Gert (AGM 3.3, 5.4, 7.4, 9.4, Backes & Müller BM 6, 20, Abacus C-Box 3, 4)

[Fortepianus]

Hallo liebe Mitleser,

da hatte ich doch damals diese kleine Weihnachtsgeschichte verfasst. Und dann kam Uwe [Kajak] zum Musikhören vorbei und wollte unbedingt auch so einen DAC. Verkauf ich nicht, sag ich, keine Chance, tut mir leid. Nach der ersten Flasche Wein dann am Abend ok, weil Du's bist, dann bau' ich halt noch einen. Immer diese Inkonsequenz. So kam es zur Version 2 des G-DAC:

1. Hörraum
Lautsprecher AGM 9.4, AGM 5.4, Stromversorgung 3x G-PPP, Vorverstärker G-ML32, Quellen Linn G-ADS3 mit G-LNT, Lumin G-U2mini mit G-LNT, G-Oppo2, TV 85" Samsung 4k
Neu: G-DAC V2 mit G-LNT

Und klar, wenn man sich schon die Mühe macht, sowas nochmal in reiner Handarbeit aufzubauen, will man so ein paar Dinge besser machen als beim ersten Mal. Vielleicht erinnert sich der eine oder andere, ich hatte damals anstelle eines DAC-Chips eine diskret aufgebaute R2R-Ladder-DAC-Platine erworben:

ladder-dac-board-r2r-nos-balanced-24bit-384khz.jpg (125.8 KiB) 2214 mal betrachtet

Dass die Analogschaltung dahinter genau gar nichts taugt, hatte ich ja geschrieben und sie komplett umgestrickt. Aber ein Ärgernis des Boards blieb: Es hat ja pro Kanal zwei parallel arbeitende R2R-Leitern. Die laufen aber im Gleichtakt, nicht symmetrisch wie erhofft. Die symmetrische Variante hat nämlich den Reiz, dass es keine durch die Daten selbst verursachten Schwankungen auf der Versorgungsspannung gibt. Ich will das erklären:

R2R 4bit 1-1-1-1.jpg (29.05 KiB) 2214 mal betrachtet

Im Bild habe ich in mein Simulationstool einen einfachen R2R-DAC mit 4bit gezeichnet. Die R bzw. 2R haben hier im Beispiel 1kOhm bzw. 2kOhm. Alle vier Bit (Schalter) sind auf 1 gesetzt. Unten sieht man den Strom, der aus der Spannungsquelle (hier 3,3V) gezogen wird, 3,995mA, und links das analoge Nutzsignal, ebenfalls ein Strom, hier 3,094mA. Jetzt setzen wir die Schalter, die in der Praxis getaktete Flipflops sind, anders, z. B. 0-1-0-1:

R2R 4bit 0-1-0-1.jpg (29.17 KiB) 2214 mal betrachtet

Jetzt fließt ein anderer Strom aus der Spannungsquelle unten, nämlich 2,14mA. Jede Spannungsquelle hat einen wenn auch noch so kleinen Innenwiderstand, der hier mit Ri bezeichnet ist und auf ideale 0 Ohm gesetzt ist. Hat er aber nicht, und deshalb schwankt die Versorgung je nach Last etwas - am Innenwiderstand fällt eben mehr oder weniger Spannung ab, je nach Stromfluss. Die Versorgungsspannung geht aber direkt ins analoge Ausgangssignal ein, und so moduliert sich das Signal selbst - was unerwünschte Verzerrungen generiert.

Worauf ich raus will: Schließt man an die Versorgung zwei gleiche R2R-Leitern an und setzt die Schalter invertiert, so dass die eine Leiter gerade das invertierte Signal der anderen ausgibt, hebt sich das auf und es wird immer der gleiche Strom aus der Versorgungsspannung gezogen. Und das ist bei dem Board in meiner DAC-Version 1 nun eben leider gerade nicht so gemacht. Es muss also ein anderes Board her:

P1080598-1.JPG (246.28 KiB) 2214 mal betrachtet

Vom gleichen Chinesen wie das erste Board, Chan's Audio, aber er hat was gelernt in der Zwischenzeit. Erstens gibt es das Board nicht nur wie das andere mit 0,1% Widerständen, sondern auch mit einer Toleranz von nur 0,01% - und das habe ich gekauft. Und dann, ganz wichtig, die beiden DACs eines Kanals laufen im Gegentakt, so dass man daraus nicht nur einen vollsymmetrischen Aufbau generieren kann, sondern eben auch den Vorteil des konstanten Versorgungsstroms hat. Außerdem sind das zwei parallel geschaltete DACs pro Symmetriehälfte, die im Bild sichtbaren doppelten R2R-Leiter-Platinen sitzen huckepack auf der Hauptplatine, und drunter ist nochmal genau die gleiche Schaltung. Also insgesamt 8 diskrete 24bit-Leitern drauf. Kostet ungefähr das Zehnfache eines guten DAC-Chips, aber das ist's mir wert.

Buchsen raus

P1080599-1.JPG (228.83 KiB) 2214 mal betrachtet

und dann die Analogschaltung aus dem Board ausgelesen

P1080608-1.JPG (146.34 KiB) 2214 mal betrachtet

und in die Simulation eingegeben:

P1080611-1.JPG (149.06 KiB) 2214 mal betrachtet

Wie so oft, digital hui, analog pfui. Fortsetzung folgt.

Viele Grüße
Gert

[Fortepianus]

Hallo zusammen,

ein kleiner Bildbericht vom Aufbau des G-DAC V2.

Basis für die Stromversorgung ist das in den Spannungen angepasste G-LNT (5V, 2x15V):

P1080459-1.JPG (128.95 KiB) 2013 mal betrachtet

Der zusätzliche 5V-Ausgang kann einen Switch oder LWL-Umsetzer vor dem Lumin versorgen. Für die Ausgangsstufen braucht's eine spezielle Mutingschaltung:

P1080567-1.JPG (190.09 KiB) 2013 mal betrachtet

Die kommt huckepack auf die G-Outs:

P1080569-1.JPG (170.45 KiB) 2013 mal betrachtet

Auf der Frontplatte schenke ich mir diesmal die Anzeigen für die Samplingrate, ein Blick ins Roon zeigt ja immer, was Sache ist:

P1080572-1.JPG (98.94 KiB) 2013 mal betrachtet

Aber anders als bei der Version 1 soll es auch einen optischen Toslink-Eingang für den TV geben und die Eingänge sollen automatisch umschalten mit festgelegter Priorisierung. Dazu gibt es eine kleine in Fleißarbeit erstellte Platine:

P1080628-1.JPG (129.17 KiB) 2013 mal betrachtet

An die jeweils zwei Lötstifte oben kommen die Buchsen für den BNC- und Cinch-Eingang. Nun also mal um die Analogschaltung gekümmert:

P1080631-1.JPG (193.23 KiB) 2013 mal betrachtet

Die originale Schaltung hat eine untere Grenzfrequenz von 20Hz bei 6dB/Okt Rolloff. Das beschneidet nicht nur im Bass unnötig, sondern macht auch Phasenverschiebungen da unten. Und oben ebenfalls 6dB/Okt bei 55kHz. Das ist nicht gerade ein Tiefpassfilter, das die digitalen Treppenstüfchen wegbügeln kann, das wird dem Ohr des geneigten Hörers überlassen. Erster Schuss, erheblich steilere Filter am Bandende und Faktor 10 dickere Folienkondensatoren, die den unvermeidlichen DC-Offset der R2R-Leitern entfernen. Die blauen Präzisionstrimmer ermöglichen den genauen Pegelabgleich.

Von hinten:

P1080645-1.JPG (186.97 KiB) 2013 mal betrachtet

Von vorne:

P1080647-1.JPG (194.04 KiB) 2013 mal betrachtet

In den Hörraum:

P1080665-1.JPG (142.84 KiB) 2013 mal betrachtet

Der Hörtest ergibt: V2 ist in so ziemlich jeder Disziplin besser als V1. Durchhörbarkeit, Körper, Raum, vor allem Natürlichkeit. Ich beschließe direkt, dass ich noch einen bauen muss. Für mich. Und vielleicht geht ja beim dritten DAC noch ein bisschen was.

Viele Grüße
Gert

[h0e]

Hallo Gert,

schöne Lektüre für den heutigen trüben Sonntag. Das liest sich ebenso vorzüglich, wie es sich anhört. Ich war mit V1 klanglich nicht so happy, wenn man auch immer sagen muss, dass wir auf extremen Niveau jammer. Wie immer halt.
Die damals noch nicht finale Variante des V2, die mir bei Dir zu Ohren kam hat mir sehr viel besser gefallen.
Es stellte sich die Ruhe, Sauberkeit und Selbstverständlichkeit ein, die ich persönlich liebe. Details ohne zu nerven, ohne Pling pling und ein schöner Musikfluß, der einen in die Darbietung hineinzieht.
Ich bin gespannt, welche Optimierungen Du seit damals erfolgreich umsetzen konntest.

Grüsse Jürgen

[Fortepianus]

Also Jungs,

Ihr seid ja echt nett. In den ersten 10 Minuten, nachdem der Bericht online war, habe ich per PN und E-Mail 4 Blindbestellungen für den G-DAC erhalten. Das tut mir jetzt echt leid, aber ich erzähle das doch extra hier in meinem Vorstellungsthread, weil ich den gar nicht nochmal bauen will. Ich will doch einfach nur erzählen, was sich bei mir privat so im Hobby getan hat.

Für den zweiten hatte ich ja immerhin schon ein Netzteil, denn das G-LNT des G-DAC V1 kann ich weiterverwenden. Das spart schonmal erheblich Arbeit. Endlich war der zweite G-DAC V2 dann fertig. Bis das Board aus China endlich da ist, den Zoll passiert hat, dort ausgelöst ist etc., das dauert. Und das ist eine Heidenarbeit, das Ding aufzubauen, da sitze ich ein paar Wochen dran. Da Uwe seinen DAC zusammen mit einem Lumin G-U2mini wollte und wir einen Termin finden wollten, an dem er das alles persönlich abholen kann, hatte ich über einige Zeit beide G-DAC V2 hier. Da kam auch Jürgen mal vorbei:

Hallo Jürgen,

Die damals noch nicht finale Variante des V2, die mir bei Dir zu Ohren kam hat mir sehr viel besser gefallen.
Es stellte sich die Ruhe, Sauberkeit und Selbstverständlichkeit ein, die ich persönlich liebe. Details ohne zu nerven, ohne Pling pling und ein schöner Musikfluß, der einen in die Darbietung hineinzieht.
Ich bin gespannt, welche Optimierungen Du seit damals erfolgreich umsetzen konntest.

na dann mal weiter, da hat sich noch ein bisschen was getan. Da fällt mir dann ja immer noch was ein, was man ja auch noch machen könnte, und mit zwei baugleichen Geräten hat man immer die direkte Vergleichsmöglichkeit, ob's was gebracht hat. Bessere 3,3V-Regler mit zwei parallel geschalteten 3045ern zum Beispiel, extreme Siebung für diese entscheidende Basisspannung der R2R-Leitern, ausmerzen von Kinderkrankheiten bei der Eingangsumschaltung etc. Aber vor allem habe ich an der Analogstufe immer weiter rumgemacht, bis mir eines Morgens wie so oft unter der Dusche der zündende Gedanke kam. Nämlich wie ich diesen blöden DC-Offset der R2R-Leitern, der unvermeidlich ist und einen Koppelkondensator nötig macht, wegkriege. Alles wieder abgeräumt außer den Rekonstruktionsfiltern, die klassisch mit RCL aufgebaut sind, und den OPs am Ausgang, die erfreulicherweise mit den sehr guten OPA1611A ausgerüstet sind:

P1080688-1.JPG (232.86 KiB) 1936 mal betrachtet

Man sieht oben schon anstelle der roten Koppelkondensatoren schlichte Drahtbrücken.

Schauen wir uns mal das Prinzipschaltbild der originalen Analogstufen an. Ich habe immer nur eine gezeichnet, in Wirklichkeit sind das vier - zwei pro Kanal, für jede Symmetriehälfte eine:

Analog Prinzip original.jpg (23.56 KiB) 1936 mal betrachtet

Jetzt der im letzten Beitrag erzählte erste Schuss:

Analog Prinzip modifiziert.jpg (23.25 KiB) 1936 mal betrachtet

Beim Original gibt es direkt beim IU-Wandler vorne einen Tiefpass mit 60kHz, dahinter noch einen passiven bei 440kHz, macht so ungefähr einen TP mit 55kHz Gesamtgrenzfrequenz, im interessanten Bereich oberhalb der halben Samplingrate nur unwesentlich steiler als 6dB/Okt. Ich stimme die Kombination aus den zwei R, zwei C und einem zusätzlichen kleinen L in der Simulation penibel ab, bis ich einen ebenfalls bei 55kHz wirkenden Tiefpass kriege, aber mit dreifacher Flankensteilheit von 18dB/Okt.

Und jetzt die komplette DC-Kopplung:

Analog Prinzip mod DC.jpg (38.37 KiB) 1936 mal betrachtet

Die Besonderheit an der Sache will ich versuchen, ein bisschen zu erklären. Bei den oben gezeigten Schaltungen habe ich den DC-Offset der mit 3,3V gespeisten R2R-Leitern eingezeichnet, das ist genau die Hälfte der Versorgungsspannung, also 1,65V. Die bügelt der Koppel-C vor dem IU-Wandler komplett weg. Klingt aber nur so mittel, so ein Koppel-C. Der bestklingende Koppel-C ist kein Koppel-C.

Nun könnte man meinen, dass man nur eine passende Offsetspannung an den Pluseingang des IU-Wandlers legen müsste, um an dessen Ausgang 0V Offset zu kriegen. Schon richtig, aber damit zieht man über den Widerstand des ersten Tiefpasses einen ständigen Offsetstrom aus der R2R-Leiter, die das gar nicht mag. Rechts am Widerstand liegt 0V, links der 1,65V-Offset. Das geht schief. Also muss bei DC-Kopplung für den Frieden in der R2R-Leiter am Ausgang des IU ebenfalls die halbe Versorgungsspannung als Offset liegen. Ich teile diese also mit zwei gleichen Präzisionswiderständen auf die Hälfte und puffere das mit einem Kondensator am Pluseingang. Ist jetzt DC-gekoppelt am IU, aber den Offset haben wir noch nicht weg.

Den Offset könnte man wegbügeln, indem man am Ausgang des IU einen Spannungsteiler zur negativen Versorgung runterzieht. Hat zwei Nachteile:

1. Man verschlechtert die hohe mögliche Dynamik

2. Das Gebilde ist extrem empfindlich gegenüber thermischen und sonstigen Schwankungen, das kriegt man nicht in die Gegend des gewünschten Offsets unter einem Millivolt.

Jetzt der zündende Gedanke. Ich baue eine Spannungs-gesteuerte Stromquelle, vom groben Prinzip her ist das jeder Feldeffekttransistor. Eine Stromquelle hat einen theoretisch unendlichen hohen Innenwiderstand, setzt also nicht wie ein Spannungsteiler den Pegel und damit die erzielbare Dynamik runter. Und diese Stromquelle steuere ich jetzt mit einem DC-Servo, bei dem ich den gleichen alten Trick anwende, der schon in meinen G-Outs zur Anwendung kommt: Solange die Muting-Lines nach dem Einschalten durchgesteuert sind, um den Einschaltplopp zu vermeiden, ist das DC-Servo blitzschnell und zieht den Ausgang sauber auf 0. Sind die Ausgänge frei, gehe ich in der Zeitkonstante um Faktor 1000 hoch. Eine Zeitkonstante von 1 Minute ist so langsam, dass der Übertragungsbereich unten in keiner Weise tangiert wird, aber schnell genug, um Langzeitdriften (Thermik, Alterung etc.) auszugleichen.

Und jetzt kommt noch ein netter Nebeneffekt an der Sache. Ich verwende ja den eh vorhandenen Filterwiderstand am IU-Ausgang, um daran den nötigen Offset zu erzeugen. Den dafür nötigen Strom zieht die gesteuerte Stromquelle, aber der IU-OP muss dagegen halten, seinerseits den eingestellten Offset auf 1,65V zu haben. Das bewirkt, dass die Ausgangsstufe des OP in den ClassA-Bereich gezogen wird, denn es fließt ein ständiger Strom durch die positive Ausgangsstufenhälfte, die negative bleibt beständig arbeitslos.

P1080690-1.JPG (203.59 KiB) 1936 mal betrachtet

Das sieht nur auf den ersten Blick so aus wie vorher, das ist jetzt eine ganz andere Schaltung. Praktischerweise konnte ich aber die vorhandenen Leiterbahnen mit etwas Kunst am Bau beibehalten. Die IU-Wandler am Eingang waren übrigens beim Original mit LME49860 bestückt. Die sind ganz gut, aber nicht die bestmöglichen für diesen Einsatz. Sie sind also besseren OPs gewichen.

Hörtest. Ist dieser Durchgriff, diese Klarheit und Sauberkeit allein dem fehlenden Koppel-C geschuldet? Ich kann das kaum glauben. Vermutlich ist auch diese hinzugekommene Präzision, die aber dennoch mit natürlicher Wärme daherkommt, eher dem Stromquellenprinzip geschuldet, das den klanglich empfindlichsten Teil einer DAC-Analogschaltung ins ClassA befördert. Ich bin jedenfalls sehr zufrieden damit.

Viele Grüße
Gert

[Hans-Martin]

Ist dieser Durchgriff, diese Klarheit und Sauberkeit allein dem fehlenden Koppel-C geschuldet? Ich kann das kaum glauben. Vermutlich ist auch diese hinzugekommene Präzision, die aber dennoch mit natürlicher Wärme daherkommt, eher dem Stromquellenprinzip geschuldet, das den klanglich empfindlichsten Teil einer DAC-Analogschaltung ins ClassA befördert. Ich bin jedenfalls sehr zufrieden damit.

Hallo Gert,
was die Klarheit und Sauberkeit betrifft, führe ich das auf den Verzicht der Koppel-Cs zurück. Deren DA (dielektrische Absorption) schlägt sich nicht mehr nieder. Ich begründe dasu.a. mit einer Cyrus Verstärker-Generation, bei der man die Koppelkondensatoren durch geänderte OP-Beschaltung erheblich reduzieren konnte (Anzahle, Dimensionierung). Diese Maßnahme führte zu einer deutlich transparenteren Wiedergabe (Rest der Schaltung blieb angeblich identisch).
Dasselbe gilt auch für den Ersatz der Ausgangs-Elkos in vielen Geräten (typischer Fall CD-Player) durch eine Drahtbrücke, um DC-Reste am Verstärkereingang zu filtern. Da sollte man den CD-Player zwar erst einschalten, dann den Verstärker, um ein Einschaltplopp zu vermeiden, aber meine Digitalquellen sind 7/24 eingeschaltet.
An dieser Stelle kann man auch Polyester, Polypropylen, Mundorf usw. hörbar unterscheiden.

Den zweiten Punkt mit der von mir auch immer wieder sehr geschätzten natürlicher Wärme führe ich auf die nun an DC heranreichende Bandbreite zurück und Class-A. Auch das konnte ich tendenziell in den letzten 50 Jahren immer wieder beobachten (bei einigen Verstärkern konnte man den Eingangs-Hochpass abschalten).

Dein Bericht weckt mal wieder Begehrlichkeiten...
Grüße
Hans-Martin

P.S.Das 60kHz Filter nach Bessel?
In der Schaltung ist das Filter vorn bei IU-Wandler. Möglicherweise, um Schwingneigung der im Original verwendeten OPs nicht erst aufkommen zu lassen?

[Fortepianus]

Hallo Hans-Martin,

Ist dieser Durchgriff, diese Klarheit und Sauberkeit allein dem fehlenden Koppel-C geschuldet? Ich kann das kaum glauben. Vermutlich ist auch diese hinzugekommene Präzision, die aber dennoch mit natürlicher Wärme daherkommt, eher dem Stromquellenprinzip geschuldet, das den klanglich empfindlichsten Teil einer DAC-Analogschaltung ins ClassA befördert. Ich bin jedenfalls sehr zufrieden damit.

Hallo Gert,
was die Klarheit und Sauberkeit betrifft, führe ich das auf den Verzicht der Koppel-Cs zurück.

da deckt sich meine Erfahrung mit Deiner. Dennoch war der Effekt weitaus größer als aufgrund eines weggefallenen Folien-Cs vermutet. Ich hatte zuvor auch damit experimentiert, die Folie noch mit Glimmer, Styroflex und was sonst noch in den Schublädchen zu finden war zu brücken, auch zum Test komplett durch einen Mundorf ersetzt. Aber die Steigerung ohne diesen Koppel-C war enorm. Es war aber zugleich eben noch der ClassA-Betrieb des OPs davor hinzugekommen und der OP selbst war besser: Ich hatte den originalen LME49860 durch den nach meiner Erfahrung in der IU extrem guten, relativ neuen OPA1656 ersetzt. So kamen wohl einige Effekte zusammen.

Den zweiten Punkt mit der von mir auch immer wieder sehr geschätzten natürlicher Wärme führe ich auf die nun an DC heranreichende Bandbreite zurück und Class-A. Auch das konnte ich tendenziell in den letzten 50 Jahren immer wieder beobachten (bei einigen Verstärkern konnte man den Eingangs-Hochpass abschalten).

Ja, d'accord, aber eben auch Sauberkeit im Sinn von Natürlichkeit. Letztere eben schwer zu trennen, durch welche Maßnahme genau erzielt - da macht die Summe der Maßnahmen den gewünschten Effekt, denke ich.

Das 60kHz Filter nach Bessel?
In der Schaltung ist das Filter vorn bei IU-Wandler. Möglicherweise, um Schwingneigung der im Original verwendeten OPs nicht erst aufkommen zu lassen?

Das erste 6dB-Filter ganz vorne beim IU zu platzieren ist kein Fehler, auch wenn der original verwendete OP gegen Schwingneigung ganz gut gefeit ist. Der Grund ist eher, dass OPs hundsmiserabel klingen, wenn sie schwingen, und wenn ein OP gleichzeitig NF und HF übertragen soll, ist das ungefähr der gleiche Effekt, wie wenn er die HF selbst produziert. Ich glaube, es war Nelson Pass, der dachte, jetzt bringt er das ganz große Ding raus, indem er den Schaltungen quasi als analoges Dithering so ein bisschen HF draufgab, nur um dann festzustellen, dass das den Klang so nachhaltig verhunzt hat, dass er sofort wieder Abstand davon nahm. Jedenfalls, worauf ich raus will: Die scharfen digitalen Treppenstüfchen, die dem analogen Musiksignal überlagert sind, sind nichts anderes als solche HF, wenn wir uns das Signal jetzt mal nach Fourier transformiert denken. Jede Menge ungeradzahlige Oberwellen der Samplingrate, denn das ist ja eine Aneinanderreihung von Rechtecken im Rhythmus der Abtastfrequenz. Also klingt der arme OP da vorne furchtbar, wenn ich die HF nicht schon gleich im Ansatz wegfiltere.

In der Originalschaltung ist das einfache 6dB-Filter da vorne mit einem nachgeschalteten weiteren 6dB-Filter bei 440kHz kombiniert. Das ergibt dann eine nur mit Simulation sauber erfassbare Kurve - klar, man kann da auch analytisch eine Woche dran rechnen, das Problem ist, dass das erste Filter vorne gar nicht bis Null runtergeht bei hohen Frequenzen, sondern nur bis 1 (Umkehrverstärker). Das ergibt in der Simulation so grob -23dB pro Dekade oder eben ein klein bisschen mehr als 6dB pro Oktave.

Mein Filter ist gar nicht nach Bessel, Butterworth, Tschebyscheff und wie sie alle heißen dimensioniert - klar, Bessel hat das beste Phasenverhalten, aber eben auch den schlechtesten Dämpfungsverlauf. Deshalb drehe ich da so lange an den verschiedenen R, C und L in der Simulation, bis mir sowohl der Phasen- wie der Frequenzgang gefällt. Die Rahmenbedingungen sind, dass bei 20kHz noch kein nenenswerter Abfall sein soll, aber auch noch keine nennenswerte Phasenverschiebung. Das Resultat ist dann aber ein Filter, das keine der klassischen Charakteristiken hat. Ich zeige mal die Frequenzgänge, hier die originale Analogschaltung:

FG analog original.jpg (39.8 KiB) 1510 mal betrachtet

Zum besseren Verständnis: Auf der x-Achse ist links 1Hz, die weiteren Striche in senkrechter Richtung sind dann 10Hz, 100Hz, 1kHz, 10kHz, 100kHz und 1MHz. Man kann das im rechten Teil des Fensters einstellen jeweils für den Anfangs- und den Endwert. Auf der Y-Achse ist oben +10dB und unten -30dB. Man sieht nun bei der Originalschaltung eine 6dB-Charakteristik oben und unten mit den Grenzfrequenzen 20Hz und 55kHz. Mein erster Schuss mit größerem Koppel-C und 18dB-Filter oben:

FG analog mod.jpg (37.89 KiB) 1510 mal betrachtet

Grenzfrequenzen 0,3Hz und 55kHz. Und jetzt die DC-Variante:

FG analog mod DC.jpg (37.05 KiB) 1510 mal betrachtet

Grenzfrequenzen 0,002Hz und 55kHz.

Die zwei letzteren unterscheiden sich nur im Frequenzgang unten, oben beide mit 18dB/Oktave, ebenfalls bei 55kHz, die aber dann steil in den Keller gehen und die Spiegelfrequenzen wegschneiden. Zudem so geschneidert, dass anders als beim Original bei 20kHz noch kein nennenswerter Abfall zu sehen ist.

Viele Grüße
Gert

[Fortepianus]

Hallo liebe Mitforisten,

es gibt da eine Sache, die mich seit längerem umtreibt: Warum eigentlich klingt bei mir die Anbindung an meinen DAC per S/PDIF (BNC oder Cinch) sehr gut, aber über USB so hundsmiserabel?

Der Reihe nach. Werfen wir mal einen Blick in meinen allseits bekannten Hörraum:

01 Hörraum.jpg (150.08 KiB) 1110 mal betrachtet

Ja ok, bisschen in der Fotobearbeitung rumgespielt und so getan, als würde sich der Hörplatz im TV spiegeln. Aber es geht um was ganz anderes: Links oben auf dem Rack neben dem Steuerteil der G-ML32 hat's doch noch ein freies Plätzchen. Da liegen sogar alle möglichen Kabel feinster Machart dahinter - die werden ja auch immer wieder mal genutzt, wenn Besuch in Form von Testgeräten dort Platz nimmt. Und da nimmt diesmal dieses Platz:

02 Innuos Phoenix USB.JPG (113.04 KiB) 1110 mal betrachtet

Es ist ein Innuos Phoenix USB. Der bewirkt Wunder, liest man im Netz. Er taktet mit einer aufwändig versorgten OCXO-Clock das USB-Signal neu. Leider ist er silbern und nicht schwarz, gibt's auch und wäre hübscher in meinem Setup gewesen, aber Innuos will mittlerweile 3.599€ dafür und der silberne war deutlich günstiger, weil Ausstellungsstück eines Händlers. Außerdem ist die Mark Levinson ja auch teilweilse silbern, also drückt der Schwabe da gerne mal ein Auge zu. Die Neuerwerbung wurde gestern angeliefert.

Ich tausche seine Sicherung gegen eine bessere und schließe ihn an den Strom an, er wird vom G-PPP im geschlossenen Rackfach drunter dauerhaft mit Strom versorgt. Nach zwei Stündlein denke ich mir, jetzt ist die OCXO aber auf Betriebstemperatur und ich will hören, was damit geht. Vom Kabuff hinter der Anlage kommt ein Furutech-USB-Kabel direkt vom USB-2.0-Port des Prime Mini, der als Roon Server arbeitet. USB 2.0 klingt viel besser als 3.0, liest man von begeisterten Nutzern des leider nicht mehr gebauten Prime Mini 5. Dennoch, der Klang von dort war bisher indiskutabel, wenn ich das direkt an den USB-Eingang des G-DAC V2 angeschlossen habe.

So jetzt also mit dem Phoenix dazwischen. Die Batsashvili gibt ihren Thalberg, aber der Flügel klingt immer noch indiskutabel muffig. Und unpräzise! Mal den Phoenix rausgenommen, ah verstehe, es geht noch deutlich schlechter. Aber auch mit dem Phoenix will man so nicht Musik hören. Schade eigentlich, denn die Variante hätte einen Streamer komplett überflüssig gemacht, meinen G-Linn oder G-Lumin - wenn es denn ansprechend geklungen hätte.

Jetzt aber mal nicht gleich aufgeben, der Lumin kann ja auch USB ausgeben. Also in der App den Ausgang des G-U2mini von SPDIF auf USB geschaltet. Hat bisher auch nichts getaugt, um ehrlich zu sein. Aber es ist eine Wohltat nach der Direktanbindung des NUC i7, das ist deutlich besser. Aber irgendwie immer noch muffig. Und auch unpräzise. Das USB-Kabel vielleicht?

Zwischen Phoenix und DAC hatte ich ein 50cm kurzes Kabel von Viablue drin. Immerhin hübsche vergoldete Stecker und ein ansprechendes Mäntelchen. Bei USB-Kabeln ist mein Fundus eine Katastrophe - das kommt halt daher, dass ich der Schnittstelle bisher für Audio genau nichts zugetraut habe. Lustlos stecke ich anstelle des Viablue das Beipack-USB-Kabel von Innuos zwischen Phoenix und DAC. Und das klingt ganz erheblich frischer! Viel besser. Ich werde mich also ein bisschen mit USB-Kabeln beschäftigen müssen.

Es bleibt aber weiterhin die gewünschte Präzision des Klavieranschlags aus. Ich schlafe also drüber und denke drüber nach, wie eigentlich die Schnittstelle beim vorliegenden Asynchronbetrieb funktioniert. Und mir dämmert's.

Viele Grüße
Gert

[alcedo]

Hallo Gert,

Ich schlafe also drüber und denke drüber nach, ... Und mir dämmert's.

Na, wenn das mal kein Cliffhanger ist. Gerade wenn es spannend wird, willst du schlafen gehen

Morgen ist Karfreitag - da wirst du hoffentlich keine Leidensprozession mit dem Innuos erleben. Aber darauf folgt ja bereits das Wunder der Auferstehung - und das hast du von dem Gerät selbst schon gelesen

Der bewirkt Wunder, ....

Also: viel Spaß und lass uns nicht so lange warten

Viele Grüße
Jörg

[vierzigo]

Hallo Gert,

ein Ostergericht, da bin ich mal gespannt was du uns servirst.
Ich finde echt toll, das du nie aufgibst.
Immer noch ein Schippchen drauf.

Grüße Oliver

[olliht]

Verflixt und nu??
Na gut frohe Ostern aber dann …

[Fortepianus]

Hallo Jörg,

Ich schlafe also drüber und denke drüber nach, ... Und mir dämmert's.

Na, wenn das mal kein Cliffhanger ist. Gerade wenn es spannend wird, willst du schlafen gehen

also ich habe ja schon drüber geschafen .

Also: viel Spaß und lass uns nicht so lange warten

Dein Wunsch ist mir Befehl.

Hallo Oliver,

ein Ostergericht, da bin ich mal gespannt was du uns servirst.

zum Karfreitag Vegetarisches: Clocksalat .

Asynchroner USB-Betrieb bedeutet Folgendes:

Im DAC läuft die Clock, die direkt den DAC taktet. Sie ist die freilaufende Masterclock, die sich nach niemandem richten muss. Jetzt droht ein kleines Problem, denn die USB-Quelle (in dem Fall der Lumin) hat auch einen Takt, mit dem sie die Daten liefert. Die zwei Clocks richten sich nicht nacheinander - sie laufen asynchron, was der Betriebsart den Namen gibt. Die ankommenden Daten müssen nun beim DAC zwischengespeichert werden, und der Puffer läuft ruckzuck über oder leer, wenn die Anlieferung ein bisschen zu schnell oder langsam kommt. Deshalb gibt der DAC auf der asynchronen Schnittstelle der Quelle immer wieder Bescheid, wenn sie Gas geben soll oder bremsen soll mit der Datenanlieferung. Also z. B. bei einer Samplingrate von 192kHz werden jede Millisekunde 192 Frames geschickt. Droht der Überlauf, gibt der DAC das Kommando Überlauf zurück, und die Quelle schickt nächstes Mal nur 191 Frames. Droht der Speicher dagegen leerzulaufen, kommt das Kommando "Unterversorgung" und die Quelle schickt 193 Frames. So wird der Speicher immer mit ausreichend Daten gefüllt, obwohl die Clocks asynchron laufen.

Was in dem Spiel macht jetzt der Innuos Phoenix? Er taktet die Daten neu, die dem DAC angeliefert werden. Das wird sicherlich hilfreich sein, weil sich ein Datenjitter erfahrungsgemäß immer auf den DAC übertragen wird, auch wenn der asynchron dazu läuft. Aber

mir dämmert's

in anderer Hinsicht: Bei USB ist schlicht die Clock des USB-Eingangs nicht gut genug, denn die macht beim USB-Betrieb die Musik. Sie taktet direkt den DAC. Das ist anders als bei S/PDIF: Hier gibt die sehr gute Clock im G-Lumin oder G-Linn den Takt vor. Also muss die Clock bzw. müssen die Clocks auf dem Amanero-Board ersetzt werden.

Ich baue das aus und löte ein Doppelclockmodul zusammen:

03 Amanero Clocks.JPG (155.63 KiB) 1037 mal betrachtet

Man sieht die ausgebaute USB-Eingangsplatine und oben zwei Plätzchen für zwei XO-Clockmodule, das linke bereits ausgelötet und kontaktiert. Die XOs haben 24,576MHz für die 48er-Familie und 22,5792MHz für die 44,1er (und deren Vielfache). Unter dem Board sind die zwei Präzisionsclockmodule:

04 G-Clocks.JPG (162.07 KiB) 1037 mal betrachtet

Ich habe zwar beide schon zusammengelötet, aber ich habe nur sehr gute Quarze für 24,576MHz, die 22,5792er muss ich erst bestellen. Aber das macht nichts, denn so schließe ich erstmal nur das Modul mit 24,576MHz an und habe dann den direkten Vergleich zur bisherigen Clock, wenn ich mit Roon auf 384kHz oder 352,8kHz hochsample. Im ersten Fall kommt die neue Clock zum Einsatz, im zweiten die alte. Deshalb ist der Platz auf dem rechten Clockmodul für den Quarz und sein winziges Abschirmgehäuse noch leer.

Ein Problem an der Sache ist, dass meine Clockmodule eigentlich dauernd laufen. Der gerade nicht benötigte Taktgeber sollte aber die Klappe halten, wenn er nicht dran ist. Der verwendete Präzisionsschwinger in dem winzigen IC hat dafür einen Enable-Eingang, der standardmäßig auf High liegt. Ich habe deshalb dessen Leiterbahn gekappt, bevor ich den IC eingelötet habe, und links davon die beiden Massekontakte beim Schriftzug "Ultra low" oben und unten mit dem Minifräser freigelegt, um den zweiten Pin des IC kontaktieren und rauslegen zu können. Erforderliche Lötkenntnisse: F-Kurs.

Board getestet, läuft, wieder in den DAC eingebaut:

05 G-Clocks im DAC.JPG (185.82 KiB) 1037 mal betrachtet

Viele Grüße
Gert

P.S. Hallo Oliver,

Na gut frohe Ostern

ebenso!

[Markus]

Lieber Gert,

jetzt bist du ja doch noch schlafen gegangen und ich warte die ganze Nacht umsonst auf die nachlassende Dämmerung.

Viele Grüße
Markus

[Fortepianus]

Guten Morgen Markus,

jetzt bist du ja doch noch schlafen gegangen und ich warte die ganze Nacht umsonst auf die nachlassende Dämmerung.

Respekt, kurz nach fünf am Morgen kam Dein Beitrag - noch auf oder schon wieder? Also ich habe bis weit nach Mitternacht Musik gehört, war dann aber doch zu müde, um noch drüber zu berichten.

Es mag sich ja so mancher fragen, wozu, wenn S/PDIF über BNC doch super klingt. Weshalb dann das Theater am USB-Eingang aufführen? Nun, es gibt da etwas bei der S/PDIF-Schnittstelle, das mich stört. Ich habe einige Jazz-Alben in DXD (nicht zu verwechseln mit DSD) gekauft, das heißt mit 352,8kHz Samplingrate und 24 oder 32bit. Das ist das Aufnahmeformat und ich wüsste gerne, wie das nativ abgespielt klingt - ich vermute, ziemlich gut. Also die Alben von Carmen Gomes Inc. zum Beispiel oder auch das Hoff Ensemble. Die S/PDIF-Schnittstelle verwehrt mir aber den Zugang dieses Formats zum DAC, der das könnte - es endet bei 192kHz und 24bit. Also lasse ich den Roon Server das auf 192 oder 176,4kHz runterrechnen. USB dagegen kann die 352,8 oder 384kHz mit 32bit übertragen, ebenso DSD. Letzteres ergibt aber nur Sinn, wenn man einen DAC verwendet, der nach dem Delta-Sigma-Prinzip arbeitet, sprich, selbst erstmal ins hochfrequente 1bit-Format wandelt - das machen die meisten integrierten DAC-Chips heute so, weil das in Großserie viel einfacher und billiger zu fertigen ist als die toleranzanfälligen R2R-Leitern. Bei meinem diskreten R2R-DAC dagegen ist das sinnlos.

Also, ich will DXD-Files abspielen und auch testen, wie der DAC hochgesampelt bei 384k klingt. Und das war nun sehr interessant bei der Hörsession gestern: Spiele ich das Hoff Ensemble mit 352,8k und 24bit ohne Up- oder Downsampling ab, klingt das im Vergleich zur 192er-Variante über BNC müde und verwaschen. Wen wundert's, da ist ja auch noch die originale Clock mit 22,5792MHz im Spiel. Lasse ich dagegen Roon auf 384kHz hochrechnen, gewinnt jetzt USB - jetzt muss ich die originalen 352,8kHz nicht dezimieren. Obwohl das Upsampling auf 384k eigentlich dem Klang nicht unbedingt förderlich ist gegenüber den nativen 352,8k, denn jetzt muss man Digitalfilter anwenden, damit das Upsampling was wird. Linearphasig? Minimalphasig? Steil? Flach? Aber egal, welche Filterart ich einstelle, die 384er gewinnt mühelos gegen die 352,8er und auch gegen BNC. Jetzt spielt die neue Clock am USB-Eingang ihre Stärke aus, denn die taktet jetzt direkt den DAC.

Ich nehme den Innuos Phoenix USB zum Test raus, nachdem das am USB-Eingang jetzt vernünftig klingt. Und da bricht das zuvor so fein gegliederte und farbige Klangbild in sich zusammen, flacher, aber vor allem langweilig und lahm. Das bedeutet: Erst, wenn der Rest am USB-Eingang stimmt, spielt der Phoenix seine Stärke mit den sauber getakteten Frames so richtig aus. Er ist eigentlich unverzichtbar, zumindest in meinem Setup, wenn USB gut klingen soll.

Ich probiere noch, wie es klingt, wenn man nativ mit 96/24 aufgenommene Alben auf 384/32 hochsampelt. 32, weil bei mir ja Acourate-Filter für die Zeitrichtigkeit arbeiten, die sog. Exzessphasenfilter, und die arbeiten mit 64bit. Es wird also sowieso in Roon von 24bit nach 64bit gewandelt, dann gerechnet und danach werden die 64bit nicht wieder auf 24, sondern auf 32bit runtergerechnet, was Rundungsfehler minimiert. Das sieht dann im Display des Lumin z. B. so aus:

06 384-32 ist angesagt.JPG (33.01 KiB) 780 mal betrachtet

Das klingt gut!

Todos?

1. Spezialquarze mit 22,5792MHz und hoher Güte bestellen
2. Mal das Gehäuse des Phoenix öffnen und schauen, ob da noch was geht
3. Die Optik

Den letzten Punkt muss ich erklären. Ich hatte den ganzen Abend gestern Schwierigkeiten, mich auf die Musik zu konzentrieren. Ich habe das Licht weit abgedimmt und oft die Augen geschlossen, um den Anblick nicht ertragen zu müssen. Es ist gar nicht das nicht richtig passende Silber der Innuos-Frontplatte, sondern die Frage, ob der Designer vielleicht auf der Walddorfschule war. Das Prismenbild der Frontplatte lässt jede Regelmäßigkeit vermissen und verbiegt mir bei jedem Anblick meine Ingenieursoptik. Ich weiß schon, jetzt kommen gleich Kommentare wie "Symmetrie ist die Kunst der Dummen" oder so ähnlich, aber mir gefällt's halt nicht, fertig. Ich schau mal, ob sich die Front reversibel demontieren lässt und ich eine neue fräsen lassen kann.

Viele Grüße
Gert

[Donny]

Hallo Gert,

wenn Dir das Gerät optisch nicht gefällt - vielleicht ist ja unten hinter der Klappe noch Platz.
Mit Deinem "Spiegelbild" hast Du mich kurzfristig ins Grübeln gebracht .

Viele Grüße
Dietmar

[tom_on_wheels]

Hallo Gert,

wenn Dich die silberne Front so stört, wäre Lackieren beim Autolackierer eine Lösung. Oder schneller und einfacher, mit einem Fön und etwas Geschick, Folieren. Wenn bei Dir in der Nähe ein Autofolierer ist, hat der bestimmt einen Rest mattes Schwarz. Und wenn Du die Platte abmachst und mitnimmst macht der Dir das in 3 Minuten absolut professionell. Sieht dann aus wie lackiert.

In Schwarz fällt die Formgebung nicht mehr so auf.

Viele Grüße
Tom