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High Bit im Vergleich

Gerne wird der Anschein erweckt, dass die HiFi-Entwicklung in den vergangenen 30 Jahren riesige Sprünge gemacht hat. Glaubt man der Werbung für digitale Wiedergabegeräte, wird jedes Jahr kontinuierlich eine immer bessere Wiedergabe geboten. Solche Behauptungen werden bereitwillig aufgenommen, sucht doch der rastlose HiFi-Interessent ständig nach Verbesserungen. Wenn man die Werbeaussagen wörtlich nimmt, sollte man zu dem Schluss kommen, dass die Reproduktion von Musik über eine neue HiFi-Anlage besser ist als das Original!?

Philips TDA1540 14 Bit DAC

In der Werbung spielen immer höhere Bit-Zahlen eine entscheidende Rolle. Sie sollen klangliche Vorteile suggerieren. Das verdummende Prinzip lautet: "Je höher die Zahlen, desto besser das Ergebnis." Allzu gern wird verschwiegen, dass die aus dem technischen Zusammenhang herausgelösten Zahlenwerte keinerlei Aussagekraft haben.

Messdaten

Ein direkter Zusammenhang zwischen isolierten Messdaten und gutem Klang kann nicht gefunden werden. Sie können guten Klang nicht durch konkurrierende Zahlen über den Klirrfaktor oder Erweiterung des Frequenzbereichs ausfindig machen. Bei digitalen Wiedergabegeräten finden sie heute Argumente wie Quantisierung der Bit-Zahlen und Sampling-Frequenz Anpreisungen. Es bedeutet nur Senkung von Herstellungskosten und Entfernen von der ursprünglichen Musik-Aufnahme. Die Erfindung der CD war ein epochales Ereignis. Es liefert den Ton des Master-Bands direkt in unseren eigenen Hörraum. Es war die Kristallisation der Bemühungen der Ingenieure der damaligen Zeit. Im Vergleich dazu bietet die neue Generation digitaler Wiedergabegeräte nur die Erhöhung der Datenrate. Die Lebensdauer dieser Formate wird von kurzer Dauer sein. Was wir brauchen, ist ein genaues Verständnis um die Vor- und Nachteile dieser Formate um Neue zu entwickeln - welche die unserem Hörsinn entsprechen.

High Bit Technik im CD-Spieler

Hier werden die Eigenschaften eines metronom 14 CD-Spielers, welcher zwei der altbewährten Wandler TDA1540 besitzt, in einen Vergleich mit einem modernen High Bit Wandler gebracht. Dieser High Bit Wandler wird in CD-Spielern im vierstelligen Euro-Bereich verbaut, ist aber genauso in Video-Spielern für um die 100 Euro zu finden.

High Bit DAC

Links am Bildrand sind oben und unten ein Transistor für die Stummschaltung sichtbar, die zuletzt vor den Cinchbuchsen am Ausgang sitzen. Am Signalweg davor befinden sich rechts daneben je Stereo Kanal 2 schwarze Widerstände und 1 Kondensator, die einen analogen Tiefpassfilter bilden. Es ist keine Aufbereitung durch weitere Verstärker nötig. Dank der Gleichstromregelung ist auch ein Koppelkondensator im Signalweg überflüssig. Dieser Wandler ermöglicht mit seinen integrierten Digitalfiltern, seinen Verstärkern sowie der Entfernung des schädlichen Gleichstroms einen Verzicht auf viele weitere Bauteile und somit eine erhebliche Kostenreduzierung. In den hochpreisigen Wiedergabegeräten finden sich erstaunlicherweise trotzdem weitere Verstärkungsstufen und Spannungsfolger (Buffer), zum Teil auch mit Röhren. Deren Aufgabe ist es, dem Gerät durch eine Veränderung des ursprünglichen Signals eine individuelle Note zu verleihen. Mit Klangneutralität haben solche Maßnahmen nichts zu tun.

Auf dem Papier hat der 30 Jahre nach dem TDA1540 entwickelte Wandler Vorteile: Eine höhere Bitrate, einen größeren Dynamikbereich und den für Entwickler attraktiven "fertigen" Audioausgang mit definierten 2 Volt Leistung. Der ist insofern praktisch, weil hier keine eigene Entwicklung mehr nötig ist. Allerdings - und das ist einer der entscheidenden Nachteile - auch nicht mehr möglich. Andere Vorteile beziehen sich angeblich auf Auflösung und Dynamik - aber nur theoretisch und auch bitte nicht mit der Menge an Details oder Feinzeichnung zu verwechseln. Die höhere Auflösung bezieht sich am Beispiel einer 192khz Widergabe auf eine Erweiterung des verarbeiteten Frequenzgangs auf 96khz (Nyquist, Samplingfrequenz gleich min. doppelte Widergabefrequenz) - eine Frequenzerweiterung, in der keinerlei nutzbare Informationen beim digitalen Musik-Endprodukt enthalten sind, die bei der Musikaufnahme von der Physik unterliegenden Mikrofonen nicht aufgezeichnet wird und die auch vom menschlichen Hörsinn nicht erfasst werden kann. Zu finden ist in dem erweiterten Frequenzgang lediglich Dither - bei der digitalen Datenverarbeitung abschließend immer hinzugefügtes digitales Rauschen. Hingegen überschlagen sich Hersteller von Audio Elektronik in der Angabe von immer größeren Werten des Abstands von Rauschem zum Signal als Qualitätsmerkmal.

Musik erreicht einen Dynamikumfang von 80 dB. Die menschliche Stimme besitzt einen Dynamikumfang von 40 dB. Der Dynamikumfang des TDA1540 bietet mit seinen 94 dB bereits eine große nicht nutzbare Reserve und erreicht in der praktischen Anwendung 118 dB Dynamikumfang. Bei der digitalen Musikwidergabe hat es keine Auswirkung den Dynamikumfang auf dem Papier immer weiter erhöhen zu wollen. Insbesondere wenn dafür eine natürliche Klangfarbe in den Hintergrund gestellt wird. Ein Vorteil bietet sich allein im Studio bei der digitalen Signalverarbeitung, es erleichtert dem Toningenieur die Arbeit z.B. Übersteuerungen im Endprodukt zu vermeiden. Auch die Größe des Datenfensters (1 Bit, 28 Bit, 32 Bit) mit der die digitale Musik transportiert wird, steht allein in keinem Zusammenhang mit einem besseren musikalischen Ergebnis. Anders als eine erhöhte Samplingfrequenz, schadet eine erhöhte Bit Rate zumindest nicht dem Widergabeergebnis - es hat nur keinerlei Nutzen.

Siehe auch: Xiph.Org Foundation (Englisch)

Die Xiph.Org Foundation ist eine Non-Profit-Organisation, die sich dem Schutz der Grundlagen von Internet und Multimedia vor der Kontrolle privater Interessen verschrieben hat.

Vergleich im Hörtest

Vorteile die auf dem Papier stehen, suggerieren eine Überlegenheit, aber sie bringen dem Zuhörer nichts. Für einen objektiven Vergleich müssen zunächst einmal identische Bedingungen geschaffen werden. Beide Abspielgeräte, der metronom mit TDA-Wandler und das Vergleichsgerät mit High Bit Wandler, geben die gleiche Aufnahme wieder, indem sie zwei identische CDs abspielen. Beide Abspielgeräte besitzen den gleichen Ausgangspegel und werden mit gleicher Verkabelung an der selben Musikanlage getestet. Das Zeitaufwendigste bei diesem Versuchsaufbau ist, beide CDs zeitgleich abzuspielen, da der metronom mit seinem CDM-1 Laufwerk bei gleichzeitigem Drücken der Play-Tasten an beiden Geräten um ca. 1,5 Sekunden früher einsetzt. Ursache für die etwas lahme neuere Technik ist das Up-Sampling des digitalen Signals auf die höhere Bitrate. Laufen beide Geräte synchron, kann am Hörplatz durch Umschalten der Wiedergabequelle an der Fernbedienung - frei von allen technischen und räumlichen Unterschieden -verglichen werden. Um das Ergebnis frei von Vorurteilen, Suggestionen und "Hintergrundgeschehen" zu halten, wissen die Zuhörer nicht, welches Gerät jeweils zu hören ist. Abschließend wird daher die Anzeige der Eingangsquelle am Verstärker abgedeckt.

Der Hörtest fällt nun sehr kurz aus. Der Unterschied ist sofort, eindeutig und jederzeit wiederholbar festzustellen. Eindeutig fällt die größere und trotzdem straffere Klangfülle der "alten" Technik auf. Nicht nur die Menge an Details, auch deren Präzision und Natürlichkeit ist über das gesamte Frequenzspektrum nicht nur "ein kleines bisschen" besser. Auf eine blumige Beschreibung von Nuancen kann daher erfreulicher Weise bei diesem Hörvergleich verzichtet werden.

Die Gründe für die derart deutlichen Klangunterschiede liegen in den digitalen Chips selbst und der Art, wie diese im CD-Spieler eingebunden werden. Das Ergebnis dieses Vergleichs ist eine "schallende Ohrfeige" für moderne Audioelektronik und spricht gegen jegliche Manipulation des digitalen Signals durch Over-und Upsampling oder Kompression. Die Vorteile eines High Bit liegen allein in der billigeren Produktion durch höhere Integration und somit eine verringerte Anzahl von Chips und Bauteilen in den fertigen Endgeräten. Mit einer nachteiligen Anbindung der Wiedergabe an den Computer, möchte zudem auch ein Musik-tragendes Medium weg rationalisiert werden - auch wenn eine Datenübertragung über den Computer mit dessen Standardisierungen einer dedizierten Lösung im Nachteil ist. Aber es lassen sich konstruktive Schwächen der Musik-Kette mittels psychoakustischer Manipulation auf digitalem Wege "bereinigen".