web analytics

Waarom een goede switch wél uitmaakt voor streaming audio

Inleiding

Inhoud

Een open mind behouden is belangrijk. Zowel in ons leven als in ons vak. Als we als mensheid geen open mind houden, staan we in feite stil, want we zouden dan alles wegwuiven wat we niet kennen. Echter vinden we het bij Alpha Audio ook belangrijk zaken te begrijpen. We achterhalen graag het ‘waarom’. Nu hebben we twee grote switchstests gedaan. De eerste mét lezers. En de tweede – mede door het heerlijke virus – zonder publiek. In beide gevallen hebben we verschillen waargenomen. Is dat gek? Nou… nee… het is namelijk meetbaar. En in dit artikel onze bevindingen. 

Meten aan digitale apparatuur is een vak op zich. Zowel een goede set-up als het interpreteren als het uitvoeren is niet gemakkelijk. Of goedkoop. We hebben deze metingen dan ook niet zelf gedaan. En wellicht maakt dat het interessanter, want kloppen onze bevindingen uit de luistertest met wat de metingen zeggen?

De test-setup

Kort samengevat zijn de switches als volgt gemeten:

– De netzijde van de switch is aangesloten via een CDN M3.
– De ethernetzijde is aangesloten op en CDN T8.
– Bij de meting aan één CDN is de andere poort afgesloten met 50 ohm.
– Er is gemeten aan de diverse poorten: 1-8, het stoorniveau is voor alle poorten identiek (zoals we ook mogen verwachten)

Overigens is in dit geval een CDN geen Content Delivery Network maar een Coupling / Decoupling Network. Die zijn nodig om de te testen circuits te isoleren zodat er geen externe stoorbronnen zijn. Cruciaal in dit geval, want de ruisniveaus zijn al erg laag. En we willen het zuiver houden.

Waar wij in geïnteresseerd zijn is common mode storing. In dit geval is het common mode stroom die door de ethernetpoort de streamer in en / of door zou kunnen gaan en zou kunnen sluiten door DAC en / of versterker. Maar aan de andere kant willen we ook graag weten wat er via de voeding zelf het lichtnet op gaat en via die weg de set in kan. Want ook dat kan voor verstoring van de weergave leiden.

Even kort iets over common mode stroom:

Common mode stroom is de som van de stromen door een kabel. Normaliter is die 0 gezien de stroom door signaal en retourgeleider gelijk en tegengesteld zijn.. Het wordt common mode storing genoemd als de richting van de stoorstromen in beide geleiders dezelfde richting hebben.

Common mode storing kan zich openbaren door common mode naar diferential mode omzetting. Deze omzetting kan plaatsvinden in een DAC en daar jitter veroorzaken, of vervorming in het analoge backend. Iets dergelijks kan tevens in de versterker plaatsvinden.

In principe is common mode stroom te filteren en daarmee te reduceren. Echter is het ene filter het andere niet, zoals we ook wel in de metingen terug zullen zien. Tevens is de kwaliteit van de voeding bepalend voor het binnenkomende stoorniveau en dus ook wat er overblijft van die ruis aan de ethernetzijde.

In het bovenstaande voorbeeld hebben we met pijlen aangegeven hoe u deze metingen kunt lezen. De bandbreedte waartussen we meten is 9 kHz – 10 MHz.

De basis – referentie – is 13,01 dBm wat overeenkomt met 1 volt. Dat is de bovenste lijn. Per divisie gaat er 10dB vanaf. Kortom: onderaan zitten we 100 dBm lager. Maar de beste switch komt niet lager dan het derde streepje van onder (boven de 2e div), wat neerkomt op -70 dBM onder 1 volt. En dat komt overeen met 300 uV. Dat is laag. De meeste pieken aan de voedingkant rond de 70 mV.

Hoe zit het met data?

Sommige liefhebbers geven weleens aan dat de data over het netwerk gecorrigeerd wordt, dat er dus geen fouten ontstaan en dat er dus geen hoorbaar verschil kan zijn. Dat er geen datafouten ontstaan bij degelijke transmissie klopt als een bus. Dat hebben we al regelmatig gecheckt. Maar daar moeten we dus ook niet zoeken… Onze redenering was eenvoudig: we horen verschil, het zit niet in de data, dus waar dan wel? Wat er in basis overblijft is ruis…

32 reacties

    1. Ik snap hem! Ik ga wel maar mijn stekkerblokken vanaf de strip. Op de strip wordt de draad met een AMP oogje gemonteerd en aan de draad komt dan een stekker welke ik in het powerblock ga steken.

      Alle materialen zijn besteld! Volgens mij kan dit neutraal of positief gaan uitpakken, maar niet negatief.

      Huite zegt: Benieuwd wat jouw “gepruts” weer gaat opleveren!

      Als je maar genoeg probeert kom je vanzelf ergens 😉

  1. Dank voor je reactie 16/06/2021 om 17:11Toon! Heb daar nog een paar vragen over. Je schrijft:
    “Elke voeding maakt common mode ruis. Die kun je via een aarde wegwerken.” Een aarde op de switch neem ik aan, want de switch zelf is al geaard. Hoe breng ik aarde op de switch(es) aan? Via het “doosje” waar deze in zit?
    “Het wordt moeilijk bij een gecombineerde modem/router.
    De modem is aangesloten op de coax/glasvezel, die een eigen aarde heeft.”
    Een glasvezel modem/router is door de glasvezel toch ontkoppeld? De omzetting van glas naar koper vindt bij mij n.l. plaats in het modem zelf.
    Zal er als Dummie wel weer helemaal naast zitten. 🙂

    Ciao, Huite

    1. Huite
      Je zit er niet naast! We zijn allemaal aan het zoeken naar de beste/eenvoudigste oplossing.

      Een gelijkspanningsvoeding is via de voedingskabel ( de ‘-‘ kant) verbonden met het chassis van de switch. De common mode ruis van de voeding kan op die manier in het netwerk terecht komen.
      De meeste voedingen hebben geen aardaansluiting aan de 230 V kant.
      Dus kun je die niet aarden. Dan maar de switch aarden.

      De modem/router heeft een coax (antenne) uitgang voor de TV.
      De modem wordt óók gevoed. Meestal in de meterkast. Bij mij is die geaard aan de binnenkomende aarde. Die is herkenbaar aan de grotere diameter van ca. 5,6 mm = 100mm2. De coax wordt dus in de meterkast geaard. Er zijn filters te koop TR 83008 om de TV te ontkoppelen van ongewenste (common mode) lekstromen, mocht je daar last van hebben indien je TV gecombineerd is met je audio-installatie.
      groet Toon

      1. Dank voor je duidelijke antwoord Toon! Nog een klein vraagje, dan stop ik… Als je de switch voedt met een mooie LPS die via een 3-pin IEC aansluiting is geaard zou het common mode ruis probleem dus niet mogen spelen?

        1. Huite
          De ruis van die voeding komt niet in het netwerk terecht. De andere apparaten moeten wel op dezelfde voeding (aarde) aangesloten zijn.
          Het TV filter heet mantelstroomfilter of aardlus isolator.
          Het zware blok met de 10? aarddraden doet hetzelfde.
          De massa van dat blok doet niet ter zake volgens mij. Je kunt ook zelf zoiets maken van draad met een forse doorsnede.
          groet Toon

  2. Het lijkt net alsof dit artikel geschreven is vanaf een paar halve aantekeningen gemaakt door een techneut en door iemand samengevat die zelf nog geen batterij van een zaklantaarn kan vervangen. Ik ben er zo een dus ik kan het zeggen.

  3. Ik vind het altijd leuk en interessant als hoorbare verschillen ook meettechnisch kunnen worden bevestigd. Meer en meer denk ik dat het interessant wordt om hoogfrequente noise (common mode) met een goed aardscherm met voldoende diameter direct op de behuizing van bijvoorbeeld een computer streamer aan te sluiten en aan de andere zijde direct op de aardelektrode.

      1. Hoi Huite,

        Interessant deze oplossing. Je zou denken dat je dit ook al met de powercords bereikt (mits alle aangesloten apparaten voorzien zijn van aarde), omdat een powercord in het stekkerblok ook alle componenten vereffend. Ik denk dat door de dikte (dunne) van de connenctiedraden vooral ook laagfrequente noise vereffend wordt (zelfde effect als met de aarddraad in het powercord). Ik verwacht een beter resultaat om naast de aarddraad te kiezen voor een draad, of afscherming met voldoende diameter voor de hoog frequente noise.

        Ik ben wel benieuwd om dit blok van SR te testen.

        Groeten,
        Wijnand

        1. Wijnand
          Het blok van SR is een ‘reservoir of charge’ ??
          Dit lijkt me hoogst twijfelachtig. Het voordeel kan zijn dat alle apparaten hiermee naar één aarde geaard worden. Via ‘lege’ pluggen, daar kun je altijd bij.
          Er zijn dan minder (geen?) vereffeningsstromen.
          Let op: de fabrikant waarschuwt dat het effect ook wel eens minder kan zijn.
          groet Toon

          1. Hoi Toon,

            Op zich lijkt het mij niet twijfelachtig. Aarding en vereffeningen zijn denk ik super interessant voor een audioset. Ik denk dat het een kwestie is van logisch nadenken op elektrotechnisch gebied. Stromen kiezen altijd de weg van de minste weerstand. Bij een gelijke weerstand krijg je een deling, maar als je ervoor zorgt dat de weg tussen de componenten een lagere weerstand krijgt naar het vereffeningsblok of richting aarde t.o.v. de interconnects dan kan dit zeker een voordeel opleveren in de zin van rust in de soundstage.

            Zelf heb ik een gemodificeerde dac die volledig met externe voedingen wordt gevoed. Ik geëxperimenteerd om alsnog een powercord in de loze 230V aansluiting te steken. De aarde is het enige wat intern nog verbonden is in het dac. Wat blijkt als ik powercord in het zelfde stekkerblok steek als mijn versterker dan geeft het een voordeel, maar steek in hem in het stekkerblok van mijn streamer dan is het een nadeel. Als ik dit logisch bekijk dan begrijp ik het voordeel als hij in het stekkerblok zit van de eindversterker. De zwerfstromen (waarschijnlijk microspheres) die tussen de versterker het het dac stromen worden gedeeld over het powercord. Maar als ik hem in het blok van de streamer steek dan creëer ik een loop (verschillende groepen, lange kabels = relatief hoge weerstand, en gecombineerde ruis), dit laatste verergerd de zwerfstromen in het interconnect van het dac en de versterker.

            Ik denk dat de wijze van vereffenen of aarden de truuk is!

            Ik ben wel heel benieuwd naar de werking, maar ik denk dat ik zelf eens een koperstrip ga bewerken om te experimenteren!

            Groeten,
            Wijnand

            1. “ik denk dat ik zelf eens een koperstrip ga bewerken om te experimenteren!”

              Daar zou je vervolgens ook een IEC op kunnen maken net als SR om het experiment wat meer diepgang te geven.

            2. Hoi Huite,

              Help me out there! Ik ken IEC alleen als international elektrotechnical commission.

              Ik ga een koperstrip bestellen van 1,2 meter lang. Die ik achter mijn systeem ga leggen. Ik ga alle componenten met een 6mm2 aarddraad op deze strip vereffenen.

              https://www.elektramat.nl/hager-um35a-hager-railkoper-5mod-400a/

              Op dit moment heb ik 2 audiogroepen. Waarvan 1 groep voor de streamer en voedingen. In het verleden speelde ik vanaf de streamer rechtstreeks naar de Ethernet input van mijn dac. De dac en de streamer waren galvanisch (geïsoleerd) gescheiden van elkaar. Tegenwoordig speel ik met AES/EBU deze kan niet galvanisch gescheiden worden.

              Wat ik nu gedaan heb. Is 2 netstekkers (mannetjes) en heb daartussen een aarddraad verbonden, dus geen fase en nul… alleen de aarde. Ik heb met deze verbinding mijn 2 stekkerblokken met elkaar verbonden. Ik merk direct een goede verbetering in rust en attack.

              In het algemeen! Dit heb ik gedaan als test. Het is daarom geen definitieve oplossing en het is (voor niet electrotechnici) sterk af te raden om dit te proberen 😉

              Groeten,
              Wijnand

  4. Mijn middelbare school natuurkunde licht ver achter me, dus ik ga twee hele domme vragen stellen (je mag me uitlachen):

    Vraag 1 gaat over de zin ‘De bandbreedte waartussen we meten is 9 kHz – 10 MHz.’ Wat meet je dan? De frequentie waarop de ruis zich voordoet en is dB dan de sterkte van het ruis signaal? Of is het de frequentie van het inkomende signaal?

    Vraag 2 gaat over het golfjespatroon: de ‘audiofiele’ switches hebben extra condensatoren aan boord (als ik het me goed herinner). Zijn de toppen van de golfjes dan de frequenties die buiten het bereik van de condensatoren liggen en waar ze niet de ruis dempen of uitfilteren?

    1. Ik lach nooit iemand uit… dit is complexe kost en je vragen zijn terecht.
      9 kHz – 10 MHz is de band waarin we storing meten.

      Het golfjespatroon is typerend voor schakelende voedingen. Condensators vlakken deels zaken af. De trafo’s ook. Maar dus niet alles :-).

      1. Jaap
        Common mode ruis kun je niet zomaar filteren*.
        Die ruis verplaatst zich via het chassis of de afschermingen naar bv. het chassis van de DA converter. Dan verder via de afscherming van de Cinch kabel naar een ander potentiaal..
        De afscherming van de Cinch kabel heeft een lage weerstand waardoor er een stoorspanning over ontstaat. Een invloed op het ruimtelijk geluid en de herkenbaarheid van instrumenten is het gevolg.
        Jouw meting laat zien dat er wel iets aan te meten is.

        Wanneer gaan de fabrikanten opgeven hoeveel Common-mode ruis hun apparaten veroorzaken? Meten is weten!

        * soms is die ruis te voelen: Bij een lichte aanraking met een chassis voelen we soms een trilling. Dit is dan de pure 50 Hz common noise.

        groet Toon

        1. Toevoeging op 04/06/2021 OM 22:1
          De ruis verplaatst zich ook via de symmetrische Catx kabels.
          Vanuit het chassis van de switch via een 100 Ohm afsluitweerstand, een 10 nF condensator, de midden aftakking van het transformatortje (trafo) naar de Catx kabel.
          Aan de ontvanger kant weer: trafo > 10 nF > 100 Ohm > chassis.
          Het is duidelijk dat de Common mode ruis afneemt als je meerdere switches in serie zet. de Paul Pang Quad doet iets dergelijks.
          Beter zou zijn om die ruis bij de bron al aan te pakken.
          Via de aarde is een oplossing, maar dan moet die aarde natuurlijk van alle smetten vrij zijn.
          In mijn woning heb ik meerdere aardes, voor elke groep een.
          Die aardes zijn in de meterkast met elkaar verbonden, en toch kan ik een klein verschil meten tussen die aardes.
          Er is dus nog wat te onderzoeken!

          1. Hallo Toon,

            “Beter zou zijn om die ruis bij de bron al aan te pakken”.

            Bedoel je in dit verband bij de switch? En zo ja hoe dan?

            “Via de aarde is een oplossing, maar dan moet die aarde natuurlijk van alle smetten vrij zijn”.

            Aparte aarding incl aardpin voor de audiogroep bijvoorbeeld?

            Gr. Huite

            1. Huite
              Even nog een toevoeging op de toevoeging 09/06/2021 OM 14:47.
              Meerdere switches in serie zetten betekent ook dat je dan per switch de ruis erbij krijgt van de voeding(en) van die extra switches.
              Elke voeding maakt common mode ruis.
              Die kun je via een aarde wegwerken.

              Let er wel op dat in je systeem alles via dezelfde aarde geaard moet zijn.
              Zo niet, dan heb je kans op vereffeningsstromen!
              Eén aarde dus voor de router in de meterkast, je netwerk, evt. de pc, en je verdere audio-apparaten.
              Het wordt moeilijk bij een gecombineerde modem/router.
              De modem is aangesloten op de coax/glasvezel, die een eigen aarde heeft.
              Zoals ik gezegd heb, onze hobby geeft nogal wat hoofdbrekens.
              groet Toon.

    2. 1) De analyser laat de amplitude van het stopsignaal zien als functie van frequentie. Gezien de meeste storing “onderin” zit is meten boven 10MHz niet meer interessant.

      2) Het bolletje bolletje spectrum is typisch veroorzaakt door flyback converters. Condensatoren aan boord van de switches doen hier niets meer aan, de storing is namelijk common mode.

  5. Hoewel ik de poging tot verduidelijking erg waardeer is dit artikel helaas iets te “techneutisch” voor mij….
    Met de “quick win” ga ik dan ook nog niet mee. Hou het voorlopig bij mijn glasvezelloze data-aanvoer voorzien van 2 AQVox-en en 2 Paul Hynes SR5-T voedingen.
    Klinkt n.m.m. alles behalve beroerd.

Geef een antwoord