 dBHz, so the SNR is
-(-130 + 43.8) = 86.2 dB.

This assumes the noise spectrum is flat.

=== anli

1. What is the meaning of the "10 * log10 (Fsample / 2)" part?

2. When noise spectrum is approximately flat - is there
a common correlation with A-weighted value (say, "about 10db")?

=== Fons Adriaensen:

1. It*s just the frequency range expressed in dB.

No = noise density = power per Hertz.
No * frequency_range = noise_power.

In dB, the multiply becomes an addition.
And since the maximum signal level is O dB, SNR = -noise_power.

2. I have no exact value at hand, but yes, it will be something like
10 dB. Most manufacturers of sound cards give the A-weighted figure
(if anything at all) -- it looks better

===========

Здесь "No" - численное значение на спектрограмме.

[Vitёk]

Сделал я сейчас следующую вещь:
1. в CoolEdit сгенерил белый шум с частотой дискретизации 192 кГц. Уровень непонятно какой, почему - скоро поймёте
2. несколько раз сделал анализ спектра с количеством выборок 512, 4096, 8192 и 65536, каждый раз получил средний уровень шумовой площадки, в дБ.
3. повторил п. 2 для разных частот дискретизации - 96, 48 и 24 кГц. Разные частоты получил с помощью преобразования форматов в CoolEdit.

Результаты привожу в таблице:

Зависимость уровня шумовой площадки в зависимости 
от количества выборок БПФ и частоты дискретизации
===============================================
FFT(n) |    192      96      48      24 | diff 
=======|================================|======
512    | -146.3  -149.1  -152.3  -155.3 |  9.0
....   |   ...    ...      ...     ...  |  ...
4096   | -155.2  -158.1  -161.2  -164.2 |  9.0
8192   | -158.1  -161.1  -164.0  -167.0 |  8.9
....   |   ...    ...      ...     ...  |  ...
65536  | -166.5  -169.3  -172.0  -174.5 |  9.0
-------+--------------------------------+------
diff   |   20.2    20.2    19.7    19.2 |  
===============================================

В строке "diff" представлена разница между уровнями площадки при 512 и 65536 отсчётах БПФ, а в столбце с таким же названием - разница при частотах дискретизации 192 и 24 кГц.
Налицо следующие закономерности:
1. При увеличении количества точек БПФ в 2 раза ОСШ улучшается на 3 дБ;
2. при уменьшении частоты дискретизации в 2 раза ОСШ опять улучшается на 3 дБ.
Исходя из этого могу сделать только один вывод: полученный в результате БПФ уровень шума зависит от ширины полосы, приходящейся на одну точку преобразования (как смог, так и сформулировал...). При расширении её в 2 раза эквивалентный уровень шума увеличивается в кв. корень из 2.
И следствие: при оценке уровня шума с помощью преобразования Фурье необходимо корректировать полученный результат в соответствии с вышесказанным. Не зря уровень шума часто приводят в вольтах на корень из Герца.

То есть, как вы все и подсказываете Я сначала накропал этот пост, а как вошёл - увидел здесь новые сообщения. Спасибо!

[ADDED=Vitёk]1117302027[/ADDED]
anli: о какой программе речь? За фрагменты переписки отдельное спасибо - весьма познавательно.

[anli]

Offтопик:

о какой программе речь?

jaaa:

http://users.skynet.be/solaris/linuxaudio/

Сори, я под Linux

[Костя Мусатов]

К тому же результату можно придти исходя из общей теории.
В достаточно узких полосах уровень шема имеет ровную спектральную плотность. Энергия шума в выделенной полосе прямо пропорциональна ширине полосы, значит при ее расширении в два раза происходит увеличение энергии на 3дБ. Шум - нестационарный сигнал, при накапливании (интегрировании) он нарастает по корню из времени, а стационарный сигнал пропорционально времени. Значит соотношение сигнал/шум при усреднении должно так же расти на 3дБ при удваивании времени интегрирования. Цифровая форма анализа и представления информации, в нашем случае, не при чем. Был бы аналоговый прибор - результат был бы такой же.

[ADDED=Костя Мусатов]1117302882[/ADDED]
Сделал сегодня экран для звуковой платы с аддоном и заземлил корпуса симметрирующих трансформаторов. Предельная шумовая площадка при дискретизации 44кГц и FFT 256K получилась -160дБ в диапазоне 100Гц-10кГц. Сниду до 1Гц она поднимается до -150дБ, а сверху к 20кГц до -157дБ. Исчезли плокальные подъемы в районе 4 и 17 кГц. Остались только уж совсем вредные стационарные наводки. Самая большая 5,3кГц в ЛК до -137дБ, в ПК 3,3кГц -145дБ. Если вставить во входное гнездо даже закорачивающую заглушку, то уже уровень помех достигает -125дБ.

[Vitёk]

Сори, я под Linux

Я должен был догадаться по иконке с пингвином, и не парить Вас вопросами.

К тому же результату можно придти исходя из общей теории... и т.д.

Приятно читать толковое обьяснение. Наверное потому, что таких мало - приходиться доходить до всего методом тыка, как выше.

Сделал сегодня экран для звуковой платы с аддоном и заземлил корпуса симметрирующих трансформаторов.

Результаты очень даже впечатляют. В пересчёте на 64к получается -154 дБ. Что же получиться, если входы АЦП вообще закоротить? Я так думаю, что при таких уровнях начинает сказываться качество стабилизатора. Ибо у меня, ну сами видели...

[Костя Мусатов]

при таких уровнях начинает сказываться качество стабилизатора

А зачем я городил параллельный стаб с ИТ.

А вот и картинка

[Vitёk]

А скриншот спектра надеюсь, увидим?

[ADDED=Vitёk]1117304766[/ADDED]
А бывают параллельные стабы попроще?

[Костя Мусатов]

А скриншот спектра надеюсь, увидим?

Не, не будет. До этого был комплект скриншотов, а этот отличается мало.

[Костя Мусатов]

Кой какие результаты положил на сайте
http://musatoffcv.narod.ru/Projects/WT192X_Upgrade.htm

[Ale]

Offтопик:
Костя Мусатов, вот и Вы пишите, что OPA2134 "музыкальные". Сравнили бы с OPA2132, а?
У меня плата гораздо более скромная , SB PCI128, поменял 4565 JRC на OPA2132, на слух стало лучше, "легче", но вот импульсных помех, коротеньких таких, стало больше.
А вообще- да, если бы модернизировали SB Live, ветка распухла бы на глазах

[Костя Мусатов]

В воскресенье был у меня большой приемный день
Приезжали как старые друзья, так и новые. Классные мужики, в том числе и Сергей - слухач. Потому все было подвергнуто очень критическому обслушиванию.
Среди прочего, провели сравнение переделанной WT129X и SONY CDP915. Сонька, правда, так же чуть твикнутая. В итоге предпочтение было отдано.....SONY. Объяснение было банальным. Более высокое разрешение WT достигается меньшим богатством звука, например хуже слышны послезвучия инструментов, а потому заметнее становятся мелкие детали. Так что мои первые впечатления по заметному улучшению АЦП оказались обманчивыми. Хотя, надо сказать, такой формат работы АЦП делает его привлекательным как раз для целей контроля оцифровки, поскольку в нем легче заметить помехи, которые в хорошем тракте могут быть и замаскированы.
Поначалу прослушивания были претензии к усилителю (который без ОС). После чего мне была дана команда переполюсовать вилку 220В у усилителя. Удивительно, все встало на место. Что различалось: на малых составах различия почти не было, а вот на симфоничекском оркестре при неправильном положении вилки не читалась партитура, музыка есть, а чистоты разделения окестра на инструменты и партии не было. Интересно то, что переполюсовку было заметно, что называется, невооруженным ухом
Новые АС, как я ожидал, должны были быть подвергнуты максимальной критике, ан нет. Только лишь подтвердили мое желание опустить частоту раздела НЧ-СЧ, да заметили фирменное Fostex-овое рупорочное подкрашивание на верхней середине. Причем обсуждения о возможности срезания этого рупорочка кончились рекомендацией оставить! Причем никто не обратил внимания на то, что во временных фильтрах в АС стоят индуктивности на феррите (броневой магнитомягкий с зазором), а конденсаторы К73-16
Практически комплект из СД Sony915, УН без ОС и новых АС был признан удачным.

Так же мы еще отслушали весьма интересный однотактный усилитель на 300В, который привез Виктор, но это уже совсем другая история

[anli]

Offтопик:
Костя, уже не в первом сообщении ты пишешь про ЦАП, когда речь идёт о воспроизведении. Я думал, для этого АЦП нужен Или ты просто называешь ЦАПом целиком весь кодек?

Причем никто не обратил внимания на то, что во временных фильтрах в АС стоят индуктивности на феррите (броневой магнитомягкий с зазором), а конденсаторы К73-16

Что интересно, Александр Клячин, с его громадным опытом, также не раз обращал внимание на то, что в хорошо звучащей акустике могут оказаться самые простые L/C/R/провода/разъёмы и т.д. Может, как раз и повезло, и "временное" перетечёт в "штатное"?

[Костя Мусатов]

Костя, уже не в первом сообщении ты пишешь про ЦАП, когда речь идёт о воспроизведении. Я думал, для этого АЦП нужен Или ты просто называешь ЦАПом целиком весь кодек?

Конечно основное, чем занимался, это АЦП. Но ЦАП я так же перепаял и заменил в первом канале (из трех) ОУ на теже 2134.

[PSV]

Так же мы еще отслушали весьма интересный однотактный усилитель на 300В, который привез Виктор, но это уже совсем другая история

Как он по сравнению с твоим?

[Костя Мусатов]

Как он по сравнению с твоим?

Сразу скажу, что усилитель очень хороший и сделан с умом. Он рассчитан на нагрузку 4 ома, а моя акустика 8 ом. Соответственно от его и так небольшой мощности в 7 Вт осталось не более 5-и. Потому весьма динамичные вещи ему тяжело было отработать, тут нужна бы акустика с чувствительностью 95-97 дБ/м/Вт. Не знаю, может это от превалирования 2-й гармоники, но усилитель давал более комфортное звучание. Постановили так, что при воспроизведении музыки, записанной в 50-60гг пердпочтение отдается ему, а при воспроизведении более поздних записей, явно лучше слушать через мой усилитель.
В связи с несогласованностью нагрузки, были выявлены еще недостатки в нижней части спектра, это было заметно на современной или джазовой музыке. Но мы не стали на этом зацикливаться, поскольку вопрос был только амплитудный, а не в искажениях или т.п.

[PSV]

Костя Мусатов, интересно было бы сравнить мой твикнутый китаец (20вт в классе А,двухтактник, с ОООС) с твоим.Насколько он ему проиграет и в чём? А что у тебя за акустика,какая чуствительность?

[Костя Мусатов]

Сергей, сравнить - без проблем. Надо только договориться. Если у тебя есть машина, то на выходных не будет ни каких трудностей. АС у меня самодельные, здесь ветка была посвященная им, а на моем сайте есть статья про их разработку и т.п.