RME - Tech Info

Hier bieten wir wissenshungrigen Anwendern
und Technik-begeisterten Musikern
gehaltvolle Informationen zu unseren Produkten.

In dieser Rubrik finden Sie außerdem
detaillierte Ausführungen zu verschiedenen Sachthemen,
die in unseren Produkthandbüchern keinen Platz mehr fanden.

RME Tech Info
Ältere TechInfo

RME DIGICheck® für Windows

Analyse, Test und Messungen mit RME Interfaces

RME Interfaces bieten neben der eigentlichen professionellen Interface-Funktionalität ein weiteres weltweit einmaliges Merkmal: DIGICheck, das Utility für Tests, Messungen und Analyse des digitalen Audio-Datenstroms.

In diesem TECH INFO beschreiben wir die in DIGICheck enthaltenen Funktionen sowie die zugrunde liegende Technik. DIGICheck arbeitet unter Windows und Mac - funktioniert allerdings nur mit Hardware von RME. Das ist keine willkürliche Beschränkung, sondern liegt einfach daran, dass diverse Sonderfunktionen nur durch besondere Implementationen in der Hardware möglich sind. Interfaces von RME bestehen aus einem komplett von uns selbst entwickelten Chip. Daher werden Sie auch in nächster Zeit keine andere Audiokarte auf dem Markt finden, die eine Channel Status Ausgabe, eine 100% genaue 24-Bit Pegelanzeige, eine Dekodierung des CD-Subcodes, und auf Hardware-basierende RMS-Berechnungen bietet.

Eine Beschreibung der neuesten Funktionen von DIGICheck, Totalyser, Spectral Analyser und Goniometer, finden Sie hier.

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Technischer Hintergund: Das 32 Bit Prinzip

RMEs DIGI96 Serie war unseres Wissens die erste Audiokarte auf der Welt, die es erlaubte quasi den gesamten 32 Bit Digital Audio Datenstrom aufzunehmen. Außer den 24 Audio-Bits werden auch die Bits P, C, U und V übertragen. Macht erst 28? Korrekt, denn die ersten 4 Bits sind die Präambel. Dieses Synchronisationssignal ist nach der Empfangs-Synchronisation und der Dekodierung der Kanäle überflüssig. Um die Daten in den PCUV-Bits problemlos verwerten zu können muß jedoch der Blockanfang bekannt sein. Daher enthält der seit der DIGI96 Serie gesendete Datenstrom auch noch das CBL (Channel Block Start) als Synchronisationssignal.

Eine detaillierte Beschreibung des Übertragungsformates finden Sie in der TECH INFO Track Marker Support

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Die Software DIGICheck

DIGICheck ist ein durchdachtes, mit vielen kleinen Hilfen und zahlreichen Optionen ausgestattetes, sehr nützliches aber dennoch sehr einfach zu bedienendes Analysetool. Eine umfrangreiche Online-Hilfe und Referenz ist ebenfalls enthalten.

Nach dem ersten Start fragt das Programm nach dem Record Device (Datenquelle) und dem gewünschten Bildschirmfont, beides lässt sich aber auch später noch anpassen. Eine kleine und Übersichtliche Darstellung ergibt sich mit Arial 8, sonst ist Arial 10 ein guter Wert. Diese und alle anderen Einstellungen werden in der Registry abgelegt.

Anfangs arbeitete DIGICheck wie eine Recording-Software, das heißt es öffnete eines/mehrere Geräte zur Aufnahme, jedoch ohne die eintreffenden Daten auf die Festplatte zu schreiben. Daher funktionierte DIGICheck nur, wenn kein anderes Programm das gewählte Record Device für eine Aufnahme benutzt.

Seit Hammerfall und Hammerfall DSP nutzt DIGICheck den ASIO Multiclienttreiber der Interfaces, um auf Aufnahme- und Playback (!) Daten zuzugreifen. Dies geschieht komplett im Hintergrund und parallel zu jeder (!) laufenden Audiosoftware, ohne diese zu stören.

In jeder aktivierten Funktion lassen sich Fenstergröße und Lage bequem einstellen und werden automatisch gespeichert. Die Konfiguration der Levelmeter ist per F2 und über das Menü möglich. Das Channel Status Display kann auch ausgedruckt werden, 'Deactivate Screensaver' und 'Always on top' erklären sich selbst.

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Die Funktionen in DIGICheck

Level Meter

Levelmeter

Hierbei handelt es sich um hochpräzise Pegelinstrumente mit 24-Bit Auflösung. Dank der im 'Level Meter Setup' praktisch vollkommen frei einstellbaren Anzeigeparameter eignen sich die Level Meter für eine ganze Reihe von Anwendungen:

Der Spitzenpegel (AC+DC) wird in den beiden inneren Balken angezeigt. Die Messung erfolgt samplegenau, das heißt schon ein einziges Sample mit Vollausssteuerung führt zu einer Anzeige von 0 dBFS. Eine Over-Erkennung reagiert auf das mehrfache Auftreten voll ausgesteuerter Samples, deren Anzahl von 1 bis 20 festgelegt werden kann. Eine Peak Hold Funktion mit einstellbarer Haltezeit (0,2 bis 100 s) ist ebenfalls vorhanden.

Der RMS-Pegel (Effektivwert, nur AC) wird im Stereo & Level Phase Meter in den beiden äußeren Balken angezeigt. Als Bezugspegel (0 dBFS) dient ein Sinussignal mit digitaler Vollaussteuerung. Dies ermöglicht bei üblichen Signalen einen sinnvollen Vergleich von RMS und Peak. Die RMS-Anzeige basiert auf einer mathematisch korrekten Berechnung des Effektivwertes, und gibt daher sehr genaue Werte aus.

Ein Beispiel: Spielen Sie die Datei crest_16.wav (auf der Download Seite oder unserer Treiber-CD zu finden) über die DIGI96 ab, schließen den Ausgang mit dem Eingang kurz (Clock Mode Master!) und starten das Level Meter. Es zeigt einen Spitzenpegel von 0 dBFS, jedoch einen RMS-Wert von nur -16,1 dBFS. Jedes auf analoger Effektivwertmesung basierende Pegelmeßgerät kapituliert vor solch einem Crestfaktor (Verhältnis Spitzen- zu Effektivwert) und zeigt falsche, meist sehr viel höhere RMS-Werte um -6 dBFS an.

Und dank 24-Bit gibt es nach 'unten' praktisch keine Grenze. Endlich haben Sie freien Blick auf die tatsächlichen Grenzen der Dynamik des von Ihnen verwendeten Equipments! Und das meinen wir ernst: Die angezeigten RMS-Werte beispielsweise des Grundrauschens eines AD-Wandlers entsprechen exakt (!) den Messergebnissen von 20.000 Euro teuren Audio-Messgeräten! Genauer der geläufigen Angabe RMS unbewertet, also Effektivwert ohne spezielle Bewertungsfilter. Für eine bessere Ablesbarkeit empfiehlt es sich hierbei die Release Rate auf 10 dB/s zu setzen (oder besser gleich die Bitstatistik zu nutzen, siehe unten).

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Multichannel Level Meter

Neben der 2-Kanal Darstellung kann auch eine 8-kanalige Darstellung der Pegel erfolgen. Das Multichannel Level Meter besitzt die gleichen Einstellungsoptionen wie das 2-kanalige Level Meter. Als Balken kann wahlweise Peak oder RMS angezeigt werden.


Multi Channel Level Meter
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Global Level Meter

DIGIChecks Global Level Meter zeigt alle verfügbaren Kanäle eines Interfaces gleichzeitig an. Dieses Meter ist in erster Linie als Schnellüberblick der aktuellen Konfiguration und Eingangssignale gedacht. Kanäle ohne gültiges Eingangssignal werden grau dargestellt.


Global Channel Level Meter
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Level Meter Setup

Der Darstellungsbereich der Bildschirmanzeige ist zwischen 0 und -160 dBFS beliebig einstellbar. Der Meßbereich umfaßt den gesamten von der Audio-Wortbreite vorgegebenen Bereich in einer Auflösung von 0,1 dB. Die Farbumschaltung des Balkens von grün auf rot erfolgt bei dem in 'Warning Level' eingestellten Wert. Steht dieser auf 0 dB erfolgt ein Farbwechsel der Peak-Hold-Marke nur bei 'Over'. Die Anzahl aufeinanderfolgender Samples mit maximaler digitaler Aussteuerung zur Anzeige eines Overflows ist zwischen 1 und 20 einstellbar. Da für niedrige Pegel die Ausgabe eines Korrelationsgrades praktisch nicht sinnvoll ist, kann sie unterhalb einer einstellbaren Schwelle unterdrückt werden. Die Anzahl der LEDs im Korrelationsgradmesser ist ebenfalls frei einstellbar.


Level Meter Setup
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Channel Status Display / User Bits

In dieser Funktion erfolgt die Anzeige der im SPDIF-Signal enthaltenen Channel Status Informationen. Dazu werden die Bits gemäß den derzeit gültigen Standards in Klartext umgesetzt und in einer Tabelle für beide Kanäle angezeigt. Weiterhin wird die tatsächliche Samplerate mit einer Genauigkeit von ± 100 Hz ermittelt. Zur Dokumentation kann die Tabelle auf einen Drucker ausgegeben werden.


Channel Status Display

Auch der Nicht-Informatiker und -Techniker kann aus dieser Tabelle wichtige Informationen gewinnen. Inkompatibilitäten zwischen Geräten lassen sich mit einem Blick auf eine eventuell gesetzte Emphasis oder einen aktiven Kopierschutz (Feld SCMS) erkennen. Kein Ton aus dem CD-Player? Dann ist die CD eventuell so stark zerkratzt, dass die Daten als 'Invalid' gekennzeichnet wurden (bewirkt Stummschaltung des DA-Wandlers).

Bei Anschluss eines CD-Players oder DAT-Rekorders werden Teile des Subcodes, die DIGICheck aus den User-Bits gewinnt, in der Zeile 'Validity-Bit/CD-Subcode' oder 'Validity-Bit/DAT-Subcode' im Klartext angezeigt. Bei CD sind dies Tracknummer, Index und aktuelle Abspielzeit, bei DAT die Start-ID (nicht Nummer!). Natürlich lassen sich auch alle anderen vorhandenen Daten dank des speziellen 32 Bit Modus der DIGI96 Serie aus den User-Bits dekodieren. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Eine professionelle Harddiskrecording Software könnte beispielsweise bei der Überspielung eines DAT-Bandes automatisch bei jeder Start-ID einen Marker setzen.

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Bit Statistic & Noise

Diese Funktion zeigt die Zustände der einzelnen Audio-Datenbits an. Unterschieden wird in '0' (Bit nicht genutzt), alternierend (Bit genutzt) oder '1' (fest gesetzt).


Bit Statistic

Mit der Bit-Statistik läßt sich auf einen Blick die tatsächliche Wortbreite von Audio-Signalen erkennen, z.B. am Ausgang von A/D-Wandlern, Mixern, Effektgeräten etc. Für die Audiodaten wird bei wechselndem Zustand auf grün (normal, Bit genutzt) geschaltet, während bei Dauerzustand 0 (Bit nicht genutzt) blau angezeigt wird. Bleibt es dagegen fest auf 1 (Fehlerfall oder DC) erscheint es rot. Beim Channel Status Bit und dem Validity-Bit ist der Normalzustand alternierend (grün), feste Werte (rot) deuten auf einen Fehler oder unsichere/gestörte Audiodaten hin.

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Glossar

Crest Faktor: Verhältnis zwischen Spitzenwert und Effektivwert. Je geringer der Crestfaktor, desto lauter die Aufnahme

dBFS: dezi Bel Full Scale. Logarithmisches Pegelverhältnis bezogen auf digitale Vollaussteuerung (7FFFH bzw. 8000H)

RMS unbewertet: Effektivwertmessung ohne spezielles Bewertungsfilter, erfasst linear 22 Hz bis 22 kHz

Samplefrequenz: Anzahl der Abtastungen des Audiosignales pro Sekunde

Wortbreite: Auch Auflösung oder bit resolution. Anzahl der Bits pro Sample.

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Copyright © Matthias Carstens.

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.