forum.zelfbouwaudio.nl

Al een jaar of 3 maak ik met grote tevredenheid gebruik van een Soekris DAC board. Erg mooie resultaten gehaald in combinatie met het gebruik van de biquad EQ mogelijkheden.

Deze dac maakt gebruik van 4K FIR filters om de lowpass filtering te doen en is er een levendige community op collega forum DIYaudio waarbij mensen hun eigen lowpass FIR ontwerpen. Origineel heeft het board 4 verschillende filters aan boord. (linear, soft, enz).

Nou kwam ik een tijd geleden deze tutorial tegen: https://rephase.org/tutorials/Bear_REW_rePhase_tuto.pdf
Gister op de XFI nogmaals de FIR gefilterde speakers van GRIMM en KII gehoord en dacht wellicht kunnen we zelf eens hobbyen met de FIR filters in de Soekris.

In bovenstaande link is een tutorial te vinden hoe te meten met REW en een corrigerend FIR filter met Rephase te maken.
Ik dacht waarom zou het FIR gedeelte in de soekris ook niet gebruikt/misbruikt kunnen worden.

Nou heeft een 4K filter natuurlijk wel zijn beperkingen en eigenlijk ergens onder de 200hz wordt dat onwerkbaar, maar goed daar zouden we nog de biquad EQ punten voor kunnen inzetten.

Omdat je een eigen FIR filter gaat ontwerpen is het natuurlijk ook de bedoeling om de LowPass functie in dat filter te verwerken.
Ik ben qua kennis ver buiten mijn comfort zone met FIR filters, dus daar loop ik een beetje spaak.

Op dit moment luister ik altijd naar het ingebouwde F7 filter en dat is een (soft) butterworth style filter.
In het commentaar van de originele filter file staat het volgende bij dit filter (44.1 Ksps, 21.5 Khz - 1 db, 36 db/oct)

Nou is de vraag zit ik met een filter zoals onderstaand gegenereerd enigszins in de buurt van het F7 filter?

- Rephase Minimum-Phase Filter tab
- mode: Normal
- type: Low-pass
- shape: Butterworth
- param: 36dB/oct
- Freq: 24Khz (geeft een -1dB attenuation op 21.5khz)

Alvast dank voor het mee denken!

Voor zover ik het kan zien klopt dat. Het is het mooist als je dit laagdoorlaatfilter aan het begin van het FIR-filter kan laten beginnen, want een minimumfasefilter heeft geen pre-ringing en dan benut je de volledige 4k taps. Maar dat is een detail, de 2k taps na 'halverwege' het filter zijn vast ook genoeg.

Duidelijk, dan gaan we daar eens mee stoeien. Zal kijken of ik er een soort meetverslagje van kan maken hier op het forum.

Vanavond een hele boel metingen gedaan en de tutorial proberen te volgen.
Als ik dan uiteindelijk ook het lowpass filter toepas dan heeft zo'n Butterworth filter ook een fase verschuiving.
Die kan ik dan vervolgens met de phase EQ ook weer compenseren om een vlakke fase response te creeren.
M.i. zou je dat mogen/kunnen compenseren je bent namelijk ook de speaker fase aan het compenseren.
Wellicht vergeet ik wat in mijn onkunde?

Ik loop tegen een probleem aan waar ik niet helemaal uit kom.

Ik importeer de averaged meting die ik gemaakt heb in REW vervolgens in Rephase. Daarna pas ik de EQ punten toe die ik in REW bedacht heb.
Vervolgens maak je een impulsresponse en die importeer je daarna weer terug in REW.

Die gegenereerde impulse response heeft echter een veel hogere SPL dan de averaged meting.
Beide moet je met elkaar laten "averagen" alleen dat gaat natuurlijk niet zo mooi omdat de data uit rephase bijna 30dB hoger ligt.
Nu kun je met SPL offset dat aanpassen, het lastige is dat het averagen dus afhankelijk is van de SPL en die 30dB is een inschatting maar weet ik niet zeker.

Hoe kom ik aan exacte waardes of wellicht doe ik in rephase of REW wat verkeerd, ik zie het i.i.g. niet. Bijgaand even wat screenshots. Iemand een suggestie?

koenjer schreef: ↑wo 03 nov 2021, 22:09

Vanavond een hele boel metingen gedaan en de tutorial proberen te volgen.
Als ik dan uiteindelijk ook het lowpass filter toepas dan heeft zo'n Butterworth filter ook een fase verschuiving.
Die kan ik dan vervolgens met de phase EQ ook weer compenseren om een vlakke fase response te creeren.
M.i. zou je dat mogen/kunnen compenseren je bent namelijk ook de speaker fase aan het compenseren.
Wellicht vergeet ik wat in mijn onkunde?

Hoe langer je er over nadenkt hoe meer factoren je tegen komt. Ik meet nu met het stock "soft butterworth" filter. Daarin zit uit zichzelf natuurlijk ook al een phase verloop in door het gebruik van dat butterworth filter.
Zou ik dan niet moeten starten met metingen en het stock "linear-phase" filter in de dac? Dan meet ik in ieder geval alleen de fase invloed van de speaker en niet een combi van speaker & stock filter.

Vervolgens blijft nog wel mijn bovenstaande vraag staan? Anderzijds, had Soekris dan zelf ook phase correctie kunnen toepassen maar heeft dat om een reden niet gedaan.

Om e.e.a. wat beter te begrijpen, begonnen met het uitmeten van de 4 standaard filters in de DAC.
Vervelende is dat geen daarvan uberhaupt linear is. Ook filter F4 dat "linear phase" heet, komt niet eens in de buurt van linear phase.
Zie ook de screenshots van alle filters.

Nou zou je met RePhase natuurlijk zelf een lowpass filter kunnen ontwerpen dat linear is (b.v. brickwall filter). Maar gezien het gebrek aan kennis van mijn kant en de levendige scene rondom de soekris filters op DiyAudio kan ik de impact niet bepalen van het zelf ontwerpen.

Nog een laatste poging of iemand nog een goede suggestie heeft om me wat op weg te helpen?

koenjer schreef: ↑ma 08 nov 2021, 21:40

Om e.e.a. wat beter te begrijpen, begonnen met het uitmeten van de 4 standaard filters in de DAC.
Vervelende is dat geen daarvan uberhaupt linear is. Ook filter F4 dat "linear phase" heet, komt niet eens in de buurt van linear phase.
Zie ook de screenshots van alle filters.

Dat is gek. Hoe heb je bovenstaande grafieken gemaakt? Is er documentatie van deze filters?

Een richting waarin je kan zoeken is dat REW ook je microfoonkalibratie meeneemt, hoewel die hier niet van toepassing is. Je zou eens kunnen controleren wat de frequentierespons is van een impuls, een één (of wat anders overeenkomt met 0 dB) gevolgd door nullen. Daar zou een vlakke magnitude response uit moeten komen van 0 dB en een vlakke faserespons van 0 graden. Let op dat bij een kalibratie soms alleen iets met de magnitude wordt gedaan en niet met de fase.

Als je overweg kan met Python of MATLAB, zou je ook daarin een script kunnen schrijven om de filters kunnen analyseren. Dan weet je zeker dat je kijkt naar uitsluitend de frequentierespons van de filters. Je zou allicht kunnen beginnen met het plotten van filter F4. Als ik het goed heb, verwacht je bij een minimumfasefilter dat zijn impulsrespons symmetrisch in tijd, rondom het punt dat overeenkomt met zijn vertraging, dat waarschijnlijk halverwege zijn lengte ligt.

koenjer schreef: ↑do 04 nov 2021, 13:41

Ik importeer de averaged meting die ik gemaakt heb in REW vervolgens in Rephase. Daarna pas ik de EQ punten toe die ik in REW bedacht heb.
Vervolgens maak je een impulsresponse en die importeer je daarna weer terug in REW.

Die gegenereerde impulse response heeft echter een veel hogere SPL dan de averaged meting.
Beide moet je met elkaar laten "averagen" alleen dat gaat natuurlijk niet zo mooi omdat de data uit rephase bijna 30dB hoger ligt.
Nu kun je met SPL offset dat aanpassen, het lastige is dat het averagen dus afhankelijk is van de SPL en die 30dB is een inschatting maar weet ik niet zeker.

Je hebt een (luidspreker)meting en een met Rephase ontworpen (FIR-)filter. Begrijp ik goed dat je wilt kijken wat er zou gebeuren als je dit filter toepast op je luidsprekerset? Zo ja, dan dien je je filter en meting bij elkaar optellen, in plaats van te middelen in vermogen.

Bij de overgang van Rephase naar REW lijkt iets niet helemaal goed te gaan. Als je filter niks doet, zou zijn magnitude response namelijk op 0 dB moeten liggen. Hij lijkt nu 106 dB ( = 200.000 x) hoger te liggen.

Linear phase filters zijn juist symmetrisch voor en achter de impulse. De aftakking zit dan meestal in het midden of er net naast als je ook nog wat delay verschil tussen de drivers op wil vangen. Hierbij heb je ook pre ringing.
Bij een minimum phase filter zit alles na de impulse. De aftakking kan je dan net zo goed aan het begin doen. Je bouwt dan feitelijk een iir filter na met een fir.

Chocomel schreef: ↑di 09 nov 2021, 19:55

koenjer schreef: ↑ma 08 nov 2021, 21:40

Om e.e.a. wat beter te begrijpen, begonnen met het uitmeten van de 4 standaard filters in de DAC.
Vervelende is dat geen daarvan uberhaupt linear is. Ook filter F4 dat "linear phase" heet, komt niet eens in de buurt van linear phase.
Zie ook de screenshots van alle filters.

Dat is gek. Hoe heb je bovenstaande grafieken gemaakt? Is er documentatie van deze filters?

Heb met een geluidskaart "SPDIF in" op de soekris dac en vervolgens met een analoge geluidskaart de output gemeten.
Hierdoor krijg je m.i. een beeld wat de dac en zijn filters doen met de fase.

Mijn uiteindelijke doel is inderdaad om te kijken of ik het lowpass fir filter kan misbruiken om er ook ruimte correctie mee te doen en daarbij ook fase correctie op de speaker toe te passen.
Het filter moet dan meerdere taken vervullen:
- Lowpass filter t.b.v. dac
- ruimte correctie d.m.v. fase lineare eq
- fase correctie

Dat betekend dat ik dat filter in 1x moet maken, er zijn geen filter blokken o.i.d. in deze dac te uploaden. Enkel een los 4K FIR filter per samplerate.

Middels de op internet te vinden tutorials is het toepassen van ruimte correctie en fase correctie wel te begrijpen voor mij.
Waar ik echter op vast loop is het lowpass filter dat er ook bij in verwerkt moet worden.

Ik zou eigenlijk geholpen zijn met een lowpass filter dat ik zou kunnen gebruiken als startpunt in RePhase. Ik snap dat die verschillende soorten filterings mogelijkheden diverse voor/nadelen hebben zoals pre/post ringing. Het is echter gevalletje klok/klepel, begrijp dat het invloed heeft maar doorzie de theorie niet.

Zou een startpunt kunnen zijn om een "brickwall" lowpass FIR filter te gebruiken of heeft zo'n filter zoveel nadelen dat we daar ook niks mee opschieten?

Misschien heb je wat aan document dat staat in:
http://zelfbouwaudio.nl/forum/viewtopic.php?t=27983
Gaat wel over crossover, maar dat is ook gewoon een low-pass en high pass. Het geeft ook een idee van de mogelijke pre en post ringing effecten en geeft een temporal mask curve aan waar je beter binnen kan blijven. Het geeft je misschien wat handvatten om een lowpass filter te maken in rephase. Weet ook niet wat de samplerate is, maar een low pas op zeg 22kHz is makkelijker met samplerate van 96kHz dan met 44.1kHz. Brick filters hebben meestal een behoorlijke preringing. Het eerste stukje van de curve is erg bepalend voor de ringinging, een twee traps filter kan dan ook helpen. Een wat minder steile filter eerst en iets verder een steilere low-pass filter.
Dit soort dingen komen ook aan bod, maar in de context van een crossover, maar een low-pass is een low-pass.

koenjer schreef: ↑wo 10 nov 2021, 12:18

Heb met een geluidskaart "SPDIF in" op de soekris dac en vervolgens met een analoge geluidskaart de output gemeten.
Hierdoor krijg je m.i. een beeld wat de dac en zijn filters doen met de fase.

In dat geval zit het laagdoorlaatfilter van de ADC (geluidskaart) ook in de meting.

Een stap terug: wat is een Soekris DAC en wat is specifiek in deze DAC de functie van het laagdoorlaatfilter? Op welke bemonsteringsfrequentie draait het filter?

De functie van een laagdoorlaatfilter in een oversampling DAC begrijp ik, maar ik zie dat je in Rephase een bemonsteringsfrequentie van 48 kHz gebruikt. Als dat correct is, duidt dat op geen oversampling op de plek waar het filter actief is.

Chocomel schreef: ↑wo 10 nov 2021, 16:17

koenjer schreef: ↑wo 10 nov 2021, 12:18

Heb met een geluidskaart "SPDIF in" op de soekris dac en vervolgens met een analoge geluidskaart de output gemeten.
Hierdoor krijg je m.i. een beeld wat de dac en zijn filters doen met de fase.

In dat geval zit het laagdoorlaatfilter van de ADC (geluidskaart) ook in de meting.

Een stap terug: wat is een Soekris DAC en wat is specifiek in deze DAC de functie van het laagdoorlaatfilter? Ik zie in Rephase dat je een bemonsteringsfrequentie hebt van 48 kHz. Dan is de Nyquistfrequentie 24 kHz. Een laagdoorlaatfilter > 20 kHz doet dat niet zoveel.

Het is een R2R DAC op basis van een FPGA. Daarbij wordt het noodzakelijke lowpass filter in de FPGA gedaan.
http://soekris.dk/dam1021.html
We hebben het hier dus over een low-pass voor de werking van de dac. Net zoals je (lowpass)filters in sommige dac's kunt selecteren zoals bij de ESS/AKM chips.

En ja ik weet dat ik de ADC ook meenam in de meting. Maar met een loopback test (calibratie screenshot) is die nagenoeg fase recht (kleine opslingering in het laag)

jvenema schreef: ↑wo 10 nov 2021, 14:04

Misschien heb je wat aan document dat staat in:
http://zelfbouwaudio.nl/forum/viewtopic.php?t=27983
Gaat wel over crossover, maar dat is ook gewoon een low-pass en high pass. Het geeft ook een idee van de mogelijke pre en post ringing effecten en geeft een temporal mask curve aan waar je beter binnen kan blijven. Het geeft je misschien wat handvatten om een lowpass filter te maken in rephase. Weet ook niet wat de samplerate is, maar een low pas op zeg 22kHz is makkelijker met samplerate van 96kHz dan met 44.1kHz. Brick filters hebben meestal een behoorlijke preringing. Het eerste stukje van de curve is erg bepalend voor de ringinging, een twee traps filter kan dan ook helpen. Een wat minder steile filter eerst en iets verder een steilere low-pass filter.
Dit soort dingen komen ook aan bod, maar in de context van een crossover, maar een low-pass is een low-pass.

Ik ga me eens inlezen

In het commentaar bij het filterbestand van Soekris zie ik iets over een interpolation rate van 8. Als ik het goed begrijp, gebeurt er dit:

• digitaal signaal komt binnen (48 kHz)
• 8x oversampling
• digitaal laagdoorlaatfilter, steil, vlak boven 20 kHz
• DAC
• analoog laagdoorlaatfilter
• analoog signaal komt eruit

Dan draait het filter niet op 48 kHz, maar op 8x 48 = 384 kHz. Dat er in het filter steeds afwisselend ongeveer 8 waarden positief en dan 8 negatief zijn, onderschrijft dat. Dat lijkt namelijk op de impulsrespons van een brickwall laagdoorlaatfilter met lineaire fase, dat op 1/8 (dus 24 kHz) van de Nyquistfrequentie (192 kHz) afkapt.

http://soekris.dk/download/dam1021/1021filt_124.txt schreef:

-- Format:
-- signature, samplerate, interpolationrate, type, numbercoefficients, multiplier
[...]
dam1021,48000,8,4,3999,6.4
04 Linear Phase FIR1, 48 Ksps, 23.2 Khz - 1 db, 23.8 Khz -130 db

Als verhaal van de oversampling klopt dan moet je in rephase niet 48kHz invullen maar de 8x hogere waarde. Check dan wel of het 8x48 is of8x44,1
Vervolgens kun je in rephase met de juiste sample rate en lengte verschillende low pass filters maken. Wel of geen linear phase brick wall filter of wat minder steil etc.

Chocomel schreef: ↑wo 10 nov 2021, 16:54

In het commentaar bij het filterbestand van Soekris zie ik iets over een interpolation rate van 8. Als ik het goed begrijp, gebeurt er dit:

• digitaal signaal komt binnen (48 kHz)
• 8x oversampling
• digitaal laagdoorlaatfilter, steil, vlak boven 20 kHz
• DAC
• analoog laagdoorlaatfilter
• analoog signaal komt eruit

Dan draait het filter niet op 48 kHz, maar op 8x 48 = 384 kHz. Dat er in het filter steeds afwisselend ongeveer 8 waarden positief en dan 8 negatief zijn, onderschrijft dat. Dat lijkt namelijk op de impulsrespons van een brickwall laagdoorlaatfilter met lineaire fase, dat op 1/8 (dus 24 kHz) van de Nyquistfrequentie (192 kHz) afkapt.

http://soekris.dk/download/dam1021/1021filt_124.txt schreef:

-- Format:
-- signature, samplerate, interpolationrate, type, numbercoefficients, multiplier
[...]
dam1021,48000,8,4,3999,6.4
04 Linear Phase FIR1, 48 Ksps, 23.2 Khz - 1 db, 23.8 Khz -130 db

De puzzel stukjes beginnen voorzichting op zijn plek te vallen. Echter nog niet voldoende
De DAC heeft inderdaad 2 samplerates waar de FPGA op werkt. 352,8Khz en 384Khz (respectievelijk 44,1/88,2/176 & 48/96/192)

In het filter bestand zie je dat Soekris alleen het filter toepast op de 48/96/192Khz samplerates.
http://soekris.dk/download/dam1021/1021filt_120.txt
Dat kan ik nog niet helemaal rijmen.

Bijgaand wat voorbeelden:

dam1021,44100,8,1004,3999,6.4
04 Linear Phase FIR1, 44.1 Ksps, 21.3 Khz - 1 db, 21.9 Khz -130 db

dam1021,48000,8,4,3999,6.4
04 Linear Phase FIR1, 48 Ksps, 23.2 Khz - 1 db, 23.8 Khz -130 db
0.0000015 enzz

dam1021,88200,4,1004,1999,3.2
04 Linear Phase FIR1, 88.2 Ksps, 38.7 Khz - 1 db, 39.8 Khz -130 db

dam1021,96000,4,4,1999,3.2
04 Linear Phase FIR1, 96 Ksps, 42.1 Khz - 1 db, 42.2 Khz -130 db
0.0002535 enzz

- "multiplier" wordt idd elke keer aangepast om tot die 352,8/384 te komen.
- "Type" lijkt gezien de consistentie in het filter bestand enkel een indicator te zijn voor het type filter (F4 = 1004 of 4, F5 = 1005 of 5, enz)
- "Numbercoefficients" lijkt mij het aantal coëfficiënten dat RePhase nodig heeft om het filter te maken, dat kunnen we dus gewoon tellen in notepad++ o.i.d.

Wat voor mij nog onduidelijk is hoe ik de waarde "multiplier" bepaal.

Dat zou een versterkingsfactor (gain) kunnen zijn. Wellicht is er ergens documentatie.

Gisteren heb ik wat testen gedaan met mijn PiDAC project, (zie Forum onderwerp: PiDAC ) Ik deed een test met 70% full range sturing 21 KHz.
Het FIR filter gaat hier compleet mee over de rooie..... mijn theorie is dat de overschoot van 1 puls binnen de uitsturing range van de DAC valt maar bij meerdere hoog frequente samples kan de ripple van de FIR filter in tijddomein optellen en krijg je oversturing / digitale clipping met een brei van signaal. Nu denk ik dat met name in het tijdperk van de Loudness Wars de signalen toch al tegen de grens aan.zitten en dat het FIR filter onvoldoende headroom heeft en sterke vervorming kan veroorzaken bij hoogfrequente signalen (evt. onhoorbare interferentie signalen) Hoe denken jullie hierover ?
Zonder overdample filter zou je altijd in de digitale range van de DAC blijven.

Nog even wat metingen gedaan met hoog frequent audio signaal zoals in voorgaande post beschreven.
Dit zijn de resultaten bij diverse filters in ALSAMIXER gekozen:

High attenuation with de-emphasis = okay, no clipping
Fixed process flow = geen output signaal
Low latency IIR with de-emphasis = okay, no clipping
Fir interpolation with de-emphasis = okay, no clipping
Ringing-less low latency FIR = bagger uit, clipping !!!

Dus de door mij oorspronkelijk gekozen ringing less low latency FIR laat ik even links liggen, volgens mij zit er een bug in de coefficienten keuze.

De-emphasis zoals in de CD-standaard, 50 us en 15 us? Dat verzwakt alles boven de 10 kHz met zo'n zeven tot tien decibel.

Misschien is dit proefje ook interessant: viewtopic.php?p=1955510#p1955510

De-emphasis zoals in de CD-standaard, 50 us en 15 us? Dat verzwakt alles boven de 10 kHz met zo'n zeven tot tien decibel.

Klinkt inderdaad logisch dan heb je meer headroom in mijn test waarin ik puur 21 KHz stuur.

Ook goed te lezen dat mensen met verstand van zaken op dit forum zitten in tegenstelling tot een ander forum (High End .. en de rest)

Het probleem waar ik tegenaan liep is dus al door anderen al eerder gemeld en er is zelfs hardware voor bedacht om dit te meten .

Ik neem aan dat de-emphasis alleen aan moet staan bij oude CD's releases met emphasis. Dus ga ik zelf kijken of ik met digitale gain instelling of andere coefficienten misschien ook al voor mijn gevoel beter zit. Maar ik denk dat clipping niet acceptabel is, dan misschien liever roll-off in hoog.
Clipping geeft over het hele spectrum rootzooi die in luistertest misschien niet al zodanig te indentificeren is.

Het gekke is dat ik geen roll-off zie in het spectrum met de-emphasis low latency IIR.
Binnen 1 dB strak tot 20 KHz

Andere hebben dit ook al uitvoerig onderzocht, zie : https://archimago.blogspot.com/2016/10/ ... m5122.html

En lees de conclusie in de link.

Dus:

Ringing less / low latency filters suck big time on technical specifications .... but audiophiles seems to like it as sugar in coffee.
Ik ga er niet in mee !

Ze hebben dus geen van alle de-emfase volgens de CD-standaard. Vreemd dat ze dan de-emphasis in hun naam hebben.