Wer braucht DSD2048? Es geht jedenfalls nicht darum, der Musik Signale hinzuzufรผgen, die auf der Aufnahme nicht vorhanden sind. Vielmehr soll die Rekonstruktionsgenauigkeit von digital zu analog verbessert werden.
Vorab mรผssen wir uns mit einigen Grundlagen beschรคftigen. 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 bestmรถglichen Rekonstruktion des analogen Signals. Daran anknรผpfend schauen wir uns an, was ein Upsampling durch einen Audio PC bewirken kann.
Im Praxisteil betrachten wir dann interessante Gerรคte, die DSD2048 kรถnnen und wo die Unterschiede liegen.
Grundlagen
In Social Media stellte ich DSD2048 vor. Die Antwort darauf: „Was soll das Bringen, ein 96khz/24bit Signal so oft zu konvertieren, auรer Verfรคlschung? Nativ ist immer der beste Weg!“ Ich habe fรผr diese Meinung Verstรคndnis, 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 โDigital to Analog Conversionโ 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 gegenรผber 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 groรen Halbleiterherstellern als fertige integrierte Schaltung angeboten.
Ein typisches Beispiel sind die ESS Sabre DAC Chips: SABRE Audiophile DACs โ ESS Technology, Inc. Nehmen wir als Beispiel den ES9039MPRO Chip.
Unten im Bild sehen wir, dass PCM รผber S/PDIF (rot markiert) nach dem Lautstรคrkeregler (DSP – Digitaler Signal Prozessor) einem 8fachen Oversampling mit Filter unterzogen wird. Und zwar in zwei Stufen: 2x und 4x. Wenn die Eingaberate hรถher als 44,1 kHz ist, wird die entsprechende Anzahl von Stufen von Anfang an รผbersprungen (Bypass). Wenn der DAC Chip also zum Beispiel 88,2 kHz erhรคlt, wird die erste Stufe รผbersprungen und die zweite Stufe (4 x 88,2 kHz = 352,8 kHz) durchgefรผhrt. Wenn die Rate 352,8 kHz oder hรถher ist, wird die 1. Oversamplingstufe komplett รผbersprungen.
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 fรผr ESS ein Upsampling auf DSD512, sofern mรถglich. 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 Gerรคtehersteller fรผhrt die Berechnung aus. Deren Rechenleistung wird nie an einem Intelยฎ 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) รผbernimmt das Upsampling und die Modulation ein rechenstarker Audio PC.
Die DSP-Engines in DAC-Chips sind in Bezug auf Genauigkeit und Qualitรคt nicht annรคhernd vergleichbar mit dem, was ein Audio PC tun kann. In DACs werden typischerweise mit 32 Bit oder sogar nur mit 24 Bit Festkomma-Berechnungen durchgefรผhrt. Der HQPlayer rechnet mit mindestens 64 Bit, teilweise mit 80 Bit in Gleitkommaprรคzision.
Eine hรถhere Rechenleistung ermรถglicht es, eine viel hรถhere Anzahl von Rechenoperationen wรคhrend der begrenzten Zeit zwischen 2 Ausgangssamples (1/target_fs) auszufรผhren. Reine Computerleistung ermรถglicht es also, Ergebnisse mit hรถherer Prรคzision zu erzielen, da die verwendeten Algorithmen nicht so sehr durch die Anzahl und Komplexitรคt der Operationen eingeschrรคnkt sind. Meist kann das Upsampling dann einstufig durchgefรผhrt werden. Das Filterdesign im HQPlayer ist sehr umfangreich und von sehr hoher Qualitรคt.
Die Begrenzungen im DAC-Chip mit einem Modulator 3. Ordnung wird ersetzt durch den HQPlayer mit einer Abtastrate bis zu 98,3 MHz (DSD2048x48k) und hochprรคzisen Modulatoren der 7. oder 8. Ordnung. Je hรถher die Abtastraten und die Modulatorstufen sind, desto prรคziser kann eine Rekonstruktion des ursprรผnglichen 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 fรผr das menschliche Ohr weniger hรถrbar ist. Statt das Rauschen gleichmรครig รผber das ganze Audiofrequenzspektrum zu verteilen, wird es zu hรถheren Frequenzen verschoben, wo das Rauschen deutlich oberhalb des audiblen Bandes liegt.
Der Schรถpfer 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 fรผhrt nur noch seine Hauptaufgabe aus: nรคmlich die Digital zu Analog Wandlung. Weniger Rechenoperationen fรผhren zum geringeren Strombedarf und das wirkt sich oft auf ein geringeres Rauschen aus. Eine wesentliche Voraussetzung dafรผr ist aber ein NOS-DAC (Non Oversampling).
Wenn der DAC die zugefรผhrten Signale intern erst einem DSP (z. B. ESS Sabre DAC Chips) zufรผhrt oder von DSD in PCM umwandelt (z. B. Chord DACs), dann ist der Effekt deutlich geringer. Eine regelmรครig aktualisierte Liste NOS-fรคhiger DACs findest du hier: Which DACs bypass digital filtering? โ 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 Strรถme umwandelt. Das Kernprinzip basiert auf einem Widerstandsnetzwerk aus zwei Widerstรคnde-Werten (daher „R2R“).
Im Allgemeinen รผbertreffen Delta-Sigma-DACs einen im Preis vergleichbaren R2R DAC, insbesondere in der Kategorie von Hunderten bis wenigen Tausend โฌ. Es wird durch eine viel hรถhere Abhรคngigkeit der R2R-Lรถsung von prรคzisen Werten elektronischer Teile verursacht, durch Probleme in der Timing-Stabilitรคt und Prรคzision von Hochgeschwindigkeits-Schaltvorgรคngen (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 Einfรผhrung von Korrekturschaltungen zu kompensieren, was sich natรผrlich im Preis ihrer besten Gerรคte widerspiegelt. R2R DACs kรถnnen nur PCM-Dateien verarbeiten.
Von mir sehr geschรคtzt 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 fรผr 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 nรคchste Schwelle, nรคmlich DSD2048. Letzteres zum Laufen zu bringen, stellte mich vor einige Herausforderungen. Hier nehme ich dich nun auf meine Reise mit.
Hardware fรผr DSD2048
Gerรคte 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).
Fรผr die Wandlung werden 32 โsogenannte Flipflopsโ (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 โTrue 1Bit Converterโ mit 32 Wandlerelementen pro Kanal (DAC8DSD hat 6 Elemente). Dies fรผhrt zu 3,1 Milliarden D/A-Konvertierungen pro Sekunde. โฆโ
Interessant ist auch die Klangbeschreibung von Dr. Gert Volk, der fรผr seine Umbauten von Linn Gerรคten sehr bekannt ist. Zitat (O steht fรผr den Organik DAC und G steht fรผr den modifizierten Linn G-Akurate): „Jetzt Karmosin mit dem Punch-Bass zu Beginn. Den kann der G prรคziser, aber der Kontrabass flieรt beim O besser. Unvermeidlich bei einem Hรถrtest beim Gert: Die Misa Criolla. Stimme schรถner beim O. Basstrommel deutlich prรคziser beim G, Gitarrenanrisse sauberer und klarer definiert. O mit sehr schรถner Panflรถte. Raum bei beiden gut, da nehmen sie sich nichts. Aber der O hat die schรถneren Klangfarben.„
Der Linn akzeptiert allerdings nur Quellformate bis zu 24 Bit/384 kHz sowie DSD256.
Ein weiteres Gerรคt ist zum Beispiel der ifi iDSD Phantom. Gemรคร eigener Beschreibung rechnet die Crysopeia FPGA-Engine optional PCM- und DSD-Dateien bis zu DSD2048 hoch und greift dabei auf die Technologie zurรผck, die in Japans Mastering-Studios verwendet wird. Vier Burr-Brown DSD1793 CHips arbeiten in einer benutzerdefinierten Konfiguration fรผr eine native Decodierung von Signalen bis zu DSD2048.
Unterstรผtzt werden Quellformate bis PCM 768 kHz und DSD512.
Meine Meinung
Wer von der aktuell bestmรถglichen Rekonstruktion digitaler Signale bis DSD2048 ohne viel Aufwand profitieren mรถchte, fรผr den sind die oben genannten Gerรคte vielversprechend. Allerdings muss man dafรผr auch etwas tiefer in die Tasche greifen. Negativ finde ich, dass die Eingรคnge auf DSD256 (Linn) oder DSD512 (ifi) limitiert sind. Dafรผr gibt es gut Grรผnde. Es ist zum Beispiel recht aufwรคndig einen USB-Treiber fรผr 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 Gerรคte nicht an die Rechenleistung eines Audio PCs (je nach Ausstattung) herankommt. Ich schรคtze die Mรถglichkeit sehr, meine eigenen Filter und Modulatoren auswรคhlen zu kรถnnen. Hier ist die Auswahl in den Gerรคten sehr eingeschrรคnkt oder gar nicht vorhanden.
Gerรคte mit Non Oversampling (NOS)
Unlรคngst las ich folgenden Artikel: 2026 โ The Year DSD2048 Finally Drops! Hier ging es darum, dass mit dem Gustard DDC-U26 und dem IยฒS-Protokoll eine DSD2048-Bitstream-Funktionalitรคt fรผr 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 รผblich humorvoll geschriebener Testbericht von 6moons zum Gustard DAC-R26II animierte mich zum Spontankauf. Allerdings waren gleich zwei Gerรคte fรคllig: Neben dem Gustard DAC-R26II noch ein Gustard DDC-U26. Der Grund liegt darin, dass der DAC-R26II als Eingang fรผr USB und Streaming nur DSD512 akzeptiert und erst mit dem DDC-U26 per IยฒS-Protokoll DSD2048 erlaubt.
Gustard ist ein Unternehmen fรผr Audiogerรคte mit 20 Mitarbeiter in Shenzhen, China. Zwei Audio-Enthusiasten grรผndeten 2010 ein HiFi-Studio und begannen damit, eigenstรคndig hochwertige HiFi-Produkte zu entwickeln. Im Jahr 2013 lieร sich das Unternehmen offiziell unter dem Namen Gustard registrieren. Der Markenname hat keine besondere Bedeutung im Englischen. Es handelt sich um eine phonetische รbersetzung 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 Gerรคte enthalten ist, beschrรคnke ich mich hier auf das Wesentliche. DDC steht fรผr Digital-Digital-Converter und tauscht eine Schnittstelle am Eingang, hier USB, gegen eine andere Schnittstelle am Ausgang, hier IยฒS, aus. Der DAC als Digital-Analog-Converter verarbeitet PCM mit einem modularen 16Bit R2R Widerstandsnetzwerk. Hier sind bis zu 1536 kHz mรถglich. Und DSD2048 wird mit einem nativen True 1-Bit DSD DAC gewandelt. Fรผr PCM und DSD ist ein Betrieb im NOS (Non Oversampling) mรถglich.
Beide Gerรคte haben eine lineare Stromversorgung an Bord. Auรerdem ist jeweils ein externer Clock-Anschluss mit 10 MHz / 50 Ohm vorhanden. Die Verarbeitung ist hervorragend. Unten im Bild sind die beiden Gerรคte รผbereinandergestapelt. Unten der DAC, darรผber der DDC. Die angezeigten DSD 90.3M stehen fรผr 90,3168 MHz (44,1 kHz x 2048) = DSD2048.
IยฒS-Schnittstelle
Grundsรคtzliche Konzeption
Die IยฒS-Schnittstelle wurde von Philips fรผr serielle digitale Audiodaten bei der Kommunikation zwischen ICs (integrierte Schaltkreise) entwickelt. Die IยฒS-Schnittstelle wird typischerweise zur รbertragung digitaler Audiodaten im DAC verwendet. Zum Beispiel empfรคngt der USB-Audioprozessor im DAC die Daten und รผbertrรคgt diese an die interne IยฒS-Schnittstelle. Die Schnittstelle besteht gemรคร dem ursprรผnglichen Konzept aus drei Signalleitungen, der Takt- (SCK), Daten- (SD) und der Word-Select-Leitung (WS) und ist fรผr sehr kurze Entfernungen auf einer Platine ausgelegt.
Eine wesentliche Eigenschaft ist, dass diese Schnittstelle synchron ist. Dabei gibt der Master fรผr die angeschlossenen Gerรคte (Slave) den Takt vor. Durch die vorhandenen Steuerleitungen wird auch die genaue zeitliche Ausrichtung der einzelnen abgetasteten Audiowerte festgelegt.
Manche DAC-Hersteller bieten einen IยฒS Input an. Bei der Belegung gibt es leider keine Standards! Oft werden HDMI- oder RJ-45 LAN-Anschlรผsse verwendet. Die Abtastraten kรถnnen je nach DAC (Digital-Analog-Wandler) bis zu PCM 1536 und jetzt neu bis DSD2048 gehen.
Die IยฒS-Schnittstelle von Gustard
Da bei DSD2048 zwei Leitungen mit 90,3168 Mbps (44,1 kHz x 2048) eine hohe Datenlast erzeugen, wรคre die von Philips ursprรผngliche entwickelte Konzeption mit nur einer Datenleitung, bei der WS (Word Select) jeweils immer zischen dem linken und rechten Kanal umschaltet, viel zu instabil.
Deshalb lรคuft der Datenstrom fรผr den linken Kanal (DATA/DSDL) und fรผr den rechten Kanal (DATA/DSDR) getrennt voneinander und eine Umschaltung mit WS wird nicht mehr benรถtigt.
Der Takt wird vom Gustard DDC-U26 als Master รผber 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 zusรคtzlich noch eine Leitung MCLK (Master Clock) fรผr spezielle DACs wie zum Beispiel ESS-DACs, die dann den Takt fรผr das Oversampling und dem Modulator vorgibt. Mutmaรlich wird diese Leitung vom Gustard DAC-R26II nicht benรถtigt, weil dieser als Direct DSD DAC die Taktrate vom BCLK verarbeiten kann. Ich habe aber im DDC trotzdem die MCLK RATE auf die hรถchstmรถgliche Einstellung 22/24MHz ausgewรคhlt, denn schaden kann es nicht.
Im DDC gibt es eine weitere Einstellung fรผr den DSD FLAG. Das ist ein Steuerungskennzeichen fรผr den DSD Betrieb, der Gustard DAC erkennt das aber automatisch und so kann die Einstellung auf NO FLAG verbleiben.
HDMI Verkabelung
Eine mรถglichst kurze und hochwertige Verkabelung halte ich fรผr sehr wichtig. Fรผr die IยฒS Verbindung habe ich mir ein Wireworld Silver Sphere 48 HDMI Kabel 0,6m besorgt. Nicht extra fรผr IยฒS beworben, aber mit 100 ฮฉ spezifiziert. Ich denke der Wellenwiderstand ist hier besonders wichtig, damit es zu keinen Signalstรถrungen durch Reflexionen (Echos) kommt.
Clock
Interne Clock im Gustard DDC-U26
Was ich an den Gustard-Gerรคten sehr schรคtze, ist die Mรถglichkeit eine externe Clock anschlieรen zu kรถnnen. รber den Sinn gehen die Meinungen auseinander. Sicher soll die externe Clock deutlich besser sein als die interne Clock.
Im DDC ist bereits eine hรถherwertigere Clock als sonst รผblich verbaut. Es handelt sich gemรคร verรถffentlichtem Bild um eine OCXO Clock vom Typ OCXO25S 12.8M2E82C5A (12,8 MHz OCXO). OCXO steht fรผr Oven Controlled Crystal Oscillator, d. h. der Quarz wird auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt und รผber einen Temperaturregelkreis zwischen 70ยฐC – 80ยฐC 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: โ115 dBc/Hz . Leider sind die Werte bei @1 Hz nicht spezifiziert. Die typische OCXO-Klasse (laut Vergleichsdaten) liegt bei @1 Hz: โ95 bis โ105 dBc/Hz.
Wenn ich die bestmรถglichen Werte fรผr die Jitterkalkulation รผbernehme, kommen niedrige 150 fs (Femtosekunden) heraus (unten im Bild). Setze ich den schlechtesten Wert bei @1 Hz: โ95 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 dรผrfte dann auch der Gustard DDC-U26 einzuordnen sein. Die Low-Noise Modelle glรคnzen mit 26 fs.
Externe Clock im Mutec REF10 SE120
Der Taktgenerator Mutec REF10 SE120 hat seinen Namen, weil er
- ein hochprรคzises 10-MHz-Referenztaktsignal fรผr angeschlossene Gerรคte bereitstellt und
- das Phasenrauschen bei 1 Hz mit โค -120 dBc/Hz sehr niedrig ausfรคllt.
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 Gerรคt 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 รผber FemtoClocks. Der Mutec verfรผgt รผber folgende Anschlรผsse:
- 2 x BNC-Ausgang fรผr 10-MHz-Referenztaktsignale, 50 ฮฉ-Terminierung, unsymmetrisch
- 6 x BNC-Ausgang fรผr 10-MHz-Referenztaktsignale, 75 ฮฉ-Terminierung, unsymmetrisch
Ein zweites sehr hochwertiges Koaxialkabel MUTEC PSC 50 BNC/BNC mit einem garantierten Wellenwiderstand von 50 Ohm fรผhrt zum Gustard DDC-U26.
Der Gustard DAC-R26II verfรผgt zwar auch รผber einen externen Clockeingang, aber der wird nicht benรถtigt, da der DDC รผber IยฒS den Takt vorgibt.
Software fรผr DSD2048
Software, die mit akzeptablen Anforderungen an die Rechenleistung DSD2048 hochrechnen kann, ist spรคrlich vorhanden. Da ist zum einen PGGB Offline Remastering zu nennen. Wie der Name schon sagt, erfolgt das Upsampling nicht im Echtzeitbetrieb, zumindest nicht fรผr DSD2048. Die Rechenzeit ist recht lang.
Als zweites ist der HQPlayer von Jussi Laako zu nennen. Hier ist der Echtzeitbetrieb fรผr mich von Vorteil, weil ich auch eine Convolution (Faltungsfilter) fรผr meine Raummoden einbinden kann. Dabei wird der Faltungsfilter auf die Quellrate ressourcenschonend angewandt, also bei PCM. Dies fรผr DSD Quellraten zu machen, lรคsst die Rechenlast explodieren.
PGGB vs. HQPlayer
Wir unternehmen einen kleinen Ausflug zu einer Kontroverse zwischen den beiden Entwicklern. Wรคhrend die meisten Anwender es locker sehen und zum Teil sogar beide Programme fรผr die Musikwiedergabe nutzen, kรถnnen sich die Entwickler nicht ausstehen. Der entscheidende Streitpunkt ist wohl die Wiedergabe von Transienten, wo Jussi Laako hier die abgeschnittenen Transienten und stรคndiges Klingeln von PGGB kritisiert. Der Grund sind die extrem langen Filter, welche Transienten verschmieren kรถnnen, siehe diese Gegenรผberstellung 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 Anonymitรคt von „remastero“. Normalerweise verรถffentlicht 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 spรคter vom Admin gelรถscht wurde. Diesen Beitrag habe ich vorher noch abgespeichert und es ging darum, dass Cameron einen Grund fรผr die Anonymitรคt vermutet, weil PGGB รhnlichkeit mit einer auf stereonet verรถffentlichen Extreme filtering software upscaling hat.
Halten wir fest, dass du mit beiden Programmen DSD2048 produzieren kannst. Fรผr welchen Weg du dich entscheidest, ist dir รผberlassen.
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 fรผr 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 fรผr 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 รผber meinen NanoPi NEO3. Mรถglicherweise reicht die Leistung des USB-Controllers nicht aus, denn fรผr den Gustard DDC-U26 wurde eigens von Amanero ein USB Port (Eingang) fรผr DSD2048 entwickelt. Der Gustard DAC-R26II kann per USB dagegen nur maximal DSD512 entgegennehmen, also scheint die USB-Schnittstelle fรผr Audio gewissen Beschrรคnkungen zu unterliegen. Die Ausgabe รผber die USB-Ports meines Motherboards, bzw. รผber die installierte PCIe-Karte JCAT USB FEMTO ist dagegen รผberhaupt kein Problem.
Unten im Bild spiele ich DSD2048 direkt รผber 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. Fรคllt der Wert unter 1, liegt die CPU-Auslastung bei รผber 100%. Ebenfalls beruhigend sind die beiden grรผnen Pufferbalken. Der obere ist fรผr den Eingang (Qobuz-Streaming) und der untere ist fรผr den Ausgang (Gustard DDC-U26) und beide sind prall gefรผllt.
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 Stรถrungen durch den Roon Server auftreten kรถnnen.
Player: Roon
Mein Erfahrungsbericht mit Gustard DDC-U26 und DAC-R26II
DSD2048
Schon beim ersten Test in meinem Haupthรถrraum bemerkte ich sofort eine neue Klarheit und Reinheit der Tรถne. 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 Zweithรถrraum steht der Mutec REF10 SE120 als externe Clock zur Verfรผgung.
Hier war auch sofort eine noch bessere Klarheit vorhanden, verbunden mit einer hervorragenden Instrumentenseparation und Rรคumlichkeit und einem akzentuierten Bass. Ich denke diese Kombination macht es. Freilich kostet die Mutec OCXO Clock deutlich mehr, als die beiden Gustard Gerรคte zusammen.
Oben fis Audio PC mit HQPlayer OS und darunter Gustard DAC-R26II und DDC-U26
PCM 1536 kHz
Fรผr PCM hat Gustard einen R2R-DAC entwickelt. Diese sind sehr hochwertig gekapselt und man kann damit sehr gut Musik hรถren. Aber im Vergleich zu DSD2048 fehlen mir Klangfarben und die Attacke. Die Transienten bei zum Beispiel Gitarren und Schlagzeug sind weniger ausgeprรคgt.
Technische Stรถrungen
Ein Wehrmutstropfen sind technisch bedingte Stรถrungen bei den Gustard Gerรคten. Der DDC reagiert nicht auf „quick pause“ vom HQPlayer. Jussi Laako schreibt dazu folgendes:
„Wenn die Funktion „quick pause“ nicht aktiviert ist, lรคuft das System weiter, solange die Wiedergabe in HQPlayer angehalten ist. Dabei wird wรคhrend des gesamten Vorgangs lediglich Stille ausgegebenโฆ 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 Stรถrgerรคusche 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 mรถglich, jedoch nicht unbedingt bei eigenstรคndigen DDCs. Denn der DDC verfรผgt รผber kein separates Signal, um den hinteren DAC anzuweisen, stummzuschalten.
Dies ist kein Qualitรคtsproblem des U26, bitte verwechseln Sie dies nicht.“
Nun ist es so wie es ist. Ich habe mir angewรถhnt nach einem Stopp den DAC manuell stummzuschalten.
Worauf schon das Benutzhandbuch hinweist, sind kleine Klicks beim Wechseln der Samplerate, die ich auch hรถre. Auรerdem ist ein leichtes Hintergrundrauschen im DSD Betrieb zu hรถren, wรคhrend das im PCM Betrieb nicht der Fall ist.
Alles in Allem kein Beinbruch. Vor allem wenn man bedenkt, wieviel Qualitรคt man mit den zwei Gustard Gerรคten zum Bruchteil des Preises im Vergleich zum T+A SDV 3100 HV bekommt. Bei T+A-Gerรคten gibt es solche Stรถrungen nicht. Aber wenn die Musik spielt, gibt es auch bei Gustard keine Stรถrungen, auรer dem leichten Rauschen im DSD Modus.
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 hรถheren 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 unprรคziser sind. Meine bevorzugte DAC-Kategorie ist ein Native-1Bit DSD Wandler.
In der Praxis gibt es bereits Gerรคte mit Oversampling (OS), die DSD2048 kรถnnen. DSD2048 ist somit keine Modeerscheinung, sondern technisch fรผr Hersteller รผberzeugend, sonst wรผrden sie nicht massiv darin investieren. Die Gerรคte beispielsweise von Linn oder ifi haben den Vorteil, dass man ohne Klimmzรผge sofort an der neuen Technologie teilhaben kann. Nachteilig sind die hรถheren Preise, die gegenรผber einem Audio PC geringere Rechenleistung und die mangelnde Auswahl an Filtern und Modulatoren.
Gerรคte mit Non Oversampling (NOS) und DSD2048 sind dรผnn gesรคt und derzeit meines Wissens nur in Kombination mit einem DDC zu erhalten, da die USB Schnittstelle besondere Hausforderungen bewรคltigen muss. Deshalb wird fรผr die Weiterleitung an den DAC die IยฒS-Schnittstelle verwendet. Diese Schnittstelle lรคuft synchron und der DDC gibt den Takt vor.
Hier kommt der Clock eine besondere Bedeutung zu, lรคuft sie doch รผber 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 blรผht 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 bewรคltigen kรถnnen. Die Entwickler von PGGB und HQPlayer verfolgen unterschiedliche Ansรคtze. Fรผr die Echtzeitverarbeitung von DSD2048 steht derzeit nur der HQPlayer zur Verfรผgung, weil PGGB nur offline betrieben werden kann.
Mein Erfahrungsbericht mit dem Gustard DDC-U26 und dem Gustard DAC-R26II zeigt vor allem fรผr DSD2048 viel Potenzial. In Kombination mit der externen Clock Mutec REF10 SE120 ist die Klarheit und Reinheit der Tรถne bemerkenswert, leider verbunden mit etwas Hintergrundrauschen je nach Lautstรคrke. PCM 1536 kHz ist zwar auch gut, fรคllt aber im Vergleich etwas ab. Schรถn wรคre es, wenn die technischen Stรถrungen behoben werden kรถnnen. Die Klicks und Popps treten aber nur im Ruhezustand auf und stรถren nicht im Musikbetrieb.
Alles in Allem kann ich die Kombination Gustard DDC-U26 mit Gustard DAC-R26II sehr empfehlen, erschlieรen sich doch aufgrund der verbesserten Rekonstruktionsgenauigkeit neue Klangwelten zu einem รผberschaubaren Preis.
Quellenverzeichnis
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