Выходной уровень звуковой карты с максимальным динамическим диапазоном

[GKP]

Требуется подключить ЗК (Infrasonic Quartet) к усилителю, номинальный входной уровень которого - 0,75 В. Хотелось бы его не перегружать по входу и получить максимально возможный динамический диапазон.
В инструкции к звуковой карте написано:
Analog Line Output
Level : -10dBu Nominal (@-18dBFS) , +10.2dBu max, deviation +/- 0.1dB
Dynamic Range : 113 dB A-weighted (1kHz @ -60dBFS)
Правильно ли я понимаю, что при номинальном выходном уровне ЗК (тоесть -10dBu) динамический диапазон не будет "подрезан" (конечно же, если все 113 dB используются в воспроизводимой записи)?
Из педивикии:
dBu — опорное напряжение 0,775 В (то есть 0dBu соответствует 0,775 В (RMS? Я правильно понимаю?)), стандартизованный уровень сигнала для профессионального аудио оборудования составляет +4dBu, то есть 1,23 В.
Какой уровень сигнала (в вольтах) соответствует -10dBu?
Диапазон регулировок выходного уровня в драйвере ЗК: -64dB тире 0dB. Фиксированных значений, таких как -10dBu/+4dBu/Consumer нет. Только какие-то свои децибелы. Измеренный с помощью не True RMS мультиметра (вроде True RMS не обязательно, если сигнал является чистой синусоидой) выходной уровень ЗК (без нагрузки), соответствующий 0dB в драйвере ЗК - 2,4 В RMS (от частоты 20 Гц до 1 кГц практически не меняется, начиная приблизительно c 1 кГц и выше постепенно спадает, но это видимо такой мультиметр aint3. Для справки: -10dB в драйвере соответствует 0,75 В RMS на выходе, -15dB в драйвере соответствует 0,425 В RMS на выходе.
Правильно ли я замеряю и можно ли сопоставить измеренные уровни по синусоиде с реальным звуковым сигналом?

 

[DmitryYa]

У Вас в голове полная каша!
Прежде всего не путайте дБ и dBu - в первом случае мы говорим (касательно вашего случая) об уровне "громкости" на выходе драйвера ЗК. во втором - о физическом напряжении на физическом же выходе оной.
-10dBu соответствует 0дБ при небалансном подключении, +4dBu - те же 0дБ при балансном подключении.
Если ваша карта имеет небалансный выход то при уровне 0дБ на физическом выходе она выдаёт -10dBu - т.е 0,07В. Если в ней есть баланс, то при 0дБ на выходе будет +4dBu - т.е 1,23В.
2,4В Вы могли намерить только между горячим и холодным проводниками измерив тем самым размах.
Систематизируйте знания и не морочьте сами себе голову.

 

[Methafuzz]

чтобы не перегрузить усилок, надо знать его максимальный входной уровень, а не номинальный. В реальном музыкальном сигнале даже номинального RMS уровня могут встречаться пики какой угодно амплитуды. Так что перегрузить вход можно всегда, было бы желание. ))

касательно усилителя мощности рискну предположить, что его максимальный входной уровень тот, при котором он развивает на нагрузку свою максимально допустимую мощность. Как-то так, но в его паспорте все эти данные должны быть.


-10 dBu = прибл. 0.24 Вольт RMS
+10 dBu = прибл. 2.45 Вольт RMS (как раз мультиметр показал величину близкую к максимальному вых. сигналу карты)

баланс/небаланс - абсолютно все равно, способ подключения к уровню никакого отношения не имеет.

 

[DmitryYa]

Ну да, с 0,07В это я погорячился, посчитал как для мощности. ;-)
Но не понятно, откуда тогда 2,4В при 0дБ?
И 0,75В при -10дБ... Что-то здесь странные измерения!

 

[DmitryYa]

Я всегда считал следующее: 0дБ в цифровой части ЗК (назовём это так), должен соответствовать -10dBu на небалансном и +4dBu на балансном выходе аналоговой части ЗК. Т.е. речь идёт о напряжениях на выходе порядка 0,24В и 1,23В.
В чём же я не прав?

 

[Methafuzz]

Но не понятно, откуда тогда 2,4В при 0дБ?
И 0,75В при -10дБ... Что-то здесь странные измерения!

да вроде всё просто,

максимальный сигнал на выходе карты равен +10 dBu - это и есть те самые 2.4 Вольта, и они же соответствуют 0 dBFS в звуковой карте.
соответственно, если драйвером снизить уровень на 10 dB, на выходе будет 0 dBu - 0.775 Вольт

Я всегда считал следующее: 0дБ в цифровой части ЗК (назовём это так), должен соответствовать -10dBu на небалансном и +4dBu на балансном выходе аналоговой части ЗК. Т.е. речь идёт о напряжениях на выходе порядка 0,24В и 1,23В.
В чём же я не прав?

0 дБ "в цифровой части ЗК" точнее называется 0 dBFS (dB Full Scale). Это максимальный вообще уровень сигнала на входе ЦАП, выше быть не может физически. А уровни -10 и +4 dBu это номинальные референсные уровни, к ним еще сверху прибавляется запас по перегрузке (он же хедрум, обычно 14-18 dB). На аналоговых консолях эти номинальные уровни назывались 0 VU, иногда этот термин используют и сегодня.

так что 0 dBFS в профессиональной аппаратуре обычно соответствует максимальному выходному сигналу то бишь +18-22 dBu

 

[DmitryYa]

Для справки: -10dB в драйвере соответствует 0,75 В RMS на выходе, -15dB в драйвере соответствует 0,425 В RMS на выходе.

Это он как намерял???

 

[Methafuzz]

-10 дБ в драйвере это 0 dBu=0.775 Вольт

-15 дБ в драйвере это -5 dBu=0.43 Вольт

примерно так и есть, с погрешностью мультиметра

 

[GKP]

Methafuzz Спасибо за помощь. Остался самый главный вопрос:

В инструкции к звуковой карте написано:
Analog Line Output
Level : -10dBu Nominal (@-18dBFS) , +10.2dBu max, deviation +/- 0.1dB
Dynamic Range : 113 dB A-weighted (1kHz @ -60dBFS)
Правильно ли я понимаю, что при номинальном выходном уровне ЗК (тоесть -10dBu) динамический диапазон не будет "подрезан" (конечно же, если все 113 dB используются в воспроизводимой записи)?

Ну или лучше так: какой минимальный выходной уровень (в вольтах) можно выставить, чтобы использовался весь динамический диапазон ЦАП в этой ЗК?

 

[DmitryYa]

Да, отстал я от жизни... Всё по привычке, по-аналоговому мыслю. Спасибо всем за пищу для размышлений. Стал мерять свою карту и понял, что вопросов стало ещё больше. Будем изучать!

 

[Methafuzz]

Methafuzz Спасибо за помощь. Остался самый главный вопрос:
Ну или лучше так: какой минимальный выходной уровень (в вольтах) можно выставить, чтобы использовался весь динамический диапазон ЦАП в этой ЗК?

Производитель карты указывает этот номинальный уровень: -18 dbFS по мастер-индикатору хоста, при этом на выходе карты должно быть -10 dBu или 0.24 V RMS, тогда запас по пикам составляет 18 dB. Вполне можно референс установить на -12 dBFS и выходной сигнал разогнать еще децибел на 6, в современной музыке большой headroom редко бывает нужен. Правда есть опасность, что выходной аналоговый каскад карты на повышенном уровне будет сильнее искажать, но тут уже что-то сказать трудно.

 

[Logic]

GKP, я тут исправил то что было, потому что получилось оно слишком длинно и не очень полезно в практическом смысле.

Перегрузить усилитель вы сможете не номинальным уровнем, а максимальным. А он у вас +10,2dbu. Кстати, это и есть ваши измеренные 2,4VRMS. А какой он (максимальный входной уровень) у усилителя?... Если предположить, что усилитель имеет перегрузочную способность 10дб от номинального уровня - тогда "теоретически" он способен без искажений усилить ваши +10,2dbu... Но это совершенно нереально для усилителя мощности, прикиньте сами, во сколько раз должна увеличиться выходная мощность (относительно номинальной) при увеличении входного напряжения на 10дб... Причем это должна быть не кратковременная пиковая мощность, а просто постоянная рабочая мощность, - без искажений и перегрева. Это нереально.

Достаточно правильный способ не перегрузить ваш усилитель ни при каких обстоятельствах - поставить между ним и картой аттенюатор на 10дб. или ослабить выходной сигнал другим способом, например ручкой громкости самого усилителя, если она есть. Но при условии, что громкость регулируется на сАмом входе, то есть НЕ после каскадов предварительного усиления. Можно попробовать ослабить сигнал на микшере карты, но это не всегда хорошо, - зависит от того, как именно реализован регулятор в драйвере. Если математически - вы автоматически теряете часть динамического диапазона, если как реальный управляемый атенюатор (он аналоговый) - тогда все нормально, и это будет самый лучший способ ослабить сигнал. А весь смысл в том, что при ослаблении на 10дб - ваш максимальный уровень с карты будет примерно равен номинальному для усилителя. Я бы даже ослабил не на 10, а на 12дб, - чтоб наверняка.

 

[GKP]

Спасибо за разъяснения.

Если математически - вы автоматически теряете часть динамического диапазона, если как реальный управляемый атенюатор (он аналоговый)

А нельзя ли предположить как реализован этот регулятор, взглянув на технические характеристики ЗК?

Спойлер

 

[Logic]

А нельзя ли предположить как реализован этот регулятор, взглянув на технические характеристики ЗК?

Параметр ATT Range определен так, как будто это нормальный аттенюатор. То есть - похож, но чтобы быть уверенным - нужно замерить динамический диапазон для 0дб и например для -12дб. Тогда можно будет сделать совершенно конкретные выводы.

 

[GKP]

Смотрел когда-то для чего-то с помощью RMAA - режим 16-bit, 44 kHz, External loopback.
При Rн=0, out (в драйвере) =0dB, input gain (в драйвере) =0dB, результат:
Динамические диапазон, дБ (А) 92.5
При Rн=0, out (в драйвере) =-16dB, input gain (в драйвере) =17dB, результат:
Динамические диапазон, дБ (А) 87.6

 

[Logic]

Смотрел когда-то для чего-то с помощью RMAA - режим 16-bit, 44 kHz, External loopback.
При Rн=0, out (в драйвере) =0dB, input gain (в драйвере) =0dB, результат:
Динамические диапазон, дБ (А) 92.5
При Rн=0, out (в драйвере) =-16dB, input gain (в драйвере) =17dB, результат:
Динамические диапазон, дБ (А) 87.6

Все это похоже на недорогую бытовую карту. Как видите - дин.диапазон не остался тем же... Вообще-то он в любом случае немного уменьшится - хотя бы за счет собственного шума операционника на выходе.

С другой стороны - по вашей теперешней карте производитель не говорит, как он замерял динамический диапазон, - при номинальном выходном уровне, или при максимальном? Думаю, что при максимальном (кто ж сам себе враг? . Я даже не понял, к чему вообще производитель приплел какой-то там "номинальный уровень", если вся современная музыка имеет пиковый уровень, практически равный максимально возможному, а регулятор уровня на карте правильнее всего всегда ставить в 0дб, что в данном случае соответствует не -10dbu, а +10.2dbu (вы же сами намеряли там 2.4в, а это оно и есть, то есть если точно, то 10dbu=2.449vrms).

 

[GKP]

Все это похоже на недорогую бытовую карту.

Ну карта действительно не дорогая, но в своей весовой категории исходя из её возможностей мне кажется лучшая. Если вы про небольшой измеренный д.д. - 92,5 вместо заявленных 110, так это потому, что RMAA тестит в режиме 16 бит, да и провод там был дерьмовый и пайка такая же (может ли провод влиять на д.д. не знаю, но мало ли).
Ну а в общем спасибо, идею я понял кажется :umnik2:

 

[Logic]

потому, что RMAA тестит в режиме 16 бит

Разве? Помнится, когда увлекался тестированием - измерял все что не подвернется и на 16 и на 24. Кстати, у самого обычного сб-лива (только из САМЫХ первых партий выпуска, когда фактически это еще был немного видоизмененный EMU APS) - точно так же на его 16-ти битах было измерено 92дб динамики и 0,0011% гармоник. Последние выпуски этой карты показали что-то типа 80дб и на порядок большие гармоники, а внешне - совсем другая плата с кучей не запаянных деталей. Маркетинговый прогресс, типа

 

[GKP]

Разве?

Прошу прощения, описался одной буквой, правильно так:
RMAA тестил в режиме 16 бит, а выбрать там можно от 8 до 32 бит...

 

[SuperDroid]

Опорный уровень
Децибел служит для определения отношения двух величин. Но нет ничего удивительного в том, что децибел используют и для измерения абсолютных значений. Для этого достаточно условиться, какой уровень измеряемой физической величины будет принят за опорный уровень (условный 0 дБ)

други, TS указал этот термин (в данном случае "опорное напряжение") в харектеристиках карты в первом посте...приведу также свой пример (выходной уровень бэйбифейса про):

Output level @ 0 dBFS: Balanced +19 dBu, unbalanced +13 dBu

так вот, где же здесь, среди трех децибел 0 dBFS, +19 dBu и +13 dBu - указано опорное напряжение?
и что среди них:

стандартизованный уровень сигнала, который для профессионального аудиооборудования составляет +4 dBu, то есть 1,23 В

и почему 0 dBFS (Decibels relative to full scale) для цифрового сигнала,
который:

The level of 0 dBFS is assigned to the maximum possible digital level

указан в характеристиках аналового Output level?

 

[H-ron]

так вот, где же здесь, среди трех децибел 0 dBFS, +19 dBu и +13 dBu - указано опорное напряжение?
и что среди них:

и почему 0 dBFS (Decibels relative to full scale) для цифрового сигнала,
который:

указан в характеристиках аналового Output level?

Каша.

0 dBFS - это уровень цифрового сигнала, максимально возможный для данного прибора (опорная величина - полная шкала цифровогой части, не зависящая от разрядности), для которого и приводятся последующие величины уровня на аналоговом выходе в dBu (опорная величина - уже напряжение).

Т.о. уровень напряжения на выходе в dBu указан для сигнала максимального цифрового уровня.

По поводу опорного: для dBu это действительно 0.775В, но встречается еще и dBV (вспомните: -10 dBV) - тут опорное 1В. Внимательнее)

 

[digilab2]

так вот, где же здесь, среди трех децибел 0 dBFS, +19 dBu и +13 dBu - указано опорное напряжение?

-dbu это и есть конкретное опорное значение, 0dbu=0.775v rms что соответствует мощности 1мвт на резисторе 600ом
причем в радиотехнике часто 0dbu и не пишут , просто odb
-0dbfs это размах полной цифровой шкалы ( все единицы) соответствующее 0dbfs аналоговое напряжение можно сделать любым
но есть стандартные +18dbu ( европа) +24dbu ( штаты)

 

[SuperDroid]

@digilab2 у меня загвоздка именно в этом опорном значении (dbu[0.775v] или dbv[1v]) - зачем его ввели и пользуются децибелами (т.е. показывают насколько децибел указанное значение больше опорного), а не пишут напряжение сразу в вольтах?

 

[H-ron]

@SuperDroid, только для того, что бы численные изменения отражали масштабы воздействия. В вольтах было бы бездуховно.

 

[SuperDroid]

...а зачем тогда ввели еще один опорный уровень dbv? И вот тут читаю

Современное проф. оборудование имеет референсный линейный уровень +4dBu, бытовое -10dBV

То есть мы видим уже две шкалы со своими нулями (т.е. опорными значениями: dbu и dbv), а можно было и одной обойтись. Ведь неспроста они созданы две-то, а зачем?

 

[H-ron]

@SuperDroid, шкала одна - логарифмическая. Другое уже условности, как и корень из 0.6))

Но при этом, отдаю себе отчет, что узнав количество атомов в килограмме вопросов появится, еще больше!

 

[digilab2]

В вольтах было бы бездуховно.

-скорее ненаглядно и тяжело для понимания, предположим значение -80dbv в вольтах это будет
0.0001v ( линейная шкала) не очень удобно для понимания в логарифмической шкале оно просто и наглядно,
кстати такие же шкалы применяются например для частоты, а так сразу ясно каждые 6db это 2раза каждые 20db
десять раз

То есть мы видим уже две шкалы со своими нулями

-на самом деле там их не две а еще пара тройка есть
-это все для удобства т.к db это величина относительная , задавшись конкретным значением 0db (любым)
относительно него просто все считается даже в уме как в плюс так и в минус

 

[Methafuzz]

И плюс к тому, когда несколько приборов стоят в тракте последовательно, их коэффициенты усиления надо умножать друг на друга, а в децибелах они будут просто складываться или вычитаться, это гораздо удобнее. В студиях и в вещательных всяких трактах это очень актуально.

 

[digilab2]

Современное проф. оборудование имеет референсный линейный уровень +4dBu, бытовое -10dBV

-это уже давно не современное а так лет 30 назад , хотя до сих пор некоторые это соблюдают ( в частности +4dbu почти все)

 

[SuperDroid]

запутали немного, по-другому спрошу...
@digilab2 для вашего прибора вы пишете: Макс. входной уровень: +22 дБ
во-первых это и есть референсный линейный уровень (который в предыдущем посте +4dbu или -10 dbv)во-вторых по какому опорному вы указываете: dbu или dbv, в-третьих на линейном выходе у бейбифейса про: Output level @ 0 dBFS: Balanced +19 dBu, unbalanced +13 dBu, согласуется ли это с вашим усилителем, могу я ваш усилитель к линии бейбика подключать при таких выходных уровнях бейбика?