ADI-8 PRO Inside

»Zurück zur Tech Info

Aufbau, technische Besonderheiten und Messungen am ADI-8 PRO

Der ADI-8 PRO ist ein 8-kanaliger AD-/DA-Wandler mit Referenzqualität. In diesem Tech Infopaper erfahren technisch interessierte Anwender viele Details, die in allgemeinen Beschreibungen oder der Bedienungsanleitung nicht zur Sprache kommen.

Überblick

Der ADI-8 PRO gliedert sich intern in verschiedene Funktionsblöcke:

  • Analog In: Analoge Eingangsstufe mit Pegelanpassung, AD-Wandler
  • Analog Out: DA-Wandler und analoge Ausgangsstufe mit Pegelanpassung
  • Digital I/O: ADAT optical und TDIF Interface
  • Clock Control: Steuerung aller Takte aller Funktionsblöcke, Wordclock I/O, PLL

Den internen Aufbau eines ADI-8 PRO zeigt dieses Foto anhand eines geöffneten Gehäuses.

Wie im Blockschaltbild Übersichtlich dargestellt besitzt der ADI-8 PRO eine Fülle interner Routingmöglichkeiten, welche zusätzlich zum Betrieb als AD- und DA-Wandler eine Nutzung als Formatkonverter, Distributor und Splitter erlauben.

  • Formatkonverter: Digitale Überspielung mit 24 Bit von ADAT optical nach TDIF und umgekehrt
  • Distributor: Digitale Verteilung eines Eingangssignales auf alle Ausgänge gleichzeitig.
  • Beispiel: TDIF In an TDIF Out plus 2 x ADAT Out
  • Splitter: Verteilung des analogen Eingangssignales auf alle digitalen Ausgänge gleichzeitig, also AD-Wandlung nach 2 x TDIF und 2x ADAT optical.

Analog zu Digital

Die analogen Eingänge sind über Stereo-Klinkenbuchsen oder einen 25-poligen Sub-D Anschluss zugänglich. Letzterer besitzt die gleiche Pinbelegung wie die weit verbreiteten Digitalrecorder der Firma Tascam, so dass ein passendes Multicorekabel (für direkten Anschluss an Mischpulte oder als XLR-Adapter) problemlos beschaffbar ist. Die gesamte Eingangsstufe ist von den Buchsen bis zu den internen Anschlüssen der Wandler-ICs vollständig symmetrisch aufgebaut. Die ungewöhnliche Schaltung arbeitet zudem servosymmetrisch. Das bedeutet: Bei unsymmetrischem Anschluss erfolgt eine automatische Pegelkorrektur um 6 dB, welcher sonst zu einem Absinken der Eingangsempfindlichkeit gegenüber symmetrischem Anschluss führen würde.

Jeder A/D-Wandler ist nur so gut wie die Pegelanpassung an seinem Eingang, weshalb der ADI-8 PRO drei verschiedene Eingangspegel unterstützt. Dadurch ist ein problemloser Anschluss an alle typischerweise in einem Studio vorkommenden Geräte gewährleistet, Verluste schon vor der AD-Wandlung werden vermieden. Die Umschaltung zwischen Lo Gain, +4 dBu und -10 dBV erfolgt über einen besonderen Schaltungstrick direkt in der symmetrischen Eingangsstufe, wobei es modernste elektronische Schalter neuester Fertigungstechnik (ADG 451) erlauben, den Schalter an der Stelle im Layout bzw. Signalweg einzusetzen, wo er optimal plaziert ist. Zusätzliche Verstärkungsschaltungen oder lange Kabelwege zu mechanischen Elementen entfallen komplett. Die AD-Wandler erhalten das Eingangssignal in bestmöglicher Qualität, und erreichen ihren maximalen Rauschabstand bei einem Minimum an Verzerrungen.

Bild 1 zeigt das Grundrauschen (SNR) der 8 Eingänge in der Stellung Lo Gain, gemessen RMS unbewertet. A-bewertet ergeben sich knapp 3 dB bessere Werte. Die Stellung -10 dBV realisiert eine nicht unerhebliche Verstärkung im Eingangsteil, und damit natürlich auch eine höhere Empfindlichkeit. Trotzdem beträgt der Rauschabstand dann immer noch 107 dB RMS unbewertet.

 Als Operationsverstärker setzen wir die bewährten JRC4580 ein. Dieser OPV findet sich inzwischen in zahllosen Geräten, da er in einmaliger Weise Rauscharmut, niederohmigen Ausgang und günstigen Preis kombiniert. Die Verwendung von 4580ern ist alleine allerdings noch kein Garant für beste technische Daten - die eigentliche Schaltung muss auch auf dem Punkt sein.

Als AD-Wandler kommen AKM5392 zum Einsatz. Diese Hi-End Bausteine sind nicht nur vergleichsweise teuer, sondern auch qualitativ kaum zu schlagen. Die Kombination unserer speziellen vollsymmetrischen Eingangsstufe mit diesen Wandlern führt sowohl zu hervorragenden 112 dB Rauschabstand RMS unbewertet (115 dBA), als auch zu unglaublich niedrigen Verzerrungswerten (THD) von weniger als -110 dB (0,0003 %). Wohlgemerkt handelt es sich hierbei nicht um Phantomwerte aus den Datenblättern der Wandlerhersteller, sondern um die Werte, die das Gerät im normalen Betrieb erreicht!

Bild 2 zeigt eine Messung des Dynamic Range, für die vom Neutrik A2D ein 1 kHz Sinus analog eingespeist wurde, der am digitalen Ausgang -60 dBFS ergab. Das Bild zeigt dabei keinerlei Verzerrungen sowie einen unglaublich niedrigen Rauschteppich.

Sinn dieser Messung ist der Nachweis von Rauschmodulationen, die es nicht im Ruhezustand, aber nach Anregung durch ein Signal geben kann. Sie sind hier jedoch nicht nachweisbar. Auch mit Signal verändert sich der bei knapp -150 dBFS liegende Rauschteppich nicht im Geringsten.

Richtig zur Sache geht es beim ADI-8 PRO aber erst bei der Messung des Klirrfaktors, also den bei der AD-Wandlung entstehenden Verzerrungen. Unser Low Jitter Design in Kombination mit der voll symmetrischen Eingangsstufe und den ausgezeichneten Wandlern von AKM verursachte recht schnell ein Problem: Alle Verzerrungen die wir messen konnten stammten vom jeweiligen Signalgenerator (also dem Erzeuger des Testsignales), nicht jedoch von der Eingangsstufe des ADI-8 PRO. Extra für diese eine Messung einen 60.000 DM teuren Audioanalysator kaufen? Nein danke. Wir taten daraufhin, was die Branche gemeinhin meidet wie der Teufel das Weihwasser: Wir verwendeten den analogen Ausgang des ADI-8 PRO als Signalquelle. Normalerweise macht man sich damit die guten Messwerte der AD-Wandler zunichte - aber der ADI-8 PRO ist eben kein normales Gerät...Mehr zu der unglaublichen Qualität der DA-Wandlung weiter unten.

Ein vom Audio Analyseprogramm HpW Works digital erzeugter superreiner Sinus wurde vom DA-Teil des ADI-8 PRO in ein analoges Signal gewandelt, in den Eingang des ADI-8 PRO geführt, und per FFT wiederum digital analysiert. Der HpW Works Analyzer zeigt den Lohn für die vielen Detailoptimierungen am ADI-8 PRO: sage und schreibe 111 dB THD! Da knallten die Sektkorken...

Bild 3 zeigt eine Messung des Klirrfaktors ohne (THD) und mit (THD+N) Rauschanteil. Ein Sinus knapp unter der Vollaussteuerung und Oberwellen weit unter -110 dBFS zeigen deutlich den berechtigten HiEnd Anspruch des ADI-8 PRO.

Mit einem THD+N Wert von unter 0,00074 % katapultiert sich der ADI-8 PRO problemlos in die 10.000 DM Klasse.

Bitte beachten Sie, dass die Qualität der AD-Wandlung einzeln betrachtet circa 3 dB besser ist als es diese kombinierte AD/DA-Messung zeigt! THD+N dürfte daher bei circa -105 dB liegen, und auch der Rauschteppich liegt - einen idealen Generator vorausgesetzt - deutlich (circa 5 dB) niedriger, da sich hier der Rauschanteil der DA-Wandler noch stärker bemerkbar macht. Dies können Sie mit einem Blick auf Bild 2 nachvollziehen, bei dem ein sehr rauscharmes Signal zur Verfügung stand.

Jitter

Fachleute werden es gleich erkannt haben: Der kleine glockenförmige Anstieg am Fuss des 1 kHz Sinus wird von Jitter verursacht. Prinzipiell nichts besonderes - in diesem Fall jedoch gleich etwas doppelt besonderes!

Erstens kann man diese Jitterprodukte normalerweise gar nicht sehen. Übliche Audioanalysatoren selbst der Luxuswagen-Klasse sind - verglichen mit der Software HpW Works, die RME für fast alle Messungen auf digitaler Ebene einsetzt - mit wenig leistungsfähigen FFT Analysen ausgestattet. Statt 65536 Punkten ist die Auflösung auf 16384 Punkte beschränkt. Zudem ist die für eine FFT normalerweise unverzichtbare Fensterung oft vollkommen unzureichend, leidet an einer schwachen Ferndämpfung, und erzeugt daher am Fuss eines Sinus eine sehr breite Glocke, die selbst weit höhere Jitteranteile als die in Bild 3 unsichtbar werden lässt.

Zweitens ist der in Bild 3 zu sehende Jitter sehr gering. Hierbei handelt es sich nicht um den an der AES/EBU oder ADAT Schnittstelle messbaren Interface Jitter, sondern den sogenannten Sample Clock Jitter, welcher hauptsächlich vom Layout, der Jitterunterdrückung des ADC sowie der Masterclock innerhalb des Gerätes abhängt. Vollkommen jitterfrei ist physikalisch unmöglich, aber natürlich kann ein schlechtes Layout und Clock-Konzept die hervorragenden Daten moderner Wandler zunichte machen. Wie in Bild 2 zu sehen befinden sich die Jitterprodukte bei unter -135 dBFS. Da sie abhängig von der Amplitude des Signales sind, also bei einer Verringerung des Pegels schliesslich komplett im Rauschteppich verschwinden, darf man sie zu Recht als vollkommen irrelevant ansehen.

Die Messung des Sample Clock Jitters scheint gerade in Mode zu kommen, da sich die Werte von wenigen Picosekunden so herrlich plakativ und werbungstechnisch vermarkten lassen. Daher präsentiert Bild 4 eine solche Messung (10 kHz Sinus FFT).

Ob das in dieser Messung zu sehende Verzerrungsprodukt bei 20 kHz nun vom DA-Wandler oder dem AD-Wandler des ADI-8 PRO stammt ist uns nicht bekannt - bei -107 dBFS ist diese Frage allerdings auch wenig spannend...

Während der 'Interface Jitter' normalerweise im Nanosekundenbereich liegt, ist der Sample Clock Jitter weit geringer. Der ADI-8 PRO erreicht dabei sensationelle (hübsch plakativ, nicht wahr?) Werte von unter 20 ps (Picosekunden, 10 hoch minus 12!). Allerdings ist der Jitter natürlich davon abhängig, in welchem Clock-Modus das Gerät betrieben wird. Bild 4 zeigt bereits den Worst Case, also den ADI-8 AD auf INP (Slave), und damit von einem externen Gerät (hier der DIGI96/8) geclockt.

In der für einen AD/DA-Wandler zu bevorzugenden Betriebsweise INT/INT sinken die Jitterprodukte erwartungsgemäß weiter ab. Bild 5 zeigt Modulationsprodukte deutlich unter -130 dBFS, und damit in der aboluten Bedeutungslosigkeit.

Wenn Sie die beiden Bilder vergleichen könnten Sie auf den Gedanken kommen ab sofort nur noch in INT/INT arbeiten zu wollen. Doch scheint hier ein Einsteinscher Hinweis angebracht: Einzelne Nadeln, die irgendwo bei -125 dBFS hervorragen (siehe Bereich unter 2 kHz), sind irrelevant, wenn gleichzeitig ein knapp 120 dB lauteres Signal vorhanden ist. Die Verhältnismäßigkeit wird deutlich, wenn man die geringen Unterschiede der Messwerte THD+N und DR von Bild 4 und 5 betrachtet - sie sind fast identisch.

Prinzipiell kann man mit einer besonders langsamen, stark gefilterten und/oder Quarz-basierten PLL eine noch sauberere Messung erreichen, und selbst die im Bereich unter 2 kHz liegenden Nadeln dämpfen. Diesen Weg sind wir jedoch in voller Absicht nicht gegangen. Unsere bewährte Bitclock-PLL benötigt ein Mindestmass an Geschwindigkeit, um dem Varipitch auch eines ADAT XT in jedem Fall ohne Aussetzer folgen zu können. Trotzdem erreicht sie eine hervorragende (und vollkommen ausreichende) Jitterdämpfung. Sie übertrifft damit Wordclock-basierte PLLs deutlich. Quarz-basierte oder stark gefilterte PLLs führen dagegen schon bei geringen Änderungen der Samplefrequenz zu einem Aussetzer (Knacks/Mute), da einige Bits bereits falsch abgetastet werden bis die PLL eine Nachführung der Frequenz veranlasst. Dieses Problem tritt übrigens beim 8-kanaligen ADAT Format deutlich stärker in Erscheinung als beim 2-kanaligen S/PDIF bzw. AES/EBU.

Auch am Frequenzgang des analogen Eingangs des ADI-8 PRO gibt es nichts zu mäkeln, wie Sie an späterer Stelle sehen können. Doch wir wollen Ihnen nichts vormachen: Dank des vielfachen Oversamplings muss man ein Gerät schon ganz schön fehldesignen, um beim Frequenzgang relevante Abweichungen zu erzeugen. Mit anderen Worten: Frequenzgänge verlaufen (wie in allen Fachzeitschriften zu sehen) nicht nur bei uns schon seit längerem nur noch linealglatt.

No Dither?

No Dither! Ein solches Merkmal ist in unserem komplett FPGA-realisierten Gerät nicht ohne weiteres machbar. Und bei näherer Betrachtung im Normalfall auch vollkommen überflüssig. Wenn Sie zu dieser (für manche sicher provokanten) Aussage nähere Erklärungen haben möchten, lesen Sie bitte die Tech Info Dither ADI-1 / ADI-8 PRO: Anmerkungen zur Notwendigkeit von Dither.

Digital zu Analog

Als DA-Wandler verwendeten wir zunächst den AD1855 von Analog Devices, den ersten DAC der echte 110 dB Dynamik erreichte, ohne mittels üblicher Tricks (Mute) den Rauschabstand künstlich zu vergrößern. Er ist vergleichsweise preisgünstig, was sich gerade in einem Mehrkanalwandler positiv bemerkbar macht, immerhin sind gleich 4 Stück davon im ADI-8 PRO verbaut.

Seit der Revision 2 des ADI-8 PRO verwenden wir den brandneuen AD1852, ein Chip, dessen Qualität (wie oben beschrieben) Messtechniker (im positiven Sinne) verzweifeln lassen kann. RME ist der erste Hersteller der Welt, der Geräte mit diesem DAC ausliefert. Im Gegensatz zum 1855 ist der 1852 noch unempfindlicher gegen Jitter und hochfrequente Clockstörungen aller Art. Der Klirrfaktor ist gar um mehr als 10 dB besser. Ersteres sorgt in verschiedenen Betriebsarten für 3 bis 6 dB höheren Rauschabstand, letzteres ermöglichte den einzigartigen 'Selbsttest' des ADI-8 PRO in den hier veröffentlichten Messungen. Da der Chip pinkompatibel zum 1855 ist haben wir die Produktion sofort nach Lieferbarkeit umgestellt.

Der DA-Wandler liefert seine analogen Spannungen auf ein symmetrisches Filter zur Unterdrückung von Hochfrequenzanteilen. Danach folgt eine Zwischenstufe zur Pegelanpassung, die wie schon im Eingangsteil mit elektronischen Schalter-ICs realisiert wurde. Schließlich folgt die servosymmetrische Ausgangsstufe. Diese wird im Werk mittels Trimmpoti auf volle Symmetrie abgeglichen. Außerdem korrigiert sie - genau wie die Eingangsstufe - bei unsymmetrischem Abschluss den Ausgangspegel automatisch um 6 dB. Da Operationsverstärker vom Typ 4580 nicht nur sehr rauscharm, sondern auch ausgezeichnete Line Driver sind, steht das Ausgangssignal niederohmig und störfrei an der 25-poligen Sub-D Buchse und den Stereoklinkenbuchsen zur Verfügung. Beide Ausgänge können gleichzeitig genutzt werden.

Bild 6 kennen Sie doch? Genau, es ist Bild 3, welches wie erwähnt sowohl DA- als auch AD-Wandlung des ADI-8 PRO zeigt. Wir wissen nicht, welche unglaublich niedrigen Klirrwerte der DA-Teil des ADI-8 PRO exakt erreicht, aber mit den hier gemessenen (welche die zusätzlichen Fehler der danach folgenden AD-Wandlung beinhalten) sind wir vollkommen zufrieden.

0,00028 % THD,
0,00074 % THD+N
- was will man mehr?

Bei dieser Messung verwendeten wir jedoch zugegebenermassen einen besonders guten DA-Kanal. Analog Devices spezifiziert den THD der AD1852 nur mit < -104 dB, und tatsächlich schwanken die Werte zwischen 105 und 112 dB. Wir haben daher in den Spezifikationen des ADI-8 PRO einen Wert von < -105 dB angegeben. In Sachen Rauschen ermittelte das Neutrik A2D für den DA-Teil des ADI-8 PRO im praktischen Betrieb, je nach Clock-Konfiguration und Quelle, zwischen 106 dB und 110 dB Rauschabstand RMS unbewertet, entsprechend 108 dB/112 dBA.

Seit der Revision 2 enthält der ADI-8 PRO auch eine dreistufige Pegelumschaltung für die analogen Ausgänge. Wie beim Eingang gilt: Nur eine intelligent ausgelegte Pegelanpassung stellt in der praktischen Anwendung eine maximale Performance zur Verfügung. Unsere mit elektronischen Schaltern versehene und speziell auf Rauscharmut optimierte Ausgangsschaltung erreicht bei +4 dBu und Hi Gain den vollen Rauschabstand von 110 dB RMS unbewertet. Bei -10 dBV beträgt der Rauschabstand immer noch 104 dB RMS unbewertet. Das sollte Sie nicht weiter irritieren - bei solch niedrigen Pegeln liegt der ADI-8 PRO damit in der absoluten Spitzengruppe.

Zur Erklärung: Unter den -10 dBV basierten Geräten werden Sie kaum eines finden, welches mehr als 96 dB umsetzt. Und: Wandler ohne Pegelanpassung müssen den vollen Pegelverlust vom maximalen Pegel zu -10 dBV als zusätzliches Rauschen verbuchen. Damit wären - am Beispiel des ADI-8 berechnet - nur noch 95 dB erreichbar.

Übersprechdämpfung (Crosstalk)

Bei solch niedrigen Störanteilen im Audiosignal sollte natürlich auch das Übersprechen entsprechend gering sein. Crosstalk wird gemessen, indem man einen Kanal mit einem 1 kHz Sinus mit möglichst hohem Pegel beschickt, und auf dem Nachbarkanal eine RMS-Pegelmessung durchführt. Da bei einem guten Design das Grundrauschen höher sein kann als das übersprechende Signal erfolgt die Messung mit schmalbandigem Bandpass. Ausserdem wird der zu messende Kanal am Eingang kurzgeschlossen.

Im DA-Teil des ADI-8 PRO konnten wir die Übersprechdämpfung mit dem Neutrik A2D ganz konventionell messen. Die 8 Kanäle sind intern 4 Stereo-Kanäle, und die Übersprechdämpfung beträgt zwischen den Stereo-Kanälen (also innerhalb des jeweiligen DAC) 110 dB. Dieser Wert entspricht dem maximal erreichbaren Rauschabstand und ist daher bereits als sehr gut anzusehen. Verblüfft hat uns jedoch der Wert zwischen den Stereopaaren, also beispielsweise zwischen Kanal 2 und 3: Dort war kein Übersprechen messbar!

Daraufhin haben wir die Messung mittels FFT auf digitaler Ebene wiederholt, und erhielten die gleichen Ergebnisse. Die FFT ist in der Lage das Grundrauschen als Einzelfrequenzen bei circa -140 dBFS aufzulösen, ein aus diesem Rauschteppich herausragendes 1 kHz Signal war nicht erkennbar. Damit beträgt die Übersprechdämpfung zwischen den Stereo-Paaren (also zwischen den DACs untereinander) mindestens 140 dB, was uns ein mehr als gelungenes Layout bescheinigt.

Bild 7 zeigt eine Messung des Übersprechens im AD-Teil. Auch hier werden Werte zwischen 'nicht mehr nachweisbar' und -132 dBFS erreicht.

Daher wurde die Übersprechdämpfung der Analog/Digital Sektion des ADI-8 PRO bei 1 kHz mit > 130 dB spezifiziert.
   
   
Frequenzgang  
   

Bild 8 zeigt den Frequenzgang der AD- und DA-Wandlung. Wellige Anti-Aliasingfilter, die im Hochtonbereich für Abweichungen von bis zu 0,5 dB sorgten, sind Vergangenheit. Bei den hier verwendeten modernen AD- und DA-Wandlern sorgen Überabtastung und ausgeklügelte digitale Filter für faszinierende Linearität.

Bitte beachten Sie die hohe Auflösung der Messung von 1 dB pro Unterteilung.

TDIF

Die TDIF Anschlüsse des ADI-8 PRO unterstützen 24 Bit Audio, seit Revision 2 auch Emphasis, und arbeiten ohne Wordclock-Probleme jeglicher Art. Sie können gerne Wordclock benutzen - gebraucht wird sie in vielen Fällen jedoch nicht. Auch gibt es keine Jumper oder ähnliche Konfigurationshilfen je nach Betriebszustand - wenn die TDIF Schnittstelle richtig umgesetzt wird ist so etwas schlicht überflüssig. Es gibt nur eine (unvermeidbare, weil vom DA-88/38 verursachte) Einschränkung: Wenn der Recorder Slave ist MUSS der Wordclock-Ausgang des ADI-8 PRO mit dem WC-Eingang des Recorders verbunden sein. Im umgekehrten Fall nicht - auch wenn Ihnen das einige Hersteller (und deshalb leider auch viele Anwender) weismachen wollen.

ADAT optical

Die ADAT optical Anschlüsse des ADI-8 PRO unterstützen 24 Bit Audio, und arbeiten ohne Wordclock-Probleme jeglicher Art. Sie können gerne Wordclock benutzen - gebraucht wird sie in den meisten Fällen jedoch nicht. Der ADI-8 PRO nutzt - egal ob per optical In oder Wordclock getaktet - immer RMEs berühmte Bitclock PLL, inzwischen in der zweiten Generation mit verbesserter Hochfrequenz-Störunterdrückung. Diese aussergewöhnliche Schaltung ist dank sehr feiner Auflösung in der Lage, dem vollen Varipitch-Bereich der ADAT Rekorder zu folgen, ohne ein Sample zu verlieren. Bei der sehr viel groberen Wordclock PLL dagegen werden bei einer schnellen Änderung der Samplefrequenz schon einige Bits falsch abgetastet, bis überhaupt erst wieder ein Wordclock Impuls eintrifft, und die PLL zu einer Nachführung der Frequenz veranlasst. Dies führt zu Drop Outs und Knacksern. Solange Sie also mit dem ADI-8 PRO arbeiten ist alles erlaubt. Bei Geräten anderer Hersteller...nun, probieren Sie selbst...

SyncAlign

SyncAlign umfasst ein ganzes Bündel an Techniken, die absolute Fehlerfreiheit in Bezug auf Zeit und Kanäle garantieren. Diese Technik aus der DIGI96 Serie haben wir natürlich auch beim ADI-8 PRO implementiert. Der ADI-8 PRO wird NIEMALS Kanäle vertauschen, egal in welchem Clock-Modus er arbeitet. SyncAlign kontrolliert außerdem das zeitliche Verhalten der Kanäle untereinander, so dass diese immer auf's Sample genau synchron sind (siehe Screenshot eines auf sample-Ebene gezoomten 1 kHz Sinus auf allen Kanälen im unteren Bild). Selbst bei Taktung mehrerer ADI-8 über Wordclock erscheinen die analogen Eingangsdaten samplesynchron an den digitalen Ausgängen gewandelt.

Clock Control

Die im ADI-8 PRO enthaltenen vielfältigen Funktionen werden über eine fest programmierte Steuereinheit verwaltet. Diesen Baustein (für Insider: ein FPGA) könnte man sich als fest verdrahteten Microcontroller vorstellen. Er steuert die Samplefrequenz des AD- und DA-Teiles, deren Umschaltung, die Auswertung und Anzeige der Clock Synchronität (SyncCheck), die Auswertung und Anzeige der analogen Pegel, und vieles mehr. Darüber hinaus übernimmt er das komplette Handling der Audiodaten, also deren Formatkonvertierung, Teilung und Zusammenführung, sowie das Zwischenspeichern (siehe weiter unten - Delay).

Als besonders gelungen dürfen wir das bisher einmalige Userinterface des ADI-8 PRO anpreisen. Unter dem Schlagwort 'Intelligent Clock Control' (ICC) haben wir genau das, nämlich eine intelligente Bedienoberfläche und interne Steuerung für die aufwendigen Clock-Optionen in den ADI-8 eingebaut. Für Sie als Anwender heisst das: Einschalten, blitzschnell konfigurieren, Fehler sofort erkennen und korrigieren (Blinken der LEDs bei fehlendem Lock oder fehlender Synchronität) - fertig!

Frei nach einer bekannten deutschen Musikerzeitschrift: So soll es ein, ist es aber meistens ohne ADI-8 PRO nicht.

Delay

Jedes digitale Gerät verursacht eine Verzögerung zwischen eingehenden und ausgehenden Daten. Da der ADI-8 PRO keinen DSP enthält gibt es nur zwei verschiedene Delays:

  • Digital:
    Beide ADAT Eingänge sowie der Copy Modus verwenden einen Samplebuffer. Daher werden alle eingehenden ADAT Daten um ein Sample verzögert. Der TDIF Eingang arbeitet dank RMEs spezieller 'Virtual Sample Buffer' Technologie unverzögert. Im Copy Modus werden alle eingehenden TDIF Daten vor der Ausgabe an ADAT/TDIF um ein Sample verzögert, eingehende ADAT Daten um insgesamt zwei Samples.
     
  • Analog:
    Die bei der AD- und DA-Wandlung auftretende Verzögerung ist abhängig vom verwendeten Chip, der ADI-8 PRO selbst fügt keine weitere Verzögerung ein. Ursache der Verzögerung ist die in den Wandlern stattfindende Überabtastung (Oversampling) mit folgender digitaler Filterung. AKM5392: 39 Samples, AD1852: 43 Samples.

Das Netzteil

Das Design der Stromversorgung in einem kombinierten AD/DA-Wandler unterliegt einer ganzen Reihe von Kriterien. Auf der Suche nach einer optimalen Lösung entschieden wir uns bereits früh für ein Schaltnetzteil. Dessen Vorteile liegen auf den ersten Blick in einem einfachen, weltweiten Einsatz, da es automatisch 100 bis 240 Volt als Eingangsspannung akzeptiert. Für uns als Hersteller ist dies - sowie der vereinfachte Geräteaufbau (Netzteil einbauen - fertig) - sehr wichtig.

Genauso wichtig ist allerdings das Thema Verlustleistung. Der ADI-8 PRO ist vollgestopft mit Bauteilen - und braucht daher vergleichsweise viel Strom. Ein konventionelles Netzteil würde viel Platz beanspruchen, sowie viel Hitze und viel magnetisches Streufeld erzeugen. All dies entfällt bei Schaltnetzteilen, welche über einen sehr hohen Wirkungsgrad verfügen. Doch der im ADI-8 PRO verwendete Typ bietet noch andere Vorteile: perfekte Kurzschlusssicherheit, integriertes Netzfilter, vollständige Ausregelung von Netz-Spannungsschwankungen, und die Unterdrückung von Netzstörungen sind Punkte, die Ihnen als Anwender einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des ADI-8 PRO auch unter ungünstigen Bedingungen garantieren.

Beim Einsatz eines Schaltnetzteiles wird oft (zu Recht!) befürchtet, dass die harten Schaltflanken desselben zu Einstreuungen und Störungen in der Analog-Elektronik führen. Außerdem sind die gelieferten Spannungen im Allgemeinen unsauberer als die eines konventionellen (Längs-geregelten) Netzteiles. Alles nicht von der Hand zu weisen - jedoch irrelevant im ADI-8 PRO. Den Beweis liefern die obigen Messungen der AD- und DA-Wandlung.

Hinweise zu den Messungen

RME führt alle Messungen mit professionellen Messgeräten nach standardisierten Messmethoden durch. Dabei legen wir grossen Wert auf transparente, der Realität entsprechende, und eben auch unter realen Bedingungen erzielte Messwerte. Einige Mitbewerber geben in den technischen Daten ihrer Geräte nur die Höchstwerte der jeweiligen Chiphersteller aus deren Datenblättern an. Diese Werte sind allein schon deshalb nicht erreichbar, weil im fertigen Gerät noch einige aktive Elektronik dazukommt. Und schließlich ist es kein Geheimnis, dass die Datenblattangaben der Chiphersteller eher 'zu erreichende Ziele' sind, die oft erst in späteren Chip-Revisionen, manchmal aber auch nie erreicht werden.

Bei uns müssen Sie keine Zeitschriften nach Tests durchwühlen, wir liefern Ihnen echte Messwerte frei Haus!

Für analoge und digitale Messungen verwenden wir das Neutrik A2D mit der dazugehörigen Software AS04 (www.neutrik.com). Es liefert unter anderem RMS unbewertete und bewertete Messwerte nach Industrienorm, sei es Pegel, Klirrfaktor, Rauschen, aber auch Sweeps über fast alle Parameter (siehe Frequenzschrieb). Für Hardwareentwickler ist das A2D dank seiner einfachen Bedienung, den hochgenauen Messergebnissen und seinen vielfältigen, praxisgerechten Anschlüssen unentbehrlich.

Auf rein digitaler Ebene verwenden wir eine Windows-Software mit Referenzcharakter: HpW Works bietet eine unglaubliche Auflösung und Genauigkeit, und erlaubt neben obigen FFT Analysen auch das hochexakte Erzeugen digitaler Signale über einen Softwaregenerator unübertroffener Genauigkeit.

Als Schnittstelle zum PC verwenden wir (natürlich) unsere eigenen Digitalkarten der DIGI96 Serie, weil wir uns nur bei diesen sicher sind dass Bit für Bit unverfälscht übertragen wird. Ausserdem dienen sie als SPDIF zu ADAT (und umgekehrt) Konverter. Ohne diese besondere Funktion wären viele Messungen gar nicht möglich, da selbst die teuersten Audiomesssysteme zwar SPDIF- und AES/EBU-Anschlüsse, jedoch keinen ADAT-Anschluss besitzen.

Glossar
 
16 Bit: Ergibt eine Auflösung von 65536 Pegelstufen oder theoretischen 96 dB Dynamik.
20 Bit: Ergibt eine Auflösung von 1048580 Pegelstufen oder theoretischen 120 dB Dynamik.
24 Bit: Ergibt eine Auflösung von 16.777.200 Pegelstufen oder theoretischen 144 dB Dynamik
ADAT optical: TOSLINK-Schnittstelle nach einem Protokoll der Firma Alesis. Erlaubt maximal 8 Kanäle bei 24 Bit Auflösung und 48 kHz Samplerate.
dBA Effektivwert-Messung mit A-Filter. Sehr tiefe und sehr hohe Frequenzen beeinflussen das Meßergebnis weniger stark.
dBFS: dB Full Scale. Logarithmischer Pegelwert bezogen auf digitale Vollaussteuerung.
DR: Dynamic Range, Dynamik. Verhältnis von maximalem Pegel zu Grundrauschen bei Anregung durch ein Signal bei -60 dB.
FFT-Analyse: Fast Fourier Transform. Spektrale Zerlegung eines beliebigen Signales.
Jitter: Schwankungen eines Signales auf zeitlicher Ebene.
RMS unbewertet: Effektivwert-Messung mit Audio-Bandpass (22 Hz bis 22 kHz).
Samplefrequenz: Anzahl der Abtastungen des Audiosignales pro Sekunde.
Servosymmetrisch: Schaltung, die symmetrisch und unsymmetrisch mit korrektem Pegel betreibbar ist.
SNR: Signal to Noise Ratio, Rauschabstand. Verhältnis maximaler Pegel zu Grundrauschen.
THD: Total Harmonic Distortion. Summe der zweiten bis zehnten Harmonischen im Verhältnis zur ersten (Grundwelle)
THD+N: Effektivwert aller Verzerrungen plus Rauschen im Verhältnis zum Nutzsignal.

Copyright Matthias Carstens, 1999.
Alle Angaben in diesem Tech Info sind sorgfältig geprüft, dennoch kann eine Garantie auf Korrektheit nicht übernommen werden. Eine Haftung von RME für unvollständige oder unkorrekte Angaben kann nicht erfolgen. Weitergabe und Vervielfältigung dieses Dokumentes und die Verwertung seines Inhalts sind nur mit schriftlicher Erlaubnis von RME gestattet. Unsere Geräte unterliegen einer ständigen technischen Weiterentwicklung, daher können sich die technischen Daten jederzeit ändern.

 

Hauptseite    News    AD/DA-Wandler    Digitalkarten    MADI Serie     DIGICheck    Mic Preamps
Zubehör    Support    RME Newsgroup    Rund um RME    Bezugsquellen    Downloads    Links

Copyright 2002 RME. Alle Rechte vorbehalten. RME ist ein eingetragenes Markenzeichen.
Diese Website enthält Namen und Marken anderer Firmen