Deemphasis/Preemphasis und Co.

Allgemeine Informationen zu SvxLink

Deemphasis/Preemphasis und Co.

Beitragvon DL3DCW » So 8. Jan 2017, 20:53

Hallo zusammen,

in diesem Thread hatte ich ja schon mal über "dumpf" klingende EchoLink-Verbindungen berichtet. Inzwischen sind bei uns auch ein paar Empfänger auf RTL_SDR-Basis hinzugekommen, die ebenfalls recht dumpf klingen (DEEMPHASIS=1). Nimmt man die Deemphasis heraus, klingen diese recht hell. Fast schon zu hell. Obwohl die Deemphasis prinzipiell bei den SDR ja eingeschaltet werden müsste (dort ist sowas ja nicht eingebaut). Die SvxLink-Stimmen klingen senderseitig hingegen recht angenehm. Zusätzlich habe ich mal versucht, einen MP3-Rundspruch abzuspielen. Dieser klingt ebenfalls sehr dumpf.

Da dies auf ein Problem mit der Deemphasis/Preemphasis hindeutet, habe ich mal unsere Relais mit SDR# genauer untersucht (Deemphasis/Preemphasis in SvxLink überall deaktiviert). Und siehe da: Die Relais haben - zumindest TX-mäßig - alle einen recht linearen Audiofrequenzgang. Das würde also bedeuten, dass bei den Relais die Deemphasis/Preemphasis fehlt und im Prinzip eingeschaltet werden müsste. Wir haben das bisher nur nicht gemerkt, da überall - also bei Empfängern und Sendern - beides fehlte. Das wurde damit also perfekt ausgeglichen.

Sobald ich nun bei den Sendern die Preemphasis in SvxLink einschalte, klingend die vorher angenehmen Stimmen jedoch gar nicht mehr so toll. Sie sind absolut höhenbetont, die Tiefen fehlen völlig. Was mache ich falsch?

Schönen Gruß
Frank, DL3DCW
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Re: Deemphasis/Preemphasis und Co.

Beitragvon DL3DCW » Di 10. Jan 2017, 14:48

Hallo zusammen,

ich habe das Ganze nun mal messtechnisch untersucht: Sowohl Deemphasis und Preemphasis tun was sie sollen. Die Deemphasis senkt die hohen Frequenzen mit etwas mehr als 20dB/Dekade ab, die Preemphasis hebt die hohen Frequenzen dann wieder um etwas mehr als 20dB/Dekade an.

Der Frequenzgang meines SvxLink-Systems (RX zu TX) ist sowohl ohne als auch mit aktivierter Deemphasis und Preemphasis (beides natürlich gleichzeitig) fast perfekt linear.

Warum hören sich die SvxLink-Stimmen nun bei eingeschalteter Preemphasis bei den Benutzern so extrem höhenbetont an? Da der Frequenzgang des Senders ja linear ist (Data-Buchse, habe ich überprüft) und EchoLink ohne Preemphasis dumpf klingt, muss sie ja eigentlich aktiviert werden ...

Schönen Gruß
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Re: Deemphasis/Preemphasis und Co.

Beitragvon dl1hrc » Di 10. Jan 2017, 21:07

Hallo Frank.

Welche Stimmen nutzt Du denn genau? Es gibt mittlerweilen einige Versionen.

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Re: Deemphasis/Preemphasis und Co.

Beitragvon DL3DCW » Mi 11. Jan 2017, 06:39

Hallo Adi,

ich habe folgende Stimmen probiert: Petra, Mary und Heather. Jeweils in 16k da 8k ja nicht mehr unterstützt wird. Alle Stimmen klingen ohne Preemphasis deutlich angenehmer - eigentlich sogar fast perfekt. Mit der Einstellung klingt EchoLink dann aber sehr dumpf. Die Beobachtung habe ich übrigens nicht nur auf einem System sondern auf allen unseren Relais gemacht. Im Moment drehe ich mir daher ein wenig im Kreis ;-).

Schönen Gruß
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Re: Deemphasis/Preemphasis und Co.

Beitragvon dl1hrc » Mi 11. Jan 2017, 09:36

Hallo Frank,

das ist dann bei mir irgendwie anders. Habe Preemphasis zugeschaltet und die Stimmen sind gut aufzunehmen. Natürlich klingen weibliche Stimmen naturbedingt höher aber ich empfinde es nicht als zu hoch. Das war übrigens bei allen Systemen so, die ich bisher aufgesetzt habe.
Habe da leider keine Idee momentan.

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Re: Deemphasis/Preemphasis und Co.

Beitragvon DL3DCW » Mi 11. Jan 2017, 10:03

Hallo Adi,

bei mir fehlen bei eingeschalteter Preemphasis völlig die tiefen Frequenzen im demodulierten Audiospektrum. Die Stimmen klingen dann schrill und dünn. Erst mit dem Abschalten der Preemphasis wird es wieder angenehm. Mit dem Nachteil, dass dann bei den EchoLink-Verbindungen absolut die Höhen fehlen.

Also anscheinend irgendein systembedingter Fehler. Denn es ist doch nicht normal, dass das Klangbild so unterschiedlich ist? Irgendwo mache ich noch etwas falsch. Nur wo? ;-)

Noch mal etwas anderes: Meine Sender sind so eingestellt, dass bei einem NF-Pegel von 1Vss (Ausgang Soundkarte) ein FM-Hub von 2.5kHz erreicht wird. SvxLink arbeitet dabei mit einem MASTER_GAIN von 0.0dB. Somit habe ich noch einen Headroom von 6dB; Verzerrungen treten erst ab 2Vss auf. Also eigentlich alles so wie es sein soll.

Wenn ich nun die Preemphasis zuschalte werden die tiefen Frequenzen gedämpft und die hohen Frequenzen angehoben. Bei den hohen Frequenzen liegt dann der NF-Pegel deutlich über 1Vss, er reicht also in den Headroom herein. Eigentlich müsste ich nun doch den MASTER_GAIN zurücknehmen so dass niemals 1Vss und damit ein Spitzenhub von 2.5kHz überschritten wird, oder?

Schönen Gruß
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Re: Deemphasis/Preemphasis und Co.

Beitragvon DL3DCW » Mi 11. Jan 2017, 10:51

Hallo zusammen,

ich habe nun noch mal die Pegel ohne sowie mit Preemphasis gemessen und verglichen (direkt am Soundkartenausgang). Die Deemphasis im Empfänger ist abgeschaltet, der GAIN steht auf 0dB. Das RX-Signal wurde intern erzeugt (speaker-test + loopback-device) um Unlinearitäten auszuschließen:

Code: Alles auswählen
Frequenz  PREEMPHASIS=0 PREEMPHASIS=1
500Hz     1Vss   0db    0.4Vss   -8dB      
750Hz     1Vss   0db    0.7Vss   -3dB
1000Hz    1Vss   0db    0.9Vss   -1dB
1250Hz    1Vss   0db    1.2Vss   +1dB
1500Hz    1Vss   0db    1.3Vss   +2dB
1750Hz    1Vss   0db    1.4Vss   +3dB
2000Hz    1Vss   0db    1.7Vss   +4dB
2250Hz    1Vss   0db    1.8Vss   +5dB
2500Hz    1Vss   0db    1.9Vss   +6dB
2750Hz    1Vss   0db   >2.0Vss   >6dB (verzerrt)
3000Hz    1Vss   0db   >2.0Vss   >6dB (verzerrt)

Frequenzen oberhalb 2500Hz erreichen mit eingeschalteter Preemphasis also mehr als doppelte Amplitude und damit doppelten Spitzenhub (>5kHz). Der DA-Wandler ist dabei am Anschlag und dass Signal wird verzerrt. Der MASTER_GAIN muss demnach entsprechend verringert werden. Mindestens also um 6dB, eher noch mehr. Bei einer Absenkung um 7dB wird der Spitzenhub (2.5kHz) dann nicht mehr überschritten. Oder mach ich einen Denkfehler?

Schönen Gruß
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Re: Deemphasis/Preemphasis und Co.

Beitragvon DL3DCW » Do 19. Jan 2017, 06:50

DL3DCW hat geschrieben:Frequenzen oberhalb 2500Hz erreichen mit eingeschalteter Preemphasis also mehr als doppelte Amplitude und damit doppelten Spitzenhub (>5kHz). Der DA-Wandler ist dabei am Anschlag und dass Signal wird verzerrt. Der MASTER_GAIN muss demnach entsprechend verringert werden. Mindestens also um 6dB, eher noch mehr. Bei einer Absenkung um 7dB wird der Spitzenhub (2.5kHz) dann nicht mehr überschritten. Oder mach ich einen Denkfehler?

Inzwischen kann ich mir die Frage selbst beantworten: Ja, ich habe einen Denkfehler gemacht. Das Ganze funktioniert trotzdem oder gerade erst deshalb, weil bei der menschlichen Sprache die hohen Frequenzen eine deutlich geringere Amplitude als die tiefen Frequenzen haben. Daher kann man die hohen Frequenzen entsprechend verstärken ohne dass der Spitzenhub überschritten wird. Das gilt aber nur für Sprache! Ein Messsignal mit voller Amplitude wird bei den hohen Frequenzen hingegen immer zu Verzerrungen führen. Das ist also völlig normal. Wieder etwas dazugelernt ...

Leider findet man zu diesem Thema kaum Infos im Netz. Man muss sich das sehr mühsam zusammensuchen oder auch selbst Messungen durchführen um das alles erst mal zu verstehen. Vielleicht habe ich aber auch nur falsch gesucht. Oder in der Schule nicht aufgepasst als das Thema Preemphasis/Deemphasis behandelt wurde, hi.

Mein ursächliches Problem ist damit aber leider immer noch nicht gelöst:

  • PREEMPHASIS=0: SvxLink-Stimmen klingen gut, EchoLink klingt dumpf
  • PREEMPHASIS=1: EchoLink klingt gut, SvxLink-Stimmen klingen schrill
Ist das denn nur bei mir so? Wenn ja, was mache ich falsch? Je mehr ich mich mit SvxLink beschäftige umso überzeugter bin ich das dies KEIN Problem von SvxLink ist. Die Entwickler haben ganze Arbeit geleistet und sehr viel mitgedacht. Also muss das Problem bei mir liegen. Ich habe sämtliche Einstellungen durchprobiert, die aktuellsten Versionen installiert, den Quelltext durchforstet und finde trotzdem die Ursache nicht. Derzeitiger Workaround: Eine selbstdefinierte Preemphasis/Deemphasis die nicht so stark wirkt. Damit fällt das Problem weniger auf.

Eine zufriedenstellende Lösung ist das aber nicht. Denn spätestens beim Abgleich der Sender und Empfänger z.B. mit devcal (übrigens ein tolles Tool) lege ich mir damit wieder die Karten. Denn devcal berücksichtigt beim Abgleich eine eventuelle Preemphasis/Deemphasis und korrigiert die Signale entsprechend. Da die Kurve aber nicht mit meiner "Preemphasis-Light" übereinstimmt kommt natürlich Unsinn dabei heraus. Dann kann ich also gleich wieder nach Gefühl und Gehör abgleichen. Das kann aber nicht Sinn der Sache sein ...

Schönen Gruß
Frank, DL3DCW

P.S: Sachdienliche Hinweise die zur Lösung des Problems führen belohne ich mit einer kostenlosen Radio- oder RepeaterBox. Meine Neugier - woran es denn nun wirklich liegt - ist einfach zu groß ;-)
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Re: Deemphasis/Preemphasis und Co.

Beitragvon DL7ATA » Sa 4. Mär 2017, 16:03

Hallo Frank,
nach mehrwöchiger Abstinenz bin ich wieder im Forum und habe Deinen De-/Preemphasis Beitrag gelesen.
Mit welchen Funkgeräten testest Du? Ich habe mir anfangs mit den Motorola-Mobilfunkgeräten exakt die gleichen Karten gelegt. Hingegen bei allen anderen (Kenwood, Grundig FK105 usw.) hat alles ufb geklappt. Erst mit der Synchronisation in den Parametern der Motorolas und der svxlink.conf hat alles mit der 1:1 NF Übertragung funktioniert.
73 de Frank

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Re: Deemphasis/Preemphasis und Co.

Beitragvon DL3DCW » Sa 4. Mär 2017, 17:34

Hallo Frank,

es handelt sich um eine ganze Reihe unterschiedlichster Systeme. Das Problem ist immer der Unterschied zwischen EchoLink und den restlichen Signalen. Daher also eher weniger ein Problem bei den Sendern/Empfängern ...

Schönen Gruß
Frank, DL3DCW
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