Inhaltsverzeichnis
Werbung
9.5.2 Upsampling
Die Informationsmenge auf der CD ist durch das Audio-Format von 44,1 kHz / 16 Bit eindeutig
definiert. Zusätzliche Information im Sinne einer höheren Auflösung oder eines erweiterten
Frequenzbereichs kann daraus nicht gewonnen werden. Konventionelle D/A-Wandler-Systeme nutzen
die auf der CD gespeicherten Informationen bei der Digital-/ Analogwandlung nicht vollständig aus.
Dies hat mehrere Gründe: Systembedingt entsteht bei der Rückwandlung von Digitalinformation
Quantisierungsrauschen. Das kommt daher, dass die diskret vorliegenden (quantisierten) Werte leichte
Ungenauigkeiten gegenüber dem analogen (kontinuierlichen) Originalsignal haben. Beim CD-Format ist
die mögliche Auflösung durch die Wortbreite von 16 Bit definiert, d.h. einem Analogsignal wird 44100-
mal pro Sekunde sein digitales Pendant mit einer Auflösung von max. 65536 Stufen zugeordnet. Wenn
das Signal zwischen diesen Stufen liegt, muss sich der A/D-Wandler für den jeweils nächst liegenden
(aber nicht exakt zutreffenden) Digitalwert entscheiden.
Die entstehenden Ungenauigkeiten sind statistisch verteilt und äußern sich bei der Rückwandlung als
gleichmäßig über die Bandbreite von Null bis zur Samplingfrequenz verteiltes Rauschen. Dieses
Rauschen begrenzt die Dynamik nach unten und verschleiert auf der CD enthaltene Feininformation.
Der CS 5.2 rechnet das Digitalsignal vor der Rückwandlung auf eine höhere Abtastfrequenz um (192
kHz/24 Bit). Dadurch verteilt sich das Quantisierungsrauschen auf ein breiteres Frequenzspektrum. Da
die Rauschenergie konstant bleibt, bedeutet die höhere Rauschbandbreite ein niedrigeres
Rauschniveau (ähnlich, wie die gleiche Menge Flüssigkeit je nach Durchmesser des Gefäßes
unterschiedlich hohes Niveau hat). Ein großer Teil davon liegt wegen der hohen Samplingfrequenz
außerhalb des Audio-Frequenzbandes und kann relativ einfach weggefiltert werden. Der Teil der
Information, der vorher vom Rauschen verdeckt wurde, wird so hörbar gemacht. Durch die
gleichzeitige Erhöhung der Wortbreite auf 24 Bit sind genauere Zwischenwerte möglich, das
Quantisierungsrauschen des D/A-Wandlers wird so nochmals deutlich reduziert.
9.5.3 Filterung
Das NF-Signal muss gefiltert werden, um unerwünschte Spiegelfrequenzen (Aliasing-Komponenten)
vom Nutzsignal zu trennen. Diese Filterung verursacht unter normalen Bedingungen drastische
Phasenverschiebungen. Dadurch kann die räumliche Abbildung beeinträchtigt werden. Beim Standard-
CD-Format (44,1 kHz) treten Aliasing-Komponenten bereits ab einer Frequenz von 22 kHz auf. Dies
erfordert den Einsatz von steilflankigen Analogfiltern höherer Ordnung, was ein Anstieg der Phasen-
und Amplitudenverzerrungen mit sich bringt. Im Vergleich dazu treten beim Upsampling auf 96 kHz
Aliasing-Komponenten erst ab einer Frequenz von 48 kHz auf. Dadurch können impulsoptimierte Filter
eingesetzt werden, die innerhalb des Hörbereichs sehr schonend mit dem Analogsignal umgehen. Es
treten keine Phasen- und Amplitudenverzerrungen auf. Das Klangbild bleibt stimmig und stabil.
Ein besonderes Augenmerk wurde auf eine Minimierung des Jitters gelegt. Unter Jitter versteht man
Schwankungen im Takt des Digitalsignals. Diese Schwankungen, die größtenteils laufwerksbedingt
sind, haben zur Folge, dass die anliegenden Daten zum falschen Zeitpunkt verarbeitet werden.
Dadurch entstehen im Analogbereich Verzerrungen und Rauschen, die für eine verwaschene, leicht
aufgerauhte Klangcharakteristik verantwortlich sind. Um die exakte zeitliche Abfolge der angelieferten
Daten zu gewährleisten, gibt es viele Ansätze. AVM hat hier einen sehr radikalen und konsequenten
Weg beschritten: Die Basis aller zur Signalverarbeitung notwendigen Taktfrequenzen wird in einem
speziellen Taktgenerator-IC erzeugt, der einen hochpräzisen Quarzoszillator enthält. Dadurch ist sicher
gestellt, dass das Verhältnis der benötigten Frequenzen immer exakt gleich bleibt und damit alle
Baugruppen optimal synchronisiert sind. Durch Upsampling wird der Datenstrom vom angelieferten
44,1 kHz-Takt unabhängig. Zwischenspeicherung in einem Pufferspeicher und anschließendes
zeitrichtiges Ausgeben sorgen dafür, dass der Wandler keinerlei laufwerksinduzierten Jitter
mitbekommt.
9.5.4 Digital- / Analogwandlung
Für die D/A-Wandlung sind im CS 5.2 hochpräzise 24-Bit-Wandler zuständig. Ihre hohe Auflösung
gewährleistet von vornherein eine sehr exakte Umwandlung der Digitalwerte in Analogsignale. Die
Wandler haben für pro Kanal jeweils zwei symmetrische Ausgänge. Deren Signale werden durch einen
29
Quicklinks ausblenden:
Werbung
Inhaltsverzeichnis
