Тест-сравнение SRC пультов

Предисловие

В последнее время уже несколько звукорежиссёров - пользователей dLive'a, с которыми я работал в качестве инженера, просили обойтись без использования Dante, причём именно по причине разности звучания, а не надёжности, вдруг. У одних Аксиенты лучше звучат через AES, у другого -- плэйбэки с одного и того же компа лучше звучат по SoundGrid, и т.д. Захотелось разобраться, в какой точке цепи проблема: на источнике, на приёмнике, в самой технологии Dante или же где-то в интерфейсах?

В качестве подопытного источника сигнала был выбран тот же Аксиент: он может работать и в 96 кГц, и в 48; можно выставить частоту отдельно для AES и Dante выходов, есть вход и выход BNC для внешней синхронизации.

Интерфейсом выступала RME Fireface UC -- несмотря на возраст, единственное устройство среди подопытных, которому я полностью доверяю =)) А главное сегодня -- имеет In/Out AES3, чтобы исключить из тестовой схемы DVS и прочие неожиданности.

В качестве источника широкополосного сигнала работал плагон AD3: в фоне висел запущенный Smaart, в отдельный выход звуковой подавал розовый шум, к выходу подключен плагон, Аксиент принимает шум из эфира и транслирует в Dante и в AES3.

Для пуритан: все AESные подключения выполнены DMX кабелем, Word Clock -- по BNC 75 Ом.

Для начала хотелось убедиться, что Аксиент подаёт на оба выхода идентичный сигнал. Тут без DVS всё же не обошлось, но когда я увидел результаты измерений, успокоился.

Тест 0

Аксиент поключен по AES3 напрямую в RME, клок идёт из RME в Аксиент; Аксиент запатчен по Данте в DVS, все устройства в 48 кГц.

На Маке собрано агрегатное устройство из RME и DVS, Smaart'ом сравниваем сигналы с двух маршрутов. Всё ровно, импульс -- вполне себе Дельта-функция:

Yamaha Rivage PM7

Убираю Мак с DVS, перетыкаю карту в ноут с необходимым софтом. Принципиально хотелось получить в ноут оба сигнала идентичным и масимально честным маршрутом -- по AES3. Первая цепь выглядела так:

Rivage PM7, Аксиент подключен по AES3 к нему в борт, внутри через Port-2-Port (аналог Tie Lines) заворачивается на выход AES (1й канал). По Dante Аксиент патчится на плату HY-144D (без SRC), так же через Port-2-Port посылается на 2й канал AES. Выход AES подключен к RME.

В ноуте оба канала пишутся в StudioOne; в качестве инструмента грубой оценки и контроля за Latency между каналами использовался vst плагин Sound Radix Auto-Align, для точной суб-сэмпловой настройки -- Eventide Precision Time Align, для анализа спектра разницы сигналов -- встроенный в S1 Spectrum Meter: покуда не начались проблемы, его вполне хватало =))

Дисклэймер: внезапно оказалось, что в Риваже нельзя сделать Port-2-Port между локальными каналами о_О. Между картами расширения -- можно, между картами и локальными портами -- можно, а вот как раз бортовой вход AES завернуть на бортовой же выход -- нельзя. Пришлось патчить вход на канал, а уже с канала Директом отдавать на выход. Другими словами, сигнал пошёл уже не напрямую между портов, а через ДСП. Это не повлияло на выводы, но добавило Latency.

Тест 1

Rivage на внутреннем клоке 48 кГц, Dante Аксиента также в 48, AES3 Аксиента склочен по BNC от Риважа. Имеем следующую картину измерений:

На гониометре Auto-Align -- почти прямая линия вниз (полная противофаза), на спектрометре околонулевая картина белого шума. Я прошу заметить, что данная картина не говорит нам о недостатках (разнице) испытуемых сигналов, это недостаток измерительного стенда: сигналы проходят через ДСП, так или иначе претерпевают конвертицию с неизвестной задержкой, и даже суб-сэмпловое выравнивание не позволяет добиться 100% совпадения (а может даже и само вносить искажения). Эта картина будет присутствовать на всём протяжении испытаний, и на неё можно смотреть как на отсутствие искажений.

Отключаем ради интереса BNC от Аксиента:

На гониометре и по wave-форме видно, как плывёт клок: доходит до некоторой критичной разницы и сбрасывает один сэмпл. Разница уходит в минус, но продолжает расти, и так по круту. Если подключаете Аксиент по AES3, но не используете на входе SRC (об этом далее), необходимо синхрить его по BNC.

Переводим AES Аксиента в 96 кГц (Dante по прежнему в 48) и включаем SRC на бортовом входе AES Риважа (BNC по прежнему отключен):

Вот, уже что-то интересное: появилась постоянная шумовая полка на -104 дБ. Это неизбежное влияние изменения частоты дискретизации. Но низкий уровень и нейтральный характер делают этот шум практически неслышимым. Тут всё хорошо.

Отдельно можно отметить, что SRC асинхронный: несмотря на отсутствие внешнего клока, дрифта нет.

Тест 1.1

Поднимаем частоту Dante сети и повторяем тест, только в конце уже AES Аксиента роняем до 48 и заводим через SRC. В принципе, результаты полностью идентичные, без неожиданностей: те же артефакты измерений на первом скриншоте, дрифт частоты на втором и ровная шумовая полка на третьем

Тест 2

Оставляем Риваж в 96 кГц, Dante Аксиента роняем в 48 и патчим теперь уже на карту HY114-D-SRC, прошитую в данный момент в синхронном режиме. Синхронный режим означает, что SRC может работать только с коэффициентом 2 и только в одну сторону (мозг 96 <-> сеть 48, либо мозг 88.2 <-> сеть 44.1). Зато сохраняется число каналов и, как выяснилось, звук =)

Как же приятно было увидеть скриншот, идентичный самому первому (от карты без SRC). Это самый частый сценарий работы карты, когда Риваж работает в 96, а к нему через синхронную карту патчатся ULXD и/или плэйбэки, и, как видно, без какой-либо деградации.

Скриншоты дрифта клока и включённого на входе AES Риважа SRC опущу, потому что они также полностью аналогичны.

Тест 3

Перешиваем HY144-D-SRC в асинхронный режим. В этом режиме число каналов падает вдвое (по 72 в каждую сторону против 144), но при этом возможны любые комбинации частот с каждой стороны.

Итак, Риваж 96, Аксиент AES в 96 склочен по BNC от Риважа, Dante Аксиента в 48 и запатчено на асинхронную SRC карту:

Интересно: появилась шумовая полка, которую уже привыкли видеть при включении бортового SRC на AES. А что если его включить и там?..

Обана! Спектр вернулся к картине, как будто никакого SRC и вовсе нет. Видимо, Yamaha применила идентичные алгоритмы SRC и на AES входах, и на Dante карте, и их искажения взаимовычитаются на тестах.

Ладно, хватит с Риважа, переходим к Ален Хиту.

Allen Heath

Схема аналогичная: Аксиент подключен к AES карте диЛайва, клочится по BNC и запатчен по Dante. Входные каналы с обоих маршрутов завёрнуты по Tie Lines в AES выход и подключены в RME.

Тест 1

Миксрэк в 96 кГц (очевидно), Данте карта в 96, Данте Аксиента в 96, AES Аксиента в 96 и склочен по BNC, в настройках AES карты диЛайва нажата кнопка SRC Bypass (по умолчанию она выключена):

Видим уже знакомую картину: лишних шумов и искажений нет.

Отключаем кнопку SRC Bypass (дефолтный режим):

Оп-па! Несмотря на одинаковую частоту и склоченность по BNC, появилась шумовая полка асинхронного SRC. И этот режим на AES карте диЛайва стоит по умолчанию!

Другими словами, если есть желание получить в диЛайве с Аксиента максимально неискажённый звук, надо подключить его по AES, склочить по BNC и не забыть включить SRC bypass.

Если же под рукой нет BNC кабеля, можно и без него, но включаем обратно на AES входе SRC. Шумовая полка нестрашная, но теперь мы знаем, что она есть =)

Тест 2

Ну что же, самое интересное.

Миксрэк в 96, Аксиент AES в 96, склочен по BNC, SRC Bypass включён -- получили неискажённый сигнал Аксиента по AES в диЛайв.

А теперь роняем Данте Аксиента и Данте карту диЛайва в 48 кГц...

... я поначалу даже не понял, что произошло. На гониометре, как бы я ни крутил задержку, присутствует ВЧ-компонента, на спектрометре -- явный comb-filter о_О

Задвоение сигнала в тракте? Меня кто-то отвлёк и я случайно что-то крутанул в микшере пульта или в RME?

Возвращаем всё обратно в 96 (трогаю только Dante!) -- искажений нет.

Открываем Smaart...

На графике импульса видим небольшой звон от каких-то линейно-фазных фильтров. В целом не страшно, вполне себе дельта-функция.

А теперь ещё раз Данте в 48:

Смотрим снизу вверх: виден лоу-пасс фильтр, видно его и по фазе, а уж импульс здрасьте! Вместо линейно-фазных -- фильтры с минимальной задержкой, импульс на дельту уже далеко не похож.

И это совершенно точно будет слышно!

И ведь этим режимом пользуются 96% пользователей!!!

Выводы

Если вам надо подключить Данте устройства (плэйбэки, радиомикрофоны) к диЛайву с минимальными искажениями, есть несколько вариантов:

1. Аксиент, подключенный по Данте в 96 кГц, звучит идентично подключенному по AES. Как минимум, если нет возможности морочиться с AES картами и BNC, подключение по Данте в 96 -- это ок.
2. Заранее сделайте апскейл вашего плэйбэк проекта и переведите всю вашу Данте сеть в 96 кГц. Только, пожалуйста, напишите об этом в райдере: многие матричные процессоры сейчас позволяют подключение по Данте и, возможно, ваш инженер собирался завести вас в порталы именно так, но в 48 кГц -- стоит обсудить это заранее.
3. Используйте для плэйбэков протокол SoundGrid: у меня нет сейчас возможности его проверить, но есть предположение, что там использованы антиалиасинговые фильтры лучшего качества.
4. не использовать диЛайв =)