DACs…deutlich hörbare Unterschiede?!

Als seinerzeit zwei Club-Mitglieder einen neuen DAC suchten, haben ich ja schon mal an einem DAC-Vergleich teilgenommen. Seinerzeit haben wir durchaus Unterschiede zwischen den drei DACs vernommen. Die waren zwar gut wahrnehmbar aber nicht unbedingt spektakulär – zumal in unterschiedlichen Anlagen auch unterschiedlich ausgeprägt.

Als ich vor geraumer Zeit in meiner Diskus-Anlage die DACs der miniDSP 2x8 für die vorderen MSW gegen einen Antelope Zodiac DAC austauschte waren Unterschiede hörbar, aber auch nicht dramatisch oder spektakulär (obwohl der Antelope Zodiac eine völlig andere Preisliga ist als die miniDSP DACs).

Meine Entscheidung für den Antelope Zodiac ging damals auf dessen geringen Jitter (Ofen-Controlled Clock) und die gute Analog-Sektion zurück. Es gab einige Berichte, die ihn allesamt als ausgesprochen gut beschrieben - speziell der Bericht in der amerikanischen Stereophile mit den dort aufgeführten Messwerten liessen zumindest keinen negativen Einfluss auf meine Anlage erkennen… ich ging eigentlich davon aus, daß ich mit dem Antelope Zodiac zumindest das Thema DAC als Ursache für fehlende oder unzureichende Höreindrücke ad acta legen kann.

Soweit so gut.

Hin und wieder lese ich auch in HiFi-Zeitschriften…. so auch im Urlaub in Holland, wo ich in der Absolute Audio (amerikanisches HiFi-Magazin) einen Bericht über Meridians MQA-Format las. Da wurde auch etwas von negativen Einflüssen des Pre-Ringings bei DACs berichtet (das ja so gut wie alle DACs durch die Verwendung von FIR-Filtern im Ausgang haben). Meridian versucht das durch die Verwendung sog. Apodizing-Filter in seinen DACs zu unterbinden. Das sind Filter, die kein Pre-Ringing haben, dafür aber ein sehr langes Post-Ringing… soll aber trotzdem deutlich besser sein, da das Gehör wohl den „Einschwingvorgang“ besonders beachtet und „Nachschwingen“ eher maskiert.

Nun, wie das dann so ist, versuchte ich mehr über DACs mit Apodizing-Filter zu erfahren, und es gab durchaus mehrere Hersteller, …von denen ich bis dahin noch nichts gehört hatte. Und dann war da ein Hinweis auf sogenannte NOS-DACs: NonOverSampling-DACs… Die haben weder Pre- noch Post-Ringing …die wandeln einen Impuls tatsächlich als nahezu 1:1-Abbild des Eingangssignal.

WOW… sowas gibts?!?

Das kannte ich bisher nicht.

Bei allen DACs, die ich bisher so in Betracht zog, sieht die Impulsantwort immer so aus:

 

Deutliches Pre- und Post-Ringing.

Nach allgemeiner Ansicht wären ja die Amplituden der Vor-und Nachschwinger weit unterhalb der Wahrnehmungsschwelle… und zudem durch das Oversampling zeitlich so kurz, daß es ebenfalls nicht wahrnehmbar sei.

Andererseits?…könnte so eine perfekte Impulsantwort Vorteile haben?… bringt das was?

Die Berichte - im Übrigen auch die über DACs mit Apodizing Filter - führten allesamt deren „Analogen“ Klang auf, das Fehlen jedweden digitalen Klangeindrucks, zudem eine sehr gute Lokalisation, Räumlichkeit und Detailauflösung… das macht machte mich neugierig!

Ich halte ja seit jeher die Signalreproduktionstreue für sehr wichtig, also die möglichst genaue Reproduktion des Eingangssignal… somit eigentlich genau das, was ein NOS DAC anscheinend perfekt macht.

Somit wäre das für meine Anlage ein weiterer Optimierungsschritt für eine möglichst perfekte Signalreproduktionstreue (…meine Manger-Schallwandler und die Spectral-Audio DMA200S kommen ja auch aus dieser Zielsetzung).

Also hab ich mich durchgerungen, den Metrum Musette bestellen… Die niederländische Firma Metrum produziert ausschliesslich NOS-DACs …aus Überzeugung - die sollten also hinreichend Erfahrung haben.

Nachdem das Teil dann kam, hab ich ein paar Tage später den Antelope Zodiac DAC für die vorderen MSW durch den Metrum Musette ersetzt.

 

Die Tage vorher, hab ich mir ein paar Musikstücke mehrmals intensiv angehört, um dann beim Wechsel einen eventuellen Unterschied besser zu erkennen.
Erwartet habe ich eigentlich keine grossen Veränderungen (der Antelope Zodiac ist ja nicht schlecht, kostet sogar mehr als der Musette…) und wenn, dann eher subtile Veränderungen, bei denen man genau hinhören muss und ggf. erst bei längerem Hören (eher so wie beim damaligen DAC-Vergleich). Zudem hatte ich nicht den Eindruck, daß es bei meiner Anlage noch viel zu verbessern gibt…ich habe eigentlich kaum andere Anlagen gehört, die ich als besser empfand (mal abgesehen von der HSB BigLineMSW, die im Bass und im Maximalpegel besser ist ...aber bei diesen Kriterien wird ein DAC keine Veränderungen bringen).

 

Nun, manchmal gibts doch noch Überraschungen… der Unterschied ist deutlich. Viel deutlicher als seinerzeit beim DAC-Vergleich der Stefans. Er ist auch direkt wahrnehmbar… nicht erst nach einer Einhörzeit oder konzentriertem Hören.

 

Hier mal die prägnantesten Unterschiede (die im Übrigen alle von meinem aussermittigem Sitzplatz gemacht wurden, der ohnehin einen etwas engeren Sweet-Spot hat):

  • Die Bühne gewinnt an Ausdehnung… in Tiefe und Breite und sie rückt merklich nach vorne.
  • Die Lokalisation einzelner Instrumente oder Stimmen ist präziser (bei einem Duett war es vorher manchmal etwas schwierig die etwa 1m auseinander stehende Sängerin und Sänger klar zu orten, zu trennen… mit dem Metrum Musette gelingt das viel besser).
  • Leise Details und Nebengeräusche sind deutlicher (teilweise erstmalig so wahrgenommen).
  • Applaus und „das Publikum“ bei Live-Aufnahmen ist merklich „authentischer“, noch „greifbarer“…
  • Der Bass ist konturierter und sauberer (z. B. Anschlaggeräusche von Drums).
  • Ich habe viel mehr den Eindruck „dabei zu sein“… noch losgelöster von der Anlage…in der Musik förmlich zu baden…

 

Das hat mich - in dieser Deutlichkeit – sehr überrascht; diese Unterschiede bei eigentlich schon recht hochpreisigen DACs… aber vielleicht liegt´s ja tatsächlich am unterschiedlichen Prinzip.

 

Also, was kann für die Unterschiede bei den Höreindrücken verantwortlich sein (… das wäre ja auch interessant, um Erkenntnisse für andere Anlagenoptimierungen oder Boxenentwicklungen zu gewinnen).

 

In fast allen Werten - Frequenzgang, THD, Jitter, etc. - ist der Metrum Musette z. T. deutlich schlechter als der Antelope Zodiac.

Das einzige, was der Metrum Musette als NOS-DAC besser macht, ist die Signalreproduktionstreue: bei einer Impulsantwort oder einem Rechtecksignal gibt es weder Pre- noch Post-Ringing. Das Ergebnis sieht nahezu perfekt so aus, wie das Eingangssignal.

Dieser Unterschied ist aber dafür mehr als deutlich!

Liegen die Unterschiede bei THD oder Jitter bereits auf einem absolut gesehen niedrigen Niveau (THD: 0.007% zu 0.0004%) sind die Unterschiede bei der Signalreproduktionstreue wesentlich grösser.

Deutlich wird das besonders wenn man Impulsantwort oder die Reproduktion eines Rechtecksignals eines „normalen“ DACs (wie z. B. des Antelopes Zodiac) und eines NOS-DACs (wie z. B. dem Metrum Musette) vergleicht:

 

 

Wo das Eingangssignal nur eine (1) steile Signalflanke vorgibt, produziert der normale DAC gleich mehrere (wenn auch mit relativ geringerer Amplitude). Auch der Anstieg und Abfall der Flanke wird flacher – die „Signalform“ wird deutlich verändert.

Das Ergebnis des NOS-DACs entspricht fast perfekt dem Eingangssignal (Impuls mit 23Mikrosekunden Dauer) – lediglich die oberste und letzte „Ecke“ weisen eine rel. geringe „Verrundung“ auf (…im Gegensatz zu den Veränderungen des normalen DACs aber mehr als vernachlässigbar).

Beim normalen DAC werden zudem schon vor der eigentlichen steilen Signalflanke weitere kleinere Signalflanken sogar mit unterschiedlicher Richtung erzeugt. Das heisst ja nichts anderes, als daß das Eingangssignal noch weiter und sehr deutlich verändert wird. Dies macht er natürlich in ähnlicher Form bei jeder mehr oder weniger steilen Signalflanke... und bei einem fortlaufendem Signal mit mehreren steilen Signalflanken z. T. kurz hintereinander, werden diese durch die Überlagerung der Vor- und Nachschwinger der vorherigen und der nachfolgenden steilen Signalflanken weiter „verändert“… von „orginaler“ Signalreproduktion kann hier eigentlich keine Rede mehr sein.

Daß es sich hier durchaus um Grössenordnungen handelt, bei der auch im Bereich normaler Musik Signaländerungen vorkommen, verdeutlichen folgende Bilder, die zwei Musiksamples zeigen (jeweils 4ms Percussions von Esquivel und Klassik von J. S. Bach - direct aus den waf-Files mit Audacity) und darunter masstäblich die Impulsantwort des Antelope Zodiac:

 

Man sieht recht gut, daß eine Überlagerung des Pre- und Post-Ringings das Signal verändern wird.

Hier mal eine Überlagerung bei „kleinen“ Signalflanken (um den Einfluss der Vor- und Nachschwinger auch bei „kleinen“ Amplituden zu veranschaulichen):

 

 

Man sollte sich auch vor Augen halten, daß die zeitliche Auflösung des menschlichen Gehörs bei ca. 20Mikrosekunden liegt (zumindest was die Erkennung von Geräuschen und deren Lokalisierung betrifft; manche Studien legen sogar eine Auflösung von unter 10Mikrosekunden nahe).

Beim Metrum Musette gibt es dagegen keine Veränderung des Eingangssignals – keine zusätzlichen Signalflanken und auch bei Rechtecksignalen werden diese 1:1 reproduziert… somit dürfte jeder andere Signalverlauf des Eingangs auch nahezu perfekt reproduziert werden.

 

Für mich ist das die Hauptursache für die wahrgenommenen Unterschiede (bei allen anderen Werten hätten ja die Höreindrücke auch eher schlechter werden müssen).

 

Mit dem unterschiedlichen Signalreproduktionsverhalten lassen sich die Höreindrücke auch recht gut mit den von mir präferierten Hörmodellen erklären.

Ich glaube ja an die Hörmodelle bei denen parallel zur tonalen Analyse (der spektralen Zerlegung über die Wanderwelle) separate Prozesse mit Mustererkennung und Mustervergleiche ablaufen; bei denen also plötzliche (steile) Druckwechsel als Auslöser für andere Prozesse fungieren und die den Druckverlauf direkt (also ohne spektrale Zerlegung) analysieren.

Einzelheiten zu diesen Hörmodellen habe ich ja bereits in meinem anderen Beitrag ausgeführt (http://www.audioclub.de/index.php/angehoert/81-reflexionen). Da sind auch die Quellen zu all den Versuchen und Studien, die nahelegen, daß unser Gehör wahrscheinlich wie diese Hörmodelle funktioniert.

 

Was könnte nun die wahrgenommenen Unterschiede im Einzelnen erklären?

 

Hierzu mal ein paar Gedanken – ausgehend von den oben erwähnten Hörmodellen:

Wenn also ein plötzlicher (steiler) Druckwechsel als Auslöser für bestimmte Höranalyse-Prozesse fungiert, ist es wichtig das dieser Druckwechsel auch eindeutig erkannt wird - je weniger Druckwechsel vor einem möglichen „auslösenden“ Druckwechsel sind (Pre-Ringing), desto besser wird er als solcher vom Gehör erkannt… im anderen Fall wird der steile Druckwechsel evt. gar nicht erkannt (womit auch ein folgender Mustervergleich nicht erfolgt).

 

Die Theorie eines Mustervergleichs geht davon aus, daß kurze Zeitabschnitte (bis zu mehreren Millisekunden nach einem auslösenden steilen Druckwechsel) - als Muster mit „bekannten“ Mustern (aus dem Gedächtnis) verglichen werden.
Hierbei wird der direkte Signalverlauf – das „Muster“ - analysiert… nicht dessen spektrale Zerlegung (die ja eine Transformation und Integration ist - also u. a. eine „Informatiosnzusammenfassung“ bzw. Mittelung macht) – es ist der am Trommelfell direkt eintreffende zeitliche Signalverlauf von Bedeutung.. mit all seinen Druckwechseln (in den oberen Bilder mit den Musikbeispielen von Esquivel und J. S. Bach, sieht man gut, wieviel Druckwechsel allein innerhalb von 4ms so vorkommen können)!

Das Ergebnis des Vergleichs hat dann direkten Einfluss auf die Lokalisationsentscheidung, auf die Gewichtung der spektralen Zerlegung und noch auf manches mehr.

Auch hier wird ein nicht durch Pre- und Post-Ringing „verändertes“ Muster viel eher und besser erkannt - im anderen Fall wird evt. gar kein Muster erkannt ( …womit auch keine „Unterstützung“ der Lokalisation der spektralen Analyse und anderer Hörprozesse erfolgt).

 

Dieser Mustervergleich ist im Übrigen auch für die „Verarbeitung“ von reflektiertem Schall wichtig. Auch hier wird ja im Direktschall und im später unter anderem Winkel am Ohr eintreffenden Schall nach identischen „Mustern“ gesucht …und, wenn gefunden, erfolgt eine „Auswertung“ (oder Gewichtung) des Direktschalls mit Hilfe des später am Ohr eingetroffenen Schalls (also dem reflektierten Schall)! Wenn mehr Muster im Direktschall erkannt werden… erfolgt somit auch öfter eine „Verbesserung“ der „Auswertung“ (oder Gewichtung) durch den reflektierten Schall….

 

All die hier geschilderten Vermutungen über mögliche Auswirkungen auf verschiedene Hörprozesse haben – nach den o. a. Hörmodellen - im Wesentlichen Auswirkungen auf Lokalisation und Charakterisierung von Schallereignissen (Nebengeräusche, Details, etc.).

Das passt sehr gut zu den Unterschieden bei den Höreindrücken die ich beim Wechsel des Antelope Zodiac zum Metrum Musette hatte.

Es passt auch zu den in den Zeitschriften und Foren geschilderten Eindrücken über NOS-DACs.

Interessanterweise lernte ich vor ein paar Tagen einen anderen HSB-Abonoment kennen, der auch sehr von NOS-DACs überzeugt war (u. a. alte Phillips-CD-Player) und von ähnlichen Höreindrücken mit diesen DACs berichtete.

 

Einen nicht unerheblichen Einfluss - besonders auf die Deutlichkeit der Unterschiede - dürfte auch meine Anlage haben. Sie hat ja bereits bez. einer hohen Signalreproduktionstreue einen recht guten Stand:

  • Ab dem MacBook-Ausgang (meinem Quellgerät) kommt alles in 24bit/96kHz (höhere Auflösung als das Gehör),
  • DIRAC eliminiert das Post-Ringing der 18db/Okt. Butterworth-Filter der DSP-Frequenzweiche,
  • Spectral-Audio Endstufe mit 2MHz Bandbreite,
  • Manger Schallwandler (auf der Vorder- und Rückseite meiner DIskus-Boxen),
  • Starke erste Reflexionen im Raum (deren Erzeugung ja durch die hinteren Manger Schallwandler hinsichtlichtlich Signalreproduktionstreue auch gut sind).

 

Die Unterschiede, die der Metrum Musette bezüglich seiner besseren Signalreproduktionstreue bei mir brachte, wurden zumindest nicht durch andere Komponenten der Anlage verringert.

Es kann durchaus sein, daß in anderen Anlagen, die Unterschiede geringer ausfallen (wie in manchen Zeitschriften ausgeführt), oder gar nicht… idealerweise muss eben die ganze Kette stimmen… und zwar hinsichtlich der für die Hörwahrnehmung wichtigen Eigenschaften.

 

Mein Fazit:
Einmal mehr hat mich die Beschäftigung mit Hörmodellen (also wie menschliche Hörwahrnehmung funktioniert) und die daraus abgeleiteten Eigenschaften von Anlagekomponenten zu einer Verbesserung meiner Anlage geführt …und zu besseren Höreindrücken …und zu mehr Hörvergnügen.

 

 

 

Noch ein Wort zu meinem Vorgehen, der Beschäftigung mit den Hörmodellen bzw. der menschlichen Hörwahrnehmung.

Ob das alles tatsächlich so wie im Text vermutet passiert und ob die angedachten Einflüsse durch eine verbesserte Signalreproduktionstreue in dieser Form die Hörwahrnehmung beeinflussen, ist weder bewiesen noch widerlegt. Auch was das „Muster“ anbelangt ist nicht ganz klar, wie „genau“ der zeitliche Signalverlauf betrachtet wird. Letztendlich ist das aber auch im Detail gar nicht mal so wichtig. Die geschilderten möglichen Auswirkungen sind prinzipiell so denkbar (schliesslich sind die zugrundeliegenden Hörmodelle durch eine Menge an Studien und Untersuchungen prinzipiell belegt und durchaus glaubwürdig).

Der - für mich entscheidende - Vorteil dieser Hörmodelle ist, daß sie einen erklärbaren prinzipiellen Zusammenhang zwischen bestimmten Eigenschaften von Komponenten und bestimmten Höreindrücken zulassen.
Viele Höreindrücke sind ja mit anderen Modellen gar nicht erklärbar, bieten also gar keinen Anhaltspunkt in irgendeine Richtung zu optimieren oder zu entwickeln – da ist mir ein vages, umstrittenes Modell, das zudem schon nachvollziehbare Ergebnisse brachte, mehr als ausreichend …auch wenn es nicht wissenschaftlich endgültig bewiesen ist.

 

Lieber ein unvollkommenes Modell, das mir weiterhilft, als eins, daß mich nicht weiter bringt.

 

 

Diskus_GL

alias
Joachim Liepold

im Dezember2015

 

 

Die Informationen in diesem Dokument werden ohne Rücksicht auf einen eventuellen Patentschutz veröffentlicht. Warennamen werden ohne Gewährleistung der freien Verwendbarkeit benutzt. Die Zusammenstellung von Texten und Abbildungen erfolgte mit größter Sorgfalt. Trotzdem können Fehler nicht vollständig ausgeschlossen werden. Die Verwendung der Informationen und Angaben in diesem Dokument erfolgt auf eigenes Risiko des Benutzers. Die Herausgeber und Verfasser können weder eine juristische Verantwortung noch irgendeine Haftung übernehmen.

Alle Rechte vorbehalten, auch die der fotomechanischen Wiedergabe und der Speicherung in elektronischen Medien. Die gewerbliche Nutzung der in diesem Dokument aufgeführten Angaben ist nicht zulässig.

Markennamen, Firmen- und Produktbezeichnungen die in diesem Dokument verwendet werden sind als eingetragene Markenzeichen geschützt. Da es zum Zeitpunkt der Erstellung nicht immer möglich war zeitnah zu ermitteln, ob ein Markenschutz besteht, erfolgt die Nennung ohne Kennzeichnung mit ®, ©, TM.