RIAA mal wieder

  • Hallo,


    ich mache es mal kurz. Ich suche ein Programm , evtl ein Tabellenkalkulationssheet , welches mir nach Eingabe der Signalfrequenz und der zur Ver/entzerrung verwendeten Zeitkonstanten, den Verstärkungsfaktor für diese Frequenz berechnet. Bin leider mit höherer Mathematik nicht so gesegnet.
    Im Netz sieht man ja jede Menge Kurven z.B. zur RIAA , aber irgendwie müssen die ja mal berechnet worden sein.


    gruss

    juergen

  • Bin leider mit höherer Mathematik nicht so gesegnet.

    Hallo Jürgen,


    höhere nicht notwendig, nur mit komplexen Frequenzen solltest du rechnen können.


    Vermute du bist an deiner RIAA für mehrere Entzerrungen?


    Kurz als TIP zu für passive RC-Netzwerke, für aktive wird es komplizierter:


    Ausgehend von der den Zeitkonstanten der üblichen RIAA ergibt sich für die Ein/Ausgangs-Beziehung


    T(p) = (1+p318us)/(1+p3180us)(1+p75us) /* mit p=j*w, w=2*Pi*f, f ist die Frequenz


    Der Betrag dieser komplexen Funktion über p ist zu berechnen, zeigt den typischen bekannten Graphen, für eine Frequenz bekommst du den entsprechenden Funktionswert, eine Synthese auf ein reales RC-Netzwerk wäre noch zu leisten, weil du von Verstärkung redest.


    Z.B für meinen persönlich implementierten passiven schaut das so aus:


    T(p) = (1+pC1R1)/(1+p(C1R2+R1(C1+C2)) + ppR1R2C1C2)


    Viel Spaß,

    Holger

  • Hallo Holger,


    ich glaube wir haben und missverstanden , oder ich hab Dich nicht verstanden :)

    Ja es ist richtig das ich an einem Phono Pre mit allen bekannten Ent/Verzerrungen bastle. Die Berechnung der dafür nötigen Filter ist mir klar , aber ...

    Problem ist die Kontrolle , bei jedem Filter ist ja die Quell sowie die Lastimpedanz nicht zu vernachlässigen , die Bauteiltoleranzen und und und.

    Selbst der Kauf oder Bau einer invers RIAA macht mich , speziell wegen der Bauteiltoleranzen, nicht glücklich.

    Ein Problem ist ja schon das im Netz die Enden der RIAA , also 20Hz und 20kHz , bezogen auf 1kHz +-20dB sein sollen. Eine Simulation bekannter invers RIAA und auch der mathematischen RIAA im LTspice geben aber nur ca +-19dB her . Was ist den nun richtig ?

    Ich suche ein Programm das mir die relative Verstärkung/Abschwächung bezogen auf 1kHz bei verschiedenen Frequenzen berechnet. So etwas muss es doch geben , die ganzen kurven im Netz sind doch nicht "Freihand" gezeichnet :)

    Mit LTspice hätte ich sowas , aber mit der oben beschrieben Ungereimtheit.


    gruss

    juergen

  • Die üblichen Programme gehen so vor wie ich angedeutet habe, Quell/Last werden/können nicht berücksichtigt werden, sind doch von der konkreten Situation abhängig. Das ist nur möglich wenn gerechnet wird. Aber in erster Näherung sind die kalkulierten Ergebnisse brauchbar. Wird überschätzt was Quell/Last bringen, Terme fallen oft raus, wegen minderer Wirkung.


    Ich bin keine Simulierer, auch skeptisch was an Berechnungs-Programmen so rumsschwirrt. Software hat Fehler.

  • Ich suche ein Programm das mir die relative Verstärkung/Abschwächung bezogen auf 1kHz bei verschiedenen Frequenzen berechnet.

    Wenn du selbst berechnet hast, kannst du das natürlich auf ein Graphikprogramm kippen und dir selbst eine passend Skalierung bauen usw.

  • Hallo Jürgen,


    ich bin nicht sicher, ob das für dich passt. Aber in LTspice kannst du mit Hilfe einer Spannungsgesteuerten Spannungsquelle eine exakte inverse RIAA Kurve oder andere Verzerrungskurven erzeugen, indem du eine sog. Laplace-Formel in die Spannungsquelle einfügst.

    Diese entsprechen wohl dem, was Holger weiter oben schon angeführt hat.


    Ich habe mal eine kleine Schaltung damit aufgebaut, die die Verzerrungskurven für 4 verschiedene Varianten erzeugt, und auch direkt die Entzerrerkurven. Diese Spannungsquellen kannst du auch gut vor deinen RIAA-Entzerrer hängen und musst dir kein RC-Netzwerk basteln/berechnen, dass du vor deinen Schaltungsentwurf hängst.


    Die LTspice - Schaltung

    Phono-Kurven SP.png


    Die Formel in der Spannungsquelle, das {X} wird über die Step-Funktion durch 0, 25, 50 und 75 (µs) ersetzt. Wenn man die Werte direkt einträgt kann man das "*1" hinter dem {X} auch weglassen. Also {X}*1 durch 75(µs) ersetzen, wenn man die STEP-Funktion nicht nutzen möchte.

    Phono-Kurven Formel in Spannungsquelle.png


    Diese Kurven kommen dann dabei heraus:

    Phono-Kurven1.png


    Am Ausgang "out_chk" kommt wieder ein glatter Frequenzgang raus. Das angezeigte Rauschen von einigen µV sind vermutlich Rundungsfehler von LTspice.


    Das ganze ist auch nicht auf meinem Mist gewachsen, ich habe das mal irgendwo im Netz gefunden und erfolgreich für meine Simulationen nutzen können.


    Ein kleiner Schönheitsfehler ist noch, das die Kurven nicht exakt durch 0 dB bei 1 kHz gehen, über den Faktor "9" in der jeweiligen Formel passt es aber ziemlich gut. Wenn hier noch jemand eine Idee hat, wie man das mit einfachen Mitteln exakter hinbekommt, gerne Vorschläge.

    Ich bin sicher kein LTspice Spezialist, ich probiere auch nur ein bisschen herum.


    Als Textdateien habe ich das LTspice-File angehangen, zum selbst herum probieren.


    Viele Grüße

    Wolfgang

    Files

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  • Hallo Juergen,


    schau mal hier. Zumindesten für eine passive RIAA.


    Ansonsten kann man mit LTSpice und der Formel für die Spannungsquelle eine mehr als ausreichende Genauigkeit erreichen. In Verbindung mit diesem Invers Netzwerk (aufgebaut mit WIMA 1% Kondensatoren) ergeben sich zumindestens die gleichen Ergebnisse. Auch z.B. bei Tonband mit Meßband nachgemessen.


    Mehr als ausreichend für mich ;)


    Viele Grüße

    Martin

  • Ein Problem ist ja schon das im Netz die Enden der RIAA , also 20Hz und 20kHz , bezogen auf 1kHz +-20dB sein sollen. Eine Simulation bekannter invers RIAA und auch der mathematischen RIAA im LTspice geben aber nur ca +-19dB her . Was ist den nun richtig ?

    Moin Jürgen,


    kleiner Nachtrag.


    Vielleicht berechnet LTSpice unter Einbeziehung von Quellwiderstand und Lastwiderstand, denkbar sogar mit parasitären Kapazitäten? Auch die Frage, wie niederohmig (Quelle wird belastet) oder wie hochohmig (RIAA wird belastet) das RIAA-Netzwerk von z.B. Kabusa (siehe #7) berechnet wurde. Und Toleranzen sind aber immer zu beachten, auch Rundungs- oder Abschneidefehler der Programme.


    Und laß doch LTSpice von 10Hz bis 22KHz laufen, dann werden die Ränder klarer!


    Machs dir leicht mit LTSpice, üble Zufuß-Rechnung läßt sich so ersparen. Muß LTSpice mal ausschnüffeln.


    Grüße,

    Holger

  • Hallo und danke für die Antworten.


    Wombel1969


    ja genau das habe ich ja gemacht , hier habe ich aber das Problem das ich bezogen auf 1kHz , bei 20 Hz -19,36dB habe und bei 20kHz +18,89dB . Dies passiert beim Laplace-Generator genauso wie bei der Simulation mit den bekannten Reverse-RIAA Schaltungen.

    Was stimmt den nun ? Die Simulation oder die im Netz zu findende +-20dB Angabe ?


    MartinR


    wie schon geschrieben , Formeln zu Berechnung der Bauteile habe ich , das ist nicht das Problem .


    keeskopp


    Die Simulation mit LTspice beinhaltet ja nur den einfachen invers RIAA_Generator , so wie in Wombels Beitrag beschrieben.


    Wozu soll das gut sein wird sich der ein oder andre fragen .

    Ich besitze einen R&S UPL Audioanalysator. Mit diesem kann ich z.B. den Frequenzgang eines Phono-Pres messen. Eine invers RIAA ist dazu gar nicht nötig da diese praktisch eingebaut und zuschaltbar ist. Diese eingebaute Entzerrung ist bis auf einen kleinen bekannten Fehler sehr genau, genauer als jede diskret aufgebaute externe invers RIAA.

    Diese Entzerrung ist im Gerät als einfache ASCI Textdatei auf dem Gerät vorhanden.

    Nun möchte ich zum einen den kleinen Fehler beheben , aber viel wichtiger , weitere Entzerrungsdateien für andere Kurven erstellen.


    gruss

    juergen

  • Hallo Jürgen,


    wenn du aus den Kurven eine Texttabelle mit den Werten machen möchtest, so ist das auch kein Problem. Mit meiner MAC-Version von LTspice geht das leider nicht, nur mit der Windows Version.


    Zunächst simulieren, dann das Ausgabefenster anklicken/auswählen und dann im File-Menü

    "Export data as text" auswählen.

    Phono-Kurven als Texttabelle speichern1.png


    Dann noch den gewünschten Ausgang und die Anzahl der Schritte auswählen

    Phono-Kurven als Texttabelle speichern2.png


    Die erzeugte Textdatei kannst du dann vorzugsweise in einer Tabellenkalkulation nachbearbeiten, um den Pegel bei 1kHz auf 0 dB zu normieren. Da kannst du ja einfach von jedem Wert einen festen Betrag addieren oder subtrahieren um auf die 0dB bei 1kHz zu kommen.


    Vielleicht hat ja noch jemand hier einen Tipp, wie man das direkt in LTspice hinbekommt. Es wäre schon schön, wenn alle Kurven bei 1 kHz durch 0 dB laufen würden.

    Auf diese Weise solltest du eigentlich alle gewünschten Verzerrer-Kurven generieren können.

    Ob man nun von ±20 dB oder ±19dB spricht, finde ich nicht so entscheidend. Die Simulation wird da schon stimmen! Eine so hohe genauigkeit brauche ich eigentlich auch nicht in der Praxis. Aber simulieren möchte ich erstmal möglichst genau, um die Abweichungen bei variierenden Bauteilwerten abschätzen zu können. In der Praxis bei der fertigen Schaltung finde ich ±1 oder 2 dB nicht so wichtig, das höre ich sowieso nicht.


    In meiner ersten LTspice-Datei habe ich noch eigene Makros für die Laplace-Generatoren verwendet, da ich diese öfter brauche, sorry. Hier noch mal mit den Standard Symbolen, die sollte dann jeder öffnen können.


    Dazu noch als Beispiel die Textausgabe der Verzerrer-Kurven. Ich habe die auch schon als RIAA-Korrekturdatei für ARTA eingespielt. Ich muss aber zugeben, bisher noch nie praktisch verwendet ...

    Für deinen UPL musst vielleicht die Schrittweite anpassen ... den hätte ich auch gerne. Ich habe hier halt ARTA mit einer recht guten Soundkarte und einen HP8903B.


    Gruß

    Wolfgang

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  • Hier habe ich gerade eine Exceltabelle gefunden, die die RIAA-Kennlinie berechnet. Das kannst du sicher für deine Zwecke auch an andere Verzerrerkurven anpassen und auch den Frequenzbereich erweitern.


    Bonavolta RIAA


    Gruß

    Wolfgang

    Windows - from the people who brought you edlin ...

  • Hallo Wolfgang ,


    Bingo , genau das hab ich gesucht , besten Dank.


    Wie ich die Kurvenwerte aus LTspice exportiere wusste ich , da es aber Unterschiede zu den allgemein propagierten +-20dB gab , war ich unsicher.

    Die von Dir verlinkte Formel beseitigt aber jegliche Zweifel.


    gruss

    juergen

  • Hallo Jürgen,

    es freut mich, wenn wir etwas passendes gefunden haben. Ich habe mal an der Excel-Datei ein bisschen herumgebastelt und sie ein bisschen flexibler gestaltet.


    Du kannst jetzt oben die Zeitkonstanten direkt eintragen und sie werden in allen Formeln berücksichtigt, damit kannst du andere Entzerrerkurven als RIAA erstellen, z.B. DIN/Teldec mit t3 = 50 µs statt 75 µs bei RIAA.


    Außerdem kannst im Kopf die Frequenz eintragen, bei der die Kurven durch 0 dB laufen sollen (gelb markiert). Vorzugsweise 1000 Hz, aber es ist eine beliebige Frequenz möglich. Es wird daraus ein Faktor berechnet, der von allen Werten abgezogen wird, so daß das der Pegel bei der gewählten Frequenz immer 0 dB ergibt.
    Die Tabelle habe ich erweitert auf 5 Hz bis 50 kHz.


    Dazu noch ein Diagramm in Excel, dass die Kurven darstellt.

    Phono-Kurven Grafik.png


    Ich hoffe der Upload der Excel- als Textdatei funktioniert hier...


    Auf der Bonavolta-Seite wird noch auf die vom IEC empfohlene 4. Polstelle bei 7950 µs (20 Hz) eingegangen, diese halte ich für überflüssig. Ich glaube nicht, dass diese beim Schneiden einer Schallplatte groß beachtung findet.

    Ich kann mir vorstellen, dass die Firmen da ihre eigenen und vielleicht auch steileren Filter als 6 dB / Oktave bei 20 Hz einsetzen. Bei der Aufzeichnung wird vielleicht sowieso schon früher nach unten begrenzt.


    Bei der Wiedergabe, würde ich im RIAA-Vorverstärker auch ein steileres Filter bevorzugen, das aber erst bei 15-10 Hz einsetzt. Einen Rumpelfilter halte ich zur Schonung der Basslautsprecher auf jeden Fall für notwendig. Viel informatives wird sich unter 20 Hz kaum auf der Schallplatte finden ...


    Würde man sowohl bei Aufnahme, als auch bei Wiedergabe diese Polstelle verwenden, käme man insgesamt auf eine Dämpfung von 6 dB, was ich nicht für toll halte.


    Die ursprüngliche Excel-Datei stammt von hier: Bonavolta RIAA


    Viele Grüße

    Wolfgang

    Files

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  • Hallo Jürgen ,

    erstmal herzlichen Glückwunsch zu deinem neuen Spielzeug und danke für das Update :):) .

    Wenn du das dann alles richtig :Dgemacht hast , kann das so aussehen :



    Hier am Beispiel meiner ollen D3a RIAA mit neuen , optimierten Bauteilwerten in der Entzerrung .

    MfG , Alexander .

    EMT 927 mit Ortofon und DL 103 / SPU, EMT 948 , EMT 938 , 1 x TD 124 , Transrotor AC , RIAA - VV mit D3a , V 73 , V 81 , V 69 in TFK O 85 , Eintakt mit RE 604 und E406N , VOTT , Eckmiller O 15 , MTA Endstufe nach Frank Blöhbaum , TFK M 12a , R+S EU 6201 mit MSDC , EBU 3137/3 mit TAB USDC und ca . 8000 Röhren zum Basteln...und zum Messen ein UPL von Rohde + Schwarz

  • Hallo,


    ich kann die Datei leider nicht öffnen . Entweder bin ich zu blöd oder OpenOffice Calc versteht sie nicht.


    audiomusica , ja du hast Recht , aber das Programm berechnet ja die Schneidekurve. Falls du dich aufs Excel Diagramm beziehst , keine Ahnung kann sie nicht öffnen.


    gruss

    juergen

  • Ooops,

    da hast du ganz recht, da war ich so mit den Formeln beschäftigt und habe die Vertauschung nicht bemerkt.

    Hier eine Korrektur der Grafik,


    Phono-Kurven Grafik.png


    die Beschriftung der Tabellen in der Exceldatei habe ich ebenfalls korrigiert.

    Vielen Dank für den Hinweis.


    @Jürgen: Die Excel ist mit Office 365 auf dem Mac erstellt, vielleicht versteht das Openoffice nicht. Ich habe sie mal im alten Format Excel 97-2004 abgespeichert und angehängt, vielleicht klappt das damit auch mit OpenOffice. Zumindest ist die Codierung nach Up- und Download korrekt, habe ich gerade probiert.

    Schönes Gerät der UPL, kann mir gar nicht vorstellen, das R&S da eine ungenaue RIAA-Korrekturdatei mitgeliefert haben soll.

    Wenn ich mal günstig an einen rankomme, werde ich auch zuschlagen, aber im Schnitt 1000,- € und mehr ist mir dafür im Moment zu viel. Ist ja nur ein Hobby ...


    Gruß

    Wolfgang

  • Hallo Wolfgang ,


    danke , da war ich ja doch nicht zu blöd :) mit der 2004 klappt es einwandfrei.


    gruss

    juergen


    ps doch die UPL RIAA Datei hat einen Fehler . Hab ihn schon beseitigt , ist nur eine Zahl , es wurde an einer stelle 10,02dB anstatt 10,2dB eingetragen.

  • ps doch die UPL RIAA Datei hat einen Fehler . Hab ihn schon beseitigt , ist nur eine Zahl , es wurde an einer stelle 10,02dB anstatt 10,2dB eingetragen.

    Genau , das ist der Buckel bei 150 Hz .

    MfG , Alexander .


    riaa upl.jpg

    EMT 927 mit Ortofon und DL 103 / SPU, EMT 948 , EMT 938 , 1 x TD 124 , Transrotor AC , RIAA - VV mit D3a , V 73 , V 81 , V 69 in TFK O 85 , Eintakt mit RE 604 und E406N , VOTT , Eckmiller O 15 , MTA Endstufe nach Frank Blöhbaum , TFK M 12a , R+S EU 6201 mit MSDC , EBU 3137/3 mit TAB USDC und ca . 8000 Röhren zum Basteln...und zum Messen ein UPL von Rohde + Schwarz