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Messungen von Ethernet-Infrastruktur (Nur Lesen)

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    Messungen von Ethernet-Infrastruktur (Nur Lesen)

    [email protected] wird hier seine Untersuchungen zum Netzwerkteil einer audiophilen Streamer-Kette vorstellen.
    Zuletzt geändert von tmr; 09.06.2022, 09:06.

    #2
    Messungen von Ethernet Infrastruktur
    von [email protected]

    Einleitung

    Das Thema Klangbeeinflussung durch die physische Ethernet Infrastruktur (LAN-Kabel, Switche, Isolatoren) wird seit längerer Zeit in audiophilen Kreisen kontrovers diskutiert, ohne dass es hierfür eine eindeutige Erklärung gibt.
    Es gibt diverse diesbezügliche Spekulation – z.B. hoher Jitter im Ethernet-Signal, Störungen, die über die Ethernet Leitungen ins Endgerät wandern oder aber auch Materialeigenschaften von Leitungen und Steckern – jedoch alle bisher ohne einen belastbaren Beweis oder auch messtechnischen Nachweis.

    In diesem Thread werden Messungen von Ethernet Geräten und Peripherie veröffentlicht, um mögliche Ursachen für eine Klangbeeinflussungen zu erforschen.

    Der Thread ist für Diskussionen geschlossen, sodass die Messergebenisse nicht durch etliche Posts zerstückelt werden und übersichtlich bleiben.
    Für die Diskussion der Ergebnisse wird ein gesonderter Thread bereitgestellt.

    Die Untersuchungen werden, wenn nicht anders deklariert, in 100Base TX erfolgen, um die Komplexität der Messungen übersichtlich zu halten und dies meist die bevorzugte aber auch ausreichende Kommunikationsform bei Ethernet-Streaming ist. Jedoch können die ermittelten Ergebnisse auch auf 1000Base TX übertragen werden.
    Grundwissen und Grundlagen bzgl. Ethernet im Bereich Audio werden in einem gesonderten Thread vermittelt.

    Messequipment und -aufbauten

    Oszilloskop:



    Tektronix TDS784A, 4 x 1Ghz, 4GS/s

    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: LU1290~1.png Ansichten: 1 Größe: 207,6 KB ID: 651288

    Da das Oszilloskop keine Möglichkeit hat, Screenshots auf den PC zu speichern, werden die Messergebnisse per Foto präsentiert.

    Das Oszilloskop ist in der letzten Zeit nicht kalibriert worden, so dass absolute Messungen mit etwas Vorsicht zu genießen sind.
    Dies ist jedoch für Vergleichsmessungen, um die es hier geht, irrelevant.

    Meßsonden:

    1 x P6248 Tektronix, Tastkopf, Differentiell, 1:1 / 1:10, 1.5 GHz

    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: LU1290~2.png Ansichten: 1 Größe: 59,3 KB ID: 651289
    2 x Tektronix P6245, Tastkopf 1:10, aktiv, 1.5GHz

    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: LU1290-3.png Ansichten: 1 Größe: 49,9 KB ID: 651290

    Link Partner:

    Netgear DS104 Hub
    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: LU1290-4.png Ansichten: 1 Größe: 101,6 KB ID: 651291

    Damit eine Kommunikation mit einem Testgerät erfolgt, die dann gemessen werden kann, bedarf es eines Link Partners.
    Dieser muss zum einen eine Einstellung der Geschwindigkeit auf 100BASE-TX unterstützen und einen definierten Zustand bzgl. des MDI/MDIX Status zulassen.

    Bei den heutigen Switchen und auch Endgeräten, wird der Zustand MDI oder MDIX per Zufall zwischen den Geräten ausgehandelt, sodass nicht klar ist, über welches Datenleitungspaar gesendet und auf welchem empfangen wird.

    Zum Einsatz kommt ein alter Netgear DS104 Hub, der diese Voraussetzungen besitzt.
    Alternativ wurde auch ein Cisco SG300-10 hierfür getestet.
    Dieser kann mittels der Management Funktionen pro Port auf die Geschwindigkeit eingestellt werden und der MDI/MDIX Status gesetzt werden. Jedoch hat sich gezeigt, dass dieser bei weitem mehr Eigenstörungen produziert als der Netgear DS104, sodass der Netgear weiter genutzt wird.

    Der Netgear wurde mit Pins zur Aufnahme der Messonden modifiziert:
    1. An den Lötpins 1 und 2 des RJ45 Eingangs des Ports 1 zur Messung des eigehenden Diffenzialsignals
    2. An den Lötpins 1 und 2 des RJ45 Eingangs des Ports 2 zur Messung der eingehenden Einzelsignal gegen Masse zur Messung der Gleichtaktstörungen durch Math Funktion im Oszilloskop mittels Adition.
    Loopback Adapter:

    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: LU1290-5.png Ansichten: 1 Größe: 143,1 KB ID: 651292

    Um eine Messung des Gleichtaktstörungen zu ermöglichen, die nicht beeinflusst wird durch ein zweites Gerät, habe ich einen sogenannten Loopback Adapter in spezieller Form gebaut.
    Bei einem normalen Loopback Adapter wird das Kabel hinter einem RJ45 Stecker so verdrahtet, dass RX und TX verbunden sind. Somit sendet das Netzwerkinterface, in den der Stecker gesteckt wird, an sich selbst.

    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: LU8FD9-1.png Ansichten: 1 Größe: 65,4 KB ID: 651293
    Loopback Kabel / Adapter

    Ein solcher Stecker wird in der Regel dazu verwendet, um Ports zu testen, da hierdurch die Sende LED leuchtet.

    Da ich ein Setup benötigte, das auch in der Lage ist, Kabel zu testen, wurde das Prinzip für 100Base TX an einem RJ45 Stecker umgesetzt und hier Pins für die Aufnahme der Messonden angelötet, sodass die einzelnen Signale gegen Masse (geerdetes Steckergehäuse, somit gegen PE) gemessen werden können.
    Die Gleichtaktstörungen werden dann per Math Funktion durch Addition der Signale im Oszilloskop berechnet.

    Da jedoch einige Switche und Netzwerkinterfaces die Loopback Schaltung unterbinden, wird der Adapter nur noch zur Messung von Kabel verwendet, da hierbei ein Switch mit Loopback Möglichkeit eingesetzt werden kann.

    Messkabel mit Transformer:

    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: LUE602~1.png Ansichten: 1 Größe: 121,6 KB ID: 651294

    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: LU3678~1.png Ansichten: 1 Größe: 67,4 KB ID: 651295

    Die Ermittlung der Gleichtaktstörungen mittels Messung der Einzelsignale und Math Funktion im Oszi erweist sich insofern als etwas suboptimal, da man hierdurch nicht in der Lage ist, das Frequenzspektrum der Störungen genauer zu untersuchen.
    Eine Math Funktion kann nicht als Basis einer FFT genommen werden.

    Also wurde ein anderer Weg gesucht. Hierzu wurde aus 100Ohm Twinax Kabel ein Messkabel gebaut, bei dem in der TX Linie ein modifizierter Würth Transformer eingefügt wurde.
    Hierdurch kann an der Mittelanzapfung auf beiden Seiten des Transformers eine Messung mit Differnzialsonde gegen den Schirm des Kabels, der getrennt ist und jeweils mit der Gehäusemasse der gemessenen Seite verbunden ist, erfolgen. An der Mittelanzapfung liegen die Gleichtaktstörungen an.

    Der Würth Transformer zeichnet sich durch eine hohe Präzision aus, da der Transformator maschinell gefertigt ist und somit sehr geringe Fertigungstoleranzen, die Asymmetrien erzeugen können, existieren. Auf dem Transformerboard wurde die Gleichtaktdrossel entfernt, sodass hierdurch keine Verfälschung der Messungen erfolgen können.

    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: LU39A6~1.png Ansichten: 1 Größe: 83,1 KB ID: 651296
    Würth AQ Transformer

    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: LU1290-6.png Ansichten: 1 Größe: 20,1 KB ID: 651297 Schaltaufbau des Messkabels

    Referenzkabel:

    Für Jitter Messungen und Eye Pattern Messungen mit dem Link Partner wird ein geschirmtes 2m ePTFE Cat6e Kabel mit geschirmten modularen RJ45 Steckern (gecrimpt) verwendet, das messtechnisch unter allen zur Verfügung stehenden und gemessenen Kabeln die besten Ergebnisse liefert.

    Messungen:

    Die Messungen orientieren sich an dem „1000BASE-T/100BASE-TX/10BASE-T Physical Layer Compliance Tests Manual“ von Intel.

    Allerdings unterscheidet sich der Messaufbau leicht, da die zu testenden Geräte nicht in einen Testmodus gesetzt werden können, sondern mit einem Link Partner gemessen werden muss. Das in dem Dokument verwendete Oszilloskop und die Messonden entsprechen der hier verwendeten Messausstattung.

    Konzentriert wird sich bei den Messungen zum einen auf das Differentialsignal über Eye Pattern Darstellung und Jitter Messung, sowie auf Gleichtaktstörungen.

    Schlussbemerkung

    Der Messaufbau wird bei den einzelnen Messungen angegeben. Er kann sich im Laufe der Untersuchungen ändern und wird dann entsprechend Dokumentiert.
    Fehler oder Hinweise zu Verbesserungen können per PM mitgeteilt werden.
    Zuletzt geändert von tmr; 11.06.2022, 17:05.

    Kommentar


      #3
      Erste Messung von Gleichtaktstörungen

      Bei dieser Messreihe geht es darum, herauszufinden, ob unterschiedliche Kabel, die Einbindung eines Isolators oder auch die Stromversorgung eines Switches einen Einfluss auf die Gleichtaktstörungen, die im Endgerät ankommen, haben.

      Sollte dies der Fall sein, kann das Thema Gleichtaktstörungen für die Klangbeeinflussung, die unterschiedliche Kabel, Isolatoren oder auch Netzteile bewirken, nicht ausgeschlossen werden und muss weiter untersucht werden.

      Gleichtaktstörungen von Ethernet werden über die Mittelanzapfung der Transformer in den Endgeräten über einen Kondensator auf die Gehäuse-Masse abgeführt/gekoppelt und gelangen hierdurch in das Masse-System des Endgeräts.
      Zusätzlich gelangen die Störungen, sofern diese nicht komplett auf Kabelseite des Transformers abgeführt werden können (und das ist in die Regel) auf der anderen Seite des Transformers in die System-Masse.

      Daher liegt die Vermutung nahe, das hier ein Grund für mögliche Klangbeeinflussungen durch Ethernet liegen kann.

      (Die Messungen wurden schon im AH Forum veröffentlicht, werden hier jedoch der Vollständigkeit halber nochmal zusammengestellt).

      Folgender Messaufbau diente zur Messung:

      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess-1.png Ansichten: 0 Größe: 147,4 KB ID: 651763
      TP Link SG105 Switch als Sender.

      Der TP Link hat sich bei Messungen als geeigneter Test-Switch herausgestellt, da er unter allen getesteten Switchen bisher die geringsten Gleichtaktstörungen aufweist und einen hervorragenden Jitter-wert im Differenzialsignal hat.

      Als Kabel kommt das ePTFE Refernzkabel mit 2m Länge zum Einsatz.
      Am Ende ist der Loopback Adapter angeschlossen.

      Loopback Adapter und Gehäuse vom TP Link SG105 sind geerdet.

      An dem Loopback Adapter ist am TX/RX- eine aktive P6245 Messonde und am TX/RX+ angeschlossen. Erde der Messonden liegt jeweils an dem Buchsengehäuse an.

      Um die Gleichtaktstörungen zu Messen wird im Osziloskop eine Math Funktion eingesetzt, die beide Signale addiert. Liegt keine Störung oder ein DC Shift vor, sollte das Ergebnis 0 sein.

      Messung 1: TP Link SG105 mit Standardnetzteil und Referenzkabel

      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess-2.png Ansichten: 0 Größe: 642,0 KB ID: 651770
      Peak-Peak Störung: 180mV

      Messung 2: TP Link SG105 mit Standardnetzteil und Referenzkabel + Delock

      Hier wurde der Delock Isolator mit einem kurzen Stummel Kabel zwischen Referenzkabel und Endgerät gesetzt.

      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess-3.png Ansichten: 3 Größe: 154,9 KB ID: 651764
      Isolatoren suggerieren ja, dass sie durch die galvanische Trennung Störungen vom Endgerät fernhalten.
      Dies kann jedoch nur im DC Bereich oder im niederfrequenten Bereich systembedingt erfolgen. HF Signale können hier nicht blockiert werden.
      Wenn dies der Fall wäre, würde auch das Differenzialsignal geblockt werden.

      Die berichteten Klangveränderungen durch den Einsatz eines Isolators deuten darauf hin, dass der Einsatz des Isolators den Klang räumlicher und detaillierter macht.

      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess-4.png Ansichten: 0 Größe: 258,5 KB ID: 651766
      Peak-Peak Störung: 340mV

      Der Isolator isoliert in keinster Weise etwas im HF Bereich, sondern durch Ihn steigt der Störungspegel immens an.

      Meine Vermutung ist hier, dass durch die suboptimale Implementierung der Platine Impedanz-Fehlanpassungen mit Reflexionen erfolgen und der Transformator selbst nicht optimal hinsichtlich seiner Symmetrie ist. Hierdurch entstehen mehr Störungen.

      Messung 3: TP Link SG105 mit gestripptes LAN Kabel

      Ein gestripptes LAN Kabel ist ein Kabel, bei dem die zwei für 100Base TX nicht benötigten Adernpaare entfernt werden und auch die Isolation, sowie die Schirmung (falls vorher vorhanden) entfernt wird.

      Einem solchen Kabel wird wie dem Delock mehr Detailreichtum und bessere räumliche Darstellung nachgesagt.

      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess-5.png Ansichten: 0 Größe: 254,8 KB ID: 651767
      Peak-Peak Störung: 420mV

      Messung 4: TP Link SG105 im Batteriebetrieb mit Referenzkabel

      Um den Einfluss der Stromversorgung zu testen wurde der TP Lin TP SG105 mit 3 x 1,5V AA Batterien betrieben und dann gemessen.

      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess-6.png Ansichten: 0 Größe: 596,3 KB ID: 651768
      Peak-Peak Störung: 140mV

      Messung 4: TP Link SG105 mit Standardnetzteil und 2m Draka UC FUTURE Cat.8.2, geschirmte CAT8 Stecker


      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess-7.png Ansichten: 0 Größe: 291,2 KB ID: 651769
      Peak-Peak Störung: 380mV

      Erste Schlussfolgerungen

      Man erkennt in den Messungen, das verschiedene Maßnahmen, denen unterschiedliche Klangbeinflussungen nachgesagt werden, auch unterschiedliche Gleichtaktstörungen produzieren, die in das Endgerät gelangen.

      Interessant ist hierbei, das Delock Isolator und auch die gestrippten Kabel den Störungspegel immens anheben und beiden ähnliche Klangbeeinflussungen nachgesagt wird: mehr Details und mehr Räumlichkeit.

      Für eine Endgültige Schussfolgerung ist es zu früh, hierzu müssen auch noch andere Faktoren wie z.B. Jitter untersucht werden.
      Zusätzlich ist eine Untersuchung des Frequenzspektrums der Störungen notwendig.

      Jedoch kann man zum aktuellen Zeitpunkt mit Sicherheit sagen, das ein Zusammenhang zwischen den Klangbeeinflussungen und den Gleichtaktstörungen nicht ausgeschlossen werden kann und weiter untersucht werden sollte.
      Zuletzt geändert von tmr; 11.06.2022, 18:01.

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        #4
        Messungen von Netzwerk-Switchen – Jitter + Gleichtaktstörungen

        Hier soll es nun darum gehen, wie sich verschiedene Netzwerkswitche bzgl. des Ethernet Signals und der Gleichtaktstörungen verhalten.

        Das Thema Netzwerkswitche und deren Klange-Beeinflussung ist inzwischen ein in Foren heftig diskutiertes Thema und wurde auch von der Audio-Industrie entdeckt. Audiophile Switche, die Teilweise im mehrfachen 5 stelligen Bereich angeboten werden, werden mit Eigenschaften wie „besonders geringer Jitter“, „Noise eliminierend“ etc. angeboten.

        Um zu überprüfen, wurden einige Switche von mir untersucht und gemessen. Leider wurde mir trotzt Aufruf in zwei Foren außer einem “audiophilen Switche“ keine weiteren Exemplare dieser Gattung zu Messungen bereitgestellt.

        Gemessen wurde zum das Differenzialsignal und der Jitter des Signals. Des weiteren wurden die Gleichtaktstörungen gemessen.

        Messaufbau:

        Grundsätzlich sind der zu messender Switch und Link Partner geerdet.

        Differenzialsignal und Jitter:

        Hierzu wurde der zu untersuchende Switch mittels des 2m ePTFE Refernenzkabel mit dem Link Partner Hub verbunden.
        Die Messung erfolgte an den Pin 1 + 2 der RJ45 Buchse des Link Partners.

        Gleichtaktstörungen:

        Dies gestaltete sich etwas schwieriger als gedacht. Der Loopback Adapter konnte hier nicht verwendet werden, da einige Switche ein Loopback unterbinden und dadurch keine Messung möglich war. Somit musste ein neuer Messaufbau erstellt werden – das Messkabel mit integriertem Transformer (sihe Post 1 des Threads). Hierdurch haben sich die Messungen leider etwas verzögert, jedoch konnte auch das Frequenzspektrum mittels FFT gemessen werden.

        Der zu testende Switch wird also mittels des Testkabels mit dem Link Partner verbunden. Die Messung der Gleichtaktstörung erfolgt an der Mittelanzapfung des Transformers gegen Masse.

        Bei ersten Messungen stellte sich heraus, das ein zu untersuchender Switch (Zyxel gs-105b v2) mit unterschiedlichsten Netzteilen in den Gleichtaktstörungen eine 50Hz Störung produziert, sodass der Test mit Batteriebetrieb durchgeführt werden musste.

        Die Gleichtaktstörungen wurden zum einen gemessen ohne sonstige Belegung der anderen Ports und mit einem Link zu meinem Hausnetzwerk über ein ungeschirmtes 10m Cat5 Kabel. Hierdurch sollte getestet werden, wie der Switch Störungen von dem Hausnetzwerk behandelt.


        TP Link SG105

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Name: mess2-1.png
Ansichten: 421
Größe: 147,4 KB
ID: 651861

        Der Switch wurde von mir eigentlich nur gekauft, da ich einen billigen Switch (19€) für den Testaufbau benötigte. Bei Messungen hat sich herausgestellt, dass dieser durchaus innere Qualitäten bzgl. Jitter und Gleichtaktstörungen hat und auch Klanglich keine schlechte Figur macht.

        Differenzialsignal und Jitter

        Eye Pattern:

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Name: mess2-2.png
Ansichten: 410
Größe: 184,4 KB
ID: 651862
        Schönes, gleichmäßiges Eye Pattern mit sauberen Flanken

        Jittermessung

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Name: mess2-3.png
Ansichten: 420
Größe: 208,3 KB
ID: 651863
        Ein Jitter Wert von 390ps, der sehr gut ist.

        Gleichtaktstörungen

        Messungen ohne sonstige Portbelegung

        Störungslevel

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Name: mess2-4.png
Ansichten: 390
Größe: 313,8 KB
ID: 651864
        Sehr guter Wert von 94mV über die Zeit

        Frequenzspektrum 0-250MHz

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Name: mess2-5.png
Ansichten: 388
Größe: 337,6 KB
ID: 651865
        Recht unauffälliges Frequenzspektrum mit einem max. Wert von ca. -63 dB bei ca. 110MHz

        Messungen mit Link zum Hausnetzwerk

        Störungslevel

        [ Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess2-6.png
Ansichten: 386
Größe: 312,0 KB
ID: 651866
        2V über die Zeit, dies deutet auf eine 50Hz Störung verursacht durch das Hausnetzwerk hin.

        Frequenzspektrum 0-250MHz

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Name: mess2-7.png
Ansichten: 389
Größe: 348,9 KB
ID: 651867
        Fast identisches Bild, jedoch leichter Anstieg im unteren Frequenzbereich.

        Frequenzspektrum 0-1.25kHz

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Name: mess2-8.png
Ansichten: 385
Größe: 254,5 KB
ID: 651868
        Hier sieht man nun die 50 Hz Störungen aus dem Heimnetzwerk, die trotz Erdung des Switches sich im Endsignal bemerkbar machen.

        Kommentar


          #5
          Zyxel GS108B V2 original
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Name: mess3-1.png
Ansichten: 409
Größe: 72,2 KB
ID: 651870
          Der Switch wurde in verschiedenen Foren als für den Audio Einsatz empfohlen und dient auch als Basis für eine modifizierte Version von Dr. Gert Volk.
          Bei genauerer Betrachtung der Platine fällt auf, dass hier mit dedizierten, maschinell gefertigten Transformern und Gleichtaktdrosseln (CMCs) gearbeitet wird, anstatt wie sonst üblich integrierte Transformer mit CMCs einzusetzen.
          Durch die maschinelle Fertigung der Transformer und der CMCs sollte eine geringere Fertigungstoleranz für ein besseres Signal sorgen können, da hierdurch geringere Asymmetrien im Signalweg sind.

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Name: mess3-2.png
Ansichten: 412
Größe: 137,5 KB
ID: 651871

          Differenzialsignal und Jitter

          Eye Pattern

          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess3-3.png
Ansichten: 417
Größe: 196,1 KB
ID: 651872
          Recht unauffällige Eye Pattern

          Jitter Messung

          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess3-4.png
Ansichten: 410
Größe: 199,4 KB
ID: 651873
          Jitter Wert: 450ps

          Gleichtaktstörungen

          Messungen ohne sonstige Portbelegung

          Störungslevel

          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess3-5.png
Ansichten: 408
Größe: 188,7 KB
ID: 651874
          138mV über die Zeit

          Frequenzspektrum 0-250MHz

          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess3-6.png
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Größe: 228,2 KB
ID: 651875
          Hoher max. Wert von ca. -49,8 dB bei ca. 12.5 MHz, ansonsten recht unauffällig

          Messungen mit Link zum Hausnetzwerk

          Störungslevel

          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess3-7.png
Ansichten: 417
Größe: 200,4 KB
ID: 651876
          Auch hier ein hohes Störungslevel über die Zeit von 2.11V, was ebenfalls auf die 50Hz des Hausnetzes hindeuten.

          Frequenzspektrum 0-250MHz

          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess3-8.png
Ansichten: 406
Größe: 190,8 KB
ID: 651877
          Ebenfalls fast identisches Bild wie ohne Hausnetzwerk, jedoch auch leichter Anstieg im unteren Frequenzbereich.

          Frequenzspektrum 0-1.25kHz

          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess3-9.png
Ansichten: 416
Größe: 220,3 KB
ID: 651878
          Und hier sind sie wieder zu sehen die 50Hz und die Oberschwingungen

          Kommentar


            #6
            G-Switch: Zyxel GS108B V2 modifiziert durch Dr. Gert Volk

            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess4-1.png Ansichten: 3 Größe: 151,9 KB ID: 651880
            Der G-Switch wurde mir freundlicher Weise von Jö[email protected] zur Verfügung gestellt.

            Es handelt sich hierbei um einen modifizierten Zyxel GS105b V2. In dem Switch wurde eine Clock-Upgrade mit einer Sellarz Clock durchgeführt. Zusätzlich wurde der interne Regler durch einen Linear-Regler ersetzt.
            Hierdurch ist zu erwarten, dass der Jitter-Wert gegenüber dem original geringer ist und die Gleichtaktstörungen reduziert werden.
            Der Switch genießt im AH Forum und darüber hinaus einen guten Ruf hinsichtlich seiner guten Klangauswirkung.

            Differenzialsignal und Jitter

            Eye Pattern

            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess4-2.png Ansichten: 3 Größe: 197,2 KB ID: 651881
            Ähnliche Eye Pattern wie das Original, jedoch leicht geringere Flankensteilheit.

            Jitter Messung

            [ Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess4-3.png Ansichten: 3 Größe: 203,9 KB ID: 651882
            Jitter Wert: 410ps, etwas geringer als das Original (450ps), jedoch keine signifikante Verbesserung

            Gleichtaktstörungen

            Messungen ohne sonstige Portbelegung

            Störungslevel

            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess4-4.png Ansichten: 3 Größe: 285,6 KB ID: 651883
            Störungslevel: 226mV über die Zeit, stark erhöht gegenüber dem Original (138mV), was verwundert.

            Frequenzspektrum 0-250MHz

            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess4-5.png Ansichten: 3 Größe: 258,0 KB ID: 651884
            Auffälliges Frequenzspektrum max -46.4 db (original bei -49.8dB) mit vielen Peaks beginnend bei 125MHz.

            Hier das Original im Vergleich:

            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess4-6.png Ansichten: 3 Größe: 235,3 KB ID: 651885

            Messungen mit Link zum Hausnetzwerk

            Störungslevel

            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess4-7.png Ansichten: 3 Größe: 295,3 KB ID: 651886
            Auch hier ein hohes Störungslevel über die Zeit von 2.08V, was ebenfalls auf die 50Hz des Hausnetzes hindeuten.

            Frequenzspektrum 0-250MHz

            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess4-8.png Ansichten: 3 Größe: 325,0 KB ID: 651887
            Ebenfalls fast identisches Bild wie ohne Hausnetzwerk, jedoch auch leichter Anstieg im unteren Frequenzbereich.

            Frequenzspektrum 0-1.25kHz

            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: Mess4-9.png Ansichten: 3 Größe: 246,6 KB ID: 651888
            Und hier sind sie wieder zu sehen die 50Hz und die Oberschwingungen


            Zuletzt geändert von tmr; 12.06.2022, 09:51.

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              #7
              Topaz, Kleinauflage, Entwickelt von Pierre Watts

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Name: Mess5-1.png
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ID: 651894
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Name: Mess5-2.png
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ID: 651895

              Der Topaz Switch wurde von dem Hardware-Entwickler und Audio Enthusiast Pierre Watts entwickelt und in einer Kleinauflage produziert.
              Eines seiner oberstes Design Ziel war hierbei die Stromversorgung zu optimieren und hierdurch die Störungen zu minimieren.

              Ich habe selbst diesen Switch und bin von dem Klangbeeinflussung begeistert. Ich stehe persönlich mit Pierre in engem Kontakt. Pierre hat gerade mit mir eine Platine mit Messaufbauten gestaltet, sodass zukünftige Messungen genauer erfolgen können.
              Die Messungen des Switchs erfolgten an Port 3.

              Differenzialsignal und Jitter

              Eye Pattern

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Name: Mess5-3.png
Ansichten: 410
Größe: 183,7 KB
ID: 651896
              Sehr schönes Eye Pattern mit sehr guter Flankensteilheit.

              Jitter Messung

              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: Mess5-4.png
Ansichten: 409
Größe: 203,6 KB
ID: 651897
              Guter Jitter Wert: 400ps, jedoch nicht Klassenbester

              Gleichtaktstörungen

              Messungen ohne sonstige Portbelegung

              Störungslevel

              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: Mess5-5.png
Ansichten: 405
Größe: 190,2 KB
ID: 651898
              Sehr geringer Störungslevel: 86mV über die Zeit

              Frequenzspektrum 0-250MHz

              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: Mess5-6.png
Ansichten: 414
Größe: 220,1 KB
ID: 651899
              Frequenzspektrum mit max -61.0 dB(original bei -49.8dB) und keinen großen Ausfälligkeiten.

              Messungen mit Link zum Hausnetzwerk

              Störungslevel

              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: Mess5-7.png
Ansichten: 415
Größe: 192,0 KB
ID: 651900
              Keine Anzeichen, das die 50Hz Störung hier „durchgereicht“ wird, sondern sauber abgeführt wird.

              Frequenzspektrum 0-250MHz

              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: Mess5-8.png
Ansichten: 416
Größe: 227,7 KB
ID: 651901
              Identisches Bild wie ohne Hausnetzwerk


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                #8
                Ergebnisse


                Hier nochmal die Messergebnisse im Überblick:
                Switch Jitter Flankensteilheit Gleichtakt-störungen 50Hz Störung bei Heimnetzwerk Link Anmerkungen
                TP SG105 390ps (1) 5,12ns (3) 94mV (2) ja
                Zyxel GS108B V2 450ps (4) 4,96ns (2) 138mV (3) ja
                G-Switch 410ps (3) 5,28ns (4) 226mV (4) ja Peaks im Frequenzspektrum der Gegentaktstörungen ab 125MHz
                Topaz 400ps (2) 4,72ns (1) 86mV (1) nein
                Beachtlich ist, dass ein 19€ Switch Klassenbester im Bereich Jitter ist und auch im Bereich Gleichtaktstörungen einen guten zweiten Platz erreicht.

                Der mit einem Clock Update versehene Zyxel kann messtechnisch nicht überzeugen.
                Er weist nur eine geringe Verbesserung bzgl. Jitter auf, die jedoch immer noch hinter dem 19€ Switch liegt.
                Zusätzlich sind die Gleichtaktstörungen mit ihren Peaks bedenklich.

                Eventuell resultiert dies aus der Implementierung bei Clock Upgrades, bei denen die Clock Signale über zusätzliche Kabel müssen und hierdurch zusätzlich anfällig gegen EMI Störungen sind.

                Wenn denn das Update bei dem Zyxel eine klangliche Verbesserung bedeutet (auch gegenüber dem TP Link), dann nicht aufgrund der Jitter-Werte.
                Hierdurch wird das Thema Jitter als Grund von Soundveränderungen doch recht fragwürdig.
                Eventuell ist in den Gleichtaktstörungen der Grund für eine Klangveränderung zu suchen. (HF Sounding?)

                Der Topaz Switch kann durchaus als Gewinner der Messung hervorgehen, wobei der TP Link mit seinem Preis von 19€ eine beachtliche Leistung zeigt.
                Der Topaz elemeniert auch als einziger Switch die LF-Störungen bei angeschlossenem Heimnetzwerk.

                Dies korreliert auch mit meinen Klangeindrücken im Batteriebetrieb (hiermit wurden auch die Messungen gemacht).

                Der TP Link im Batteriebetrieb ist auf ähnlichem Niveau wie der Topaz, wobei der Topaz bzgl. Ruhe des Klangbilds noch einen Deut besser ist.

                Wer Klangbeeinflussung bei dem TP Link durch LF Störungen auszuschließen möchte, kann ein Isolator vor dem TP Link setzen.

                Ob dies wirklich Auswirkungen hat, da in den Transformern der Endgeräte sowieso nur HF über den Kondensator in das Grounding System gelangt, ist allerdings fragwürdig.

                Ich kann in meinem Setup keine Klangänderung hierdurch erhören.
                IIch bin gespannt auf die hoffentlich folgende Diskussion im anderen Thread.

                Zuletzt geändert von tmr; 14.06.2022, 06:41.

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                  #9
                  Auswirkungen der Stromversorgung auf das Ethernet-Signal

                  Bei dieser Messreihe geht es darum herauszufinden, was sich im Ethernet Signal bei unterschiedlicher Stromversorgung ändert.
                  Unterschiedliche Netzteile rufen ja laut vielen Berichten unterschiedliche Klangbeeinflussungen hervor, sodass sich dies auch im Ethernet-Signal samt seinen Störungen widerspiegeln sollte.

                  Getestet wurde dies an dem Topaz Switch an Port 3, der mit 6,6V bis 18V DC versorgt werden kann.

                  Seit dieser Woche ist auch mein neuer TDS8784D Oszi angekommen, der den alten ersetzt und eine bessere Analyse der Jitter ermöglicht.
                  Der von mir eingesetze TDS784 wird von Intel im Manual zum Compliance Test von 100BaseTX und 1000Base TX incl. Jitter Tests von Netzwerkchips angegeben.

                  Testkandidaten

                  RME Schaltnetzteil 12V, 2A
                  Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess6-1.png Ansichten: 0 Größe: 220,5 KB ID: 652137
                  Standard 12V 2A Schaltnetzteil, das mit dem RME Adi 2 DAC mitgeliefert wird


                  ifi iPower 12V, 2,5A MKI
                  Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess6-2.png Ansichten: 0 Größe: 100,2 KB ID: 652138
                  Ultra Low Noise Stecker-Netzgerät 12V, 2,5A


                  Kreder Schaltnetzteil 12V 3A
                  Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess6-3.png Ansichten: 0 Größe: 251,1 KB ID: 652139
                  Modifiziertes Meanwell Schaltnetzteil von Kreder Audiotuning


                  Zerozone S11 Linearnetzteil 18V 1,3 A
                  Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess6-4.png Ansichten: 0 Größe: 140,0 KB ID: 652140

                  Das Zerozone wird einmal mit Standard Netzkabel und dann mit einem Netzfilter bestehend aus einem Schaffner FN352Z mit Erdleiterdrossel und Eupen 2.5 Kabel getestet.


                  12V Batteriepack aus 8 x 1.5V AA Batterien
                  Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess6-5.png Ansichten: 0 Größe: 191,0 KB ID: 652141


                  6,6V LiFePo4 Akku Lösung von Ian Canada
                  Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess6-6.png Ansichten: 0 Größe: 122,8 KB ID: 652142

                  LiFePo4 Lösungen mit 2 x 2500mAh A123 Zellen.
                  Hier wird im Akku Betrieb das Ladenetzteil mittels Relais getrennt. Getestet wurde die Lösung zum einem mit dem RME Schaltnetzteil und mit dem Zerozone S11 Netzteil.

                  Palmer Purifier DC Filter
                  Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess6-7.png Ansichten: 219 Größe: 129,3 KB ID: 652147

                  Der Palmer Purifier ist ein DC Filter, der DC Spannung filtern soll. Er wurde jeweils mit den Netzteilen getestet um seine Wirkung zu überprüfen.


                  Auth Netzfilter 503 mit Schutzleiterdrossel
                  Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess6-8.png
Ansichten: 74
Größe: 55,2 KB
ID: 652917

                  Auch der Auth 503 wurde jeweils in Kombination mit den Netzteilen getestet.
                  Zuletzt geändert von tmr; 19.06.2022, 20:04.

                  Kommentar


                    #10
                    Messungen

                    Zuerst wurde eine Jitter Messung vorgenommen, um zu testen ob die Stromversorgung hierauf einen Einfluss hat.
                    Daher wurden zwei extreme Stromversorgungen gemessen um zu schauen, ob es sich lohnt hier weiter zu Messen.

                    Jitter Messung mit REM Schaltnetzteil
                    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess7-1.png
Ansichten: 283
Größe: 193,0 KB
ID: 652150

                    Jitter Messung mit LiFePo4 Stromversorgung
                    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess7-2.png
Ansichten: 282
Größe: 192,3 KB
ID: 652151
                    Identischer Jitter Wert. Da anscheinend die Stromversorgung auf den Jitter Wert keine Auswirkungen hat, wurden keine weitere Untersuchungen hierzu angestellt.


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                      #11
                      Messungen der Gleichtaktstörungen

                      Die FFT Spektrums-Analysen dienen nur einem ersten Eindruck. Für eine genauere Untersuchung müsste diese hochauflösender im unteren Frequenzspektrum erfolgen, da hier bedingt durch die Störfrequenzen von Schaltnetzteilen die Unterschiede zu suchen sind.

                      RME Schaltnetzteil

                      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess7-3.png Ansichten: 9 Größe: 189,6 KB ID: 652153
                      Peak-Peak über die Zeit: 108mV


                      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess7-4.png Ansichten: 9 Größe: 225,8 KB ID: 652154

                      RME Schaltnetzteil mit Purifier (DC Filter)
                      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess7-5.png Ansichten: 9 Größe: 190,8 KB ID: 652155

                      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess7-6.png Ansichten: 9 Größe: 225,8 KB ID: 652156


                      RME Schaltnetzteil mit Auth 503
                      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess7-7.png Ansichten: 9 Größe: 204,8 KB ID: 652157
                      Peak-Peak über die Zeit: 105mV


                      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess7-8.png Ansichten: 9 Größe: 226,7 KB ID: 652158



                      RME Schaltnetzteil mit Purifier und Auth 503
                      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess7-9.png Ansichten: 9 Größe: 184,8 KB ID: 652159
                      Peak-Peak über die Zeit: 98mV


                      Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess7-10.png Ansichten: 9 Größe: 228,6 KB ID: 652160
                      Zuletzt geändert von tmr; 14.06.2022, 07:34.

                      Kommentar


                        #12
                        iFi iPower

                        Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess8-1.png
Ansichten: 275
Größe: 185,2 KB
ID: 652162
                        Peak-Peak über die Zeit: 121mV

                        Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess8-2.png
Ansichten: 261
Größe: 247,2 KB
ID: 652163


                        iFi iPower mit Purifier
                        Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess8-3.png
Ansichten: 267
Größe: 203,3 KB
ID: 652164
                        Peak-Peak über die Zeit: 98mV

                        Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess8-4.png
Ansichten: 270
Größe: 226,0 KB
ID: 652165


                        iFi iPower mit Auth 503
                        Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess8-5.png
Ansichten: 268
Größe: 175,7 KB
ID: 652166
                        Peak-Peak über die Zeit: 107mV

                        Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess8-6.png
Ansichten: 267
Größe: 215,2 KB
ID: 652167


                        iFi iPower mit Auth 503 und Purifier
                        Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess8-7.png
Ansichten: 269
Größe: 189,7 KB
ID: 652168
                        Peak-Peak über die Zeit: 93mV

                        Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess8-8.png
Ansichten: 276
Größe: 212,9 KB
ID: 652169

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                          #13
                          Kreder Schaltnetzteil

                          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess9-1.png
Ansichten: 265
Größe: 201,7 KB
ID: 652175
                          Peak-Peak über die Zeit: 114mV

                          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess9-2.png
Ansichten: 267
Größe: 231,9 KB
ID: 652176


                          Kreder Schaltnetzteil mit Purifier
                          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess9-3.png
Ansichten: 257
Größe: 200,2 KB
ID: 652177
                          Peak-Peak über die Zeit: 111mV

                          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess9-4.png
Ansichten: 264
Größe: 210,9 KB
ID: 652178


                          Kreder Schaltnetzteil mit Auth 503
                          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess9-5.png
Ansichten: 262
Größe: 219,1 KB
ID: 652179
                          Peak-Peak über die Zeit: 109mV

                          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess9-6.png
Ansichten: 263
Größe: 223,7 KB
ID: 652180


                          Kreder Schaltnetzteil mit Auth 503 und Purifier
                          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess9-7.png
Ansichten: 260
Größe: 191,2 KB
ID: 652181
                          Peak-Peak über die Zeit: 107mV

                          Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: mess9-8.png
Ansichten: 261
Größe: 211,2 KB
ID: 652182

                          Kommentar


                            #14
                            Zerozone S11 mit Standard Netzkabel

                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-1.png Ansichten: 0 Größe: 194,8 KB ID: 652185
                            Peak-Peak über die Zeit: 94mV

                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-2.png Ansichten: 0 Größe: 205,5 KB ID: 652186


                            Zerozone S11 mit Standard Netzkabel und Purifier
                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-3.png Ansichten: 0 Größe: 177,7 KB ID: 652187
                            Peak-Peak über die Zeit: 89mV

                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-4.png Ansichten: 0 Größe: 228,8 KB ID: 652188


                            Zerozone S11 mit Standard Netzkabel und Auth 503
                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-5.png Ansichten: 0 Größe: 211,4 KB ID: 652189
                            Peak-Peak über die Zeit: 93mV

                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-6.png Ansichten: 0 Größe: 237,1 KB ID: 652190


                            Zerozone S11 mit Standard Netzkabel mit Auth 503 und Purifier
                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-7.png Ansichten: 0 Größe: 193,7 KB ID: 652191
                            Peak-Peak über die Zeit: 90mV

                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-8.png Ansichten: 0 Größe: 231,9 KB ID: 652192


                            Zerozone S11 mit Schaffner Fn352z + Schutzleiterdrossel Netzfilter
                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-9.png Ansichten: 0 Größe: 201,5 KB ID: 652193
                            Peak-Peak über die Zeit: 84mV

                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-10.png Ansichten: 0 Größe: 227,1 KB ID: 652194


                            Zerozone S11 mit Schaffner Fn352z + Schutzleiterdrossel Netzfilter + Purifier
                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-11.png Ansichten: 0 Größe: 211,9 KB ID: 652195
                            Peak-Peak über die Zeit: 94mV

                            Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess10-12.png Ansichten: 0 Größe: 221,3 KB ID: 652196

                            Kommentar


                              #15
                              Batteriepack 8 x 1.5V AA Batterien

                              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess11-1.png Ansichten: 0 Größe: 185,4 KB ID: 652203
                              Peak-Peak über die Zeit: 88mV

                              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess11-2.png Ansichten: 0 Größe: 211,5 KB ID: 652204


                              LiFePo4 Ian Canada mit RME Schaltnetzteil
                              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess11-3.png Ansichten: 0 Größe: 199,0 KB ID: 652205
                              Peak-Peak über die Zeit: 86mV

                              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess11-4.png Ansichten: 0 Größe: 227,1 KB ID: 652206


                              LiFePo4 Ian Canada mit Zerozone S11 Linear-Netzteil
                              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess11-5.png Ansichten: 0 Größe: 201,6 KB ID: 652207
                              Peak-Peak über die Zeit: 89mV

                              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht  Name: mess11-6.png Ansichten: 0 Größe: 213,7 KB ID: 652208



                              Zusammenfassung

                              Gleichtaktstörungen über die Zeit gemessen:

                              Netzteil Mit Purifier Mit Auth 503 Mit Purifier + Auth 503
                              RME Schaltnetzteil 108mV 99mV 105mV 98mV
                              iFi iPower 12V MKI 121mV 98mV 107mV 93mV
                              Kreder Schaltnetzteil 114mV 111mV 109mV 107mV
                              Zerozone S11 mit Standardnetzkabel 94mV 89mV 93mV 90mV
                              Zerozone S11 mit Netzfilter 84mV 94mV - -
                              Batteriepack 8 x 1.5V AA Batterien 88mV - - -
                              LiFePo4 Ian Canada mit RME Schaltnetzteil 86mV - - -
                              LiFePo4 Ian Canada mit Zerozone S11 89mV - - -

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