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SDA/SDAmusic Fehler bei der MP3-Wiedergabe

Bazzo

Neues Mitglied
Analyse der Störung die bei der Audio-Wiedergabe über das T-Mobile SDA/SDAmusic, sowie andere HTC-Smartphones, auftritt


Zusammenfassung der Testergebnisse



Test 1: Welche Rolle spielt das Format der Audiodaten?

A: Es spielt keine Rolle.



Test 2: Gibt es Regelmäßigkeiten im Auftreten des Fehlers?

A: Ja, die Störung tritt alle 16,680s auf und dauert 110ms.



Test 3: Welchen Einfluss hat die Frequenz des Eingangssignals auf den Pegel der Störung?

A: Der Pegel der Störung nimmt mit zunehmender Eingangsfrequenz logarithmisch proportional zu.



Test 4: Welchen Einfluss hat die Freq. des Eingangssignals auf das Spektrum der Störung?

A: Es gibt charakteristische Frequenzen die entstehen, zusätzlich wird ein Weißes Rauschen überlagert.



Test 5: Welchen Einfluss hat der Pegel des Eingangssignals auf die Störung?

A: Der Pegel der Störung steigt äquivalent mit dem Pegel des Eingangssignals.



Test 6: Welchen Einfluss hat der Equalizer des betaPlayers auf die Störung?

A: Er hat keinen Einfluss.



Test 7: Welchen Einfluss haben andere Einstellungen des Testgerätes?

A: Ich hab keine für den Fehler relevanten Einstellungen gefunden.



Test 8: Welchen Einfluss hat die Quantisierung der Audiodaten?

A: Sie hat keinen Einfluss.



Test 9: Tritt die Störung auch bei Wiedergabe über den Lautsprecher auf?

A: Ja, tritt sie.



Der Ausführliche Test

Ziel dieser Testreihe ist die genauere Identifizierung des von vielen Nutzern beklagten „TSSSSS“-Geräusch bei der mp3-Wiedergabe auf HTC-Smartphones. Dieses Geräusch beeinträchtigt den Musikgenuss über eines der betroffen Geräte derartig, dass die Geräte höchstens für die Nutzung in der Straßenbahn geeignet sind.



Testaufbau:

Das Testgerät war ein SDAmusic (aka „HTCamadeus“), es wurde mit seinem Audioausgang (2,5mm-Stereo-Klinke) an den Line-In der Soundkarte meines PCs angeschlossen. Als Testsoftware hab ich eine 30Tage-Trial von Adobe Audition verwendet. Das Testgerät war dabei stets im Flugmodus um Einstreuungen durch das GSM-Modul auszuschließen.



Durchführung:

Alle Tests wurden wie folgt durchgeführt. Zuerst wurde eine Audio-Test-Datei mit dem in AdobeAudition integriertem Frequenz-, Geräuschgenerator erzeugt. Diese Datei wurde dann jeweils auf das Testgerät übertragen und mit dem betaPlayer abgespielt. Dessen Equalizer war, sofern nicht explizit erwähnt, dabei stets ausgeschaltet und die Lautstärke des Testgerätes war auf Maximum eingestellt.

Die Audio-Ausgabe wurde wiederum, über die Soundkarte, mit Adobe Audition aufgezeichnet und analysiert. Der Eingang der Soundkarte war so ausgepegelt, dass das Aufgenommen Signal etwa den gleichen Pegel hat wie die erzeugte Eingabedatei. Weiter Details zur Durchführung sind bei den entsprechenden Tests zu finden.


Bei ersten Vortests hat sich herausgestellt, dass ein sehr hoher Sinuston gut geeignet ist, das in Erscheinung treten des Geräusches zu provozieren.



Test 1

Welche Rolle spielt das Format der Audiodaten?




Testton:

16000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

Dieser Testton wurde in verschiedenen Dateien mit verschiedenen Kompressionen gespeichert.



Testdateiformate:

mp3(lame3.90.2 –alt -preset standard)

wma (128kbps CBR)

wav (PCM unkomprimiert)



Ergebnis:

Das Geräusch trat bei allen Testdateien mit gleichem Pegel auf. Da es selbst bei der Wiedergabe der unkomprimierten wav-Datei auftrat, gehe ich davon aus, dass das Kompressionsverfahren keinen Einfluss auf den Fehler hat. Ein Softwarefehler des mp3-Decoders ist daher auszuschließen.




Test 2

Gibt es Regelmäßigkeiten im Auftreten des Fehlers?



Testton:

16000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo



Testdateiformate:

wav (PCM unkomprimiert)


Ich hab die Aufnahme mittels Notch-Filter* von dem 16kHz-Sinuston befreit und Messung an den nun gut sichtbaren Störungen durchgeführt. Sonst wurden keine weiteren Manipulationen durchgeführt.

(Für den Screenshot hab ich alles vor der ersten Störung gelöscht damit der Anfang der Störung bei 0 auf der Timeline liegt.)

*„notch-Filter“- eliminiert extrem schmalbandig eine bestimmte Frequenz.



1.Dauer der Störung



Störung Nr. 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |

Dauer(ms) 114 |110 |109|112| 111 | 116 | 110 | 112 | 114 | 110 |



Gemessen wurde an 10 Störstellen. Alle wiesen eine Dauer von ca. 110ms auf. Dabei ist auffällig, dass die Störung 55ms auf dem rechten Kanal und erst danach 55ms auf dem linken Kanal dauert. (vgl. Abb.1)



Abb.:1 Waveform der Störung nach dem Notch-Filtering von 16kHz



2. Abstand zwischen den Störungen



Störung Nr. 1-2 | 2-3 | 3-4 | 4-5 | 5-6 | 6-7 | 7-8 | 8-9 | 9-10 |

Abstand(s)|16,679|16,681|16,679|16,680|16,680|16,680|16,681|16,680|16,681|



Ich habe den Abstand vom Anfang einer Störung bis zum Anfang der jeweils nächsten Störung an 9 verschiedenen Stellen gemessen. Der Abstand betrug im Schnitt 16,680s





Abb.:2 Abstand zwischen 4. und 5. Störung (beachte Timecode im Feld („Sel.“;“Begin“) = Position des Markers)



Ergebnis:

Das Geräusch tritt alle 16,68s beim zusammenhängenden Abspielen der Testdatei auf und dauert ungefähr 110ms(55ms links, dann 55ms rechts).

Bei der unterbrochenen Wiedergabe, also mit zwischenzeitlichem Pausieren der Wiedergabe, änderte sich der Abstand zwischen den Störungen. Es sind hier keine Regelmäßigkeiten mehr erkennbar. Innerhalb zusammenhängend abgespielter Passagen, war der Abstand zwischen den Störungen jedoch wieder 16,68s. Die Dauer, von 2x55ms, der Störung änderte sich nicht.





Test 3

Welchen Einfluss hat die Frequenz des Eingangssignals auf den Pegel der Störung?



Testtöne:

16000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

8000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

4000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

2000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

1000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

500Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

250Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

50Hz-22kHz -whitenoise (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo



Testdateiformat:

wav (PCM unkomprimiert)



Auch hier wurde die Aufnahme mittels Notch-Filter wieder von der jeweiligen Eingangsfrequnz befreit. Es wurden die maximalen Pegel in der Waveform an jeweils 3 Störungen gemessen und anschließend gemittelt.



Eingangsfrequ.(Hz) 16000 8000 4000 2000 1000 500 250

Pegel der Störung (dB) -2 -6 -12 -16 -24 -27 -37





Abb.: 3 Pegel der Störung über der log. Eingangsfrequenz



Ergebnis:

Es wird deutlich, dass der Pegel des Störgeräusches linear mit dem Logarithmus der Eingangsfrequenz ansteigt. Besonders auffällig ist, dass das Störgeräusch ab einer Frequenz von 16kHz den Pegel des Eingangssignals (-3dB) übersteigt. Hier sind die Spitzen der Störung bereits vor dem Notch-Filtering deutlich in der Waveform zu erkennen.



Beim Abspielen der Datei mit dem whitenoise, war keine Störung messbar. Der „noise-Filter“ hat keine Störung zurückgelassen. Wenn es überhaupt eine Störung gab, so ist sie im Rauschen untergegangen.



„whitenoise“ - dt. „Weißes Rauschen“ ein Rauschen das über das gesamte Spektrum den gleichen Pegel hat.

Test 4

Welchen Einfluss hat die Frequenz des Eingangssignals auf das Spektrum der Störung?



Testtöne:

16000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

8000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

4000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

2000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

1000Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

500Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

250Hz -Sinuston (Pegel -3dB) - 44,1kHz/16b/stereo



Testdateiformat:

wav (PCM unkomprimiert)



Abb.: 4 Spektrum der Störung bei 250Hz


Abb.: 5 Spektrum der Störung bei 500Hz


Abb.: 6 Spektrum der Störung bei 1000Hz


Abb.: 7 Spektrum der Störung bei 2000Hz


Abb.: 8 Spektrum der Störung bei 4000Hz


Abb.: 9 Spektrum der Störung bei 8000Hz


Abb.: 10 Spektrum der Störung bei 16000Hz



Die Abbildungen(4-10) zeigen das Spektrum der Störung (ROT) verglichen, mit dem Spektrum des kontinuierlichen Rauschens(BLAU) welches alle Aufnahmen hinterlegt. Ich nehme an, dass die Spitzen die sowohl im Rauschen als auch in der Störung, zu erkennen sind, aus einer Übersteuerung des Verstärkers im Testgerät, oder des Soundkarteneingangs resultieren. Dieses sog. Clipping schneidet einfach die Spitzen der Sinusfunktion ab und erzeugt so höhere Frequenzanteile (Fourrierglieder höherer Ordnung) die nach dem Notch-Filtering erhalten bleiben.

Diese Spitzen sind in diesem Fall normal und haben nichts mit dem Störgeräusch zu tun.

Auffällig ist, dass das Spektrum der Störung in weiten teilen kongruent zum Rauschen ist. Es scheint, dass das Rauschen einfach durch die Störung verstärkt wurde, dem ist aber nicht so, Das gros des Rauschens entsteht schließlich erst bei der Aufnahme, also nachdem das Geräusch entstanden ist. Deshalb ist davon auszugehen, dass ein Teil der Störung ein „Weißes Rauschen“ ist, welches mit zunehmender Frequenz entsprechend (Test 2) zunimmt.

Ein anderer sehr Merkwürdiger Teil der Störung zeichnet sich durch neu entstandene Sinustöne aus. Man beachte z.B. das Spitzenpaar in (Abb.: 4) um 9500Hz. Ähnliche Spitzen sind auch bei 6000Hz, 15500Hz und bei 19000Hz deutlich zu erkennen. Diese Spitzen scheinen mit zunehmender Frequenz des Eingangssignals (siehe Abb.:5-10) um genau den Betrag der Frequenz des Eingangssignals auseinander geschoben. In (Abb.:8 ) ist das Spitzenpaar um 9500Hz nun auf 5500Hz und 13500Hz ausgedehnt. Die Spitzen sind also jeweils um 4000Hz, der Frequenz des Eingangssignals, auseinander gewandert. Dieser Zusammenhang ist bis (Abb.: 9) deutlich zu erkennen.

Die Kerbe im Spektrum des Geräusches bei der jeweiligen Eingangsfrequnenz resultiert aus dem Notch-Filtering.

Test 5

Welchen Einfluss hat der Pegel des Eingangssignals auf die Störung?



Testtöne:

16000Hz -Sinuston (Pegel - 3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

16000Hz -Sinuston (Pegel -10dB) - 44,1kHz/16b/stereo

16000Hz -Sinuston (Pegel -20dB) - 44,1kHz/16b/stereo

16000Hz -Sinuston (Pegel -30dB) - 44,1kHz/16b/stereo



Testdateiformat:

wav (PCM unkomprimiert)



Pegel Eingangssignal (dB) -3 -10 -20 -30

Pegel Störung (dB) -2 -12 -23 -33



Der Pegel der Störung nimmt ungefähr äquivalent mit dem Pegel des Eingangssignals ab. Der Pegel des Eingangssignals hat scheinbar keinen Einfluss auf das Spektrum der Störung.





Abb.: 11 Spektrum der Störung bei Eingangssignal mit einem Pegel von

(-3dB-grün, -10dB-rot, -20dB-blau, -30dB-gelb)





Test 6

Welchen Einfluss hat der Equalizer des betaPlayers auf die Störung?



Testton:

16000Hz -Sinuston (Pegel - 3dB) - 44,1kHz/16b/stereo



Testdateiformat:

wav (PCM unkomprimiert)



EQ-Einstellungen (betaPlayer):

Vorverstärkung: neutral (mittig)

60Hz: Maximum

170Hz-14kHz: linear abfallend

14kHz: Minimum

16kHz: Maximum



Es ist zu sehen, dass der Equalizer keinen Einfluss auf das Spektrum der Störung hat. Lediglich die Anhebung des 16kHz-Bandes resultiert in einer leichten Anhebung des Störungspegels über das gesamte Spektrum. Daraus ist zu schließen, dass das Störgeräusch erst entsteht, nachdem das Signal den EQ durchlaufen hat. Entstünde das Geräusch vor dem EQ, so würde dies in einem abfallenden Spektrum der Störung resultieren.





Abb.: 12 Spektrum der Störung mit EQ (grün: EQ aus)

(blau: EQ ein mit o. genannten Einstellungen)





Test 7

Welchen Einfluss haben andere Einstellungen des Testgerätes?



Testton:

16000Hz -Sinuston (Pegel - 3dB) - 44,1kHz/16b/stereo



Testdateiformat:

wav (PCM unkomprimiert)



1. Autostart durch Umbenennung des Ordners \storage\windows\StartUp unterdrückt.

• keinen Einfluss

2. Flugmodus an/aus

• keinen Einfluss

3. Bluetooth an/aus

• keinen Einfluss

4. ActivSync-Verbinung über USB ja/nein

• keinen Einfluss





Test 8

Welchen Einfluss hat die Quantisierung der Audiodaten?



Testtöne:

16000Hz -Sinuston (Pegel - 3dB) - 44,1kHz/16b/stereo

16000Hz -Sinuston (Pegel - 3dB) - 44,1kHz/8b/stereo

8000Hz -Sinuston (Pegel - 3dB) - 22,05kHz/8b/stereo

23000Hz -Sinuston (Pegel - 3db) - 48,00kHz/16b/stereo


Testdateiformat:

wav (PCM unkomprimiert)



Es waren keine Unterschiede zu den anderen Tests festzustellen, sogar der Abstand zwischen den Störungen, sowie deren Dauer änderte sich nicht. Auf das Durchführen der Frequenzanalyse und der Pegelmessung hab ich hierbei verzichtet.





Test 9

Tritt die Störung auch bei Wiedergabe über den Lautsprecher auf?



Testton:

16000Hz -Sinuston (Pegel - 20dB) - 44,1kHz/16b/stereo



Testdateiformat:

wav (PCM unkomprimiert)



Bei diesem Test hab ich die Lautstärke am Gerät zunächst runtergeregelt um den Lautsprecher nicht zu gefährden. Dann hab ich über die Lautstärketasten an der Geräteseite die Lautstärke alle 20 sek. Um einen Tastendruck erhöht. bereits bei 2/5 war das Geräusch deutlich über den eingebauten Lautsprecher zu hören.





Fazit:



Da viele der HTC-User über diesen Fehler klagen, möchte ich fast behaupten, dass dieser Fehler alle HTC-Smartphones betrifft, zumindest die, bei denen der Fehler in wenigstens einem Fall bekannt ist (siehe www.modaco.com). Sicher wird diese Behauptung von einigen zurückgewiesen werden, aber ich denke die Fakten sprechen für sich. Leute die behaupten sie hätten den Fehler nicht, hören ihn nur nicht. Auch ich hab ihn anfangs nie wahrgenommen. Bis er mir das erste mal bei einem Lied auffiel wo er mehr als deutlich zu hören war. Seit dem höre ich ihn auch bei anderen Liedern ständig. Die Regelmäßigkeit und die Reproduzierbarkeit macht es mir schwer zu glauben, dass es sich bei allen die den Fehler festgestellt haben um Einzelfälle handeln soll.

Der Test hat gezeigt, dass der Pegel und das Spektrum der Störung von den Frequenzen in der abgespielten Datei ist. Daher dürfte klar sein, dass die Intensität und das Nerv-Potential der Störung stark von der Musik, die konsumiert wird, abhängig ist. Inwieweit sich meine Testergebnisse auf die Wiedergabe realer Musik übertragen lassen kann ich nicht sagen, nur dass der Fehler mehr oder weniger deutlich zu hören ist. Bei z.B. hohen Tönen in einem Klavierstück oder Geigersolo sollte er von jedem deutlichst zu hören sein, jedoch bei (Hard)-Rock mit schnellem Schlagzeug und übersteuerten E-Gitarren nicht. Selbst Goldohren, zu denen ich mich nicht zähle, hätten damit ihre Schwierigkeiten. Der (Test 3) mit dem “Weißen Rauschen“ lässt vermuten, dass je komplexer und breitbandiger ein Musikstück ist, umso weniger wird die Störung hör- u. messbar. Außerdem wird bei derartiger Musik das ohnehin schon leisere Geräusch von der Musik selbst überlagert.

(C) by Bazzo 2005

gruß Bazzo
 
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