Ungerade und gerade Frequenzen beim Überspreche n

Hallo,

ich habe einige Loopback-Messungen von verschiedenen Sounddevices gemacht. Dabei ist mir aufgefallen, dass die ungeraden Frequenzen im FFT sich beim Übersprechen irgendwie anders verhalten, als die geraden.

Siehe

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Die Achsenskalierung ist etwas kaputt. Die Amplituden (rot und blau) gehen von -90 bis +10 dB, die Gruppenlaufzeit von -200 bis 300 in Einheiten der Periodendauer (dphi/domega * f). Die Frequenzachse von 20 bis 20kHz, logarithmisch.

Messbedingungen: FFTs mit Länge 65536, Ausgang 1 bekommt nur auf den ungeraden Frequenzen (in Einheiten der FFT-Länge) Intensität, Kanal 2 nur die auf den geraden Frequenzen. Die Phase der Referenzamplituden werden zufällig gewählt und dann per iFFT das Referenzsignal erzeugt und in einer Schleife abgespielt. Das gibt rauschähnliches Geräusch. Die beiden Ausgangssignale sind also mathematisch gesehen orthogonal. Das Signal wird per Loopbackkabel wieder nach Line-In zurückgeführt und aufgezeichnet. Da die beiden Referenzsignale orthogonal sind, kann man jede Frequenz im aufgezeichneten Signal eindeutig einem der beiden Quellkanäle zuordnen. Dadurch kann ich alle 4 Übertragungsfunktionen (L->L, R->R, L->R, R->L) auf einen Schlag eindeutig unterscheiden. Die Messung lief einige Minuten und die Ergebnisse wurden im Blöcken zu

65536 Samples addiert.

Das Übersprechen vom rechten auf den linken Kanal (rot) liegt bei fast

-90 dB, nahezu keine Zeitverzögerung (lila) - ziemlich gut, für ein Onboard-Device aber keine Besonderheiten. Vom linken auf den rechten Kanal (blau) kommt allerdings sehr viel mehr an (irgendetwas um die -40 bis -80 dB). Und die Phaseninformation dazu (türkis) ist ziemlich verrauscht. Das spricht eigentlich dafür, dass es sich um andere, unkorrelierte Signalquellen handelt.

Wenn ich die geraden und die ungeraden Frequenzen im Referenzsignal tausche, bekomme ich ein anderes Ergebnis. Ansonsten sind die Ergebnisse aber hochgradig reproduzierbar.

Was passiert da? Mir ist klar, dass ich wohl nicht (nur) das Übersprechen gemessen habe. Nur was habe ich dann gemessen? Und warum hat die Parität der Frequenz so viel Einfluss?

Marcel

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Marcel Müller
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Klirrfaktor. Muß ja sein.

w.

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Helmut Wabnig

Am 06.10.2013 23:19, schrieb Marcel Müller:

Schleifenmessungen sind eher was für digitale Übertragungswege.

Präzisere Ergebnisse würde wohl eine Gleittonmesseung ergeben.

Zu Ausagen über das Übersprechen gehören Angaben über die Meßbedingungen.

1 Eingang des zu messenden Kanals 1.1 offen? 1.2 Kurzschluß 1.3 Mit Nennimpedanz abgeschlossen 1.4 Meßsignal bewertet oder unbewertet?

Handelt es sich um NF-Stereosignal sind nur die Differenzen zwischen den Kanälen von Interesse und würden dann auf Fehler in der Übertragungskette hindeuten.

Wie Helmut schon angemerkt hat, es handelt sich um den Klirrfaktor. Ungerade Oberschwingungen treten dabei stärker in Erscheinung.

--
mfg hdw
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Horst-D.Winzler

Warum?

Ja, definitiv. Das habe ich früher auch gemacht. Bei Loopback geht das noch, aber wenn man das dann bei Lautsprechern macht, ist der Lärm unerträglich. Rosa Rauschen hingegen fällt selbst bei gehobenen Pegeln kaum auf. Zudem belastet diese Messung die Komponenten auch sehr ungleichmäßig, weshalb man sich leicht die Hochtöner zerstören kann. Kurzum, mann muss bei Sweep-Messungen kräftig mit dem Pegel runter, was die Messung auch wieder etwas schlechter macht. Solange die Nichtlinearitäten nicht zu heftig sind, habe ich gute Erfahrungen mit den Rauschmessungen gemacht. Ich bin jetzt auch nur darüber gestolpert, weil das übersprechen halt so gering war, dass man den ganzen Dreck gesehen hat.

Aufgrund der Natur der Messung: niederohmig mit einem anderen Signal aus dem anderen DAC-Kanal versorgt.

Was bedeutet das?

Ack. - Hatte ich auch schon. Eine Soundkarte hat mal ein Delay von exakt

1/4 Sample zwischen R und L. Was war passiert: die hatten wohl einen seriellen ein Kanal ADC mit Chopper zwischen R und L umgeschaltet und selbigen mit 2-fach Oversampling betrieben.

Ja, das habe ich jetzt auch kapiert.

Das Gegenteil ist hier der Fall. Wenn ich nur noch die ungeraden Frequenzen nehme, was ich jetzt tue, dann ist das Ergebnis ziemlich sauber. Aber das dürfte damit zusammen hängen, dass es ja bei diesem Testsignal nicht um Oberschwingungen geht, sondern allgemein um Intermodulation. Und dabei kommt es zur Addition und Subtraktion von Frequenzen. In zweiter Ordnung (analog zu H2) sind das erst mal immer zwei Frequenzen. Und es liegt in der Natur der Sache, dass die Summe oder Differenz zweier gerader oder auch zweier ungerader Frequenzen immer gerade ist. Kurzum, der ganze Dreck landet erst mal auf den geraden Frequenzen. Erst wenn man Effekte dritter Ordnung mit rein nimmt, bekommt man Terme mit 3 Summanden. Die scheinen aber nochmal eine Ecke schwächer zu sein. Ich bekomme jetzt um die 100 Hz noch etwas Dreck, aber nur bis etwa -80 dB. Das dürfte dem geschuldet sein, dass die hohen Frequenzen im Rosa Rauschen einfach unterrepräsentiert sind. Das reicht für das, was ich vor habe, dicke. Dass man mit 08/15 Realtek-Onboard-Sound so gute und schnelle Messungen machen kann, beeindruckt mich eher.

Marcel

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Marcel Müller

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Messungen mit Rauschen kommt der Musik sehr nahe. Aber eine gute Rauschquelle für NF ist nicht so einfach herstellbar. Nicht ohne Grund sind Rauschquellen wie das RG-1 (W&G) und SUF-2 (R&S) so aufwändig konstruiert. Gleittonmessung sind einfach praktisch und Fehler sind leichter identifizierbar. Und wenn man unter einigen W Leistung bleibt, werden auch keine Hochtöner zerstört. Auch Nichtlinearitäten (Lautsprecher, Einrichtunggegenstände) treten nicht so stark in Erscheinung.

Dann dürfte sich das Übersprechen weit unter 100dB halten.

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Sparversion halt. Nur merkt das kaum jemand. außer er mißt. ;-)

Du hast aber beachtet, daß die erste Harmonisch die Grundfrequenz selber ist?

--
mfg hdw
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Horst-D.Winzler

Hallo,

Am 07.10.2013 20:24, schrieb Horst-D.Winzler:

OK, ich kenne den Bergriff auch im Zusammenhang mit Messtechnik, wenn man den Ausgang eines Gerätes gleich wieder mit dem Eingang verstöpselt.

Das Messsignal ist mir eigentlich vollkommen egal, solange ich es nur genau kenne und es eine halbwegs vernünftige Energieverteilung bezüglich Frequenz und Zeit hat. Die Auswertung bezieht sich ja immer auf die Referenz.

Wenn man das Rauschen analog und mit genau bekannten Eigenschaften herstellen will, ist das tatsächlich ein Riesenaufwand.

Digital ist es allerdings eine Lachnummer. Enegrieverteilung festlegen, alles mit exp(i*random()) multiplizieren, inverse FFT und fertig. (i = sqrt(-1)) Die Ergebnisse sind dann im Rahmen der Linearität des verwendeten DACs hochgenau.

Ja, da muss man vorsichtig mit dem Laustärkeregler sein. Aber selbst bei wenigen Watt hebt es manche Bassreflex-Bässe unterhalb der Helmholtz-Resonanz ordentlich aus den Angeln.

So gut wie gar nicht hätte ich jetzt gesagt.

Das würde heißen, dass ich nur Artefakte von Nichtlinearitäten gemessen habe. Dagegen spricht die Phasenkorrelation mit dem Signal des anderen Kanals, die ich nachweisen konnte. Soo gut ist das OnBoard-Device wohl doch nicht. Irgendwo um die -85dB ist Schluss. Und eine andere, dedizierte Soundkarte, die ich gemessen habe, spielt in derselben Liga, sogar eher schlechter.

Ach, die dBA (etc.) Bewertungen. Damit habe ich den Begriff "bewertet" jetzt nicht in Verbindung gebracht. Wenn ich das getan hätte, hätte ich auch dBA geschrieben. Also unbewertet.

Exakt. Sample & Hold Stufe gespart.

Ja. Meine Grundfrequenz ist aus technischen Gründen um die 0,36 Hz (FFT-Länge 2^17). Die ist aber intensitätslos. Unter Kanal 53 fange ich gar nicht erst an.

Was Du meinst ist, dass die gerade Oberwellen bei Übertragungssystemen, die sich bei invertierten Signalen genauso (nichtlinear) verhalten, aus Symmetriegründen verschwinden. Dann geht es (vorwiegend) mit der 3., 5. etc. Harmonischen weiter. Bei Intermodulation gilt das aber meines Wissens nicht, denn die Anwesenheit anderer Frequenzen bricht die Symmetrie. Deshalb hat man da eigentlich immer Seitenbänder mit f1 +/- f2 und nicht erst Terme 3. Ordnung wie 2 * f1 +/- f2 oder f1 +/- f2 +/- f3. Muss ich bei Gelegenheit mal durchrechnen.

Marcel

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Marcel Müller

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