Audio PC Oversampling

Oft wird behauptet, dass der Klang im DAC (Digital-to-Analog Converter) gemacht wird. Sicherlich auch, aber nicht nur. Der DAC profitiert sehr von einer audiophilen Aufbereitung der Musikfiles.

Rendern

Musikdateien liegen in Codecs vor, zum Beispiel FLAC (Free Lossless Audio Codec). Bevor die Musik dem DAC zugeführt werden kann, muss die Datei ausgepackt und in ein abspielbares Format PCM (Puls-Code-Modulation) oder DSD (Direct Stream Digital) decodiert werden. Dies findet in unserem Fall im Audio PC statt.

Oversampling / Formatumwandlung

Mit dem Oversampling wird eine Quelle mit einer niedrigen Abtastrate mit einer höheren Abtastrate ausgegeben. Mit dem Oversampling von einer typischen CD (44.1kHz/16bit) auf Hi-Res (zum Beispiel 88.2kHz/16bit) kann der Filter weniger steilflankiger ausfallen.

Eine weitere Besonderheit stellt die Formatumwandlung von PCM auf DSD dar. Dabei kommt es nicht auf das Quellformat an, sondern auf das Format, welches der DAC erhält. Es gibt sogar einige Hersteller, die das im DAC selbst machen. Zum Beispiel Ed Meitner DACs oder PS Audio DirectStream DACs rechnen eingehendes Material auf DSD um. T+A empfiehlt dagegen die Nutzung eines Audio PCs, weil die Rechenleistung viel besser ist als in einem DAC. DSD wird von vielen aufgrund seines analogen Klangs sehr geschätzt.

HQPlayer

Der HQPlayer ist ein hochwertiger Audio-Player für Windows, Linux und MacOS. HQPlayer bietet außerdem mehrere auswählbare hochqualitative Oversampling- und Downsampling-Algorithmen sowie auswählbare Dither-, Noise Shaping- und Modulator-Algorithmen.

Alle modernen DACs verwenden Oversampling und Delta-Sigma-Modulation, jedoch sind die Hardware-Implementierungen mehr oder weniger ressourcenbeschränkt. Oversampling und Delta-Sigma-Modulation mit höherer Qualität können durchgeführt werden, indem die in modernen PCs verfügbare enorme Rechenleistung genutzt wird.

Die Beeinflussung auf den Klang sind verblüffend. Es gibt Filter, welche

– apodisierend und nicht-apodisierend sind,
– andere Wirkungen auf Räumlichkeit (Space) und Transienten haben,
– verschiedene Samplingraten (CD oder HiRes) bevorzugen,
– geringe oder hohe Rechenleistungen erfordern und
– sogar unterschiedliche Musik-Genres unterstützen.

Die Filterauswahl hängt in erster Linie vom Inhalt (meistens vom Genre) und den persönlichen Vorlieben ab. Die enorme Vielfalt der Einstellungsmöglichkeiten verwirrt viele Nutzer. Im Folgenden wird eine kurze Einordnung versucht.

Apodisierende Filter

Der Apodisationsfilter ersetzt die Impulsantwort des ursprünglichen Dezimationsfilters durch einen anderen. Dies ermöglicht das Ändern des Zeit- und Frequenzbereichsverhaltens des ursprünglichen Filters. Die Apodisationsfilter bieten generell eine konsistentere Leistung, indem Fehler des ursprünglichen Dezimationsfilters korrigiert werden und die Impuls- / Frequenzantwort erhalten bleibt. Ein möglicherweise wichtigerer Punkt ist das Bereinigen des Aliasing-Bands bei den höchsten Frequenzen. Abhängig von den ADC / Mastering-Werkzeugen kann es zu einem gewissen Aliasing-Band am oberen Rand des Frequenzbands kommen. Dieser Verzerrungsteil soll nicht reproduziert werden. Aus diesem Grund wurden viele Oversampling-Filter im HQPlayer apodisiert.

Wenn ein nicht-apodisierenden Filter verwendet wird, hängen die Ergebnisse weitgehend davon ab, welche Art von Dezimationsfilter für den Quellinhalt verwendet wurde, da alle Fehler so sind, wie sie sind. 

Filter mit Wirkungen auf Räumlichkeit (Space) und Transienten und Musik-Genres

Die Gruppe der poly-sync-lp (linear phase) Filter verbessern die Räumlichkeit. Sie gehören zu den FIR-Filtern und wirken in der Time-Domain. Empfohlen für Klassik und für “in der realen Welt” aufgenommenen Musik (Konzerthalle). Eine Unterart davon sind die AsymFIR-Filter, welche sich besonders für Jazz/Blues eignen.

Die Gruppe der poly-sync-mp (minimum phase) Filter verbessern die Transienten. Sie gehören zu den MinPhaseFIR-Filtern und eignen sich besonders für Rock/Pop/Elektronik, sowie im Musikstudio aufgenommenes.

DSD Modulatoren

Mit der HQPlayer Version 4 wurde neue EC Modulatoren eingeführt. EC steht für “Extended Compensation”. Diese neuen Modulatoren bieten eine deutlich bessere Genauigkeit. Besonders gut in Kombination mit Filtern wie Poly-Sinc-Ext2 und Poly-Sinc-Xtr. Der Nachteil ist, dass die EC Modulatoren eine sehr hohe Rechenleistung benötigen. Entscheidend ist hier die Taktfrequenz , die für den EC-Modulator ASDM7EC und DSD 256 mindestens 4 GHz betragen soll.

SQ (Soundqualität)

Je feinauflösender ein System ist, desto hörbarer ist die Qualität der Algorithmen. Unten im Bild ist ein Beispiel, wie ein von Roon gestreamtes Hi-Res FLAC-File mit 96kHz/24bit nativ an den HQPlayer gesendet wird. Der HQPlayer verwendet den hochwertigen Filter sinc-M mit einer Million Tabs. Für die Formatumwandlung von PCM auf DSD 256 wird der hochpräzise Modulator ASDM7EC genutzt. Der Klang ist detailliert ohne Schärfen mit einer grandiosen Raumausleuchtung und sensationeller Instrumententrennung.