Jump to content

Vinylspelare - En fråga om inställning


Recommended Posts

1 hour ago, MatsT said:

den här sidan finns mätningar som kan ge stöd för både uppgiften att S/N för LP är cirka 50dB och att den är upp till 80dB. Vid lägre frekvenser gäller ungefär 50dB men normalt är människan mindre känslig för dessa störningar och olika vägningsfilter kan användas men 80dB nås nog inte ens med vägning. Däremot verkar S/N kunna vara gott och väl 80dB vid högre frekvenser. Detta är fakta och det känns som om ni mest bara pratar runt varandra. Mätningar som visar verkligheten kan vara intressanta och ge större förståelse än bollande med löst förankrade siffror.

 

Författaren gör dock ett mycket vanligt misstag (att mäta och tolka data är inte trivialt).

Han kikar på en FFT och ser att nivån ligger på -80 dB vid litet lägre frekvenser, men då måsta man vara medveten om denna analys är smalbandig (analysbandbredden definieras av samplingsfrekvns och antal samples i FFT'n) och bör uttryckas tex -XX dB per roten ur hertz.

Vill man ha det totala bruset i en sådan mätning måste man integrera datat från tex 20 Hz till 20 kHz och sedan tillämpa eventuellt vägningsfilter.

Låt oss ta ett exmpel -  termiskt brus från en pickup med spolresistansen 500 ohm. Vår referensnivå är 5  mV.

Brusdensiteten blir sqrt(4*k*T*R)= cirka 3 nV/sqrt(Hz) <->  -124 dBr /sqrt(Hz)

Detta är vad vi skulle se på en FFT med banalysbandbredden 1 Hz.

Nu integrerar vi detta ,ed avseende på frekvens för att inkludera 20Hz till 20 KHz

3nV*sqrt(20k)=424 nV <-> -81 dBr

Om man glömmer att man tittar på en FFT med 1 Hz bandbredd så blir tolkningsfelet ungefär 50 dB!!

Jämför man dessutom FFT-datat med en bredbandig mätning så jämför man äpplen med apelsiner.

Link to post
Share on other sites
  • Replies 674
  • Created
  • Last Reply

Top Posters In This Topic

Top Posters In This Topic

Popular Posts

Har varit väldigt mycket annat sista tiden så jag har tyvärr inte hunnit vara inne på euphonia så mycket. När jag nu går in och läser i denna tråd där några personer lagt ner ett fantastiskt stort a

Jag, Bebop och Peo har under en längre tid haft ambitionen att inkludera några inlägg som är mer upplagda som en checklista för montering och kontroll av sin vinylrigg. Vi tror att det blir bättr

Nu har inställningsguiden kompletterats med ett avsnitt där du själv kan räkna på din egen rigg. Eller om du går i funderingar på byte så kan du kolla hur väl de nya komponenterna kommer fungera tills

Posted Images

Mina kunskaper i FFT-analys matchar inte dina men jag kan en del i alla fall. Om jag ska försöka förstå andemeningen i det du skriver är problemet att grafen har logaritmisk frekvensskala och att upplösningen blir sämre och sämre för högre frekvens. Brustopparna är för smala och höga för att kunna beräknas/representeras och det som visas ser lägre ut än det är?

Detta gäller väl då även mätningen av CD-bruset i första grafen?

Link to post
Share on other sites
29 minutes ago, MatsT said:

Mina kunskaper i FFT-analys matchar inte dina men jag kan en del i alla fall. Om jag ska försöka förstå andemeningen i det du skriver är problemet att grafen har logaritmisk frekvensskala och att upplösningen blir sämre och sämre för högre frekvens. Brustopparna är för smala och höga för att kunna beräknas/representeras och det som visas ser lägre ut än det är?

Detta gäller väl då även mätningen av CD-bruset i första grafen?

Nje, det var inte det jag menade. Jag menar bara att man måste ta fasta på analysens bandbredd och inte jämföra äpplen med päron, dvs man kan inte jämföra grafen i en spektumanalys med bredbandiga mätningar.

Link to post
Share on other sites

Angående CD-grafen är det uppenbart att det vi ser är brus från inspelningen alternativt en mycket dålig CD-spelare.

Så här ser min CD-ut då den avkodar +/- 1 LSB vid 1 kHz. SNR rel full utstyrning är cirka 100 dB, dvs ungefär så bra som 16 bitar medger.

Notera att bruset är vitt, dvs brusets spektrala fördelning är konstant.

 

90db1kusbdac-24-fft.JPG

Edited by Morello
Link to post
Share on other sites

Du får nog försöka förklara lite bättre då vad som är fel i graferna jag länkade till. Jag är inte intresserad av ett mätvärde för S/N utan vill veta hur bruset fördelar sig på en logaritmisk frekvensskala enligt graferna. På vilket sätt ger de felaktig information om brusets signalsstyrka?

Jag delar din åsikt när det gäller CD-grafen, det verkar vara rimligt att det är brus från inspelningen och att det är aningen mer komprimerat än på LP vilket ger högre nivå på bruset.

Edited by MatsT
Tillägg.
Link to post
Share on other sites

Jag skrev inte att det är något fel på graferna - dom visar vad dom visar och det är bursdensitet som funktion av frekvens. (dock med okänd upplösning/bandbredd och okänd referensnivå, så det är väldigt svårt att använda dom till något vettigt utöver att inbördes jämförelse)

Men jag gillar inte sådana där artiklar där man sammanblandar två helt olika spörsmål och kokar soppa - å ena sidan tals det om systemns begränsingar, å andra sidan om hur olika utgåvor av samma album kan låta. Dessa två spörsmål har ingenting med varandra att göra.

Edited by Morello
Link to post
Share on other sites
On 2/10/2017 at 08:20, MatsT said:

den här sidan finns mätningar som kan ge stöd för både uppgiften att S/N för LP är cirka 50dB och att den är upp till 80dB. Vid lägre frekvenser gäller ungefär 50dB men normalt är människan mindre känslig för dessa störningar och olika vägningsfilter kan användas men 80dB nås nog inte ens med vägning. Däremot verkar S/N kunna vara gott och väl 80dB vid högre frekvenser. Detta är fakta och det känns som om ni mest bara pratar runt varandra. Mätningar som visar verkligheten kan vara intressanta och ge större förståelse än bollande med löst förankrade siffror.

Tack Mats.
Jag ber om ursäkt för att jag uttrycker mig slarvigt. Jag har helt enkelt inte lätt för att förklara vad jag menar tydligen.

I min värld ska man enbart studera begränsningsytan i spåret, dvs spåravstånd och spårgeometri som definierats av RIAA. Dessa definierar frekvens- och dynamikomfång för formatet. Det är även rättvist att ta hänsyn till skärverktygets begränsningar, tillverkningsprocessens degraderingar och en geometrisk distorsionsbegränsning. Exvis att inspelningshastigheten inte kan vara högre än spårhastigheten, och att spåret inte kan ha mindre krökningsradie än nålen. I huvudsak rent geometriska begränsningar alltså, men även att få in ca 20min speltid/sida, att begränsa amplitud för lågbas så att inte nålen spårar ur osv - Formatets begränsningar.
Man kan utifrån dessa ramar beskriva max moduleringshastighet som funktion av frekvens uttryckt i dB. Man kan studera detta exempel även om det är lite grötigt:

dynamic-range-01.jpg

Dynamikomfång för kommersiella vinylskivor och band. Källa: The Dynamic Range of Disc and Tape Records, JAES Volume 18 Issue 5 pp. 530-535; October 1970

Link to post
Share on other sites
On 2017-02-09 at 20:13, Apexorca said:

Men om det dyker upp fel på digitalsidan pajar det allt.

Det finns säkert olika brus som kanske påverkar olika?

Ligger det något i allt detta på det tekniska planet?

 

On 2017-02-09 at 22:00, Rydberg said:

Angående brus på PCM så kan du lyssna här hur det låter. Så jag undrar vad det är som "pajar allt". 

Lyssnade du på klippet ovan? :)

Link to post
Share on other sites
On 2/9/2017 at 07:44, calle_jr said:

Jag har funderat några timmar, och det är nog inte så dumt att komplettera detta delavsnitt med en analys av dynamikomfång för vinylskivor. Det kan nog gå att få till dels oberoende av uppspelningskedjan, dels med olika pu-försteg.

Här är en första skiss till komplettering till avsnitt 2;

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 

Dynamikomfång för formatet vinyl är helt kopplat till spårhastigheten. Spårhastigheten begränsas av olika fenomen i olika register. En första fundamental begränsning är att inspelad hastighet inte kan vara större än spårhastigheten. Detta beror på att moduleringen då blir för brant, så brant att skärverktyget slår i sin egen skärning och alltså förstör det spår som den nyss har skurit, sk slope overload. Man kan således inte modulera brantare än 45o och hastigheten måste vara dynamic-range-11.jpg.

dynamic-range-02.jpg

En andra begränsning hänger ihop med amplituden A, som är helt kopplad till val av spåravstånd P och spårvidd W:

dynamic-range-10.jpg

Som exempel:
dynamic-range-02.jpg
Max modulering av ett spår är i detta exempel 40µm, vilket ger 80µm peak-peak. Om spårets råhet skulle antas vara 25nm så skulle man få ett dynamikomfång på ca 70dB (20log(80000/25)). Om man ökar spåravståndet, spårvidden och/eller letar upp ännu bättre vinylkakor, kan amplituden ökas och således hastigheten. Om amplituden inte anpassas efter detta i graveringen så kommer såklart intilliggande spår att skära i varandra, sk displacement overload. Spårbredden Wmax kan alltså inte göras större än spåravståndet P. Amplituden blir dådynamic-range-12.jpg. För minsta spårbredd Wmin=0.025mm (praxis) så blir max inspelad hastighet för sinusformad modulering dynamic-range-13-.jpg [mm/s], där f är modulerad frekvens och P är spåravstånd [mm].

En tredje faktor är nålens förmåga att läsa spåret och därför hela tiden ha kontakt med spårväggarna längs samma kurvatur som graveringen för att inte skapa sk curvature overload. Nålens radie måste då såklart vara snävare än moduleringens krökningsradie, vilket ger dynamic-range-14.jpg där vspår är aktuell spårhastighet och R är nålens radie. I graveringskretsar :) kallar man denna maximala kurvatur för the kissing circle.

dynamic-range-05.jpg

 

I följande figur visas en beräknad sammanfattning av dessa hastighetsbegränsningar som alltså slår in för olika register. Diagrammet är baserat på LP och nålslipning < 5 µm. I basen måste man alltså begränsa amplitud för att få in tillräckligt med speltid, och begränsning av amplitud ger begränsning av hastighet. I toppen måste man begränsa krökningsradien i moduleringen eftersom denna inte kan vara mindre än nålslipningens radie, och krökningsradien är direkt kopplad till inspelad hastighet. Däremellan begränsar att inspelad hastighet inte kan vara större än spårhastigheten, eftersom skärverktyget då skulle skära sönder sitt egen spår med bakänden på verktyget.
dynamic-range-06.jpg
Max inspelad hastighet för god vinylkvalitet. Sammansatt figur baserad på flera olika källor: Reproduction from records Langford-Smith; pspatialaudio.com; Shure; Optimizing the Dynamic Characteristics of a Phonograph Pickup. April 1966 Anderson, C. Roger; Kogen, James H.; Samson, Robert S.

Dynamikomfång då? Ja, nålens hastighet genererar en utspänning u [V], och max hastighet för olika frekvenser bestäms av pickupens känslighet, så att u=kv, där k är känslighet som varierar från 40 µV/cm/s till 1.0 mV/cm/s för olika pickuper (stort spann alltså). Dynamikomfång kan beräknas eller mätas som skillnaden mellan max utspänning (mättad signal) och brusnivå. Följande är en illustration av max dynamikomfång för en kommersiell LP baserad på inspelning och mastring från magnetband:

dynamic-range-07.jpg

Mättad signal och 1/3-oktav brusspektra. Svarta kurvor är 4:e generationens masterband med NAB eq (Ampex DPN9382 15ips). Röda kurvor är LP-press med max utspänning vid resp frekvens baserad på geometriska begränsningar. Källa: Master-Tape Equalization Revisited. Maj 1972 McKnight, John G.; Hille, Peter F.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Här är några olika källor, varav en del är intressanta att kontakta eller luska vidare i.
 

Quote

The phonograph record is a marvelous medium for storing and reproducing sound. With frequency response from 7 Hz to 25kHz and over 75 dB dynamic range possible, it is capable of startling realism.

Källa: RTI.

 

dynamic-range-07.jpg
Utdrag från: 100 DB Dynamic Range Disc Recording. Sept 1974 Burwen, Richard S.
 

dynamic-range-07.jpg
Utdrag ur: Tracking Ability Specifications for Phonograph Cartridges. April 1968 J. H. Kogen

Link to post
Share on other sites

Det blir nog fint och känns som något som ligger i linje med artikeln i övrigt.

På de faktiska mätningarna som jag länkade till ser man en ökning av störningsnivån under 1kHz ungefär och jag funderade på om inte det är RIAA-korrektionens fel att det ser ut så. Kanske hade det gått att få bättre resultat med lite andra korrektionsmetoder och standarder men det lär väl inte vara aktuellt nu. Mätkurvorna av LP-brus stämmer för övrigt rätt väl med hur jag uppfattar det när jag lyssnar.

Link to post
Share on other sites

Skillnad i dynamik mellan ytter- och innerkurva visar ju att skivbolaget TACET's utgåva av Bolero inte bara var en ploj. Den börjar ju inifrån och går utåt. Lite underligt att inte fler hakat på detta för klassisk musik där symfonier och konserter ofta ha de kraftigaste crescendona mot slutet.

Link to post
Share on other sites

"Max modulering av ett spår är i detta exempel 40µm, vilket ger 80µm peak-peak. Om spårets råhet skulle antas vara 25nm så skulle man få ett dynamikomfång på ca 70dB (20log(80000/25))."

Det är ju varken teoretiska eller praktiska siffror, utan direkt hypotetiska, som inte kan verifieras. Därtill negligerar du friktionen mellan nål och plast, som per se skapar störningar. (olika nålar kan ge några dB skillnad)

Återigen, kolla på verkligheten, dvs mät ett antal riktigt tysta skivor.

 

Högre upp har någon postad en graf där tersbandsdensiteten ligger runt -70 dB, mem varför börjar grafen vid 500 Hz - det är ju under 500 Hz LPn bullrar som mest (pga RIAA-korrigeringen).

Edited by Morello
Link to post
Share on other sites
7 hours ago, Morello said:

Det är ju varken teoretiska eller praktiska siffror, utan direkt hypotetiska, som inte kan verifieras. Därtill negligerar du friktionen mellan nål och plast, som per se skapar störningar. (olika nålar kan ge några dB skillnad)

Återigen, kolla på verkligheten, dvs mät ett antal riktigt tysta skivor.

Siffrorna är både praktiska, teoretiska och enkelt verifierbara genom både mätning och beräkning vilket man enkelt ser med lite välvilja.

Friktion är ganska noggrant genomgånget i bland annat avsnitt 8. Visst kan man addera en hel rad möjliga effekter och undantag i varenda förklaring, men det skulle göra texten oläsbar att inkludera för ett så svårt ämne. Och återigen hör varken friktion eller dynamiska effekter i nålarm och generator strikt till formatet, lika lite som övriga uppspelningskedjan.

 

 

Link to post
Share on other sites
12 hours ago, Morello said:

Vidhåller du att vinylsystemet har ett O-vägt SNR om i storleksordningen 80 dB relativt 5 cm/s? Känner att vi börjar glida från ämnet något.

För det första är det väl rimligen vi författare som sätter ämnet :unsure:

För det andra ska jag inte alls ta på mig detta. Dessa modeller har använts av tekniker och utvecklare åtminstone sedan 1960-talet. Egentligen var det Arkimedes som började, men han visste inget om vinyl.

För det femtielfte har vi i aktuellt avsnitt talat om dynamikomfång för vinylmediet, så som det är beskrivet översiktligt ovan. Jag förstår att din avsikt är att styra bort från det, och därför kan jag inte annat än fortsätta påpeka detta. Du får gärna välja en godtycklig eller lämplig klassificiering utifrån ovanstående.

Link to post
Share on other sites

Med liknande resonemang som calle_jr för angående vinyl så skulle SNR för ett 24-bitarsystem var 144,5dB men det är det naturligtvis aldrig i praktiken. Såhär brukar det se ut

Quote

dCS is careful not to claim that it has 24-bit performance—this implies an unweighted RMS noise floor of -144dBFS—only that the Elgar will accept 24-bit data. However, they do specify an unweighted noise floor lower than -110dB in the audio band, which implies a true resolution close to 19 bits.

 Vad man får ut i praktiken är ju det som är intressant, teoretiska resonemang kan man ju inte lyssna på.

Edited by Rydberg
Link to post
Share on other sites

"Max modulering av ett spår är i detta exempel 40µm, vilket ger 80µm peak-peak. Om spårets råhet skulle antas vara 25nm så skulle man få ett dynamikomfång på ca 70dB (20log(80000/25))."

Om vi antar att antagandet är korrekt, dvs att ojämnheten är 25 nm (peak), så kan man inte räkna så eftersom ojämnhetens spektrala fördelning måste beaktas och dessutom sedan bli föremål för RIAA-filtret. Om tex ojämnheten är sådan att all energi hamnar över 20 kHz så skulle vi rent hypotetiskt få ett SNR som är oändligt - givet att vi brgänsar analysbandbredden till just 20 kHz. :mm: 

 

 

Link to post
Share on other sites
9 hours ago, Rydberg said:

 Vad man får ut i praktiken är ju det som är intressant, teoretiska resonemang kan man ju inte lyssna på.

Det kan man tycka om man vill. Men nu handlade det om ett ord i en mening i ett stycke i ett avsnitt i en artikel som Morello valde att påstå vara felaktig. Normalhyfsat hade man då nöjt sig med en förklaring som både du och Morello garanterat förstår, och inte fortsatt mata på.

 

9 hours ago, Morello said:

så kan man inte räkna

Jag vet det, och man kan heller inte jämföra hur som helst med digitala format. Men man gör det ändå, hela tiden. Helt ok för min del.

Jag kan tänka mig lägga till en sammanfattning av bruskomponenter och ev filter och vanligt förekommande hjälpmedel i tillverkningsprocessen.

Link to post
Share on other sites

En liten stilla undran. Om det är så att de flesta mätningar skulle landa på kring 50 dB och där vinylens potential är högre, t ex 70-80 dB. kan vi då vara så säkra på att det sista ordet/konstruktionen är presenterad i inspelnings/mastring/avspelningskedjan? Är allt gjort?. De finaste nålslipningarna typ Replicant 100, har de andra möjligheter till avspelning än de lite äldre slipningarna? Det finns en ny pickuptillverkare som har ersatt spole och magnet i pickupen med ett gitter som bryter ljusstrålar som omvandlas till ljud? Vad medger den tekniken i en förlängning? Enligt uppgift i HiFi News för några nummer sedan så tillverkar vare sig Neumann eller Ortofon några nya graverhuvud. Däremot håller kineserna på med att utveckla tekniken. Det pratas om "sensationella landvinningar" vad det nu kan innebära. Inget finns på marknaden ännu. Det har också kommit oerhört tysta vinylblandningar på senare år. Vilken betydelse har det?

Att en potential finns menar jag är en sak medan hur de  har utnyttjats eller kan utnyttjas är en annan. Verkligheten för både LP och CD tycker jag visar att det snarare är kvaliteten i inspelnings-/mastringskedjan som oftast håller tillbaka vad som är möjligt. Om jag är lite sarkastisk skulle jag kunna säga att det mesta som ges ut idag är skräp i förhållande till hur det kan låta med riktiga proffs bakom rattarna. Jag fick hem några masterbandkopior i veckan. En första utmaning borde ju vara att komma i närheten av dessa. Det är fortfarande en lång väg att gå för att komma dit, tycker jag. Jag har en del DSD-kopior som gjorts direkt från Masterband. De ligger närmast idag och hamnar på DR-värden kring 20-23 (att jämföras med 10-12 för CD-utgåvor av samma album). 

Jag tror man skall vara väldigt öppen och ödmjuk inför vad vi kan förvänta oss i en framtid. Potentialen för de olika medierna som sådana tycker jag ändå kan nämnas. Om vi håller oss till dynamik går väl den praktiska nyttan kring 60-70 dB kan jag tänka mig (en känsla - och inte för all musik).

Link to post
Share on other sites

Det var ju knappast en kommentar till mitt inlägg. Men nej, jag jag kan inte peka på någon vetenskaplig studie annat än de calle_jr redovisat. Men jag sätter heller inte dina studier som den absoluta referensen. Som framgått både av calle_jr's redogörelse och de referenser han anger är nog inte ämnet så entydigt som du vill göra gällande. Jag tror dessutom att ni pratar om olika saker. Calle skriver om mediets potential och du pratar om mätningar baserat på dina observationer. Intressant men en tolkning kan ju då vara att potentialen ännu inte är fullt utnyttjad. Det är det jag försöker fånga.

 

Link to post
Share on other sites

Men om tittar på de grafer calle har postat så är det smalbandigt data (tersband, dvs 1/3 oktav). Dessa grafer motsäger era siffror om 70-80dB och pekar snarast i att de siffror jag talat om är rimliga - är du medveten om det?

Alltså, att störnivån är mellan -60 dB -70 dB i ett eller flera tersband är INTE ekvivalent med att att störnivån över hela spektrumet (20-20k) är mellan -60 dB till -70dB - alla tersband måste integreras/summeras.  

Link to post
Share on other sites

För att anknyta till verkligheten roade jag mig med att ladda ned servicemanualen till Neumann VMS70, dvs en hyggligt populär och fin graverutrutning. Där specas ett SNR rel 10 cm/s om >50 dB, dvs man garanterar inte bättre än 50 dB. Detta kan antas vara ovägda siffor, så en viss förbättring kan antas vid A-vägning.

Link to post
Share on other sites

Aldrig sett eller hört annat än det finns projekt för att bränna spåren. Det borde ju höras om det är en framkomlig väg. Kanske för tidigt ännu(?) Om vinylens framfart fortsätter lär det säkert komma något nytt som kan ersätta de gamla Ortofon- och Neumann-verken. 

Intressant...

Link to post
Share on other sites
12 hours ago, Morello said:

JA, nu vet du att man inte kan räka så. :mm:

?

Jag tror inte jag vill ge mig på att tolka det. Jag vet vad vi har skrivit. Vad du håller på med är jag mycket osäker på. Om meningen insinuerar att du har tillfört något i tråden så har du helt rätt. Förvirring. Om det var ditt mål så är det full pott. Eftersom du läser vad andra skriver som fan läser bibeln så tror jag inte att det går att komma gemensamt framåt på någon annan väg än den du har hittat på. Och det kommer inte att hända. Sorry.

 

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...