RME DigiCheck NG 0.91 Benutzerhandbuch

Allgemeines

DigiCheck NG stellt eine Reihe von digitalen Meßfunktionen („Instrumente“) bereit, von denen bis zu 4 pro Fenster angeordnet werden können. Mit einem RME-Audiointerface erhält man so einen hochwertigen Audio-Analyser mit maximaler Variabilität.

Diese Instrumente stehen aktuell zur Verfügung:

Two Channel Level Meter
Multichannel Level Meter
Global Level Meter
Spectral Analyser
Vector Audio Scope
Totalyser
Surround View
Surround View w. R 128
R 128 Loudness Meter
Bitstatistics and Noise
Frequency Measurement
Oscilloscope

Eine Anbindung an andere Audio-Apps ist nicht vorgesehen. Mit der Loopback-Funktion der RME-Interfaces lassen sich aber Verbindungen zu Ausgängen herstellen und so auch die von anderen Apps ausgegebenen Signale auf dem gleichen Rechner analysieren.

DigiCheck NG funktioniert nur mit Geräten von RME.

Bedienung

Maus

Die schwarzen Trennlinien zwischen den Instrumenten lassen sich mit der Maus verschieben. Beim Vierer-Layout kann man die Trennlinien in einem Punkt zusammenbringen und dann in beliebige Richtung auseinander schieben, um horizontal oder vertikal versetzte Anordnungen zu bekommen.

Ab Version 0.90 ist die Darstellung der meisten Instrumente Pixel-ausgerichtet, was eine verbesserte Darstellungsqualität ergibt, aber zu Sprüngen in der Größe der Elemente führt (z.B. kann ein Spectral Analyser mit 70dB Range und 0.5dB Auflösung nur in Schritten von 141 Pixeln in der Höhe verändert werden).

Durch Ziehen mit der Maus bei gedrückter linker Maustaste lassen sich Instrumente zwischen den Feldern austauschen.

In einigen Instrumenten gibt es Schalter, die per Maus-Click bedient werden. Außerdem setzt ein Doppel-Click bei den meisten Instrumenten die Hold-Werte zurück.

Mit einem Click der rechten Maustaste in ein Instrument öffnet sich ein Kontextmenü, das die für das Instrument relevanten Punkte des Option-Menüs enthält.

Menü

Preferences (seit Ventura umbenannt als "Settings")

Hier können die Defaultwerte der Schriftgrößen eingestellt werden. Weiterhin läßt sich festlegen, welches Filter für die Intersample-Peak-Ermittlung ("TruePeak") verwendet werden soll.

DigiCheck NG verwendet historisch normalerweise ein Filter, das die Coprozessoren (ARM NEON; Intel SSE) sehr gut ausnutzt und eines der zusätzlich berechneten Samples in der Mitte zwischen den Eingangssamples positioniert. Seit einem Update der BS.1770 wird ein konkretes Filter empfohlen, das sich etwas anders verhält und u.U. etwas niedrigere Werte anzeigt. Optional kann dieses Filter gewählt werden, um exakt vergleichbare Ergebnisse zu erhalten.

In den Display-Optionen läßt sich eine gewünschte Bildwiederholrate in Frames pro Sekunde (fps) einstellen. Die Umsetzung hängt von den Eigenschaften der jeweiligen Monitor/Grafik-Chip-Kombination ab. Technisch möglich sind ganze Teile der in den System-Einstellungen gewählten Bildwiederholrate des Monitors, auf die der Vorgabewert abgerundet wird. Ein sehr hoher Wert (500fps) ergibt die höchstmögliche Bildwiederholrate.

Höhere Bildwiederholraten ergeben eine flüssigere Darstellung, sofern die Audio-Puffergröße ausreichend klein gewählt wurde, sind aber mit höherer CPU- und GPU-Load verbunden. Für einfachere Überwachungszwecke kann auch eine niedrige Rate mit geringerer Systembelastung sinnvoll sein.

Bei Aktivierung von "Show Frame Rate" wird die gemessene Bildwiederholrate unten rechts angezeigt.

File

Mit diesen Menüpunkten lassen sich neue Fenster erzeugen, sämtliche Einstellungen als Workspace abspeichern bzw. wiederherstellen.

Options – Enable Audio Processing

Mit diesem Menüpunkt wird die Audio-Analyse gestartet bzw. angehalten.

Options – Audio Device Setup

Der Menüpunkt öffnet eine Dialogbox, in der bis zu 3 RME-Audiointerfaces für die Nutzung mit DigiCheck NG konfiguriert werden können.

Für jedes Interface kann eine Sample Rate gewählt und die Puffergröße eingestellt werden. DigiCheck NG stellt die Sample Rate beim Start der Audio-Analyse nur ein, wenn die zugehörige Option „Set actively“ gesetzt wurde. Andernfalls wird die gerade aktive bzw. von anderen Programmen eingestellte Sample Rate verwendet.

Die Puffergröße bestimmt die Latenz, die zwischen einer Signaländerung und der Anzeige auf dem Bildschirm besteht. Kleinere Werte führen zu einer geringeren Verzögerung, haben aber den Nachteil einer höheren CPU-Load (wegen des Overheads beim häufigeren Wechsel der Buffer) und eines größeren Risikos, daß Samples verloren gehen.

Die Option "Add Playback Channels" ist nur bei USB-Geräten verfügbar, wenn der Treiber 4.04 oder neuer installiert ist. Dann erscheinen die Playbackkanäle in den Kanallisten der Eingangsauswahl der jeweiligen Instrumente und stehen zur Analyse zur Verfügung. Die Puffergröße sollte dann für Samplerates zwischen 44.1 und 48k nicht größer als 1024 Samples eingestellt werden. Bei 32kHz sind die Playbackdaten nur verfügbar, wenn das jeweilige Wiedergabe-Programm eine Puffergröße bis maximal 2048 verwendet.

Die Einstellungen in diesem Dialog wirken global auf alle Instrumente. Im Input Select Dialog der einzelnen Instrumente wird dann eines der hier konfigurierten Interfaces als Eingangsquelle ausgewählt.

Options – Instruments Layout

Hier wird aus einer Liste die Anordnung der Felder im Fenster ausgewählt.

In der App gibt es einen Hintergrundspeicher, der bei Auswahl eines Layouts mit kleinerer Anzahl von Feldern die Einstellungen der nicht mehr sichtbaren Instrumente bewahrt. Trotzdem empfiehlt es sich, bei solchen Umstellungen wichtige Settings vorher als Preset abzulegen. Im Normalfall wird man nach kurzer Zeit einige Anordnungen für die eigenen Anwendungsfälle erstellt haben, die als Workspaces gesichert und schnell wiederhergestellt werden können.

Options – Instrument (i) – Type Selection

Hier erfolgt die Auswahl des Instrumenten-Typs für das Feld (i) aus einer Liste. Zur besseren Identifikation des Feldes wird dieses heller dargestellt.

Options – Instrument (i) – Input Selection

Dieser Menüpunkt öffnet einen Dialog zur Auswahl der Eingänge des jeweiligen Instruments. Im oberen Teil kann ein vorkonfiguriertes Audiointerface ausgewählt werden.

Darunter befindet sich eine Liste mit den Eingangskanälen des jeweiligen Instruments, denen jeweils ein Kanal des Audiointerfaces zugewiesen wird.

Bei bestimmten Instrumenten lassen sich einzelne Kanäle deaktivieren sowie Zwischenräume in der Darstellung hinzufügen (Option „space“).

Der Default Button setzt die Zuordnung auf das Kanalschema des Audiointerfaces zurück, Incremental füllt die Liste fortlaufend mit den Kanälen des Interfaces, beginnend mit dem in der obersten Zeile eingestellten Kanal.

Beim Global Level Meter und aktivierter Analyse der Playbackkanäle kann über die Optionen "Inputs" und "Playbacks" der jeweilige Kanalbereich (oder beide) ausgewählt werden. Die Kanalzahl ist in der Summe auf 200 begrenzt.

Die Ablage sowohl des Audiointerfaces als auch der Kanalauswahl erfolgt auf Basis von Indizes. Daher wird z.B. eine Änderung von Audio Device 1 im Audio Device Setup für alle Instrumente unter Beibehaltung der Kanalnummern wirksam.

Options – Instrument (i) – Settings

Es wird eine Liste mit den Parametern des jeweiligen Instruments angezeigt. Die Verstellung von Parametern wird direkt wirksam.

Bei Instrumenten, die aus mehreren Teilfunktionen bestehen, ist die Liste entsprechend gegliedert.

Im untersten Teil befinden sich Buttons zur Presetauswahl. Die aktuellen Einstellungen des Instruments können damit gespeichert oder geladen werden. Default ermöglicht das Rücksetzen auf typische Werte.

Wird der Dialog mit Cancel verlassen, werden die seit dem Öffnen gemachten Änderungen (nach einer Abfrage) zurückgenommen.

Options – Instrument (i) – Appearance

Die Parameter im Dialog ermöglichen eine Anpassung der Darstellung des Instruments. Aktuell können die Schriftgrößen und eine Überschrift (Header) eingestellt werden. Die Schriftgröße "Large" bei "Results" ist nur für die Tabellen im Totalyser und R128-Meter relevant.

Options – Prevent Sleep

Die Aktivierung dieses Menüpunktes verhindert den Ruhezustand des Rechners. Die Funktion kann durch höher-priorisierte Eingriffe des Betriebssystems eingeschränkt sein.

Options – Use directly connected GPU

Bei Rechnern mit mehreren Grafik-Chips (GPU) ist nur eine GPU mit dem Monitor verbunden. Bei Laptops etc. ist das der Grafik-Chip in der CPU, damit die zusätzliche GPU zum Energiesparen deaktiviert werden kann. Für DigiCheck NG wählt das Betriebssystem normalerweise die leistungsfähigere, dedizierte GPU. Das kann aber Nachteile haben (real höhere GPU-Load auf beiden GPUs wegen der erforderlichen Übertragung der Pixel-Daten; höhere Leistungsaufnahme wegen Aktivierung des dedizierten GPU-Chips). Wenn also die Grafikleistung der internen GPU ausreicht (abhängig von anderen Programmen, Fensterzahl und Größe), sollte man diese Option aktivieren.

View – Interface Statistics

Es öffnet sich ein Fenster mit Status-Informationen zu den verwendeten Audiointerfaces. Das Fenster kann unabhängig von den Analyser-Fenstern geöffnet bleiben (gelistet im „Windows“ Menü).

Instrumente

Two Channel Level Meter

Dieses Instrument ermittelt die Signalpegel für 2 Kanäle. Berechnet werden Peak, optional Intersample Peak (True Peak), RMS mit DC- oder RLB-Filter. Zusätzlich werden verschiedene Marker für Peak Hold und RMS mit langer Integrationszeit angezeigt. Das alles ist über zahlreiche Optionen konfigurierbar.

Neben den Einstellparametern der Standard-Levelmeter gibt es beim Two Channel Level Meter die Möglichkeit, die RMS-Pegel in getrennten Bars darzustellen sowie einen Phasenmesser anzuzeigen.

Einstellparameter

Multichannel Level Meter

Mit diesem Instrument können die Pegel zahlreicher Kanäle (maximal 32) dargestellt werden. Die Kanalzahl und -anordnung kann frei festgelegt werden. Zur Verbesserung der Übersicht lassen sich Zwischenräume konfigurieren.

Einstellparameter

Global Level Meter

Ähnlich dem Multichannel Level Meter werden die Pegel zahlreicher Kanäle (maximal 32) dargestellt, aber die Kanalzahl und -anordnung folgt dem verwendeten Audiointerface. Zur Verbesserung der Übersicht lassen sich Zwischenräume konfigurieren.

Einstellparameter

Spectral Analyser

Dieses Instrument besteht aus einer Filterbank, die im Zeitbereich die Signale separiert und den Pegel für jeden Frequenzbereich mit einem Quasi-Peak-Detektor ermittelt. Dessen Zeitkonstanten für Anstieg und Abfall sind einstellbar. Mit einer kurzen Anstiegszeit ergibt sich eine schnelle Peak-Ermittlung, eine langsamere Einstellung führt zu einer eher energetischen Bewertung, die z.B. zur Frequenzgangermittlung genutzt werden kann.

Die beiden Eingangskanäle lassen sich einzeln (links oder rechts), summiert (Mono-Anteil), subtrahiert (Stereo-Anteil) oder auch gleichzeitig auswerten, wobei dann das Maximum angezeigt wird.

Neben diversen Darstellungsoptionen gibt es auch hier eine zuschaltbare Funktion, die das obere Ende des Darstellungsbereichs automatisch dem Signal anpaßt.

Eine Besonderheit ist die Nachleuchtfunktion, mit der sich Informationen zum zeitlichen Verlauf ablesen lassen.

Die Bänder bilden eine 1/3-Octave-Anordnung ab. Weißes Rauschen ergibt einen abfallenden Pegel für die Bänder mit abfallender Frequenz, weil der Durchlassbereich schmaler und damit die Energie geringer wird. Bei Rosa-Rauschen gleichen sich die spektrale Energie und der jeweilige Durchlassbereich aus, so daß eine gerade Linie entsteht. Das unterste Band (20Hz) geht aber bis zum DC-Bereich und zeigt daher bei Rauschen einen höheren Pegel an.

Einstellparameter

Vector Audio Scope

Das Vector Audio Scope (im deutschen Sprachraum auch als Goniometer bekannt) ist ein um 45° gedrehter X-Y-Schreiber mit Nachleuchtfunktion. Ohne automatische Gain-Regelung ergibt sich damit ein Rhombus als Darstellungsfeld. Haben beide Kanäle das exakt gleiche Signal (Mono auf 2 Kanälen), hebt sich die links-rechts-Auslenkung auf und es entsteht eine senkrechte Linie, deren Länge vom Pegel bestimmt wird. Ist das Signal eines Kanals kleiner, kippt die Linie in Richtung des anderen Kanals, bis hin zur Diagonalen bei nur einem ausgesteuerten Kanal.

Liegen „echte“ Stereosignale vor, weitet sich die Darstellung auf.

Aus dieser Anzeige lassen sich sehr viele Informationen ablesen, z.B. die Stärke der Kompression (erkennbar am sichtbaren Rhombus-Umriss, auf die Signale limitiert sind), Phasenprobleme, Balance-Fehler etc.

Optional kann eine automatische Verstärkung aktiviert werden: Ist das Eingangssignal kleiner als der Darstellungsbereich, wird die Verstärkung langsam erhöht. Wird der Darstellungsbereich durch größere Signale überschritten, wird die Verstärkung sehr schnell wieder reduziert. Diese Option hat den Vorteil, daß auch weniger hoch ausgesteuerte Signale gut ablesbar sind, allerdings verliert man beim Ablesen den Pegelbezug. Der genutzte Darstellungsbereich weitet sich auf das komplette Quadrat auf.

Einstellparameter

Totalyser

Der "Totalyser" stellt eine Kopplung von Spectral Analyser, Two Channel Level Meter und Vector Audio Scope in einem Instrument dar. Zusätzlich werden die Zahlenwerte für RMS, Peak und Korrelation (Phase) in einem vergrößerten Feld dargestellt.

Die Einstellwerte sind in den jeweiligen Instrumenten beschrieben.

Surround View

In einer kreisförmigen Darstellung spannen die RMS-Pegel der Kanäle des Surround-Setups eine Figur auf, an der sich sehr gut die Höhe und das Verhältnis der Lautstärken ablesen läßt. Optional läßt sich ein Wichtungsfilter aus dem R 128 Meter zuschalten (RLB und ITU), um eine bessere Abbildung des menschlichen Lautstärkeempfindens zu erreichen. Der Low Frequency Effect Kanal wird als unterlagerter Kreis angezeigt. Auf diesen Kanel wird kein Wichtungs- und kein DC-Filter angewendet, da dieses im Bass-Bereich den Anzeigewert zu stark absenken würde.

Unter der Figur werden optional Phasenmesser für die relevanten Kanalpaare angezeigt, außerdem Level Meter für die einzelnen Kanäle.

Im Input Selection Menü können nicht genutzte Kanäle abgeschaltet werden, so daß die dargestellte Figur nicht verzerrt wird.

Einstellparameter Surround View
Einstellparameter Level Meter

Surround View w. R 128

Dieses Instrument bietet eine Kombination aus Surround View und R 128 Meter.

Einstellparameter Surround View
Einstellparameter Level Meter
Einstellparameter R 128 Meter

R 128 Loudness Meter

Dieses Instrument setzt das in der EBU-Empfehlung R 128 zuerst beschriebene und bzgl. Signalverarbeitung inzwischen unter ITU-R BS.1770-4 definierte Verfahren zur Lautheitsermittlung um. Vereinfacht gesagt wird nach einer Filterung im Frequenzbereich, die das menschliche Lautstärkeempfinden nachbilden soll, eine RMS-Ermittlung in 400ms-Zeitfenstern durchgeführt. Der RMS-Wert (quadratischer Mittelwert) bildet die Energie der Signale in den einzelnen Kanälen ab, die für Mehrkanalmessungen nach einem vorgegebenen Schema gewichtet aufsummiert wird. Der entstehende Meßwert für 400ms wird als „momentary loudness“ (M) angezeigt. Über einen Zeitraum von 3s zusammengefaßt ergibt sich die „short-term loudness“ (S). Für die Messung über einen längeren Zeitraum, z.B. eine Aufnahme, schreibt BS.1770 ein statistisches Auswerteverfahren vor, das zur „(program) integrated loudness“ (I) führt.

Im Prinzip liegen die Ergebnisse in Dezibel vor, die in den genannten Dokumenten als Loudness Units („LU“) bezeichnet werden. Diese können sich auf digitales Full-Scale beziehen („LUFS“) oder auf einen willkürlich gesetzten Referenzpunkt (-23.0LUFS für 0.0LU für EBU, -14LUFS empfohlen bei Spotify). Die EBU empfiehlt dazu noch 2 Skalen, die optional auswählbar sind.

Die „integrated loudness“ über einen Zeitraum benötigt einen Start und ein Ende. Nach außen dient dazu die grüne Start/Stop-Taste im Instrument. Intern wirkt gemäß o.g. Dokumente ein Gate, das nur Zeitfenster mit einem Mindestsignalpegel für die Berechnung freigibt. Man kann also die Messung starten, dann das Musikstück abspielen und nach dessen Ende die Messung anhalten. Die effektive Meßzeit wird im Instrument angezeigt („Gated Time“), neben der Zeitdauer der Aktivierung durch die grüne Taste („Total Time). Die rote Taste setzt die Speicherwerte vor oder auch während einer Messung zurück.

Parallel zur Messung der „integrated loudness“ ermittelt ein statistisches Verfahren den Dynamikbereich, bezeichnet als „loudness range“ LRA.

Die genannten Empfehlungen beinhalten auch eine Inter Sample Peak Ermittlung. Dazu wird über ein Digitalfilter der Kurvenverlauf zwischen den Samples an mehreren Punkten berechnet und für die Peak-Anzeige verwendet. Bei speziell erzeugten Testsignalen kann das Ergebnis mehrere Dezibel über Full-Scale liegen, bei stark komprimierter Musik sind bis 1dB zu beobachten.

Die Inter Sample Peak Ermittlung ist bei RME DigiCheck bei allen Level Metern optional zuschaltbar. Dabei wird historisch ein Filter verwendet, das die Coprozessoren (ARM NEON; Intel SSE) sehr gut ausnutzt und eines der zusätzlich berechneten Samples in der Mitte zwischen den Eingangssamples positioniert. Seit einem Update der BS.1770 wird ein konkretes Filter empfohlen, das sich etwas anders verhält und u.U. etwas zu niedrige Werte anzeigt. Optional kann dieses Filter im Preferences-Menü gewählt werden, um exakt vergleichbare Ergebnisse zu erhalten.

Einstellparameter Level Meter
Einstellparameter R 128 Meter

Bitstatistics and Noise

Die Bitstatistik zeigt für jedes Bit der Audio-Daten, ob es sich ändert (grünes '*'-Symbol) oder auf einem festen Wert (0 oder 1) stehen bleibt. Die Bits werden aus den 32-Bit-Float-Daten ermittelt, die von Core Audio bereitgestellt werden. Diese besitzen 23 Bit Mantisse und ein Vorzeichenbit, so daß im Bereich -1.0f bis +1.0f 24 Bit als Ganzzahl exakt dargestellt werden können, was der Auflösung der meisten aktuellen Audio-Interfaces und Digitalschnittstellen entspricht.

Bei digitalen Signalen kann natürlich auch eine geringere Bitbreite vorliegen, die unteren, nicht genutzten Bits bleiben dann auf Null. Hängen Bits fest auf 1, ist das bei Audiosignalen meist ein Zeichen für einen Fehler. Nur bei speziellen Testsignalen mit hohen Frequenzen synchron zur Sample-Rate kann es vorkommen, daß einzelne Bits auf 1 bleiben. Feste Bitmuster stellen sich auch bei Übertragung von DC-Signalen ein. Eine Mischung aus Audio-Signal und DC (als Offset, z.B. bei A/D-Wandlern ohne digitalen Hochpaß) zeigt im Ruhezustand in den höheren Bits den DC-Wert, die unteren Bits wechseln durch das Eigenrauschen. Mit zunehmendem Eingangssignal wechseln dann immer mehr Bits.

In den folgenden Spalten wird der Pegel des Eingangssignals als RMS (Root Mean Square, Quadratmittelwert) angezeigt, einmal mit Begrenzung auf das Audio-Band von ca. 10 Hz bis 20kHz (gekennzeichnet als "LB" für Limited Bandwith) und einmal mit dem Bewertungsfilter Typ A gewichtet (als dBA gekennzeichnet). Das Bewertungsfilter Typ A bildet die Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs nach und ist der Standard für die Messung von Rauschabständen, bei digitalen Systemen meist bezogen auf Digital-Full-Scale.

Die hinterste Spalte zeigt den DC-Anteil des Eingangssignals. Dazu wird ein steilflankiger Low-Pass (ab Version 0.90 zweistufig) mit nachgeschalteter, langsamer Integration verwendet. Die Anzeige ist in dB bezogen auf Digital-Full-Scale (2^23 - 1), ein '+' oder '-' zeigt die Polarität. Bei sehr niedrigen Frequenzen kann das Filter kein DC-Signal extrahieren und die Anzeigewerte schwanken stark.

Einstellparameter

Frequency Measurement

Die Frequenzmessfunktion ermittelt die Frequenzen in einem Audio-Signal. Bei Sinustönen ist das direkt deren Frequenz. Bei Frequenzgemischen wird, soweit die Frequenzen trennbar sind, je nach ausgewählter Strategie der Signalanteil mit der größten Amplitude ausgewertet, eine Suche nach der Grundfrequenz durchgeführt oder es werden mehrere Frequenzen ermittelt. Das Fenster der Funktion zeigt dazu eine Spektraldarstellung, in der die ausgewerteten Frequenzbereiche durch eine hellere Darstellung markiert sind.

Frequenzmessungen bei nicht reinen Sinustönen sind prinzipbedingt vielen Unsicherheiten unterlegen, die Ergebnisse sollten immer sorgfältig auf Plausibilität geprüft werden.

Einstellparameter

Oscilloscope

Dieses Instrument emuliert ein einfaches DSO mit bis zu 8 Kanälen. Die X-Achse (horizontal) hat eine zeitbezogene Auflösung, die Skalierungswerte der Y-Achse (vertikal) beziehen sich auf 1.000 für Vollaussteuerung.

Der Signalspeicher enthält 2048 Punkte, von denen je nach horizontaler Skalierung ca. 50% angezeigt werden. Bei hohen Zeitauflösungen sorgt ein optionales Oversampling für eine analog-ähnliche Darstellung der Bereiche zwischen den Samples. Bei niedrigen Auflösungen ermöglicht ein Mittelwertfilter die Zusammenfassung der Samples. Ist dieses nicht eingeschaltet, wird nur 1 Sample am jeweiligen Abtastpunkt verwendet.

Das Fenster des Instruments besitzt ein verkleinerbares bzw. ganz abschaltbares Bedienpanel. Alle dauerhaft wirksamen Einstellungen sind aber auch über das Settings-Fenster zugänglich. Die horizontale Position des Triggers und dessen Wert auf der Y-Achse können direkt mit der Maus eingestellt werden.

Die Größe des Bedienpanels skaliert sich mit der Appearance-Einstellung "Text Size Labels".

Einstellparameter