Lutzifiziert: Optimierung des Digitalausgangs

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lessingapo
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Lutzifiziert: Optimierung des Digitalausgangs

Beitrag von lessingapo »

Hallo Forenten,

bei der Erprobung meines neuen DACs stellte sich heraus, dass einer meiner Zuspieler kein ausreichend stabiles Digitalsignal zur Verfügung stellt, so dass die Wandlung über die 'einfache' Clock geschickt wird - etwas unbefriedigend.

Da fiel mir ein, dass Lutz (Aktivboxer) ja nicht nur hervorragende Kabel herstellt, sondern auch ein ausgewiesener Messtechniker und Elektronik-Fachmann ist, und rief ihn an. Nachdem wir uns einige Zeit über den Stand unserer Anlagen ausgetauscht hatten, erwähnte er, dass er gerade an einem seiner Player den Opt-Out in SPDIF-BNC-Ausgang umgebaut hatte, das passte ja wie die ...

Jedenfalls ging mein Streamer auf den Weg und kam optimiert wieder zurück. Wie Lutz das erreicht hat, wird er demnächst - wahrscheinlich auch mit Bildern - hier schreiben.

Grüsse
Wolfgang
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Aktivboxer
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Beitrag von Aktivboxer »

Hallo zusammen,

hinter der Idee stand zuerst einmal die Frage: Wie sieht denn das Signal am digitalen Ausgang aus?

Gemeint ist damit die Signalform des S/PDIF-Signals, die beispielsweise eine Quelle (Streamer, CD-Player, SAT-Receiver ...) zum DAC schickt. Die "Bilderbuchkurve" eines Rechtechsignals, welches noch in dieser Form den Prozessor oder entsprechende Logigbausteine verlässt, verformt sich spätestens nach der mehr oder weniger gelungenen Auskoppelstufe, die für Pegel- und Impedanzanpassung sorgen soll. Ein oft eingesetzter Übertrager zur galvanischen Trennung tut ein übriges.

Was kann man nun tun? Eine qualitativ hochwertige passive Ausgangsstufe ist mehr oder weniger Glückssache. Als Lösung folgte eine aktive Treiberstufe, die zum einen die interne Schaltstufe nicht belastet, da das Signal hochohmig ausgekoppelt wird und zum anderen in der Lage ist genügend Strom aufzubringen, um einen speziellen Impulstrafo zu steuern, der am Ausgang normgerechte 75 Ohm Impedanz liefert. Sinnvoll (aber nicht Bedingung) ist hierbei die i.d.R. vorhandene Cinch-Buchse gegen eine voll isolierte BNC-Buchse zu tauschen oder diese ggf. an geeigneter Stelle unterzubringen.

Die kleine Schaltung ermöglicht nun Leitungslängen bis locker in den zweistelligen Meterbereich ohne Probleme. Das sollte auch für grössere Räume reichen. :wink:

Gemessen wurde das Resultat "über alles" - also am Kabelende über einen Impedanzwandler 75 Ohm > 50 Ohm der einen korrekten Abschluss des Digitalkabels sicher stellt und andererseits eine saubere Anpassung direkt am Messeingang des Oszilloskops ermöglicht. Die oben erwähnte vollständige galvanische Trennung der BNC-Buchse vermeidet jedwede Masse-/Ausgleich-Ströme, die über die Gerätemasse kommen. Besonders wichtig auch bei manchen Schaltnetzteil-Lösungen mit ihren Bekannten Störungen.

Unten mal zwei Kurven zur Ansicht:

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Original-Zustand: am S/PDIF-Ausgang mit 75 Ohm abgeschlossen

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Nach Einbau der aktiven Auskoppelstufe am Ende eines 1-Meter Lutzifer-Kabels. Die Verbesserung der Flankensteilheit auf Werte um 5 ns und die Eliminierung der garstigen Überschwinger liefert der Empfängerschaltung nun "normgerechte Kost". (Der scheinbar etwas geringe Pegel des Signals relativiert sich, da der vorgeschaltete Impedanzwandler einen definierten Verlustfaktor von 0,7 hat.)

Sicher ist es eine Überlegung wert, ob man nun eine Summe x in ein schickes Kabel investiert, um mit diesem dann ein mäßiges Signal von A nach B transportiert oder das Problem an der Wurzel packt.

Damit nichts falsch verstanden wird. Hierbei handelt es sich nicht um einen Reclocker!

Grüße

Lutz
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lessingapo
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Beitrag von lessingapo »

Lieber Lutz,

jetzt seh ich auch bildlich, was Du da herausgeholt hast. Kein Wunder, dass mein DAC jetzt auf der Spur läuft, bei solch einer Signalqualität!

Merke: Gute Clock heißt nicht in jedem Fall: gleich gutes Signal am Digitalausgang.

Und wer an der Qualität seines Digi-Out zweifelt,sollte bei Dir anklopfen ...

Danke nochmals für die vorzügliche Lösung!

Viele Grüsse
Wolfgang
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Aktivboxer
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Beitrag von Aktivboxer »

Hallo zusammen,

falls ich euch durch meinen Schreibstil vielleicht in der Vorstellungswelt etwas überfordert habe, so möchte ich die Zeilen mittels aussagekräftiger Bilder zum selben Thema unterfüttern. Entnommen sind sie folgender Quelle, welche seit einiger Zeit hier und anderswo für Aufmerksamkeit mit den Lampizatoren sorgt:

http://lampizator.eu/LAMPIZATOR/TRANSPO ... t_DIY.html

Die ersten vier Oszillogramme zeigen wieder den typischen koaxialen S/PDIF-Ausgang.
Bild 5 dann das Ganze in "optisch" (Toslink).
Schön ist anders... :shock:

Grüße

Lutz

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SolidCore
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Beitrag von SolidCore »

Hallo Lutz

Dazu habe ich eine Frage. Ab und zu fachsimple ich in unserer Hifirunde etwas über dies und das. Dort kam eine interessante Frage auf:

Digitalausgänge, oder auch der Ausgang eines DDCs wie z.B eines WaveIO, haben vor dem Digitalausgang noch einen Übertrager, betitelt mit 101, wohl zur Entkopplung. Aber wie kann ein Trafo, auch in dieser Miniform, ein Rechtecksignal übertragen? Also holte einer der Bekannten ein Oszilloskop raus, und wir machten ein paar Messungen. Das Rechtecksignal hinter dem 101 sah aus wie ein Matschknubbel. Davor gemessen konnte man zumindest ein Rechteck erahnen. Flugs einen CD-Spieler mal gemessen am SPDiF out. Und siehe da, ebenfalls alles andere als ein Rechtecksignal. Lag es nun am Messverfahren, oder bekommt man kein sauberes Rechtecksignal generell aus Digitalausgängen? Was mir aber generell unklar bleibt ist die Eingangsfrage, wie denn ein Spulenübertrager Rechtecksignale übertragen kann.

Vielleicht kannst du Licht in unser laienhaftes Dunkel bringen.

Gruss
Stephan
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tovow
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Beitrag von tovow »

Hallo,

da schließe ich mich gleichmal mit einer Frage an.

Wie muss man sich so eine Schaltung
Aktivboxer hat geschrieben:Was kann man nun tun? Eine qualitativ hochwertige passive Ausgangsstufe ist mehr oder weniger Glückssache. Als Lösung folgte eine aktive Treiberstufe, die zum einen die interne Schaltstufe nicht belastet, da das Signal hochohmig ausgekoppelt wird und zum anderen in der Lage ist genügend Strom aufzubringen, um einen speziellen Impulstrafo zu steuern, der am Ausgang normgerechte 75 Ohm Impedanz liefert.
und Realisierung vorstellen? Gibt es dazu Bilder?

Ich frage, weil ich mit dem Mutec MC 1.2 DDC (Audioformatkonverter) und Cirrus Logic Audio Card Digital Out am RPI 2B am Testen bin. Vor allem wie ich Jitter reduzieren bzw. ein sauberes Signal bekomme.

Beste Grüße
Theo
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Aktivboxer
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Beitrag von Aktivboxer »

Hallo Stephan,
Hallo Theo,
SolidCore hat geschrieben:Das Rechtecksignal hinter dem 101 sah aus wie ein Matschknubbel. Davor gemessen konnte man zumindest ein Rechteck erahnen. Flugs einen CD-Spieler mal gemessen am SPDiF out. Und siehe da, ebenfalls alles andere als ein Rechtecksignal. Lag es nun am Messverfahren, oder bekommt man kein sauberes Rechtecksignal generell aus Digitalausgängen? Was mir aber generell unklar bleibt ist die Eingangsfrage, wie denn ein Spulenübertrager Rechtecksignale übertragen kann.
Mal das Zitat von hinten aufgerollt - ja es geht! :D

Für eine aussagefähige Messung ist es allerdings wichtig, dass man den zu untersuchenden Digitalausgang auch korrekt abschließen muss. Also bei S/PDIF (Cinch oder idealerweise BNC) mit einer Ersatzlast von 75 Ohm. Lässt sich recht einfach mit einem Widerstand machen. Zeigen sich hier schon
SolidCore hat geschrieben:Matschknubbel
dann kann man davon ausgehen, dass hinter dem Kabel (also auf Empfängerseite) es erst recht schlimm aussieht. Mit meiner Messung habe ich daher genau diese "Seite" zur Verdeutlichung gewählt.

Das Problem liegt nicht unbedingt am oft eingesetzten Übertrager. Da dieser i.d.R. sehr niederohmig ist und weiterhin über eine RC-Beschaltung von der eigentlichen Digitalschaltung versorgt wird, entsteht hier einfach strommäßig ein Versorgungsnotstand. D.h., die Sache würde funktionieren wenn genügend Strom fließt b.z.w. diese Treiberstufe den Übertrager niederohmig ansteuern könnte. Wenn man so will steckt hinter meiner Idee also eine Pufferstufe, die uns aus der analogen Welt bekannt vorkommt und dort gute Dienste leistet. Da es den Herstellern gern auf eingesparte Kleinbeträge ankommt, gilt wieder der Spruch: Im Großen sind wir groß und im Kleinen eben klein. :roll:

Hinsichtlich Übertrager habe ich auch einige gängige Typen getestet bis hin zum handgefertigten Teil. Bin dann aber an einem Modell hängen geblieben, welches die gezeigten Resultate bringt. Nix getürkt - versprochen! Der Übertrager sollte unbedingt Bestandteil sein, da ich wie schon beschrieben eine vollständige Entkopplung von Signal und Masse erreichen wollte. Unten das unscheinbare Etwas.

Grüße

Lutz

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