Lautstärkeregelung in der Kette - Wie richtig? Auf was achten?

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Alias001
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 14. Sep 2019, 22:39

Hallo,

mal Fragen zum Thema Lautstärkeregelung in einer Anschlußkette.

Situation:

PC - ext. Soundkarte - Mixer - AktivPA

Ich kann an jeder Stelle an der Lautstärke rumregeln.
Wie macht man es aber richtig?

Wie pegelt/regelt so eine Anlage korrekt ein?

Danke

Alias001
Ist häufiger hier

#2 erstellt: 15. Sep 2019, 01:26

Ein Teil in der Kette vergessen

PC - DJ Soft - ext. Soundkarte - Mixer - AktivPA

stoneeh
Inventar

#3 erstellt: 15. Sep 2019, 07:52

Manche, besonders billige, Soundkarten, DSPs, Mixer, etc. werden bei höherem Output kreischig - mitunter noch deutlich vorm übersteuern / Clipping. Das muss man einfach durch hören herausfinden.
Aber als Faustregel würd ich alles vor dem Verstärker (der hier in den Boxen integriert ist) eher mid-level halten.

sealpin
Inventar

#4 erstellt: 15. Sep 2019, 07:53

Bis wohin ist es digital? ch denke bis zur ext. Soundkarte.
Dann alles bis dahin auf der digitalen Ebene ohne Abschwächung, heisst vollen Pegel. Aufpassen, dass die DJ Software nicht übersteuert.
Dann am Mixer mit hohem Pegel raus und an den Aktiv LS passend abschwächen.

stoneeh
Inventar

#5 erstellt: 15. Sep 2019, 11:46

Der gute alte Forenmythos, dass die Windows Lautstärke stets auf 100% zu halten ist

- da die Windows-Lautstärkeregelung ja den Informationsgehalt beeinflusst. Was auch immer am Papier stimmt (

hier kann man zB ein paar User hochtechnisch drüber schwurbeln sehn), in der Praxis merkt man diesbzgl., selbst zwischen 1% und 100% Windows-Lautstärke, keinen Unterschied - es gehen weder Details noch Dynamik verloren.

Die wichtigen Faktoren sind:

- bei zu niedrigen Pegeln ein etwaiges Grundrauschen, Störeinflüsse o.ä. Letztere können am PC zB durch ein schlechtes / billiges Netzteil auftreten
- bei zu hohen Pegeln Klirr, oder Clipping der analogen Ausgangssektion der jeweiligen Geräte

Darum als Faustregel den Pegel der Geräte vorm Amp ca. mittig halten - bei diesen Levels ist das SNR gut, während Klirr, Clipping etc. idR keine hörbaren Faktoren sind.

Zalerion
Inventar

#6 erstellt: 15. Sep 2019, 20:39

- bei zu niedrigen Pegeln ein etwaiges Grundrauschen, Störeinflüsse o.ä. Letztere können am PC zB durch ein schlechtes / billiges Netzteil auftreten
- bei zu hohen Pegeln Klirr, oder Clipping der analogen Ausgangssektion der jeweiligen Geräte

Die Gründe sind gut, aber bei der Faustregel stimme ich so nicht zu.
Es gilt: Pegel so lange hoch halten wie möglich, das optimiert den SNR. (Vollaussteuereung)
Klirr und Clipping sind da auch noch kein Problem, sofern man die Grenzen einhält, vor allem nicht, wenn man einigermaßen vernünftige Komponenten hat.

Bei beidem gilt: Ist es einmal schlecht, ist es nicht mehr zu retten. Ist der SNR mal niedrig, hat man Rauschen in der Kette, ist Clipping oder Klirr drin, kriegt man das auch nicht mehr raus.

Manche, besonders billige, Soundkarten, DSPs, Mixer, etc. werden bei höherem Output kreischig - mitunter noch deutlich vorm übersteuern / Clipping. Das muss man einfach durch hören herausfinden.

Das habe ich so noch nicht erlebt, auch nicht bei relativ günstigen Geräten. Nun gehen die Meinungen dazu, was günstig ist, stark auseinander - Behringer und Numark wären bei mir so die unterste Kategorie (drunter kann man kaum mehr von Equipment reden) und da gab es bei mir bisher, wenn, dann am ehesten Probleme mit Rauschen in verstärkenden Einheiten.

Das D/A A/D Wandler so richtig schlecht sind, bzw krass Rauschen ist eigentlich schon länger vorbei. In alten Laptops war das mal so und vielen Standrechnern gibt es schonmal Probleme mit internen Karten. Aber das hat eher was mit Schirmung als mit Wandlung zu tun.

Mein Ansatz wäre:
So laut wie möglich, so leise wie nötig.
(Also oberer Pegel-Bereich, aber eben komfortabel vom Limit weg)

stoneeh
Inventar

#7 erstellt: 15. Sep 2019, 22:14

In Standrechnern, insb. wie gesagt mit billigen Netzteilen oder sonstigen Komponenten, gibt's öfters mal surren / zäuseln etc. KA was da die Wechselwirkung ist, aber hab ich halt öfters mal erlebt. Je moderner die Geräte, desto seltener tritt es auf. Besonders moderne Laptops sind da in der Hinsicht ja schon gradezu perfekt - da lohnt es oft kaum noch mehr zum externen DA Wandler aufzurüsten.

Kreischig werden bzw. übersteuern gegen Limit kann ich mich grad namentlich an zwei Geräte erinnern: Auzentech Prelude und RME Fireface. Bei den eingebauten Soundkarten diverser Fertig-Desktops und -Laptops hab ich das mein ich auch noch nie erlebt - da ist wohl die maximale Ausgangsspannung recht konservativ geregelt.
Bei 1, 2 DSPs bzw. aktiven Frequenzweichen isses mir auch schon untergekommen, und vll. auch nem Mixer - schön langsam echt keinen Überblick mehr. Ich sag mal: alles, was in der Kette ist, und eine Ausgangsverstärkung hat, kritisch betrachten - d.h. nicht automatisch voll rausballern lassen, sondern auch mal vergleichen wie es sich anhört wenn man etwas runterregelt, und dafür den Amp / die Aktiv-PA etwas weiter raufdreht.

Zalerion
Inventar

#8 erstellt: 15. Sep 2019, 23:15

Klar, hinhören, ob es Probleme gibt, sollte man immer

In Standrechnern, insb. wie gesagt mit billigen Netzteilen oder sonstigen Komponenten, gibt's öfters mal surren / zäuseln etc. KA was da die Wechselwirkung ist

Das ist unabhängig von der Lautstärke in Betriebssystem. Damit fällt es unter Noise und die Regel für SNR ist hier anzuwenden.

Klar kann es diese Ausreißer geben, die du beschrieben hast. (kreischig etc)
Ich wollte nur darauf hinweisen, dass das (meiner Erfahrung nach) nicht die Regel ist.

Was ich hingegen öfters beobachtet habe, ist, dass gerade bei hochwertigem Equipment auch öfters mal Probleme auftauchen. Die stehen hinterm Pult und wissen nicht wo Schluss ist, drehen immer weiter auf und hören nichtmal, wenn die Anlage voll übers Limit fährt. (Z.B. die Pioneer DJ-Pulte. So ein hoher Output, dass man dahinter eigentlich erstmal Padden und dann Limitiern muss, wenn da jemand anderes ran soll...). Und dann hat man dann auch Klirr oder eben Clip.
(Oder VLC, Wiedergabe mit 200%)

stoneeh
Inventar

#9 erstellt: 12. Okt 2019, 15:03

Hab mich grad an die Diskussion erinnert, und realisiert dass ich ja grad praktischerweise (mit der oftmals von mir empfohlenen Creative SB X-Fi USB HD) eine gute Soundkarte mit Line Outs und Ins am PC hab, und ich mit minimalem Aufwand eine Loopback Messung starten kann.

Dediziert auf den guten alten Forenmythos "Windows Lautstärke immer auf 100%, ansonsten Informationsverlust" wurde zwar eh nicht verwiesen, aber sealpin wollte offensichtlich darauf hinaus.

Darum nun Mythos vs Facts - Frequenzgang 1% Windows Lautstärke in gelb, 100% Windows Lautstärke grün:

Gruppenlaufzeit, gleiche farbliche Kennzeichnung:

Wie man sieht, die gleiche perfekt gerade Linie von 20 Hz bis 20 kHz. Eine minimale Welligkeit zeigt sich bei der 1% Windows Lautstärke Messung, die rein daher rührt, dass diese 55 dB leiser ist, und somit das SNR um diesen Wert geringer. Die Abweichungen sind jedoch <1 dB im Frequenzgang und <1 ms in der Gruppenlaufzeit. Somit ist selbst bei 1% Windows Lautstärke der Noisefloor (bei meiner Soundkarte) noch im unhörbaren Bereich.

Einen signifikanten Informationsverlust würde man definitiv irgendwo in den Messergebnissen sehen. Wie man sieht gibt es keinen.

Moral der Geschicht, wie so oft: nie unüberprüft anderen nachplappern, stets selbst hören / testen / messen.

sealpin
Inventar

#10 erstellt: 12. Okt 2019, 15:07

Wenn Du nun noch der Vollständigkeit halber angibst, welchen Treiber Du nutzt und ob das Windows Betriebssystem überhaupt an der Audioausgabe beteiligt ist, dann wird das Bild vollständig.

stoneeh
Inventar

#11 erstellt: 12. Okt 2019, 21:16

W7 x64
Windows-interner Treiber für die Soundkarte
Soundkarte auf 16bit/48kHz
Setting "Soundcard Driver" in ARTA auf "WDM - Windows multimedia driver"

Dass Windows die den Ausgangspegel kontrolliert bzw. das Windows-Lautstärkesetting effektiv ist zeigt sich zudem schon daran dass die 1% Messung ca. 55 dB leiser ist als die 100% Messung.

Edit - anbei auch noch von einem alten Netbook mit Onboard-Soundkarte:

[Beitrag von stoneeh am 13. Okt 2019, 03:25 bearbeitet]

DB
Inventar

#12 erstellt: 13. Okt 2019, 10:12

Hallo,

stoneeh (Beitrag #9) schrieb:

damit hast Du exakt nicht das gemessen, was wichtig wäre: Die Dynamik und der Klirr. Niemand hätte bezweifelt, daß der Frequenzgang identisch ist.

MfG
DB

stoneeh
Inventar

#13 erstellt: 13. Okt 2019, 14:37

Einen Informationsverlust bei Windows Lautstärke < 100%, wie er unterstellt wird, würde man wenn dann im Frequenzgang sehen. Eine Klirrmessung bringt diesbzgl. wenig - Klirr ist etwas, das sich zum originalen Signal addiert, nicht sich darum reduziert.

Ich habe aber zwecks allgemeinen Interesses Klirrmessungen (laut ARTA Manual) beider Soundkarten, auch bei verschiedenen Windows Lautstärken durchgeführt. Ich habe mich im Endeffekt gegen das veröffentlichen entschieden, da die Unterschiede maximal eine Nachkommastelle betragen und somit nicht im hörbaren Bereich liegen.

Zur Dynamikmessung: eine Frequenzgangmessung ist nichts anderes. Egal welches Anregungssignal (Rosa Rauschen, Sinussweep, Stepped Sine etc.), keins davon ist statisch.
Aber, falls spezifisch irgendeine Funktion in einem Messprogramm gemeint ist, gerne direkt ansprechen, und ich hol es nach. Oder, alternativ, gerne selbst die 2€ für ein Klinke zu Klinke oder Cinch zu Cinch Kabel ausgeben und uns erleuchten

DB
Inventar

#14 erstellt: 13. Okt 2019, 16:02

stoneeh (Beitrag #13) schrieb:

Nein, die Abtastfrequenz bleibt ja identisch. Es stehen allerdings für das Signal, welches mit vorher z.B. 16bit Auflösung (65536 Quantisierungsstufen = 100%) hatte, nur noch 655 (=1%) Stufen zur Verfügung.
Was anderes wäre es, wenn man das Signal zuerst D/A-wandelt und dann im Pegel herunterdreht.

stoneeh (Beitrag #13) schrieb:

Zur Dynamikmessung: eine Frequenzgangmessung ist nichts anderes. Egal welches Anregungssignal (Rosa Rauschen, Sinussweep, Stepped Sine etc.), keins davon ist statisch.

Also entweder wir reden hier grandios aneinander vorbei oder wir haben grundsätzlich unterschiedliche Vorstellungen von Fachbegriffen.
Dynamik: höchster Pegel / Grundrauschen.
Eine Frequenzgangmessung ist etwas gänzlich anderes, damit werden lineare Verzerrungen einer Übertragungskette ermittelt und zumeist in einem Bodediagramm dargestellt.

MfG
DB

stoneeh
Inventar

#15 erstellt: 14. Okt 2019, 05:25

Bei der Frequenzgangmessung in ARTA wird das Anregungssignal durchs System geschickt und per Fourieranalyse zurückgerechnet.

Wenn Datenpunkte fehlen würden, würde man das offensichtlich an Inkonsistenz im Messergebnis sehen, welche sich mMm durch Ausreisser / Welligkeit zeigen würde.
Evtl. sind die minimalen Haker, die ich als schlechtes SNR interpretiert hätte, eh das - aber eben, da im Zehntel-dB-Bereich, unhörbar, und somit nicht relevant.

Hier noch Klirr und Noise. Wie gesagt ist mit der Messung ein etwaiger digitaler Signalverlust nicht zu beurteilen. Sehr wohl zeigt die Messung aber das Verhalten und die Qualität der Elektronik der Soundkarte und des Gesamtsystems (insb. Netzteil). Und das ist ja in der Praxis, und somit auch für den Themenersteller und die Mitlesenden, noch eher relevant.

Anregungssignal ist ein 1 kHz Sinus (durchgeführt ebenso mit 20 Hz und 20 kHz - kein nennenswerter Unterschied).
THD bezeichnet das Ausmass aller harmonischer Verzerrungen. N bezeichnet Noise.

0% Windows Lautstärke; der Noisefloor des Systems:

1% Windows Lautstärke. THD + N bereits unter 1%. Höhere harmonische im Spektrum zu sehen, aber vermutlich nicht relevant. Bereits akzeptabel, aber nicht unbedingt von mir empfohlen:

10% Windows Lautstärke. Bereits absolut akzeptable Ergebnisse:

50% Windows Lautstärke. Das Optimum. Keine Ausreisser irgendwo im Spektrum:

80% Windows Lautstärke, -3 dB RMS. K2 und K3 zeigen sich bereits leicht, aber noch absolut im grünen Bereich:

100% Windows Lautstärke, Vollaussteuerung: jede Menge höhere harmonische ab K3 im Spektrum. Zwar wohl noch im unhörbaren Bereich, aber die Vorverstärkersektion der Soundkarte ist eindeutig daran, ins Limit zu gehen:

Über die dutzenden Soundkarten und DACs, die ich hier hatte, hat sich üblicherweise wie gesagt via Hörtest mittlere Windows-Lautstärke als das Optimum herausgestellt. Bei dieser Creative ist es wie man sieht auch messtechnisch so. Der Wert ist und bleibt somit meine Empfehlung.

Zalerion
Inventar

#16 erstellt: 14. Okt 2019, 08:46

Interessanter Ansatz.

Ist denn auszuschließen, dass der Klirr durch den höheren Input bei der Aufnahme entstanden ist?

Meiner Meinung nach muss das 1kHz nach der Ausgabe noch vor der Eingabe entsprechend normalisiert werden, sonst misst man ein System mit mehreren veränderlichen Punkten. (auch wenn ein zusätzliches zu verstellendes Gerät natürlich nicht optimal ist, aber gerade hier, wo im DAC/ADC ja gerade der Pegel intressant sein könnte)

stoneeh
Inventar

#17 erstellt: 15. Okt 2019, 05:53

Zalerion (Beitrag #16) schrieb:

Ist denn auszuschließen, dass der Klirr durch den höheren Input bei der Aufnahme entstanden ist?

Ja. Bei Reduktion der Input-Lautstärke senkt sich Signal und Klirr/Noise gleichermassen ab.

Ich hab dann noch am Laptop gegenverglichen, ob das eh nicht irgendeine ARTA-interne Eigenheit ist, die bei vollem Pegel bei dieser Messung immer auftritt. Aber nein, der Onboard-Sound im Laptop zeigt bei Vollaussteuerung ein unterschiedliches Verhalten.

Der Noisefloor am Laptop ist, bei gleichen Settings, ganze 30 dB höher / lauter. Die höheren harmonischen zeigen sich immer, werden aber in Relation zum Signal bis inkl. 100% Lautstärke immer leiser.
Bei diesem Gerät wäre das Optimum also in der Tat 100% Windows Lautstärke, um Noise und Klirr so gut wie möglich zu übertönen. Wobei man sich auch hier die Relation vor Auge halten sollte - denn bei 10% Windows Lautstärke ist THD+N bereits deutlich unter 1%.

Ich hab dann zur wirklich 100%igen Kontrolle die externe Creative Soundkarte an den Laptop gehängt und nochmal gegengeprüft - diese zeigt am Laptop exakt das gleiche Verhalten wie am PC. Auch hab ich den Output des Onboard Sounds am Input der externen Creative gegengetestet.

Ich hab mich dann noch, wenngleich nicht mehr wichtig, da das praxisrelevante eh schon dargelegt worden ist, ein bischen eingelesen, bzw. das Video in sealpin's Sig geschaut. Der Ausdruck des Quantisierungsrauschens ist aufgetaucht. Wenn, wie DB meint, sich die Quantisierungsstufen bei Reduktion der Windows Lautstärke von 100% auf 1% um den Faktor 100 verringern würden, sollte nicht das Quantisierungsrauschen um den Faktor 100, d.h. um 20 dB, steigen?

JoPeMUC
Stammgast

#18 erstellt: 15. Okt 2019, 09:23

stoneeh (Beitrag #17) schrieb:

Der Ausdruck des Quantisierungsrauschens ist aufgetaucht. Wenn, wie DB meint, sich die Quantisierungsstufen bei Reduktion der Windows Lautstärke von 100% auf 1% um den Faktor 100 verringern würden, sollte nicht das Quantisierungsrauschen um den Faktor 100, d.h. um 20 dB, steigen?

Das Quantisierungsrauschen kommt ja daher, dass das Eingangssignal nicht nur zeitlich, sondern auch in seiner Amplitude diskretisiert wird. Es wird einfach auf den nächstgelegenen möglichen Wert gerundet. Das Quantisierungsrauschen ist dann die Differenz zwischen dem Eingangssignal und dem wertdiskretisierten Signal (nach der Tiefpassfilterung, um die Zeitdiskretisierung rückgängig zu machen).

Nehmen wir mal ein hypothetisches Beispiel. Das Eingangssignal variiert zwischen 0 und 1V, wir haben Abtaststufen im Abstand von 0,1V. Die Windows-Lautstärke ist einmal 100%, einmal 10%. Ein Extremfall ergibt sich, wenn man einen Wert in der Mitte des Spannungsbereichs betrachtet. Eine Signalspannung von 0,51V wird auf 0,5V abgetastet, also ist die Spannung des Quantisierungsrauschen zu dem Zeitpunkt 0,01V. Ist die Windows-Lautstärke bei 10%, werden aus den 0,51V Einganssignal 0,051V, die auf 0,1V quantisiert werden. Die Spannung des Quantisierungsrauschens ist also 0,049V, hat sich also verfünffacht.

Wie hast Du denn gemessen? Nur das Spektrum von Eingangssignal und gemessenem Signal erzeugt? Wenn Du weißes Rauschen als Testsignal genutzt hast, dürfte sich das Quantisierungsrauschen nicht zeigen, da es spektral genauso gleichverteilt ist wie das Testsignal. Anders ist es,wenn Du die Differenz aus Testsignal und gemessenem Signal berechnest. Das Differenzsignal müsste wieder ein (weißes) Rauschen sein.

Jochen

stoneeh
Inventar

#19 erstellt: 15. Okt 2019, 10:10

JoPeMUC (Beitrag #18) schrieb:

Wie hast Du denn gemessen?

Soundkarte im Loopback (Cinch out to Cinch in). ARTA im Messmodus Spektralanalyse mit Anzeige der THD + N Werte; Signal 1 kHz Sinus, Output Level 0 dB FS. Siehe

ARTA Manual Seite 27.

Daundweg
Stammgast

#20 erstellt: 15. Okt 2019, 11:35

Ohne jetzt mal umfangreicher gegoogelt zu haben - als ob diese Frage noch nicht ausführlich und professionell geklärt wurde?! Oder rennen seit Jahren Tontechniker durch die Welt und beschallen den Madison Square Garden und keiner weiß so genau wo am besten die Lautstärke zu regulieren ist?

JoPeMUC
Stammgast

#21 erstellt: 15. Okt 2019, 13:09

[quote="stoneeh (Beitrag #19)"][quote="JoPeMUC (Beitrag #18)"] Signal 1 kHz Sinus[/quote]

Bei einem Sinus müsste sich ein Rauschteppich aufgrund des Quantisierungsrauschens zeigen. Die Frage ist halt, wie stark der ist. Bei 1% der Maximallautstärke bleiben ja immer noch gut 10 von 16 bit Auflösung übrig.

Jochen

stoneeh
Inventar

#22 erstellt: 15. Okt 2019, 13:56

Ein Noisefloor zeigt sich auf den Messungen ja. Dieser scheint aber hauptsächlich von der Qualität der Hardware abhängig zu sein, weil, wie dargelegt, mit den exakt gleichen Testsettings und Umgebungsvariablen der Noisefloor auf der internen Realtek Soundkarte 30 dB höher / lauter ist als auf der Creative. Der Noisefloor wird hier sogar mit höherer Windows Lautstärke lauter.

Darf ich noch fragen, was deine Herleitung von gut 10 Bit Bittiefe bei 1% Windows Lautstärke ist? DB meint 1% von 65536 Quantisierungsstufen bei 16 Bit; = 655 Quantisierungsstufen, was ein bischen über 9 Bit entspricht.

JoPeMUC
Stammgast

#23 erstellt: 15. Okt 2019, 15:53

stoneeh (Beitrag #22) schrieb:

Darf ich noch fragen, was deine Herleitung von gut 10 Bit Bittiefe bei 1% Windows Lautstärke ist? DB meint 1% von 65536 Quantisierungsstufen bei 16 Bit; = 655 Quantisierungsstufen, was ein bischen über 9 Bit entspricht.

Klar. Ein Rechenfehler meinerseits. Faktor 100 macht knapp 7 bit (und nicht 6) aus, also bleiben noch etwas über 9 bit übrig.

Jochen

stoneeh
Inventar

#24 erstellt: 15. Okt 2019, 17:28

Pobody's nerfect

Vll. kann/will noch jemand erklären, warum in

sealpin's Signatur-Video bei Minute 9:20 bei dem gleichen Test, Spektralanalyse eines 1 kHz Sinus, der Noisefloor / das Quantisierungsrauschen sich exakt um den sich errechnenden Wert (8 Bit = 256 Werte, 16 Bit = 65536 Werte; Faktor 256 = 24 dB) erhöht, jedoch in meinen Messungen bei den unterstellten 16 vs 9 Bit keine Differenz, bzw. wenn dann eher eine gegenteilige Korrelation zu sehen ist.

JoPeMUC
Stammgast

#25 erstellt: 15. Okt 2019, 22:12

Weil Du die Spektren nicht normalisiert hast? In dem Video bleibt der Peak bei 1kHz immer bei 0dB, weil die Spannung ja gleich bleibt. Wenn Du Deine Spektren so hochskalierst, das die Peaks gleich hoch sind, wird natürlich auch das Rauschen stärker.

Jochen

[Beitrag von JoPeMUC am 15. Okt 2019, 22:25 bearbeitet]

stoneeh
Inventar

#26 erstellt: 16. Okt 2019, 12:50

Also das Quantisierungsrauschen steigt und sinkt nicht nur mit der Bittiefe, sondern auch in Relation zum Signal? Ja, das passt dann eh zu den Messergebnissen.

JoPeMUC
Stammgast

#27 erstellt: 16. Okt 2019, 14:20

stoneeh (Beitrag #26) schrieb:

Also das Quantisierungsrauschen steigt und sinkt nicht nur mit der Bittiefe, sondern auch in Relation zum Signal?

Jein. Es hängt von der Signalform ab, aber nur unwesentlich von der Amplitude.

Das Quantisierungsrauschen ist tatsächlich signalabhängig. Hat man im Extremfall ein Eingangssignal, das nur die Quantisierungswerte einnimmt, hat man kein Quantisierungsrauschen, weil die diskreten Werte ja immer exakt passen. Hat man aber eine gleichverteilte Amplitude über den Aussteuerbereich (und davon ist ein Sinus wahrscheinlich nicht übermäßig weit weg), dann hat man auch eine gleichverteilte Amplitude des Quantisierungsrauschens. Der Mittelwert der Rauschamplitude (bzw. der Energiegehalt des Rauschsignals) steigt dann natürlich mit geringerer Bittiefe. Er ist aber typischerweise unabhängig von der Signalamplitude.

Du hast einfach nicht genau dasselbe gemacht wie der Typ im Video.

Im Video wurde, bei gleichbleibendem Signal, die Bittiefe verändert. Also wurden die Abstände zwischen den Quantisierungsstufen größer und damit auch die Amplitude des Quantisierungsrauschens (als "Rundungsfehler") größer. Entsprechend steigt der "Rauschteppich" bei abnehmender Bittiefe bei gleicher Skalierung der Anzeige auf dem Oszi. So weit, so nachvollziehbar. Das SNR sinkt, weil bei gleichbleibendem Signal das Rauschen zunimmt.

Bei Dir sind aber die Quantisierungsstufen gleich geblieben. Somit hat sich der Energiegehalt des Quantisierungsrauschens natürlich nicht geändert, wohl aber das Signal, Somit ist das SNR auch schlechter geworden, es ist aber nicht auf den ersten Blick ersichtlich, weil nur der 1kHz-Peak niedriger geworden ist.

Warum sich der Energiegehalt des Quantisierungsrauschens bei unterschiedlicher Aussteuerung nicht ändert, habe ich mal aufgezeichnet, der Einfachheit halber für ein Dreieckssignal:

Zeit von Null auf Maximum jeweils 1s, einmal bei 0,5V, einmal bei 1V Maximum. Quantisierungsstufen sind 0V, 0,5V und 1V. Damit ergibt sich das quantisierte Signal in blau. Die Energie des Quantisierungsrauschens korrespondiert zu der Differenz aus Originalsignal und quantisiertem Signal, also der Fläche der schraffierten Dreiecke. Und diese Flächen sind gleich (Fläche eines Dreicks: 0,5 * Grundseite * Höhe).

Links: Fläche = 2 * 0,5 * 0,5s * 0,25V = 0,125 V*s (zwei Dreiecke, 0,5 aus der Flächenformel, Grundseite=Breite=0,5s, Höhe=0,5V)
Rechts: Fläche = 4 * 0,5 * 0,25s * 0,25V = 0,125 V*s

Im Falle meiner Beispielsignale ist das Quantisierungsrauschen, bei gleichen Quantisierungsstufen, also gleich und unabhängig von der Aussteuerung. Dies gilt natürlich nicht mehr so strikt, wenn

1. das Maximum eines der Signale nicht mehr auf einer Quantisierungsstufe liegt und
2. das Signal im Zeitbereich nicht gleichverteilt ist.

Denn dann ergibt sich keine gleichverteilte Rauschamplitude mehr. Aber groß wird die Abweichung nicht sein. Denn Punkt 1 fällt bei mehreren tausend Quantisierungsstufen nicht mehr ins Gewicht (die Abweichung tritt nur in der obersten Quantisierungsstufe auf) und Punkt 2 dürfte bei einem typischen Musiksignal ungefähr gegeben sein.

Das Ende vom Lied: Für die Frage der Lautstärkeeinstellung bei Windows ist das Quantisierungsrauschen unerheblich, weil dieses überwiegend aussteurungsunabhängig ist. Andere Faktoren, wie das SNR aus anderen Rausch- oder Störquellen natürlich nicht.

Jochen

[Beitrag von JoPeMUC am 16. Okt 2019, 14:44 bearbeitet]

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