USB Ground loops MOTU 4pre

[Satriani]

Hallo ihr lieben Musikverrückten,

ich kämpfe seit mehreren Wochen mit Störgeräuschen in meinem Home-Studio, die wahrscheinlich über Masseschleifen entstehen.
Ich habe bereits versucht über das MOTU Support-Ticket-System Hilfe zu bekommen. Hier erhalte ich allerdings seit 2 Wochen nur generische Antworten und Tipps, die ich bereits implementiert habe.
Daher, hoffe ich von euch nun Hilfe zu bekommen.

zu meinem Setup:
- Workstation: Windows 11 Desktop PC
- Audio Interface: MOTU 4pre USB
- Speakers: KRK Rokkit 5 (XLR balanced inputs)
- 8-fach-Steckdosenleiste (Firma Schwabe), von welcher alle Geräte versorgt werden (PC, Monitor, Speakers, USB-Audio-Interface)
- Fujitsu Flachbildschirm (Displayport input)

zu den Störgeräuschen:
1. sporadische Störgeräusche: ich höre sporadisch Verzerrung, Kratzen, Knistern und Pops über beide Monitor Speakers wenn ich Musik abspiele. Dabei ist die Signalquelle egal: MOTU ASIO oder MOTU Windows (Audio Wave). Diese Störgeräusche sind nicht reproduzierbar, sondern treten randomisiert auf. Die Störgeräusche hören sich beim Abspielen der Musik ähnlich wie in diesem Beispiel an, treten aber deutlich seltener auf:
View: https://www.youtube.com/watch?v=NEEZKJHEFQ8
2. kontinuierliche Störgeräusche: zusätzlich besteht am linken Speaker ein dauerhaftes Störgeräusch mit niedrigem Pegel. Dieses Geräusch wird verringert, wenn die Stromversorgung für die Speaker über eine andere Steckdose kommt. Dieses Störgeräusch tritt nicht mehr auf, wenn die USB-Verbindung zwischen Audio-Interface und dem PC getrennt wird.

was ich schon getestet habe:
- Test mit ifi iDefender+. Der "Ground loop breaker" verstärkt die kontinuierlichen Störgeräusche am linken Speaker und bringt keine Verbesserung bei den sporadischen Störgeräuschen
- Tausch der XLR Kabel und Kaltgerätestecker zwischen Audio Interface und Speakers
- PC-Betrieb mit/ohne Grafikkarte
- PC-Betrieb mit/ohne Bildschirm
- Neuinstallation der MOTU Treiber
- Betrieb mit verschiedenen sample Raten und Buffergrößen
- Reset und Update der Firmware des MOTU 4pre
- alle Hilfestellungen von MOTU:

• - Make sure you're on the latest firmware and driver for this device
• - Try all USB ports on the computer
• - Swap out USB cables, try a few if possible
• - Go through all suggestions in this link: https://motu.com/techsupport/technotes/troubleshooting-windows-audio
• - If possible, run the 4PRE through a USB hub to see if there's a difference. If already doing so, connect the USB directly to the computer (no hub)
• - Disable "xhci hand-off" in the BIOS
• - Disable "Legacy USB Support" in BIOS
• - Use a USB-A to USB-C cable on a USB 2.0 port on the motherboard if using a C to C cable
• - Reset the unit: https://motu.com/techsupport/technotes/reset

aktueller Zwischenstand:
- Nach den BIOS fixes, die MOTU vorschlägt, sind die sporadischen Störgeräusche seltener geworden, jedoch weiterhin da.
- die getrennte Stromversorgung der Speakers verringert die kontinuierlichen Störgeräusche
- ich kann so nicht arbeiten


was ich überlege:
- kann ein hochwertigeres Audio-Interface die Störgeräusche über USB verringern, bzw entfernen?
- können hochwertigere Monitor Speakers die Störgeräusche verringern?
- könnte eine galvanische Trennung der Stromversorgung der Speakers von dem Stromnetz die Störgeräusche verringern? Stichwort Ground Lift
- handelt es sich bei den sporadischen Störgeräuschen um ein MOTU Treiber-Problem mit Windows 11, das ich nicht lösen kann?
- ...
- wann werde ich wieder ruhig schlafen können


Ich freue mich über seelischen und technischen Beistand!

Gruß
Johannes

 

[adrachin]

Ich würde mir einen anderen Rechner besorgen. Und dann mit dem testen. Kann eine Leihgabe sein, auch ein Laptop.

Vorteil, dann weisst Du, ob der Rechner die Ursache ist. Was denkbar ist. Dann wäre alle andere Mühe vergeblich.

Es gibt USB Isolatoren, für galvanische Trennung Host<>Gerät. Könnte auch einen Versuch wert sein. Hochwertiges Interface? Das MotU ist sicher kein Gelumpe. Ich würde sagen, die Chancen sind gut, dass mit einem anderen USB Interface die gleichen Probleme auftreten.

Auch wenn es Mühe macht, alles abstecken und neu verkabeln. Stromversorgung nur von einer Steckdose. Von da aufteilen. Geht es, prima. Irgendwo war dann da was, das sich verflüchtigt hat. Wenn nicht, geht das Forschen weiter.

 

[Satriani]

Ich würde mir einen anderen Rechner besorgen. Und dann mit dem testen. Kann eine Leihgabe sein, auch ein Laptop.

Vorteil, dann weisst Du, ob der Rechner die Ursache ist. Was denkbar ist. Dann wäre alle andere Mühe vergeblich.

Es gibt USB Isolatoren, für galvanische Trennung Host<>Gerät. Könnte auch einen Versuch wert sein. Hochwertiges Interface? Das Motto ist sicher kein Gelumpe. Ich würde sagen, die Chancen sind gut, dass mit einem anderen USB Interface die gleichen Probleme auftreten.

Auch wenn es Mühe macht, alles abstecken und neu verkabeln. Stromversorgung nur von einer Steckdose. Von da aufteilen. Geht es, prima. Irgendwo war dann da was, das sich verflüchtigt hat. Wenn nicht, geht das Forschen weiter.

Hi Adrachin,

danke dir für die schnelle Antwort!

Ich habe das MOTU 4pre jetzt mit dem gleichen Setup zusammen mit meinem Laptop (gleicher Windows 11 build wie der PC) getestet.
Das Ergebnis:
ich bisher keinerlei Störgeräusche gehört.

Den PC habe ich mir neu zusammengebaut um in meiner DAW schneller, mit mehr Spuren und FX arbeiten zu können... Mit den Störgeräuschen über USB ist er allerdings unbrauchbar. Könnte eventuell das Mainboard ein Garantiefall sein wenn die USB Schnittstelle derart störungsbehaftet ist? Es handelt sich um ein MSI Pro X-670P

Danke und Gruß
Johannes

 

[FZiegler]

Der Unterschied zwischen den beiden getesteten Setups besteht vermutlich nicht nur im Rechner - auch der Bildschirm wird ja am Laptop nicht aktiv gewesen sein... Und wer weiß, ob nicht Störungen der Stromversorgung (Küche etc.) in dein Problem hereinspielen. Will sagen: Beim Mainboard als Ursache bist du noch nicht angekommen.

 

[adrachin]

Könnte eventuell das Mainboard ein Garantiefall sein wenn die USB Schnittstelle derart störungsbehaftet ist?

Könnte möglich sein. Hattest Du den zusätzlichen Bildschirm dran? Der Einwand von @FZiegler ist berechtigt. Wenn es dann immer noch einwandfrei läuft, dann ist der PC dran. Dafür gibt es aber eine spezielle Hardware Ecke. Die sind dann besser gerüstet für Fragen rund um PC...... (;

 

[Satriani]

Könnte möglich sein. Hattest Du den zusätzlichen Bildschirm dran? Der Einwand von @FZiegler ist berechtigt. Wenn es dann immer noch einwandfrei läuft, dann ist der PC dran. Dafür gibt es aber eine spezielle Hardware Ecke. Die sind dann besser gerüstet für Fragen rund um PC...... (;

Vielen Dank an euch beide für die schnellen Antworten.

Bzgl dem Störgeräusch:
Das kontinuierliche Störgeräusch tritt weiterhin auf, wenn der Bildschirm aus ist und das Displayport Kabel beim Monitor abgesteckt ist.

Das sporadische Störgeräusch muss ich morgen tagsüber mit Pegel test-hören ohne Bildschirm.

Was ich noch nicht beschrieben hatte und auch nicht immer auftritt (jetzt gerade schon) ist ein surrendes Störgeräusch, das bei jeder Mausbewegung auftritt.
Außerdem habe ich immer starke Störgeräusche wenn die GPU auf Last kommt.

 

[Signalschwarz]

Den PC habe ich mir neu zusammengebaut...

Ich würde ja dazu tendieren, die Ursache der Störung anzugehen (und die ist nicht das Audio-Interface oder dessen USB-Anbindung), anstatt zu versuchen die Auswirkung zu mindern.

 

[Satriani]

Ich würde ja dazu tendieren, die Ursache der Störung anzugehen (und die ist nicht das Audio-Interface oder dessen USB-Anbindung), anstatt zu versuchen die Auswirkung zu mindern.

@Signalschwarz du meinst eine Suche innerhalb des PC?

@FZiegler Der Bildschirm, bzw die Displayport Verbindung ist nun als Störquelle ausgeschlossen, da die sporadischen Störgeräusche und kontinuierlichen Störgeräusche auch ohne Bildschirm auftreten.
Die Netzspannung müsste sauber sein: die Speaker geben keine Störgeräusche wieder, sobald das USB Kabel vom Audio Interface getrennt wird. Die Speakers sind dann noch in Betrieb, hängen am Audio-Interface und man hört nur den niedrigen Eigenrauschpegel.

Nachdem ich gesehen hatte, dass die Störgeräusche beim Trennen der USB Verbindung verschwinden dachte, dass der iFi Defender+ die Lösung ist. Es ist ein USB "GND Loop Breaker". Dieser verstärkt die Problematik allerdings. Ich weiss nicht auf welcher Technik der iFi Defender beruht.
Evtl ist ein solcher USB Isolator mit Optokoppler eine bessere Lösung?
https://www.reichelt.de/usb-isolato...-gnhaLF5qz39Pd0mIORpnA1batwPE_0MaAldCEALw_wcB


Generell wäre es auch interessant, eine USB Selbstdiagnose durchzuführen. Kennt hier jemand Möglichkeiten?

Vielen Dank und schönen Feiertag!

 

[Tragtop]

Hallo allerseits! Das hört sich nach einem Latenzproblem an daher mal einen anderen Vorschlag: Lade dir latencyMon hier herunter: https://www.heise.de/download/product/latencymon
herunter und lasse es ohne dein Usb Audio Interface mal laufen nach ein paar Minuten weißt du ob dein Mainboard der schuldige ist! viel Erfolg!

​

 

[Satriani]

Hallo allerseits! Das hört sich nach einem Latenzproblem an daher mal einen anderen Vorschlag: Lade dir latencyMon hier herunter: https://www.heise.de/download/product/latencymon
herunter und lasse es ohne dein Usb Audio Interface mal laufen nach ein paar Minuten weißt du ob dein Mainboard der schuldige ist! viel Erfolg!

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Hi Tragtop, hier die Auswertung mit LatencyMon:

 

[adrachin]

Das kontinuierliche Störgeräusch tritt weiterhin auf, wenn der Bildschirm aus ist und das Displayport Kabel beim Monitor abgesteckt ist.

Hm. Irgendwie geht das für meine Logik etwas durcheinander. Das tritt auch mit dem Laptop auf? Oder doch nur mit dem PC?

Ich dachte, der PC wurde schon identifiziert als mögliche Quelle.

In so einem PC sind jede Menge potenzieller Störquellen drin. Ich würde mal noch die originale Konfiguration mit PC und Peripherie anschließen und dann über den internen Sound Chip abhören. Tritt das Störgeräusch weiterhin auf, dann ist das ein weiterer Hinweis auf den PC als Ursache.

Ich hatte mal ähnliche Probleme. Ich habe das Teil dann noch mal aufgemacht und alle Kabel akkurat verlegt. Festgemacht und so weiter. Als eigentlich Störquelle hatte ich die Grafik Karte ausgemacht. Die musste auf einen anderen Steckplatz und dann war Ruhe.

Wie auch immer, systematisches Vorgehen bringt schnellere Ergebnisse. Auch ein genaueres Mitteilen, was genau Du macht ist hilfreich. Kreuz und Quer was rumzuprobieren ist ein Geschenk für den Zufall. Der freut sich und lässt sich dann ewig Zeit....... (;

 

[Banjo]

Mein Verdacht ist, dass Du zwei Probleme hast. zum einen die Verzerrungen und Knackser, zum anderen die Masseschleife. Wenn das Laptop eien zweipoligen Netzstecker hat und der PC einen dreipoligen, wäre am Laptop wom,öglich eine Masseschleife aufgetrennt, was die permanenten Störgeräusche reduzieren könnte. Wenn Du des Lötens mächtig bist, könnest Du an den XLR-Steckern mal testhalber die Kabel-Abschirmung vom XLR-Stecker trennen, da würde eine Masseschleift auch auftrennen.

Was die Verzerrungen angeht, könnte der Latency-Monitor in der Tat Einblicke geben, was da den Betrieb stört. Auf der anderen Seite sehen Deine Resultate eigentlich nicht kritisch aus. Da weiß ich jetzt auch keinen Rat.

Banjo

 

[Tragtop]

Ok von dem her scheints auch ok zu sein, wie lange hast du das Tool laufen lassen? Stimmen die Latenzwerte der DAW und dem Interface überein? Hast du die Abtasstrate nicht zu hoch eingestellt z. B192 khz? oder ne zu hohe Buffersize? dann kommt deine CPU schnell ins schleudern ich habe die Buffersitze auf max. 64. 64 - 128 Buffer hab ich eingestellt geht so prima.
Ach ja, Smartphone weit weg vom Interface oder Ausschalten ganz wichtig das sind üble Störenfriede!

 

[Satriani]

Hm. Irgendwie geht das für meine Logik etwas durcheinander. Das tritt auch mit dem Laptop auf? Oder doch nur mit dem PC?

Ich dachte, der PC wurde schon identifiziert als mögliche Quelle.

In so einem PC sind jede Menge potenzieller Störquellen drin. Ich würde mal noch die originale Konfiguration mit PC und Peripherie anschließen und dann über den internen Sound Chip abhören. Tritt das Störgeräusch weiterhin auf, dann ist das ein weiterer Hinweis auf den PC als Ursache.

Ich hatte mal ähnliche Probleme. Ich habe das Teil dann noch mal aufgemacht und alle Kabel akkurat verlegt. Festgemacht und so weiter. Als eigentlich Störquelle hatte ich die Grafik Karte ausgemacht. Die musste auf einen anderen Steckplatz und dann war Ruhe.

Wie auch immer, systematisches Vorgehen bringt schnellere Ergebnisse. Auch ein genaueres Mitteilen, was genau Du macht ist hilfreich. Kreuz und Quer was rumzuprobieren ist ein Geschenk für den Zufall. Der freut sich und lässt sich dann ewig Zeit....... (;

Eine lange Historie mit vielen verschiedenen Tests:
Der Laptop Test mit gleichem Setup (USB-Interface, Speakers, Verkabelung, Bestromung etc,) zeigte keinerlei Störgeräusche.

Beim PC Test konnte ich den Bildschirm als Störquelle ausschließen. Ebenso die Stromversorgung.

Der Kollege @Tragtop hatte noch einen Test mit dem LatencyMon vorgeschlagen.

 

[adrachin]

Die Latenz Ergebnisse hast Du ja gepostet. Da ist nichts auffälliges. Ich habe gerade das Beispiel Video angesehen, Das ist übel. Vermutlich ein Hardware Defekt. So wild ist es aber bei Dir nicht?

Das kann es aber eigentlich bei Dir nicht sein, da ja die Audio Installation mit dem Laptop funktioniert.

Masseschleife? Das Brummt eher als dass es Spratzt und Knackt. Allerdings würde man das dann auch immer hören. Die ist ja nicht weg und dann wieder da. Irgend ein dauerhaft hörbares Geräusch würde ich sagen.

Ich würde auf jeden Fall noch mal die interne Sound Karten testen. Das könnte auch noch einen Hinweis ergeben, in welche Richtung man suchen könnte......

 

[Tragtop]

Noch eine Idee von mir ich hatte so was ähnliches manchmal mit meinem alten Toshiba Laptop, Ich benutze Studio One da gibts links unten so was wie ne CPU Anzeige, dort ist mir aufgefallen das diese recht stark pulsiert hat und mit jedem Ausschlag kamen solche Geräusche zustande. Dann habe ich mich hingesetzt und getüftelt und habe die Lösung gefundenich habe nachdem Laden der DAW im Taskmanager 6 der acht Kene abgeschaltet Ruhe war! Schalte mal alle bis auf 2 ab und berichte....

 

[Satriani]

Die Latenz Ergebnisse hast Du ja gepostet. Da ist nichts auffälliges. Ich habe gerade das Beispiel Video angesehen, Das ist übel. Vermutlich ein Hardware Defekt. So wild ist es aber bei Dir nicht?

Das kann es aber eigentlich bei Dir nicht sein, da ja die Audio Installation mit dem Laptop funktioniert.

Masseschleife? Das Brummt eher als dass es Spratzt und Knackt. Allerdings würde man das dann auch immer hören. Die ist ja nicht weg und dann wieder da. Irgend ein dauerhaft hörbares Geräusch würde ich sagen.

Ich würde auf jeden Fall noch mal die interne Sound Karten testen. Das könnte auch noch einen Hinweis ergeben, in welche Richtung man suchen könnte......

Die sporadischen Störgeräusche treten teilweise 1-2 Minuten garnicht auf. Dann gibt es einen Pop oder ein Kratzen, wo Audio verzerrt wird. Evtl sind es wie @Banjo schreibt, tatsächlich zwei unabhängige Probleme. Aber da die Speakers schon im Ruhezustand kontinuierlich Störgeräusche leise abgeben, vermute ich, dass USB generell nicht sauber ist.

Die kontinuierlichen Störgeräusche sind wohl eine Masseschleife: 8-fach-Steckdose --> PSU GND --> Mainboard GND --> USB GND --> MOTU 4pre GND--> Speakers GND --> 8 -fach-Steckdose -->

 

[Satriani]

kleines Update:
Das kontinuierliche Störgeräusch ist nun beseitigt: ich habe aus Interesse den iFi Defender+ mit einer externen Stromversorgung angeschlossen (Das Gerät hat einen USB C Anschluss zur Stromversorgung). Da das MOTU 4pre nicht über USB mit Strom versorgt wird dachte ich, dass der iFi Defender ohne Stromversorgung genutzt werden kann. Ich weiss nicht wie die iFi Defender Schaltung hier funktioniert.

Das sporadische Störgeräusch prüfe ich, ob es weiterhin auftritt.

Danke für eure Hilfe soweit!

 

[Satriani]

update bzgl sporadischen Störgeräuschen:
Nach 3 Tagen habe ich weiterhin keine Störgeräusche mehr gehört, weder kontinuierlich, noch sporadisch.
Durch das Auflösen der Masseschleife sind erstmal die kontinuierlichen Störgeräusche verschwunden. Ich vermute, dass die sporadischen Verzerrungen durch el-statische Entladungen zwischen den einzelnen Geräten in der Masseschleife zustande gekommen sind. Dadurch ist wohl immer wieder das Massepotential des Motu 4pre verschoben worden, und dadurch hat der DAC für wenige ms nicht korrekt funktioniert. Oder es sind deswegen USB Pakete verloren gegangen... Den root cause kenne ich nicht, allerdings eines ist sicher: die Masse des Motu 4pre muss sauber bleiben. Aus meiner Sicht sollte jedes Gerät, das eine empfindliche Masse hat und mit dem PC verbunden wird einen GND Lift haben .
Life is good, problem solved, happy weekend!