HiFi-Computer oder generelle Gedanken zu einer guten Anlage

Letzte Aktualisierung am 8. Juli 2021

Im kommenden Technik-Talk im März geht es nicht nur um die Hamburger HiFi-Tage, sondern auch um die Frage, was den guten Klang eigentlich ausmacht und wo die Grenzen sind. Ganz unabhängig davon habe ich mir selbst überlegt, meine Musik auf einen für die Anlage optimierten Kleinstrechner auszulagern, der diese an den D/A-wandler übergibt. In diesem Zusammenhang sucht man natürlich nach Impulsen und das Internet ist hier Fundstelle für viele Meinungen. Und was man da alles so liest, ist teilweise doch haarsträubend. Die Meinungen polarisieren zwischen der einfachen USB-Soundkarte am Netbook, bis hin zum klangoptimierten Computer, dessen Update-Funktion und Virenscanner sogar für massive Qualitätseinbrüche verantwortlich seien. Natürlich braucht es auch die schnellsten Prozessoren und Festplatten, um das gefürchtete Jitter abzuwehren und falls das nicht reicht, beklebt man sich alles mit notwendigen Aktivatoren und versorgt dann sogar den Router mit Schwingungsdämpfern. Ob das im Kampf gegen die gefürchtete elektromagnetische Strahlung helfen kann, ist mir nicht bekannt. Meine Logik sagt mir aber, dass nach dem Anbringen der Wundermittel das Wi-Fi-Netz unter starken Ausbreitungsproblemen leiden muss, das ist ohne Zweifel ein elektromagnetisches Feld. Denn wäre das nicht der Fall und würde nicht auch das Handynetz innerhalb der Wohnung einbrechen, sind durchaus berechtigte Zweifel an der Wirksamkeit gegeben. Dass zudem niemand hinterfragt, warum zum Einen hohe Datenraten über zig Jahre alte nicht geschirmte Kupferleitungen übertragen werden können und weshalb zum Anderen sich riesige Rechenzentren nie verrechnen, versteht sich. Denn im Umkehrschluss müssten bei der Annahme, dass elektromagnetische Felder massiv in den akustischen Bereich eindringen, vielerorts nachvollziehbare Probleme auftreten, die sich in jedem Callcenter oder Großunternehmen Zweifels ohne täglich niederschlagen würden. So wäre eine Vorführung in jedem HiFi-Studio prinzipbedingt sinnlos, weil es stets Interferenzen zwischen den einzelnen Anlagen geben muss. Und das, obwohl jemand in Verbindung mit einem Raspberry Pi herausgefunden hat, dass bei einem geschirmten LAN-Kabel im Gegensatz zu einem ungeschirmten Störungen in den Audiobereich vernehmbar sind.

Aus elektrotechnischer Sicht machen eine stabile Stromversorgung, gut gekapselte Gehäuse und elektrisch gute Verbindungen natürlich Sinn. Denn diese sorgen nicht nur für eine reibungslose Funktion, sondern schützen die Geräte tatsächlich vor äußeren Einflüssen. Das HiFi-Konponenten optimiert werden können, steht ebenfalls außer Frage. Denn nicht immer werden kompromisslose Bauteile eingesetzt, beispielsweise, um den Preisrahmen bei der Fertigung einzuhalten. Minderwertige Schaltnetzteile können ebenfalls eine Störquelle sein, deren elektromagnetischer Abfall Leitungs- und Funkstörungen verursachen können, vor Allem dann, wenn sie an derselben Netzleiste angeschlossen werden. Trotzdem müssen die in der EU verkauften Produkte gewisse Grenzwerte einhalten und man spricht gelegentlich vom Industriestandard, dieser reicht aufgrund der Minimalanforderungen den High-End-Enthusiasten aber nicht aus. Auch deshalb, weil Filter und elektrische Bauteile als Kompensation verwendet werden, dies wurde früher bei Fernseh- und Videogeräten als Grund für immer schlechtere Empfangsleistungen angeführt. Das mag sogar nachvollziehbar sein, aber schaut man sich manch Boxenkabel an, ist ein Starkstromkabel in einer elektrischen Installation ein Witz dagegen und somit vollkommen überdimensioniert. Ich sehe dies aber auch differenziert, wir haben selbst in einem Experiment eine uralte Baumarkt-Leiste von einer teuren -Netzleiste eindeutig im Blindtest auseinanderhalten können. Ich führe das aber nicht auf die esoterischen Schwingungen zurück, sondern auf die Tatsache, dass die neue Netzleiste einfach anständig verarbeitet ist. Diese wurde übrigens inzwischen durch eine ebenso anständige, aber deutlich günstigere Netzleiste getauscht, auch wurde die HiFi-Anlage direkt an den Sicherungskasten Mittels AHP Klangmodul und geschirmten 2,5“-Leitungen angeschlossen. Hier waren die Klangunterschiede absolut marginal, aber manche Einstreuungen im UKW-Empfänger und dem Plattenspieler bleiben seitdem aus. Auch ein Austausch der Feinsicherungen in der Endstufe, die aufgrund einer defekten notwendig wurden, brachten keine hörbaren Veränderungen mit sich.

Bleiben wir beim HiFi-Rechner. Es lassen sich einige Punkte zusammenfassen, die sich sogar mit Fachzeitschriften decken. So braucht man natürlich gute Lautsprecher, einen präzisen Verstärker und einen guten D/A-Wandler, der am USB-Anschluss quasi die Aufgabe der Soundkarte übernimmt. Hier schrieben in ihrer Verzweiflung sogar die HiFi-Fachmagazine, dass die Unterschiede zwischen USB-Verbindungen nur marginal hörbar seien. Und dennoch bin ich auf Kabel um 500 Euro gestoßen, hierfür scheint es tatsächlich einen Markt zu geben. Klar hören manche Menschen deutliche Veränderungen, besonders die Ratgeber der HiFi-Studios verweisen ganz eindeutig auf klangliche Verbesserungen. Als Behelfsargument wird dann sogar behauptet, dass bei analogen und digitalen Leitungswegen keine Unterschiede bestünden. Aus technischer Sicht ist das theoretisch deshalb richtig, weil in beiden Fällen elektrische Impulse übertragen werden. Praktisch aber verhalten sich digitale Daten anders und sind aufgrund ihrer Datenstruktur deutlich robuster gegen Störungen. Bei analogen Verbindungen spricht man von Skin-Effekt und Leitungsdämpfung. Man berücksichtigt aber nicht, dass diese Effekte erst bei extremen Kabellängen und damit verbundenen, größeren Widerständen überhaupt zum Tragen kämen. Dass hingegen analoge Übertragungen tatsächlich hörbar durch das Kabel beeinflusst werden können, wurde ganz anschaulich in der Musiker-Fachzeitschrift KEYS Ende der 90er Jahre in einem Vergleichstest zwischen Gitarrenkabeln belegt. Die Audiobeispiele brachten deutliche Klangunterschiede hervor, selbst beim Mikrofonie-Effekt. Der Sieger in diesem Vergleich war übrigens eines der günstigeren Kabel. Die Effekte bei Gitarrenkabeln konnte ich selbst nachvollziehen, in dem ich ein dünnes mit einem wertigen Kabel verglichen habe. Zurück zum USB-Kabel, denn mit hochwertigem Equipment konnte ich zwischen einem einfachen Kabel und einem guten, mit Ausnahme der besser vergossenen Stecker, keine Unterschiede ausmachen. Im Gegenteil, dieses hochwertige Kabel mit Ferrit-Kernen auf jeder Seite, sorgte an einem Keyboard trotzdem für Einstreuungen durch den Computer. Das liegt auch auf der Hand, denn leider ist die Audioplatine im Instrument nicht sorgfältig vom Rest gekapselt, daher konnte dieser Effekt mit jedem USB-Kabel reproduziert werden. Denn auch ein gutes geschirmtes Kabel überträgt natürlich auch die Störungen des Computers, weil es im Innern ähnlich aufgebaut ist und die USB-Buchse nicht abschirmt. Störungen sind natürlich auch klangformend, wenn auch in negativer Hinsicht. Isolatoren können helfen, wenn die Störungen über den Masseleiter übertragen werden.

Den Jitter-Effekt als Buhmann für die klanglichen Unterschiede bei digitalen Verbindungen heranzuziehen, ist dann quasi das schlagende Hilfsargument. Damit wird ein zeitlicher Versatz der einzelnen Datenbits bezeichnet und dies würde natürlich in der Theorie zu einem unsauberen Klangbild führen, komplexe Studios mit Master-Clock und Verschaltung zahlreicher Digitalgeräte außen vor. Dann ist natürlich ein exaktes Zeitsignal sehr wichtig, hier geht es allerdings um eigenständige HiFi-Geräte. Nur dass selbst CD-Spieler und Wandler die Daten nicht in Echtzeit, sondern aus einem Cache (Zwischenspeicher) wiedergeben und dort die Bits quasi bereinigt werden, wird selten erwähnt. Stellt Euch eine Menschenmenge vor, die sich an einer Schlange anstellt. Sie laufen alle unterschiedlich schnell und letztendlich bestimmt der Verkäufer, wie schnell die Kunden wieder aus dem Laden kommen. Würden alle im Gleichschritt marschieren, wäre auch keiner früher fertig. Es sei denn, die Schlange ist weg und der Verkäufer hat nichts zu tun. Dazu habe ich ein interessantes Experiment durchgeführt, was diesen Effekt demonstriert. Bei einem portablen CD-Spieler mit überbrücktem Schließkontakt konnte die CD während des Betriebes angehalten werden. Das Gerät verfügte über keinen Zwischenspeicher und das Verlangsamen der Rotationsgeschwindigkeit sorgte für hörbares Kratzen und Ausfallen. Das war im Jahr 1989 und heute, 2016, erhielt ich zum Test eine Micro-Anlage mit offenem CD-Schacht. Diese wird an die Wand gehängt und die CD dreht sich frei. Nun habe ich einen ähnlichen Versuch gemacht und die CD im Betrieb quasi abgepflückt. Die Musik lief in exakt gleicher Qualität knapp zwei Minuten weiter, auch wenn das Laufwerk konsequent den Datenträger gesucht hat. Und hier sprechen wir von einem mechanischen Datenträger und nicht von rasend schnellen Computern mit Festplatte. Auch andere fundierte Aussagen im Netz bestätigten diese Annahme, zumal eben auch CD-Spieler älteren Datums die Musik aus dem Zwischenspeicher wiedergeben. Dies verhindert, dass eine Unreinheit auf dem Datenträger zum sofortigen Ausfall der Musik führt (Fehlerkorrektur Mittels Over-Sampling). MiniDisc-Player funktionieren ähnlich und lesen die Musik kurzzeitig in den Speicher. Läuft dieser leer, werden Daten nachgeschoben. Da CDs mechanische Datenspeicher sind, ist natürlich ein exaktes Extrahieren mit einem guten Laufwerk und Software sinnvoll, welche die Fehlerkorrekturfunktionen des Laufwerks richtig ausnutzen. Dabei bestimmt der Preis auch nicht die Qualität. Ein schnelles Rippen kann auch zu hörbaren Datenfehlern führen, wenn die CD nicht kratzerfrei ist. Und auch die Datasetten der 80er Jahre von Heimcomputern könnte man als Argument anführen, welche die Daten ja auch von einem sehr unsauberen Klangmedium (nämlich der Kompaktkassette) akustisch in den Rechner übertragen. Besonders Bandstellen sorgen hier für Probleme und gelegentlich kommt es sogar vor, dass Daten falsch „gehört“ und entsprechend fehlerhaft gelesen werden. Allerdings führte dies zumeist zu einem sofortigen Abbruch. Und dies passierte nicht dann, wenn man beim eigenen Abhören meinte, hier wäre ja fast nichts mehr zu lesen. Natürlich war die Bitrate deutlich geringer, als bei heutiger Musikübertragung, aber damals wurden keine Techniken zur Fehlerkorrektur eingesetzt.

Was allerdings wirklich einen Unterschied ausmacht, ist die Art und Weise, wie der Wandler vom Computer angesprochen wird. Der Windows-eigene Mixer würfelt über die Hauptlautstärke alle Quellen zusammen, veredelt sie noch mit einem Equalizer und gleicht alle Audiodaten an. Ist die Auflösung typisch bei 16 Bit und 48 kHz eingestellt (DVD-Qualität), durchläuft die hochauflösende Musik den Mixer und wird entsprechend runtergerechnet. Dadurch werden die Daten verändert und die Qualität ist nachvollziehbar schlechter. Zwar lässt sich für jede Soundkarte die Standardeinstellung höher festlegen, aktuelle Chips können ohne Weiteres 24 Bit bei 96 kHz wiedergeben. Doch auch dann werden die Daten nicht unverändert weitergereicht. Daher sollte man Player benutzen, die eine native Ansteuerung des Wandlers erlauben, hier stehen Kernel Streaming, WASAPI und ASIO zur Verfügung. WASAPI ist der seit Windows Vista eingeführte Microsoft-Standard, Kernel Streaming ist offenbar veraltet, ASIO-Treiber sind ausgereift und bei Musikern aufgrund geringer Latenzen bei Software-Instrumenten und mehrkanaligen Audio-Interfaces sehr beliebt. Allerdings müssen Soundkarten und D/A-Wandler entsprechende Treiber mitliefern, dies ist aber heute für gewöhnlich der Fall. Die Übertragung erfolgt asynchron über USB, hierbei werden die Daten direkt als Bitstrom an den Wandler weitergereicht und von diesem entsprechend in Audiosignale umgesetzt und mit der internen Clock begradigt. Auch hier liest man von massiven Klangunterschieden zwischen den Playern, welche de facto nicht existieren können. Denn gehen wir von einer unveränderten Übertragung der Musik ohne zwischen geschaltete Equalizer oder DSP-Effekte aus, wäre sie nicht bitgenau, wenn die Player hier für Klangveränderungen sorgen würden. Wäre ein Klangunterschied hörbar, kann die Übertragung nicht exakt sein. Klar könnte man meinen, dass ein Wein aus einem Plastikbecher anders schmeckt, als aus einem teuren Weinglas. Aber hier kommt wieder unsere Psychologie zum Tragen, denn wir wissen ja, aus welchem Gefäß wir verkosten und ein Glas fasst sich alleine thermisch schon anders an, als ein Plastikbecher. Auch wundert mich, dass Wi-Fi und die paketvermittelte Übertragung von Daten über das Heimnetz, oder noch schlimmer, über das Internet akzeptiert werden, die jedem noch so günstigen Kabel qualitativ unterlegen ist. Besonders beim Streamen werden nicht nur Musikdaten übertragen, sondern eine FÜlle von unbenötigten Informationen, fehlgeleiteten Paketen oder anderen Daten, die der Rechner im Hintergrund abfragt. Wenn dann noch das Kabelnetz als Internet-Zugang verwendet wird, teilt man sich sogar die Bandbreite mit allen angeschlossenen Nutzern. Wenn man sich dann noch Gedanken über möglichst schnelle Prozesse und abgeschaltete Systemdienste macht,w äre ein AUsklammern von Internet-Diensten, NAS-Systemen und erst recht von drahtlosen Netzwerken nur konsequent. Aber dies scheinen sowohl die Hersteller, als auch die Fachzeitschriften als Thematik bewusst auszuklammern, da der Markt hier gerade boomt. Da akzeptiert man auch gerne mobile High Res Player mit Wi-Fi und nimmt den Feldeffekt der ständig sendenden Bauteile in unmittelbarer Nähe billigend in Kauf.

Die Anfänge bis zum idealen HiFi-Computer

Den ersten Anlagencomputer konnte ich um die Jahrtausendwende in einer umgebauten Met@box realisieren, das gleichnamige Unternehmen wollte proprietäre Internet-Boxen verkaufen und scheiterte am Markt. Ich konnte günstig einige dieser Geräte erstehen und modifizierte sie, indem ich das OS/2 durch ein Windows 98 (später Windows ME) ersetzte, auch größere Festplatten sorgten für mehr MP3-Speicher und eine Netzwerkkarte schaffte die Verbindung zur Außenwelt. WinAmp diente als Audioplayer und aufgrund der Infrarottastaturen konnten die notwendigen Tastenbefehle in eine lernfähige Systemfernbedienung übertragen werden. Die Treiber für den etwas exotischen Cyrix-Chipsatz (damals noch unter der Führung von IBM) fand ich im Internet. Unter merkonline.de stellte ich meine Erfahrungen zur Verfügung und das führte nicht nur zu zahlreichen Verlinkungen im Netz, sondern auch zur Anfrage des Insolvenzverwalters der Met@box AG, ob ich nicht den Restbestand der Boxen aufkaufen wollte. Dies war bei einem Gerätepreis von damals über 400 DM alles andere als lukrativ. Einige Jahre später konnte ich günstig einen TerraTec M3PO erstehen, der mit seinem guten Audiowandler für damalige Verhältnisse eine interessante Option war. Ohne Gerätemodifikation konnte man allerdings die Festplatte nicht befüllen, so musste sie bei jeder Änderung ausgebaut werden oder man nutzte das CD-Laufwerk zur Musikübertragung. Das erschien mir im Betrieb zu komplex, weshalb ich das Gerät nicht lange einsetzte. Auch die Archos Jukebox nutzte ich lange Jahre, entwickelte für blinde und sehbehinderte Nutzer auf der Basis von RockBox mit Sprachausgabe (für dessen Verbreitung ich in diesem Personenkreis verantwortlich war) eine akustische Anleitung. Das war der erste bedienbare MP3-Player mit Sprachausgabe, der nicht auf Basis eines nativen Betriebssystems funktionierte. Über die Jahre wurde mir aber immer klar, dass proprietäre Festspeicher-Spieler aufgrund ihrer Beschränktheit bei der Formatunterstützung und kurzlebigen Entwicklungszyklen der Hersteller damals keine Lösung sein konnten. Heute ist das anders, denn die Formate von Speicherkarten und Musikdaten sind inzwischen klar definiert. Dennoch ist ein akkubetriebenes Gerät immer problematisch, da kompakte Bauweisen und nicht immer optimal platzierte Buchsen den stationären Betrieb erschweren und so kam ich stets auf den Einsatz eines herkömmlichen Computers zurück.

Im Ergebnis ist es der PiPO X8 geworden, ein kleiner Computer mit eingebautem Display. Das macht der Hersteller, da nur Rechner mit integriertem Touchscreen bis zu einer gewissen Leistungsklasse die kostenlosen Bing-Versionen von Windows nutzen dürfen. So hätte der Hersteller die Option, auf das Panel zu verzichten und dafür eine wesentlich teurere Windows-Lizenz beizulegen. Aktuell wird das Gerät mit Windows 10 Home verkauft, hat ein spiegelndes 7″-Touch-Panel mit HD-Auflösung, zwei Lautsprecher, vier USB-Anschlüsse und HDMI. Herz, was willst Du mehr, zumal derzeit dafür etwa 130 Euro aufgerufen werden. Und Android 4.4 ist ebenfalls mit an Bord, das ist für meine Zwecke aber weniger relevant. In einem kleinen Video habe ich das Gerät demonstriert, allerdings sind noch nicht alle Einstellungen optimal. High Res Musik aber spielt er ohne Probleme über den D/A-Wandler ab und kann damit genau das, was ich gesucht habe.