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Ungereimtheiten bei AES/EBU und SPDIF

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RainerG
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Ungereimtheiten bei AES/EBU und SPDIF

Beitragvon RainerG » 10.09.2016, 15:07

Hallo Kollegen,

Ich habe kürzlich mein älteres Mischpult "Yamaha Promix 01" wieder ausgekramt weil ich demnächst eine einfache Choraufnahme habe die ich mit diesem Gerät mache möchte. Das reicht dafür aus.
Was ich aber bei Messungen festgestellt habe:

Bei Messung des Pegeltons des internen Tongenerators über die SPDIF-Schnittstelle fiel mir auf, daß auf dem Stereosichtgerät ein Phasenfehler auftrat. Das Schirmbild zeigte eine leichte Ellipse anstatt einen Strich in der Mitte. Beim Vergleich mit dem "Yamaha O2R" war dies nicht der Fall, hier entstand ein Strich.
Als ich dann auf dem SADiE den Ton mal genau analysierte, stellte sich heraus, daß beim Promix 01 zwischen linkem und rechtem Kanal ein Zeitversatz von 1 Sample war! (Rechter Kanal voreilend).
Über die analogen Ausgänge des Promix 01 ist dieser Phasenfehler nicht vorhanden.
Das läßt den Schluß zu, daß dieser Fehler über die analogen Schnittstellen kompensiert wird.

Meine Frage ist: Wer kennt sich mit dem Protokoll genauer aus? Ist die "normgemäße" SPDIF-Schnittstelle phasenkompatibel mit der AES/EBU-Schnittstelle (denn hier ist definitiv kein Zeitversatz vorhanden) oder ist der Zeitversatz in der Norm so festgelegt?
Als damals die alten PCM-Converter "F1", "PCM 701" etc. auf den Markt kamen war es so, daß die beiden Stereokanäle alternierend gesampelt waren im Gegensatz zu dem damals üblichen PCM 1630 im professionellen Sektor. Daher hat die Firma RTW auch den PCM 701 derart modifiziert, daß dieser Zeifehler in der digitalen Ebene kompensiert wurde und somit eine digitale Überspielung eines mit PCM 701 aufgenommenen Bandes in einen PCM 1630 direkt möglich war.

Auch beim DAT gibt es eine "Konsumervariante" und eine "Pro-Variante": Die Pro-Variante hat diesen Zeitversatz nicht, während Konsumer-DAT diesen Zeitversatz aufweist.
Wie ist es nun bei der SPDIF-Schnittstelle: Ist dieser Zeitversatz in der Norm vorgesehen oder nicht?

Im obigen geplanten Verwendungsfall werde ich das Stereosignal meines Promix 01 aus den analogen Ausgängen entnehmen.

Grüße
RainerG
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Re: Ungereimtheiten bei AES/EBU und SPDIF

Beitragvon Tonzauber » 11.09.2016, 03:31

Lieber Rainer,

AES EBU und SPDIF sind auf Bitebene in der Audio-Payload identisch.

Der einzige Unterschied zwischen den beiden Schnittstellen liegt neben der anderen elektrischen Ausführung ausschließlich in den User-Bits, die nichts mit dem transportierten Audiosignal zu tun haben.

AES Protokoll im Detail:

aes ebu.JPG


Wichtige information hier: Die Daten werden im Zeitmultiplex Verfahren übertragen. D.h. der von die beschriebene Zeitversatz zwischen zwei Kanälen kann auf Protokollebene nicht auftreten.

Ich nehme an dass es sich hier um eine Schlamperei des Promix 01 handelt, der über 20 Jahre nach Erscheinen nun schon zur beinahe antiken Digitaltechnik gezählt werden dürfte.

Ich darf Dich auch beim DAT korrigieren. Es gab keine Consumer und Pro-Varianten - der R-Dat Standard war immer ein Consumer-Standard, aber trotzdem streng definiert; es gab nur Hersteller die Systeme schlampig oder korrekt implementiert haben. Die Aufzeichnung auf allen R-DAT Geräten war aber immer ident, auch hier kommt das Zeitmultiplex-Verfahren zum Einsatz.
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Re: Ungereimtheiten bei AES/EBU und SPDIF

Beitragvon Tomte » 11.09.2016, 18:22

Hier ein Auszug aus einem RME-Handbuch (Fireface 800)
Besonderheiten des SPDIF-Ausgangs
Digitalsignale im SPDIF oder AES/EBU Format beinhalten neben den Audioinformationen auch
eine Kennung (Channel Status), mit der weitere Informationen übertragen werden. Eine falsche
Kennung führt oft zu Funktionsstörungen. Der Channel Status am Eingang des Fireface bleibt
vollkommen unberücksichtigt, am Ausgang wird eine komplett neue Kennung erzeugt.
Dabei ist zu beachten, dass im Durchschleif- und Wiedergabebetrieb auch ein eventuell
gesetztes Emphasis-Bit verschwindet. Ursprünglich mit Emphasis versehene Aufnahmen
sollten unbedingt wieder mit Emphasis-Kennung abgespielt werden.
Dazu ist in der Settingsbox unter SPDIF Out das Feld Emphasis zu aktivieren. Die Umschaltung
geschieht in Echtzeit und während laufender Wiedergabe.
Hinweis: Aufnahmen mit (Pre-) Emphasis weisen eine Höhenanhebung auf (Zeitkonstante
50/15 μs), die bei Wiedergabe rückgängig gemacht werden muss. Deshalb bewirkt Emphasis
auf allen analogen Ausgängen eine Höhenabsenkung auf Basis dieser Zeitkonstante.
Die ausgangsseitige Kennung des Fireface 800 wurde im Hinblick auf größtmögliche Kompatibilität
zu anderen digitalen Geräten optimiert:
• 32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, 192 kHz je nach Samplefrequenz
• Audio use, Non-Audio
• No Copyright, Copy permitted
• Format Consumer oder Professional
• Category General, Generation not indicated
• 2-Channel, No Emphasis oder 50/15 μs
• Aux Bits Audio use
Dank des trafosymmetrierten Cinch-Ausganges und des wählbaren Ausgangsformates ‘Professional’
mit verdoppelter Ausgangsspannung ist ein Anschluss professioneller AES/EBU Geräte
möglich. Das dazu nötige Adapterkabel entspricht dem des Eingangs (siehe oben), nur dass ein
XLR-Stecker statt einer Kupplung zu verwenden ist.
Die meisten Consumergeräte mit optischen oder Cinch-Eingängen (SPDIF) akzeptieren nur
Signale im Format ‘Consumer’!
Weiterhin ist es möglich das Audio-Bit im Channel Status auf 'Non-Audio' zu setzen. Dies ist
erforderlich, wenn Dolby AC-3 kodierte Daten zu einem externen Dekoder (Surround Receiver,
TV-Gerät oder ähnlichem) mit AC-3 Digitaleingang überspielt werden, da diese Dekoder sonst
den digitalen Datenstrom oft nicht als AC-3 erkennen.

Wenn ich das richtig verstehe, wird da am elektrischen Ausgang unterschieden zwischen zwei Spannungen bei "Consumer" und "Professional".

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Re: Ungereimtheiten bei AES/EBU und SPDIF

Beitragvon alex » 11.09.2016, 19:16

Tomte hat geschrieben:zwei Spannungen bei "Consumer" und "Professional".


Korrekt, siehe hier.

Grüße, alex
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Re: Ungereimtheiten bei AES/EBU und SPDIF

Beitragvon Tonzauber » 11.09.2016, 19:50

Habe ich ja geschrieben ;)

Tonzauber hat geschrieben:
Der einzige Unterschied zwischen den beiden Schnittstellen liegt neben der anderen elektrischen Ausführung ausschließlich in den User-Bits, die nichts mit dem transportierten Audiosignal zu tun haben.



Hier die Übersicht über die gängigen Schnittstellen:

protokolle.JPG



Neben diesen elektrischen Unterschieden gibt es eine unterschiedliche Verwendung / Bedeutung des User-Bits im S/Pdif Protokoll im Vergleich zum AES Protokoll. Daher sind AES und S/Pdif protokoll-kompatibel, aber nicht ident.

Im wichtigsten Teil der Signalübertragung, das ist die Audio-Payload, haben sie aber keinen Unterschied.
Und auch wenn die Signalspannung unterschiedlich ist, erzeugt sie dennoch keinen Zeitversatz :-)

Im Übrigen: Die RME Behauptung, dass ein einfacher Adapter von Chinch auf XLR reicht um AES3 Spezifikationen zu erfüllen, stellt mir die Nackenhaare auf. Das mag für 50cm Kabelweg vielleicht stimmen, bei mehr ist es aber ein Glücksspiel, da der Wellenwiderstand der Schnittstellen und Kabel nicht mehr zusammenpasst, was Reflexionen zur Folge haben kann und man dann lange nach dem Fehler sucht. Wir reden hier schließlich von übertragenen Signalfrequenzen in der Größenordung von 6MHz bei 48kHz sf.
Korrekt wäre hier eine Anpassung mittels passendem Übertrger - gibt es fertig von Canare oder Neutrik, kostet kein Eckhaus, und man lebt sorgenfrei.
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Re: Ungereimtheiten bei AES/EBU und SPDIF

Beitragvon Swen » 12.09.2016, 08:17

Hallo Rainer,

ich vermute mal da wurde einfach an einer Stelle mit der Polarität eines internen Clocks "gemurkst". Das führt dann z.B. gerne mal zu 1 Sample Versatz zwischen den beiden Streams. Das wiederum führt dann bei hohen Frequenzen trotz Mono zum berühmten "Wölkchen" auf dem Stereosichtgerät.

Das machen (leider) mehr Geräte auf dem Markt als einem lieb ist ... obwohl so ein Fehler gerade einem ProAudio- Entwickler nicht "durch die Lappen" gehen sollte - auch vor z.B. 15 Jahren nicht.


Swen

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Re: Ungereimtheiten bei AES/EBU und SPDIF

Beitragvon Tonzauber » 12.09.2016, 14:46

Hi Sven,

es gibt nur keine "2 Streams" - der S/Pdif bzw AES Datenstrom ist zweikanalig - d.h. in einem Stream werden 2 Kanäle transportiert, und da die Bits der beiden Kanäle alternierend übertragen werden ist es auch nicht einfach möglich dass mal einer der beiden Kanäle zu spät ankommt.

Wenn dann muss schon vor (oder bei) der Übergabe ins AES Format gemurxt werden...
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Re: Ungereimtheiten bei AES/EBU und SPDIF

Beitragvon Swen » 12.09.2016, 21:56

Naja, vielleicht habe ich mich ein wenig unglücklich ausgedrückt, einigen wir uns auf "Kanäle" und alles ist gut. Und ja, es muss natürlich vor dem AES- Encoder passieren, das codierte Signal ist in sich sicher.

Swen


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