Hallo Gabriel,
StreamFidelity hat geschrieben: ↑07.12.2023, 17:27
Und bei der DAC Architektur lerne ich täglich dazu. Ich finde es wichtig die Architektur zu verstehen, weil dadurch im eigenen Setup gezielt Verbesserungen möglich sind.
Ich habe zwar keine Linn Geräte mehr, aber die Themen sind übertragbar auf andere DACs. Nachfolgend meine Gedanken dazu. Ich würde mich über Anmerkungen von dir (und natürlich von anderen) freuen, wo ich richtig oder wo ich falsch liege.
ich probier's mal.
StreamFidelity hat geschrieben: ↑07.12.2023, 17:27
Wenn ich mir beispielhaft das Blockschaltbild des
AKM AK4493 Chips (PCM 768kHz, DSD512) ansehe, dann erfolgt die Verarbeitung nach meinem Verständnis wie folgt:
PCM wird zuerst in ein
Modul DATT (Dynamic Audio Transport Technology) geschoben. Soft Mute dürfte das Absenken der Lautstärke betreffen, vielleicht beim umschalten von Quellraten. Wichtiger ist der Weg zum Modul De-emphasis und Interpolator.
De-emphasis (Digitalfilter) soll Rauschen und Verzerrungen reduzieren und der
Interpolator rechnet die Quellrate auf die passende Frequenz für den Delta-Sigma-Modulator hoch. Das können zum Beispiel
11,2896 Megahertz = DSD256 sein.
Zunächst zur De-Emphasis. Das stammt aus den Anfangstagen der Digitaltechnik, als man noch nicht genügend Bit zu wandeln schaffte, da hat man ähnlich wie bei RIAA (Schallplatte) oder UKW eine analoge Vorbearbeitung des Signals gemacht, indem man hohe Töne angehoben und tiefe abgesenkt hat. De-Emphasis war dann früher im Analogteil des DAC angesagt und man musste im Header des Signals dem DAC mitteilen, dass das angewandt wurde. Heute ist das witzlos und man entzerrt das Signal schon im Digitalbereich, weil man eh Signal-Rausch-Abstände jenseits von Gut und Böse im DAC hinkriegt. Es gab aber nur ganz wenige CDs, die das wirklich genutzt haben, aber das ist im Standard eben so vorgesehen und jeder DAC-Chip hat dieses Fossil deshalb an Bord.
Jetzt zum Interpolator. Der Ausgang des Delta-Sigma-Modulators ist im Grunde nichts anderes als DSD, man erzeugt so eine Art PWM-Signal (Pulsweitensignal), wobei es da Besonderheiten gibt - man verschiebt durch noise-shaping die spektrale Leistungsdichte hin zu Frequenzen oberhalb des Hörbereichs und filtert die nachher raus. Aber diese Feinheiten lassen wir jetzt mal beiseite, denken wir zum Verständnis in einfachem PWM. Das kennt nur zwei Zustände, 0 und 1 oder in Spannung ausgedrückt 0V und 3,3V oder ähnlich. Schalte ich nun gleich lange 0 und 1, ist das Puls-Pause-Verhaltnis 1:1. Macht man das schnell genug und macht am Ausgang einen Hochpass hin, kommt dort 0,5 raus. Ändert man nun das Puls-Pause-Verhältnis, kann man analog alle möglichen Werte zwischen 0 und 1 erzeugen. Nicht ganz alle, den die Genauigkeit des Puls-Pause-Verhältnis hängt davon ab, wie schnell man das macht, je schneller, desto genauer. Es gibt nun das Delta-Sigma-Verfahrung auf analoger und digitaler Ebene. Fangen wir mal analog an zum Verständnis und schauen uns im
Wikipedia-Artikel das Blockschaltbild rechts an. Mit wievielen Stufen auch immer das Verfahren arbeitet, es arbeitet mit einer möglichst hohen Taktrate. Die hat nun noch gar nichts mit der Samplingrate des Signals zu tun, sondern ist die interne Geschwindigkeit, mit der die 1bit-Wandler-Schleife abläuft. Je höher, desto höher die Auflösung und damit die erreichbare Dynamik, und die liegt typisch im MHz-Bereich. Der Abtastratenwandler im Blockschaltbild des AKM-Chips macht aber nicht diese MHz, da liegt das Missverständnis. Das ist ein klassischer ASRC (asynchroner Sampleratenkonverter) mit Digitalfilter, wenn man dem Chip sagt, dass er das machen soll. Im Linn (Katalyst) beispielsweise wird ihm gesagt, dass er das nicht machen soll, denn dort wird extern bereits auf 768kHz Samplingrate hochgesampelt. Im Delta-Sigma-Wandler selbst erfolgt erst die Überabtastung des Digitalsignals.
StreamFidelity hat geschrieben: ↑07.12.2023, 17:27
Der
Modulator nimmt die Daten in Empfang und erzeugt den sogenannten Bitstream, welcher dann über einen
analogen Filter (SCF - Switched-Capacitor-Filter) von Digital zu Analog gewandelt wird. Dieses Verfahren kennen wir von der Super-Audio-CD (SACD). Gespeichert wird dabei der direkte Datenstrom eines Delta-Sigma-Modulators, der mit 2,8224 MHz arbeitet. Das entspricht dem 64-fachen (DSD64) der Abtastrate von 44,1 kHz (Audio-CD/Red-Book).
Das bedeutet, dass bei Linn und vielen anderen DACs Quelldateien im PCM Format zwangsläufig im Delta-Sigma-Chip auf DSD umgerechnet werden.
Korrekt, das ist üblich, aber vor allem deshalb, weil es erheblich billiger ist als R2R:
StreamFidelity hat geschrieben: ↑07.12.2023, 17:27
Ladder DACs (R2R) sind hier zum Beispiel eine Ausnahme.
StreamFidelity hat geschrieben: ↑07.12.2023, 17:27
Bei
DSD ist eine
Umgehung eingezeichnet, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. In diesem Fall wird der
Bitstream direkt dem
analogen Filter zugeführt.
Ja klar, denn das ist ja bereits das DSD-Signal, das ansonsten hinten aus dem Delta-Sigma rauskommt.
StreamFidelity hat geschrieben: ↑07.12.2023, 17:27
Diese Umgehung konnte bei den bisherigen Linn-DACs jedoch nicht genutzt werden, da DSD als Quellrate nicht akzeptiert wurde. Denn Linn Akurate DSM/2 und 3 unterstüzen nur eine maximale Quellrate von 24 Bit/192 kHz.
Das ist ein Missverständniss. Alle Linn mit dem AKM-Wandler können DSD streamen. Das funktioniert, solange sie selbst als Streamer arbeiten. Übernimmt Roon oder sonst ein externer Rechner das und schickt DSD zum Linn über die LAN-Schnittstelle, geht das allerdings schief. Man kann ihm zwar DSD schicken, aber am Anaolgausgang kommt nur Rauschen raus. Mit der weißen Linn-App oder Kazoo klappt das dagegen. Damit habe ich früher länger experimentiert, aber festgestellt, dass bei mir PCM besser klingt und deshalb DSD wieder verworfen.
StreamFidelity hat geschrieben: ↑07.12.2023, 17:27
Meines Wissens akzeptiert der Organik DAC Quellraten bis zu
DSD256 und
24 Bit/384 kHz. Insbesondere die DSD Sektion ist neu, obwohl dass ja die AKM Chips auch schon konnten. Nur halt nicht von Linn freigeschaltet.
Wie schon gesagt, Missverständnis, das geht unter oben genannten Bedingungen.
StreamFidelity hat geschrieben: ↑07.12.2023, 17:27
Und nun komme ich zum springenden Punkt! Gert, wenn du den Hörtest nur mit 192 kHz machst, wirst du meines Erachtens die Vorteile des Organik DACs nicht voll ausschöpfen. Es könnte sich lohnen mit einem leistungsfähigen Rechner dem
Linn Organic DAC direkt DSD256 zuzuführen. Da die meisten von uns PCM Files haben, bietet sich eine externe Konvertierung von PCM in DSD zum Beispiel mit dem HQPlayer geradezu an, weil der Organik DAC und andere es intern sowieso machen. Die sehr guten Modulatoren und Filter vom HQPlayer (alternativ etwas abgespeckter in Roon) können den Linn in seiner Arbeit entlasten.
Das macht es sicher nicht einfacher, aber für den guten Klang könnte es sich lohnen.
Das werde ich natürlich ausprobieren, danke für den Tipp. Ich habe eben getestet, er nimmt über Streaming per Roon allerdings nur max. DSD128 und PCM 192kHz. Falls er DSD256 und PCM 384kHz kann, wahrscheinlich wieder nur, wenn er selbst als Streamer arbeitet. Roon ist bei mir aber klanglich deutlich überlegen. Ich werde aber gerne testen, wie das klingt, wenn ich dem Organik die Daten mit DSD128 anliefere.
Viele Grüße
Gert