Wer braucht DSD2048? Es geht jedenfalls nicht darum, der Musik Signale hinzuzufügen, die auf der Aufnahme nicht vorhanden sind. Vielmehr soll die Rekonstruktionsgenauigkeit von digital zu analog verbessert werden.
Vorab müssen wir uns mit einigen Grundlagen beschäftigen. Zum Beispiel, dass typische DAC Chips von ESS Sabre, AKM, ROHM oder Burr-Brown alles Delta-Sigma-Chips sind. Und diese wandeln PCM in den sogenannten Bitstream um, was nichts anderes als DSD ist. Oder um es neutraler zu formulieren: es handelt sich um SDM (Sigma Delta Modulation) und dient zur bestmöglichen Rekonstruktion des analogen Signals. Daran anknüpfend schauen wir uns an, was ein Upsampling durch einen Audio PC bewirken kann.
Im Praxisteil betrachten wir dann interessante Geräte, die DSD2048 können und wo die Unterscheide liegen.
Grundlagen
In Social Media stellte ich DSD2048 vor. Die Antwort darauf: „Was soll das Bringen, ein 96khz/24bit Signal so oft zu konvertieren, außer Verfälschung? Nativ ist immer der beste Weg!“ Ich habe für diese Meinung Verständnis, war es doch lange auch mein Kenntnisstand. Nur macht es halt ein Delta-Sigma-DAC sowieso, aber meist schlecht. Ein Audio PC macht es besser.
Die Funktionsweise eines Delta-Sigma-Chips
Die meisten DACs haben Delta-Sigma-Chips von der Stange verbaut. Bei PCM Dateien erfolgt dabei ein Oversampling in den Megahertzbereich, damit ein Bitstream vor der eigentlichen „Digital to Analog Conversion“ erzeugt werden kann. PCM wird dabei zwangsweise in DSD umgewandelt, was viele DAC Hersteller gern verschweigen. Bitperfekt ist da vor der Wandlung in Analog nichts mehr. Die Umwandlung in den Bitstream erfolgt, um eine bessere Rekonstruktionsgenauigkeit zu erzielen. Aus den Nullen und den Einsen muss wieder eine analoge Amplitude herauskommen.
Aufgrund der gegenüber einem PC sehr geringen Rechenleistung des DAC Chips erfolgen im DAC Interpolationen mit einfachen Filtern und Festkommaberechnungen. Oft werden die Samples nur kopiert, bis die Modulatorrate erreicht wird.
Die Delta-Sigma-Modulation kann seit den 1970er Jahren mit den Fortschritten in der CMOS-Technologie preiswert umgesetzt werden. Delta-Sigma-Modulatoren werden von vielen großen Halbleiterherstellern als fertige integrierte Schaltung angeboten.
Ein typisches Beispiel sind die ESS Sabre DAC Chips: SABRE Audiophile DACs – ESS Technology, Inc. Nehmen wir als Beispiel den ES9039MPRO Chip.
Unten im Bild sehen wir, dass PCM über S/PDIF (rot markiert) nach dem Lautstärkeregler (DSP – Digitaler Signal Prozessor) einem 8fachen Oversampling mit Filter unterzogen wird. Und zwar in zwei Stufen: 2x und 4x. Wenn die Eingaberate höher als 44,1 kHz ist, wird die entsprechende Anzahl von Stufen von Anfang an übersprungen (Bypass). Wenn der DAC Chip also zum Beispiel 88,2 kHz erhält, wird die erste Stufe übersprungen und die zweite Stufe (4 x 88,2 kHz = 352,8 kHz) durchgeführt. Wenn die Rate 352,8 kHz oder höher ist, wird die 1. Oversamplingstufe komplett übersprungen.
Die 352,8 kHz werden dann auf die Modulatorrate auf 5,6448 MHz interpoliert (16 x 352,8 kHz). Danach geht es zum Delta-Sigma-Modulator, der den Bitstream erzeugt. Im Bild nicht mehr gezeigt erfolgt die eigentliche Umwandlung von Digital zu Analog mithilfe eines analogen Filters.
DSD (blau markiert) kann alle Oversamplingstufen umgehen, wenn die Mindest-Samplingrate erreicht wird. Hier sollte es DSD128 (8 x 16 = 128 x 44,1 = 5,6448 MHz) sein. Leider gibt es keinen Bypass bei den Schritten Volume Control, THD Comp. und ASRC. Es erfolgt also weiter eine nachgelagerte Bearbeitung von DSD und das kann etwas problematisch sein. Jussi Laako empfiehlt für ESS ein Upsampling auf DSD512, sofern möglich. Quelle: Roonlabs.com – Using HQPlayer.
Quelle: https://www.esstech.com/products-overview/digital-to-analog-converters/sabre-audiophile-dacs/
Das Upsampling mit einem Audio PC
Mittlerweile wissen wir, dass das Oversampling der PCM Files in Delta Sigma DACs nicht vermieden werden kann! Entweder macht es der DAC Chip in seinen Oversamplingstufen selbst oder ein internes DSP/FPGA vom Gerätehersteller führt die Berechnung aus. Deren Rechenleistung wird nie an einem Intel® Core™ i9-14900K Prozessor mit seinen 8 P-Cores bis 6GHz und 16 E-Cores bis 4,4GHz herankommen.
Unten im Bild ist im ersten Strang (DAC OS PCM) der Verarbeitungsweg im Delta Sigma DAC dargestellt. Im zweiten Strang (DAC NOS DSD) übernimmt das Upsampling und die Modulation ein rechenstarker Audio PC.
Die DSP-Engines in DAC-Chips sind in Bezug auf Genauigkeit und Qualität nicht annähernd vergleichbar mit dem, was ein Audio PC tun kann. In DACs werden typischerweise mit 32 Bit oder sogar nur mit 24 Bit Festkomma-Berechnungen durchgeführt. Der HQPlayer rechnet mit mindestens 64 Bit, teilweise mit 80 Bit in Gleitkommapräzision.
Eine höhere Rechenleistung ermöglicht es, eine viel höhere Anzahl von Rechenoperationen während der begrenzten Zeit zwischen 2 Ausgangssamples (1/target_fs) auszuführen. Reine Computerleistung ermöglicht es also, Ergebnisse mit höherer Präzision zu erzielen, da die verwendeten Algorithmen nicht so sehr durch die Anzahl und Komplexität der Operationen eingeschränkt sind. Meist kann das Upsampling dann einstufig durchgeführt werden. Das Filterdesign im HQPlayer ist sehr umfangreich und von sehr hoher Qualität.
Die Begrenzungen im DAC-Chip mit einem Modulator 3. Ordnung wird ersetzt durch den HQPlayer mit einer Abtastrate bis zu 98,3 MHz (DSD2048) und hochpräzisen Modulatoren der 7. oder 8. Ordnung. Je höher die Abtastraten und die Modulatorstufen sind, desto präziser kann eine Rekonstruktion des ursprünglichen analogen Signals erfolgen und desto besser wird das Noise Shaping. Noise Shaping ist eine Technik, die Quantisierungsrauschen (das bei Digital-Analog-Umwandlung entsteht) so formt, dass es für das menschliche Ohr weniger hörbar ist. Statt das Rauschen gleichmäßig über das ganze Audiofrequenzspektrum zu verteilen, wird es zu höheren Frequenzen verschoben, wo das Rauschen deutlich oberhalb des audiblen Bandes liegt.
Der Schöpfer vom HQPlayer sagt, 50% der Leistung kommt von den digitalen Filtern. Die anderen 50 % stammen aus dem Modulatordesign. Siehe auch Audio PC HQPlayer Modulatoren.
Der DAC wird von viel Arbeit entlastet und führt nur noch seine Hauptaufgabe aus: nämlich die Digital zu Analog Wandlung. Weniger Rechenoperationen führen zum geringeren Strombedarf und das wirkt sich oft auf ein geringeres Rauschen aus. Eine wesentliche Voraussetzung dafür ist aber ein NOS-DAC (Non Oversampling).
Wenn der DAC die zugeführten Signale intern erst einem DSP (z. B. ESS Sabre DAC Chips) zuführt oder von DSD in PCM umwandelt (z. B. Chord DACs), dann ist der Effekt deutlich geringer. Eine regelmäßig aktualisierte Liste NOS-fähiger DACs findest du hier: Which DACs bypass digital filtering? – Audiophile Style
Verschieden DAC Architekturen
Bislang haben wir uns die Delta Sigma DACs angesehen, weil sie weit verbreitet sind. R2R DACs sind eine weitere Kategorie. Ein R2R DAC (Resistor-to-Resistor Digital-to-Analog Converter) ist eine einfache Schaltung, die digitale Signale in analoge Spannungen oder Ströme umwandelt. Das Kernprinzip basiert auf einem Widerstandsnetzwerk aus zwei Widerstände-Werten (daher „R2R“).
Im Allgemeinen übertreffen Delta-Sigma-DACs einen im Preis vergleichbaren R2R DAC, insbesondere in der Kategorie von Hunderten bis wenigen Tausend €. Es wird durch eine viel höhere Abhängigkeit der R2R-Lösung von präzisen Werten elektronischer Teile verursacht, durch Probleme in der Timing-Stabilität und Präzision von Hochgeschwindigkeits-Schaltvorgängen (es ist eine echte technische Herausforderung, es jahrelang auf der gleichen Leistung zu halten) und von Umweltfaktoren wie der Temperatur. Holo Audio gelang es, einige der Nachteile der R2R-Technologie durch die Einführung von Korrekturschaltungen zu kompensieren, was sich natürlich im Preis ihrer besten Geräte widerspiegelt. R2R DACs können nur PCM-Dateien verarbeiten.
Von mir sehr geschätzt sind die Native-1Bit DSD Wandler. Ein Native-1Bit DSD DAC wandelt Direct Stream Digital (DSD) Signale direkt in analoge Audiosignale um. Im Gegensatz zu Delta Sigma DACs braucht dieser Wandler im NOS-Betrieb nur eine minimale Verarbeitung, da das DSD-Signal bereits für die Analog-Umwandlung optimiert ist.
Praxis
Mein Ansatz ist, native 1Bit DSD DACs mit hochwertigem DSD Material vom Audio PC zu versorgen. Es war lange Zeit schwierig DSD1024 zu erreichen. Nun kommt die nächste Schwelle, nämlich DSD2048. Letzteres zum Laufen zu bringen, stellte mich vor einige Herausforderungen. Hier nehme ich dich nun auf meine Reise mit.
Hardware für DSD2048
Geräte mit Oversampling (OS)
Hier ist zum Beispiel der Linn Organik DAC zu nennen. Im Magazin FIDELITY NR. 63 gab es zum Linn Klimax DSM Organik DAC interessante Informationen: Im von Linn programmierten FPGA wird das digitale Signal vor der eigentlichen Wandlung auf 98,304 MHz hochskaliert wird. Das ist DSD2048x48 (48kHz x 2048).
Für die Wandlung werden 32 „sogenannte Flipflops“ (1-Bit Speicher) pro Kanal verwendet. Das erinnert mich an die DSD Sektion des T+A SDV 3100 HV. Da schreibt der ehemalige Chefentwickler von T+A: „Die DSD-Sektion dieses DAC verwendet eine verbesserte Version des T+A „True 1Bit Converter“ mit 32 Wandlerelementen pro Kanal (DAC8DSD hat 6 Elemente). Dies führt zu 3,1 Milliarden D/A-Konvertierungen pro Sekunde. …“
Interessant ist auch die Klangbeschreibung von Dr. Gert Volk, der für seine Umbauten von Linn Geräten sehr bekannt ist. Zitat (O steht für den Organik DAC und G steht für den modifizierten Linn G-Akurate): „Jetzt Karmosin mit dem Punch-Bass zu Beginn. Den kann der G präziser, aber der Kontrabass fließt beim O besser. Unvermeidlich bei einem Hörtest beim Gert: Die Misa Criolla. Stimme schöner beim O. Basstrommel deutlich präziser beim G, Gitarrenanrisse sauberer und klarer definiert. O mit sehr schöner Panflöte. Raum bei beiden gut, da nehmen sie sich nichts. Aber der O hat die schöneren Klangfarben.„
Der Linn akzeptiert allerdings nur Quellformate bis zu 24 Bit/384 kHz sowie DSD256.
Ein weiteres Gerät ist zum Beispiel der ifi iDSD Phantom. Gemäß eigener Beschreibung rechnet die Crysopeia FPGA-Engine optional PCM- und DSD-Dateien bis zu DSD2048 hoch und greift dabei auf die Technologie zurück, die in Japans Mastering-Studios verwendet wird. Vier Burr-Brown DSD1793 CHips arbeiten in einer benutzerdefinierten Konfiguration für eine native Decodierung von Signalen bis zu DSD2048.
Unterstützt werden Quellformate bis PCM 768 kHz und DSD512.
Meine Meinung
Wer von der aktuell bestmöglichen Rekonstruktion digitaler Signale bis DSD2048 ohne viel Aufwand profitieren möchte, für den sind die oben genannten Geräte vielversprechend. Allerdings muss man dafür auch etwas tiefer in die Tasche greifen. Negativ finde ich, dass die Eingänge auf DSD256 (Linn) oder DSD512 (ifi) limitiert sind. Dafür gibt es gut Gründe. Es ist zum Beispiel recht aufwändig einen USB-Treiber für DSD2048 fehlerfrei zu entwickeln, wie ich aus eigener Erfahrung noch berichten werde. Linn Organik ist kein NOS-DAC (Non Oversampling) und der ifi iDSD Phantom bietet NOS nur bis zur Quellrate von max. DSD512 an.
Es bleibt das Manko, dass der interne FPGA der Geräte nicht an die Rechenleistung eines Audio PCs (je nach Ausstattung) herankommt. Ich schätze die Möglichkeit sehr, meine eigenen Filter und Modulatoren auswählen zu können. Hier ist die Auswahl in den Geräten sehr eingeschränkt oder gar nicht vorhanden.
Geräte mit Non Oversampling (NOS)
Unlängst las ich folgenden Artikel: 2026 — The Year DSD2048 Finally Drops! Hier ging es darum, dass mit dem Gustard DDC-U26 und dem I²S-Protokoll eine DSD2048-Bitstream-Funktionalität für verschiedene DACs von Holo Audio und Gustard bereitgestellt werden kann. Konkret handelte es sich bei Holo Audio um den Cyan 2 und May und bei Gustard um den DAC-R30.
Gustard
Ein wie üblich humorvoll geschriebener Testbericht von 6moons zum Gustard DAC-R26II animierte mich zum Spontankauf. Allerdings waren gleich zwei Geräte fällig: Neben dem Gustard DAC-R26II noch ein Gustard DDC-U26. Der Grund liegt darin, dass der DAC-R26II als Eingang für USB und Streaming nur DSD512 akzeptiert und erst mit dem DDC-U26 per I²S-Protokoll DSD2048 erlaubt.
Gustard ist ein Unternehmen für Audiogeräte mit 20 Mitarbeiter in Shenzhen, China. Zwei Audio-Enthusiasten gründeten 2010 ein HiFi-Studio und begannen damit, eigenständig hochwertige HiFi-Produkte zu entwickeln. Im Jahr 2013 ließ sich das Unternehmen offiziell unter dem Namen Gustard registrieren. Der Markenname hat keine besondere Bedeutung im Englischen. Es handelt sich um eine phonetische Übersetzung des chinesischen Namens. In der Anfangsphase konzentrierte sich Gustard vor allem auf den chinesischen Binnenmarkt und ist deshalb hierzulande wenig bekannt.
Gustard DDC-U26 und DAC-R26II
Da im Testbericht von 6moons eine genaue Beschreibung der Geräte enthalten ist, beschränke ich mich hier auf das Wesentliche. DDC steht für Digital-Digital-Converter und tauscht eine Schnittstelle am Eingang, hier USB, gegen eine andere Schnittstelle am Ausgang, hier I²S, aus. Der DAC als Digital-Analog-Converter verarbeitet PCM mit einem modularen 16Bit R2R Widerstandsnetzwerk. Hier sind bis zu 1536 kHz möglich. Und DSD2048 wird mit einem nativen True 1-Bit DSD DAC gewandelt. Für PCM und DSD ist ein Betrieb im NOS (Non Oversampling) möglich.
Beide Geräte haben eine lineare Stromversorgung an Bord. Außerdem ist jeweils ein externer Clock-Anschluss mit 10 MHz / 50 Ohm vorhanden. Die Verarbeitung ist hervorragend. Unten im Bild sind die beiden Geräte übereinandergestapelt. Unten der DAC, darüber der DDC. Die angezeigten DSD 90.3M stehen für 90,3168 MHz (44,1 kHz x 2048) = DSD2048.
I²S-Schnittstelle
Grundsätzliche Konzeption
Die I²S-Schnittstelle wurde von Philips für serielle digitale Audiodaten bei der Kommunikation zwischen ICs (integrierte Schaltkreise) entwickelt. Die I²S-Schnittstelle wird typischerweise zur Übertragung digitaler Audiodaten im DAC verwendet. Zum Beispiel empfängt der USB-Audioprozessor im DAC die Daten und überträgt diese an die interne I²S-Schnittstelle. Die Schnittstelle besteht gemäß dem ursprünglichen Konzept aus drei Signalleitungen, der Takt- (SCK), Daten- (SD) und der Word-Select-Leitung (WS) und ist für sehr kurze Entfernungen auf einer Platine ausgelegt.
Eine wesentliche Eigenschaft ist, dass diese Schnittstelle synchron ist. Dabei gibt der Master für die angeschlossenen Geräte (Slave) den Takt vor. Durch die vorhandenen Steuerleitungen wird auch die genaue zeitliche Ausrichtung der einzelnen abgetasteten Audiowerte festgelegt.
Manche DAC-Hersteller bieten einen I²S Input an. Bei der Belegung gibt es leider keine Standards! Oft werden HDMI- oder RJ-45 LAN-Anschlüsse verwendet. Die Abtastraten können je nach DAC (Digital-Analog-Wandler) bis zu PCM 1536 und jetzt neu bis DSD2048 gehen.
Die I²S-Schnittstelle von Gustard
Da bei DSD2048 zwei Leitungen mit 90,3168 Mbps (44,1 kHz x 2048) eine hohe Datenlast erzeugen, wäre die von Philips ursprüngliche entwickelte Konzeption mit nur einer Datenleitung, bei der WS (Word Select) jeweils immer zischen dem linken und rechten Kanal umschaltet, viel zu instabil.
Deshalb läuft der Datenstrom für den linken Kanal (DATA/DSDL) und für den rechten Kanal (DATA/DSDR) getrennt voneinander und eine Umschaltung mit WS wird nicht mehr benötigt.
Der Takt wird vom Gustard DDC-U26 als Master über BCLK (Bit Clock) vorgegeben. Hier wird jedes einzelne Bit auf der Leitung BCLK/DSDCLK +/- mit der Taktfrequenz 90,3168 MHz (DSD2048) an den DAC gesendet. Es gibt zusätzlich noch eine Leitung MCLK (Master Clock) für spezielle DACs wie zum Beispiel ESS-DACs, die dann den Takt für das Oversampling und dem Modulator vorgibt. Mutmaßlich wird diese Leitung vom Gustard DAC-R26II nicht benötigt, weil dieser als Direct DSD DAC die Taktrate vom BCLK verarbeiten kann. Ich habe aber im DDC trotzdem die MCLK RATE auf die höchstmögliche Einstellung 22/24MHz ausgewählt, denn schaden kann es nicht.
Im DDC gibt es eine weitere Einstellung für den DSD FLAG. Das ist ein Steuerungskennzeichen für den DSD Betrieb, der Gustard DAC erkennt das aber automatisch und so kann die Einstellung auf NO FLAG verbleiben.
HDMI Verkabelung
Eine möglichst kurze und hochwertige Verkabelung halte ich für sehr wichtig. Für die I²S Verbindung habe ich mir ein Wireworld Silver Sphere 48 HDMI Kabel 0,6m besorgt. Nicht extra für I²S beworben, aber mit 100 Ω spezifiziert. Ich denke der Wellenwiderstand ist hier besonders wichtig, damit es zu keinen Signalstörungen durch Reflexionen (Echos) kommt.
Clock
Interne Clock im Gustard DDC-U26
Was ich an den Gustard-Geräten sehr schätze, ist die Möglichkeit eine externe Clock anschließen zu können. Über den Sinn gehen die Meinungen auseinander. Sicher soll die externe Clock deutlich besser sein als die interne Clock.
Im DDC ist bereits eine höherwertigere Clock als sonst üblich verbaut. Es handelt sich gemäß veröffentlichtem Bild um eine OCXO Clock vom Typ OCXO25S 12.8M2E82C5A (12,8 MHz OCXO). OCXO steht für Oven Controlled Crystal Oscillator, d. h. der Quarz wird auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt und über einen Temperaturregelkreis zwischen 70°C – 80°C gehalten. Dies minimiert die Frequenzdrift und macht die Clock so genau.
Wichtig sind die Phasenrauschwerte zwischen 1Hz und 10Hz. Im Datenblatt seht dieser Wert: @10 Hz: –115 dBc/Hz . Leider sind die Werte bei @1 Hz nicht spezifiziert. Die typische OCXO-Klasse (laut Vergleichsdaten) liegt bei @1 Hz: –95 bis –105 dBc/Hz.
Wenn ich die bestmöglichen Werte für die Jitterkalkulation übernehmen, kommen niedrige 150 fs (Femtosekunden) heraus (unten im Bild). Setze ich den schlechtesten Wert bei @1 Hz: –95 dBc/Hz an, sind es immer noch respektable 296.7 fs.
Im Vergleich unten im Bild dominiert der sehr hohe Jitter von 50080 fs (50,08 ps) bei den XO-Clocks die Skala. Richtig interessant wird es im Grunde genommen erst ab den OCXO Clocks mit 322 fs. Hier dürfte dann auch der Gustard DDC-U26 einzuordnen sein. Die Low-Noise Modelle glänzen mit 26 fs.
Externe Clock im Mutec REF10 SE120
Der Taktgenerator Mutec REF10 SE120 hat seinen Namen, weil er
- ein hochpräzises 10-MHz-Referenztaktsignal für angeschlossene Geräte bereitstellt und
- das Phasenrauschen bei 1 Hz mit ≤ -120 dBc/Hz sehr niedrig ausfällt.
Der REF10 SE120 basiert auf einem extrem aufwendig selektierten, handgefertigten, ofengesteuerten Quarzoszillator aus deutscher Produktion.
Der Mutec REF10 SE120 ist nahezu kabellos und hervorragend verarbeitet.
Jedem Gerät liegt ein Phasenrauschdiagramm bei. Schauen wir uns die Jitterwerte an. Mit sagenhaft niedrigen Jitterwerten von 16,64 fs wird klar, warum diese Low-Noise OCXO Clock so gut ist.
Der Mutec REF10 SE120 versorgt bereits bei mir den GUSTARD N18 PRO Netzwerk-Switch mit sauberen 10 MHz Takt. Meinen Bericht kannst du hier nachlesen: Die Wahrheit über FemtoClocks. Der Mutec verfügt über folgende Anschlüsse:
- 2 x BNC-Ausgang für 10-MHz-Referenztaktsignale, 50 Ω-Terminierung, unsymmetrisch
- 6 x BNC-Ausgang für 10-MHz-Referenztaktsignale, 75 Ω-Terminierung, unsymmetrisch
Ein zweites sehr hochwertiges Koaxialkabel MUTEC PSC 50 BNC/BNC mit einem garantierten Wellenwiderstand von 50 Ohm führt zum Gustard DDC-U26.
Der Gustard DAC-R26II verfügt zwar auch über einen externen Clockeingang, aber der wird nicht benötigt, da der DDC über I²S den Takt vorgibt.
Software für DSD2048
Software, die mit akzeptablen Anforderungen an die Rechenleistung DSD2048 hochrechnen kann, ist spärlich vorhanden. Da ist zum einen PGGB Offline Remastering zu nennen. Wie der Name schon sagt, erfolgt das Upsampling nicht im Echtzeitbetrieb, zumindest nicht für DSD2048. Die Rechenzeit ist recht lang.
Als zweites ist der HQPlayer von Jussi Laako zu nennen. Hier ist der Echtzeitbetrieb für mich von Vorteil, weil ich auch eine Convolution (Faltungsfilter) für meine Raummoden einbinden kann. Dabei wird der Faltungsfilter auf die Quellrate ressourcenschonend angewandt, also bei PCM. Dies für DSD Quellraten zu machen, lässt die Rechenlast explodieren.
PGGB vs. HQPlayer
Wir unternehmen einen kleinen Ausflug zu einer Kontroverse zwischen den beiden Entwicklern. Während die meisten Anwender es locker sehen und zum Teil sogar beide Programme für die Musikwiedergabe nutzen, können sich die Entwickler nicht ausstehen. Der entscheidende Streitpunkt ist wohl die Wiedergabe von Transienten, wo Jussi Laako hier die abgeschnittenen Transienten und ständiges Klingeln von PGGB kritisiert. Der Grund sind die extrem langen Filter, welche Transienten verschmieren können, siehe diese Gegenüberstellung von einem User.
Nun wollen beide Entwickler etwas vom kleinen Kuchen der HiFi-Enthusiasten abbekommen, so dass es eine Konkurrenzsituation gibt. Ich kann PGGB klanglich nicht beurteilen, weil ich es nie ausprobiert habe. Und technisch verstehe ich zuwenig von der digitalen Signalverarbeitung.
Was mich von PGGB immer abgehalten hat, ist die Anonymität von „remastero“. Normalerweise veröffentlicht ein gewerblicher Anbieter mindestens seinen Namen und die Adresse. Selbst auf Nachfragen gibt es keine Angaben. Hinzu kommt dann noch ein Beitrag vom User Cameron auf Audiophile Style, der wenige Stunden später vom Admin gelöscht wurde. Diesen Beitrag habe ich vorher noch abgespeichert und es ging darum, dass Cameron einen Grund für die Anonymität vermutet, weil PGGB Ähnlichkeit mit einer auf stereonet veröffentlichen Extreme filtering software upscaling hat.
Halten wir fest, dass du mit beiden Programmen DSD2048 produzieren kannst. Für welchen Weg du dich entscheidest, ist dir überlassen.
HQPlayer
Zu den grundlegenden Funktionen des HQPlayers empfehle ich dir diesen Beitrag: HQPlayer Produkte und Konfiguration.
Es war nicht einfach, DSD2048 zum Laufen zu bringen. Mit dem HQPlayer OS funktionierte es erst mit der Version HQPlayer 5 Embedded 5.17.2, welches Jussi Laako nach meiner Anfrage für DSD2048 bereitstellte. Mit HQPlayer Desktop auf Windows 11 mit dem USB Treiber von Gustard gelang es dagegen sofort. Dann schoss ich einen Bock, indem ich die Pufferzeit für den USB-Treiber zu gering einstellte. Da ging dann nichts mehr. Hier sind 100 ms zu empfehlen. Wichtig ist ansonsten noch, dass der Gustard DAC-R26II kein 48k DSD kann, d. h. alle Quellen werden auf der Grundlage von 44,1k hochgerechnet. Hieraus errechnet sich die maximale Frequenz von 90,3168 MHz (44,1 kHz x 2048).
Was nicht ohne stottern und Dropouts funktioniert ist die Nutzung von HQPlayers NAA über meinen NanoPi NEO3. Möglicherweise reicht die Leistung des USB-Controllers nicht aus, denn für den Gustard DDC-U26 wurde eigens von Amanero ein USB Port (Eingang) für DSD2048 entwickelt. Der Gustard DAC-R26II kann per USB dagegen nur maximal DSD512 entgegennehmen, also scheint die USB-Schnittstelle für Audio gewissen Beschränkungen zu unterliegen. Die Ausgabe über die USB-Ports meines Motherboards, bzw. über die installierte PCIe-Karte JCAT USB FEMTO ist dagegen überhaupt kein Problem.
Unten im Bild spiele ich DSD2048 direkt über den HQPlayer ab. Dabei wird die Quellrate von 44,1kHz/24Bit auf 90,3168 MHz hochgerechnet, welches DSD2048 entspricht. Der Filter poly-sinc-gauss-xla ist recht anspruchsvoll, kann aber mit dem Hybridmodulator AHM7EC8B im Dauerbetrieb verwendet werden. Die Speedanzeige von 1,19x zeigt, dass noch Reserven vorhanden sind. Fällt der Wert unter 1, liegt die CPU-Auslastung bei über 100%. Ebenfalls beruhigend sind die beiden grünen Pufferbalken. Der obere ist für den Eingang (Qobuz-Streaming) und der untere ist für den Ausgang (Gustard DDC-U26) und beide sind prall gefüllt.
Player: HQPlayer Client Unten im Bild verwende ich Roon auf meinem fis Audio Server zum Streamen und sende die Musikfiles bitperfekt an meinen fis Audio PC mit dem HQPlayer OS. Auch diese Konfiguration funktioniert reibungslos und bevorzuge ich, weil beim Upsampling mit HQPlayer Embedded keine Störungen durch den Roon Server auftreten können.
Player: Roon Mein Erfahrungsbericht mit Gustard DDC-U26 und DAC-R26II
DSD2048
Schon beim ersten Test in meinem Haupthörraum bemerkte ich sofort eine neue Klarheit und Reinheit der Töne. Hier noch ohne externe Clock. Im Vergleich mit meinem T+A SDV 3100 HV, der bis max. DSD1024x48 bespielt werden kann, waren dann doch einige Defizite vor allem im Bass und in den Klangfarben vorhanden.
In meinem Zweithörraum steht der Mutec REF10 SE120 als externe Clock zur Verfügung.
Hier war auch sofort eine noch bessere Klarheit vorhanden, verbunden mit einer hervorragenden Instrumentenseparation und Räumlichkeit und einem akzentuierten Bass. Ich denke diese Kombination macht es. Freilich kostet die Mutec OCXO Clock deutlich mehr, als die beiden Gustard Geräte zusammen.
Oben fis Audio PC mit HQPlayer OS und darunter Gustard DAC-R26II und DDC-U26 PCM 1536 kHz
Für PCM hat Gustard einen R2R-DAC entwickelt. Diese sind sehr hochwertig gekapselt und man kann damit sehr gut Musik hören. Aber im Vergleich zu DSD2048 fehlen mir Klangfarben und die Attacke. Die Transienten bei zum Beispiel Gitarren und Schlagzeug sind weniger ausgeprägt.
Technische Störungen
Ein Wehrmutstropfen sind technisch bedingte Störungen bei den Gustard Geräten. Der DDC reagiert nicht auf „quick pause“ vom HQPlayer. Jussi Laako schreibt dazu folgendes:
„Wenn die Funktion „quick pause“ nicht aktiviert ist, läuft das System weiter, solange die Wiedergabe in HQPlayer angehalten ist. Dabei wird während des gesamten Vorgangs lediglich Stille ausgegeben… Mit der „quick pause“ wechseln die Ausgangssignale zu einem statischen Stillemuster, das beispielsweise von vielen DAC-Chipmodellen erkannt wird und daraufhin die Ausgabestummschaltung aktiviert sowie das System in den Ruhezustand versetzt.“
Die Folge ist, dass Störgeräusche aus den Lautsprechern kommen, weil der DDC den USB Eingang nicht auf Lautlos (mute) stellt.
Der Hersteller antwortete dazu:
„Dies liegt daran, dass der DDC den DAC nicht anweisen kann, stummzuschalten. Im Pausenmodus von HQPlayer wird ein Stummschaltungssignal ausgegeben, um den gesamten DAC stummzuschalten. Dies ist bei integrierten USB-Audio-Decodern möglich, jedoch nicht unbedingt bei eigenständigen DDCs. Denn der DDC verfügt über kein separates Signal, um den hinteren DAC anzuweisen, stummzuschalten.
Dies ist kein Qualitätsproblem des U26, bitte verwechseln Sie dies nicht.“
Nun ist es so wie es ist. Ich habe mir angewöhnt nach einem Stopp den DAC manuell stummzuschalten.
Worauf schon das Benutzhandbuch hinweist, sind kleine Klicks beim Wechseln der Samplerate zu hören, die ich auch bemerkte.
Alles in Allem kein Beinbruch. Vor allem wenn man bedenkt, wieviel Qualität man mit den zwei Gustard Geräten zum Bruchteil des Preises im Vergleich zum T+A SDV 3100 HV bekommt. Bei T+A-Geräten gibt es solche Störungen nicht. Aber wenn die Musik spielt, gibt es auch bei Gustard keine Störungen.
Zusammenfassung
In den Grundlagen haben wir uns die Funktionsweise eines Delta-Sigma-Chips angesehen und festgestellt, dass man dem Bitstream (DSD) nicht entkommt. Jedes PCM Signal wird in DSD umgewandelt. Aufgrund der deutlich höheren Rechenleistung ist es besser, dass Upsampling mit einem Audio PC zu machen. Andere DAC Architekturen wie R2R haben den Nachteil, dass sie aufgrund von Temperaturschwankungen und im Zeitverlauf durch Abnutzungserscheinungen tendenziell unpräziser sind. Meine bevorzugte DAC-Kategorie ist ein Native-1Bit DSD Wandler.
In der Praxis gibt es bereits Geräte mit Oversampling (OS), die DSD2048 können. DSD2048 ist somit keine Modeerscheinung, sondern technisch für Hersteller überzeugend, sonst würden sie nicht massiv darin investieren. Die Geräte beispielsweise von Linn oder ifi haben den Vorteil, dass man ohne Klimmzüge sofort an der neuen Technologie teilhaben kann. Nachteilig sind die höheren Preise, die gegenüber einem Audio PC geringere Rechenleistung und die mangelnde Auswahl an Filtern und Modulatoren.
Geräte mit Non Oversampling (NOS) und DSD2048 sind dünn gesät und derzeit meines Wissens nur in Kombination mit einem DDC zu erhalten, da die USB Schnittstelle besondere Hausforderungen bewältigen muss. Deshalb wird für die Weiterleitung an den DAC die I²S-Schnittstelle verwendet. Diese Schnittstelle läuft synchron und der DDC gibt den Takt vor.
Hier kommt der Clock eine besondere Bedeutung zu, läuft sie doch über eine eigene Datenleitung. Die interne OCXO Clock im Gustard DDC-U26 ist bereits sehr gut. Kombiniert mit einer externe OCXO Clock im Mutec REF10 SE120 blüht der DDC erst richtig auf.
Bei der Software hast du theoretisch die freie Wahl, meines Wissens gibt es aber derzeit nur zwei Programme, die DSD2048 bewältigen können. Die Entwickler von PGGB und HQPlayer verfolgen unterschiedliche Ansätze. Für die Echtzeitverarbeitung von DSD2048 steht derzeit nur der HQPlayer zur Verfügung, weil PGGB nur offline betrieben werden kann.
Mein Erfahrungsbericht mit dem Gustard DDC-U26 und dem Gustard DAC-R26II zeigt vor allem für DSD2048 viel Potenzial. In Kombination mit der externen Clock Mutec REF10 SE120 ist die Klarheit und Reinheit der Töne bemerkenswert. PCM 1536 kHz ist zwar auch gut, fällt aber im Vergleich ab. Schön wäre es, wenn die technischen Störungen behoben werden können. Die Klicks und Popps treten aber nur im Ruhezustand auf und stören nicht im Musikbetrieb.
Alles in Allem kann ich die Kombination Gustard DDC-U26 mit Gustard DAC-R26II sehr empfehlen, erschließen sich doch aufgrund der verbesserten Rekonstruktionsgenauigkeit neue Klangwelten zu einem überschaubaren Preis.
Quellenverzeichnis
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