Digitale Schnittstellen Einfach, Teil 1: S/PDIF

Player, Streamer, Wandler, Vorverstärker usw.
play-mate
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Digitale Schnittstellen Einfach, Teil 1: S/PDIF

Beitrag von play-mate »

Digitale Schnittstellen mal ganz einfach

Digitale Schnittstellen sind dafür da, um Daten von einem Gerät zum anderen zu Transportieren. Logisch.
Zu dieser simplen Annahme schleichen sich zwei Faktoren ein, die mit HiFi zu tun haben, nämlich die Daten selber (Musik-Datei) und die wichtige Komponente "Zeit" (i.e. Jitter).
Um die Dateien von einem Transporter (Netzwerkplayer, CD Laufwerk oder Computer) an einen D/A Wandler zu Transportieren wird ein Streaming veranlasst.

Das die Daten in diesem Streaming vollständig übertragen werden müssen um Bit-identisch (Bit-Perfekt) zu sein, liegt auf der Hand.
Die Daten müssen alle da sein, sonnst kommst zu Aussetzern im Streaming.

Wir wissen wohl alle, dass die Taktung die Präzision dieses Streams beeinflusst.
-und hier fängt das Problem schon an :


In der perfekten digitalen Welt bezieht sich dieser Stream nur auf einen einzigen Taktgeber. Alle Daten marschieren in den D/A Wandlerchip zum ganz genauen Takt des DACs.
Die Clock des D/A Wandlers ist eben die wichtigste Clock überhaupt !
Aber wie soll das gehen ?
Player (A) soll Daten an den DAC (B) liefern und beide sollen den selben Takt haben ?
Geht nicht, sagen die meisten....

Das große praktische Problem liegt an den Standards die uns die Hersteller geben.
Im normalen Umgang mit digitalen HiFi Geräten ist der uralte Standard die S/PDIF Übertragung (prinzipiell gleich der AES3 Norm wie AES/EBU).
Diese S/PDIF Schnittstelle funktioniert (populär gesagt) so :

Gerät A sendet Daten (ähnlich wie ein Morse-Zeichen) Daten-Clock-Daten-Clock-Daten-Clock usw.
-dies ist der sogenannte "Biphase-Mark-Code" (BMC) oder geläufig : Wordclock.
Gerät A sendet die Daten mit der Genauigkeit seiner eigenen Takt-Referenz.

Übertragung ist mit einem Coax Kabel. Daten (Musik-Signal) und Takt-Signal liegen auf der selben Leitung.

Im anderen Ende des Kabels hängt der Empfänger.
Der Empfänger (hier der DAC) liesst die Daten aus und bezieht gleichzeitig seine Takt-Information aus dem empfangenen Signal: Daten-Takt-Daten-Takt-Daten....
Auf beiden Seiten des Kabels hängt ein Sender bzw. Empfänger -Chip der sich jeweils an den Takt des eigenen Gerätes hängt. Es kommt dabei zwangsläufig zu "uneinigkeiten" und zu Clock-Skew (bzw. Jitter).
(Diese anachronistische Technik der S/PDIF Norm liegt historisch an der Notwendigkeit von Studios und externes Clocking)

In Praxis sorgen aber PLLs und ein eventuelles Re-Clocking im DAC dafür dass es nicht ganz so Katastrophal beim Wandlerchip ankommt, aber die Architektur der S/PDIF Schnittstelle ist alles andere als Zeitgemäß !

Dies gilt leider für alle Geräte die mit S/PDIF (AES/EBU) kommunizieren. Daher sind kommerzielle HiFi Player mit S/PDIF auch darauf getrimmt den eigenen Jitter absolut minimal zu halten.

Es gibt aber auch andere Schnittstellen und andere Arten von Designs ..... :cheers:

(Fortsetzung folgt)
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

play-mate hat geschrieben:Gerät A sendet Daten (ähnlich wie ein Morse-Zeichen) Daten-Clock-Daten-Clock-Daten-Clock usw.
-dies ist der sogenannte "Biphase-Mark-Code" (BMC) oder geläufig : Wordclock.
Gerät A sendet die Daten mit der Genauigkeit seiner eigenen Takt-Referenz.
Hallo Leif
Im DOBM (Digital Output Biphase Mark) findet man die Abtastrate z.B. 44,1kHz x 256 = 11,2896MHz.
Die Wordclock läuft dagegen mit Abtastrate (z.B. 44,1kHz).
Zuviel Vereinfachung hilft nicht weiter.
Grüße Hans-Martin
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play-mate
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Beitrag von play-mate »

Hallo Hans-Martin

Okay. Und was bedeutet dass ?

Dieser Thread soll Aufklärung bringen....nicht Todschlag-Argumente.
Erkläre es doch bitte .

L.
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Die Wordclock arbeitet mit Samplerate, Rechtecksignal mit 44,1kHz bei CD.
Das SPDIF Signal mit 2,8224MHz hat Flanken, die mit der Systemclock 11,2896MHz synchron ausgegeben werden.
Das ist nicht dasselbe.

Im Gerät mit Wordclockeingang soll die Systemclock sich mit der Flanke des eingehenden Wordclocksignals immer wieder neu synchronisieren.
Damit laufen alle angeschlossenen Geräte Wordclock-synchron, auch die Geräte, die eine Systemclock mit 16,9344MHz, 33,8688 MHz oder 22,5792MHz haben, so sie wie in diesem Beispiel CD-Daten bearbeiten.
Wo ist da das Totschlagargument? Lediglich der versuch einer Klarstellung
Grüße Hans-Martin
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Leif,

Es geht nicht um Totschlagargumente, es wurde ja noch gar nicht diskutiert! Hans Martin wollte DIR nichts böses, er brachte lediglich eine berechtigte, technische Richtigstellung:

SPDIF Signal und Wordclock SIND zwei verschiedene Dinge, die es auseinanderzuhalten und für sich zu verstehen gilt.

Es wäre so angenehm wenn Du in der Lage wärest für Klarstellungen zu danken, diese nicht immer persönlich zu nehmen und ohne emotionale Negativreaktion dann einfach AM THEMA weitermachtest!

:cheers:
Gruss,
Winfried

PS: Hans Martin war schneller... 8)

2000
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Rossi
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Beitrag von Rossi »

Leif Eingangspost war sachlich und verständlich - auch für Laien (wie mich).

Die Schlagworte und die kryptischen Erklärungsversuche eben jener durch technisch versierte User waren es - für Laien (wie mich) - nicht.

Solche "Klarstellungen" sind also keine und tragen auch auch nicht zum Thema bei.

Stefan
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uli.brueggemann
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Beitrag von uli.brueggemann »

Sony/Philips Digital Interface
Biphase-Mark-Code
Jitter und Jitter
I2S
Digititis Explained und dort auch folgende Seiten
ASIO Audio Stream Input/Output
Wordclock
Abtastratenkonvertierung
Echtzeit

Es steht doch schon alles geschrieben. Es ist alles prima nachlesebar und auffindbar. Auch für Laien. :D
Ansonsten muss wohl die Regel gelten: es ist wirklich wünschenswert, wenn technische komplizierte Sachverhalte einfach erklärt werden. ABER: es muss auch richtig und exakt sein. Pseudo ist schlimmer.

Grüsse, Uli
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Rossi
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Beitrag von Rossi »

Natürlich steht schon alles geschrieben, welch' sensationelle Erkenntnis! Bild

Und was hindert uns daran, das eine oder andere Thema hier auch aufzugreifen?

S.
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uli.brueggemann
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Beitrag von uli.brueggemann »

Rossi hat geschrieben:Natürlich steht schon alles geschrieben, welch' sensationelle Erkenntnis! Bild

Und was hindert uns daran, das eine oder andere Thema hier auch aufzugreifen?

S.
Klare Antwort: nichts hindert uns daran.
Ansonsten muss wohl die Regel gelten: es ist wirklich wünschenswert, wenn technische komplizierte Sachverhalte einfach erklärt werden. ABER: es muss auch richtig und exakt sein. Pseudo ist schlimmer.
Hab ich was anderes geschrieben?

Uli
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digifix
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Beitrag von digifix »

Rossi hat geschrieben:Leif Eingangspost war sachlich und verständlich - auch für Laien (wie mich).

Die Schlagworte und die kryptischen Erklärungsversuche eben jener durch technisch versierte User waren es - für Laien (wie mich) - nicht.

Solche "Klarstellungen" sind also keine und tragen auch auch nicht zum Thema bei.

Stefan
Lese und interpretiere ich auch so!

:cheers:
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Wenn elementare Dinge so verdreht oder uminterpretiert wiedergegeben werden, es aber manchen Lesern gefällt, weil sie glauben, das nun endlich verstehen zu können, möchte ich mich aus diesem Thread mit dem jedem Elektrotechniker vertrauten Satz verabschieden: Plus ist Minus und Schwarz ist Rot.
Schon oft gehört, muss was Wahres dran sein. :cheers:
Freundschaft!
Hans-Martin
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wgh52
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Beitrag von wgh52 »

Hans Martin,

komplette Zustimmung! :cheers:

Siehe auch Albert Einstein Zitat. 8)

Die geneigte Leserschaft möge sich bitte überlegen, was an sachlicher Klarstellung falsch und emotionaler Reaktion darauf richtig ist. :cheers:

Gruss,
Winfried

2001
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Guten Abend zusammen,

wenn jemand einen Thread eröffnet mit dem Anspruch, anderen Mitgliedern des Forums einen technischen Sachverhalt zu erklären, dann dürfen meines Erachtens die Leser dieses Threads zu Recht beanspruchen, eine korrekte Darstellung vorzufinden. Denn ansonsten ist der Sinn eines solchen Threads von Anfang an bereits ad absurdum geführt.

Ebenso finde ich es dem Anspruch des Threadtitels angemessen, wenn dann einige Mitglieder des Forums Fehler in der Darstellung bemerken und den Verfasser des Eingangspostings zu Recht darauf hinweisen. Diese dann mit emotionalen Reaktionen anzufeinden, geht in meinen Augen an der Sache vorbei; denn wir ziehen hier doch alle am gleichen Strang in dem Sinne, unseren Horizont in Bezug auf unser Hobby zu erweitern.

@Leif: Ich erkenne in Deinen Beiträgen in aller erster Linie die Kompetenz Deiner praktischen Erfahrungen hinsichtlich cmp² an, die von allen hier vertretenen Mitgliedern sicher am größten ist. Allerdings würde ich es begrüßen, wenn Du auf der anderen Seite die Grenzen Deiner Kompetenz hinsichtlich der technischen Hintergründe realistischer einschätzen würdest. Denn bei der geballten technischen Kompetenz dieses Forums muss man bei der Darstellung technischer Zusammenhänge auch damit rechnen, Kontra zu ernten, wenn sich herausstellt, dass Zusammenhänge nicht korrekt beschrieben wurden.

Grüße
Fujak
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play-mate
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Beitrag von play-mate »

Alle mal ruhig durch atmen.

Zu der S/PDIF Technologie kann man sehr viel Info im Web finden (der von Bernd Peter eingestellte Link sagt alles dazu : http://www.tonforum.de/).
-ist aber sehr Umfangreich.

Okay, ich habe wieder einen Fehler in unser Forum gesetzt, aber statt nur auf einen Fehler hinzuweisen, wäre es doch hilfreich ihn zu korrigieren, oder ?

Mein Wunsch dieser Serie von Threads über Schnittstellen, ist ein paar kürzere Zusammenfassungen der verschiedenen Techniken zu Formulieren.
-Nicht um damit d´Herren Experten zu "belehren" aber eher einige weniger Prominenten Mit-Forenten, die Chance zu gewähren einige Zusammenhänge zu verstehen....ganz ruhig und bedächtig.

Dann kommt langsam zusammen was zusammen gehört. Nächstes Mal können wir und dann über USB unterhalten, und FireWire, I2S, etc...

Ich bin sicher dass viele Nutzer noch einige Fragen offen haben. Lass uns doch unsere verschiedene Kompetenzen bündeln und für andere nutzbar machen....


Gruß Leif
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Herbert Z
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Beitrag von Herbert Z »

Hallo

Ich hoffe nun, dass das Kriegsbeil begraben ist.

Nun wuerde ich gerne verstehen warum ASE3 dual bei mir besser klingt als s/Spdif und was der fuer den Profibereich entwickelte Schnittstelle die Vorteile sind.

Gruss Herbert
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