B.M.C. DAC1 Digital/Analog-Converter

Die Einbindung eines Computers in die Audio-Anlage wird immer wichtiger und eröffnet unter anderem auch die Möglichkeit, daß sich doch noch unabhängig vom Mainstream der Musik-Industrie ein höher aufgelöster Digital-Audio-Standard etabliert.

B.M.C.-Audio hat die audiophile Meßlatte für eine digitale Audio-Übertragung mit dem proprietären SUPERLINK zwischen CD-Laufwerk und DAC sehr hoch gelegt, mit deutlich mehr Musikalität als sie mit einer S/P-DIF-Übertragung machbar ist.

Um auf dem gleichen Niveau eine hochqualitative Digital-Audio-Verbindung zwischen Computer und DAC zu erreichen, mußte das gleiche Problem gelöst werden, wie schon bei der Entwicklung von SUPERLINK als Alternative zum Kompromiss-behafteten S/P-DIF-Standard. Nur: Während es sich bei der CD um EINEN Standard mit EINER Sampling-Frequenz (44,1kHz) und EINER Auflösung (16Bit) handelt, die EINE Masterclock, EINE Bitclock und EINE Left/Rightclock erfordert, und es darüber hinaus erlaubt, daß die Masterclock des DAC das CD-Laufwerk taktet, sehen die Anforderungen bei einer Computer-Anbindung sehr viel komplexer aus. Zum Einen sind außer 44,1kHz Sampling-Frequenz auch 48kHz sowie für hochauflösendes Digital-Audio auch die höheren Sampling-Frequenzen wie 96kHz und bis zu 384 kHz mit bis zu 32 Bit zu übertragen, zum Anderen haben Computer ihr eigenes Clocking, das nicht in einer festen Relation zu Digital-Audio steht – im Gegenteil: Um in den vorgeschriebenen EMV-(Elektro-Magnetischen-Verträglichkeits)-Messungen gut auszusehen, werden Clocks in Computern bewußt so ausgelegt, daß sie um eine Soll-Frequenz herum schwingen und so ihr Störspektrum verteilen (Spread Spectrum), um einzelne hohe Peaks zu vermeiden. Übersetzt auf Digital-Audio heißt „Spread Spectrum“ aber leider „Jitter“ - der Feind jeder hochwertigen Digital-Audio-Übertragung! (Jitter sind zeitliche Ungenauigkeiten, die zu deutlich wahrnehmbaren Qualitäts-Verlusten führen. Jeder, der schon mal einen Unterschied zwischen Digital-Kabeln oder zwischen optischer und koaxialer Digital-Verbindung gehört hat, hat einen Jitter-Einfluß gehört.)

Der Musik-Stream wird bei Standard-USB-Übertragungen im Computer erzeugt und ist in seiner Qualität von den Computer-internen Clocks abhängig, die nicht für Audio optimiert sind, sowie vom USB-Kabel.

Glücklicherweise erlaubt das USB-Protokoll alternativ auch den sogenannten „Asynchron“-Modus. Der Name ist leider verwirrend, meint aber (vereinfacht gesagt) letztendlich, daß der USB-Musik-Stream nicht mehr synchron zu irgendwelchen Computer-internen Clocks läuft, sondern von einem externen Gerät vorgegeben wird – also genau genommen mit diesem externen Gerät synchron läuft, in unserem Fall dem B.M.C. DAC1. Auf dieser Möglichkeit der externen Taktung beruht der große klangliche Vorteil der neuen Asychron-HiRes-USB-Karte für den DAC1. Die Digital-Audio-Daten werden als Daten-Pakete vom Computer zum DAC1 übertragen. Erst dort wird, getaktet von einer hochpräzisen Clock, der Musik-Stream erzeugt, also unmittelbar vor der eigentlichen Digital-/Analog-Wandlung.

Die Schaltung auf der B.M.C.-High-Resolution-USB-Karte ist sehr viel aufwändiger als ein Standard-USB-Chip, bietet aber außer dem konstanten und jitterfreien Datenstrom noch die Möglichkeit, alle gebräuchlichen Digital-Audio-Sampling-Frequenzen bis zu 384 kHz zu unterstützen, mit einer Auflösung von 32 Bit. Damit sind aktuelle Standards, wie sie heute in Recording-Studios genutzt werden, per USB vom Computer aus übertragbar.

Es ist jetzt schon so, daß einige Musiker und Studios aus dem engen Korsett der Musik-Industrie ausbrechen und hochaufgelöste Musik-Files online zur Verfügung stellen - mal gegen Bezahlung, mal frei. Mit der neuen High-Resolution-USB-Karte im DAC1 ergibt sich so die Möglichkeit, hochaufgelöstes Digital-Audio-Material so zu hören, wie es gedacht ist.

Der klanglich positive Vorteil der Erzeugung des Musik-Streams im DAC1 wirkt sich allein schon durch seine zeitliche Präzision in einer gesteigerten Natürlichkeit aus, unabhängig von der Sampling-Frequenz und unterschiedlich hohen Bit-Auflösungen.

Im Rahmen der B.M.C.-Modul-Politik kann die High-Resolution-USB-Karte nachträglich als Upgrade in schon vorhandene DAC1 eingebaut werden.

Mit diesem High-Resolution-USB-Modul läßt sich die Natürlichkeit, die Selbstverständlichkeit und der musikalische Fluß einer rein analogen Wiedergabe erreichen, verbunden mit dem Bedienungs-Komfort von Computer-Audio und der Geräuschfreiheit hoch aufgelöster Digital-Audio-Aufnahmen.

Für die Übertragung des Digital-Audio-Signals steht neben den Standard-SPDIF-Anschlüssen AES/EBU (Profi-Standard, 110 Ohm symmetrisch), COAX (75 Ohm unsymmetrisch) und TOSLINK (optisch) der aussergewöhnliche und konsequente SUPERLINK zur Vefügung. Anders als bei den SPDIF-Verbindungen, werden die unterschiedlichen Clock-Signale und die Digital-Audio-Daten nicht erst zu einem einzigen Signal codiert, übertragen und anschliessend wieder decodiert - ein Vorgang, der unter dem Gesichtspunkt einfacher Digital-Audio-Verbindungen sicher für Consumer-Geräte Sinn macht, aber letztendlich doch ein kommerzieller Kompromiss auf Kosten musikalischer Qualität ist. Kompromisslos dagegen der SUPERLINK, der zwar den 4-fachen Kabel-Aufwand für die Verbindung von CD-Laufwerk und D/A-Wandler erfordert, jedoch konsequent auf einen Kodierungs- / Dekodierungs-Vorgang verzichtet. Die SUPERLINK-Digital-Audio-Verbindung setzt auf den getrennten Transport der Bit-Clock, der Left/Right-Clock, der Digital-Audio-Daten und der im DAC erzeugten Master-Clock. Die Übertragung erfolgt über hochwertige 75-Ohm Coax-Kabel mit BNC-Anschlüssen, die auf den gleichen Wellenwiderstand optimiert sind.

Das Ergebnis dieser getrennten Signal-Übertragung ist ein noch mal gesteigertes Eintauchen in die Musik, tiefere, weitere und geschlossenere Bühnen-Abbildung mit gleichzeitig mehr Details, opulente Klangfarbpracht kombiniert mit liebevoller, feiner Auflösung.

Wegen der Kompromisslosigkeit der SUPERLINK-Verbindung wird dessen Signal auf dem kürzestmöglichen Weg weiter geleitet. Deshalb stehen Hilfsmittel wie der Upsampler / Sample-Rate-Converter hierfür nicht zur Verfügung.

Für die Standard-SPDIF-Eingänge kann ein Sample-Rate-Converter / Upsampler zugeschaltet werden, der als Jitter-Killer bei schlechteren Signal-Qualitäten durchaus Sinn machen kann - jedoch wegen seiner Rechenvorgänge eine eigene Charakteristik mitbringt.

Andere Optionen, die keinen Signal-Umweg erfordern, sondern im DAC-Chip selbst ausführbar sind, stehen dagegen für alle Quellen zur Verfügung. So ist ausser dem üblichen, steilen, weitestgehend linearen „FLAT”- Digital-Filter das Impuls-optimierte „PULSE”-Filter anwählbar, das im Ein- und Ausschwingverhalten annähernd ideal ist und besonders das unnatürliche Pre-Ringing vermeidet. Erkauft wird das bessere Impuls-Verhalten durch einen sanften Abfall in den obersten Höhen. Interessanterweise wird diese Version meist als die offenere in den Höhen empfunden.

Weiterhin lässt sich das Oversampling umschalten zwischen LOW (32fs) und HIGH (128fs). Auch wenn beide Optionen sehr gut sind, lassen sich hier Feinheiten abstimmen oder Präferenzen setzen. Tendenziell bietet sich mit LOW ein etwas dynamischeres Klangbild, während HIGH etwas sanfter ist.

Die digitale Signal-Präzision wird weiterhin unterstützt durch die Clock-Synchronisations-Schaltung unmittelbar vor den DAC-Chips: Bit-Clock, Left/Right-Clock und die Digital-Audio-Daten werden durch die präzise Master-Clock zeitlich synchron in die DAC-Chips eingespeist – eine Voraussetzung für eine dynamische und packende Wiedergabe.

Die eigentliche Wandlung erfolgt durch zwei kanalgetrennte 24Bit/192kHz-fähige TI-BurrBrown-DAC PCM1792 mit Strom-Ausgang. Deren Ausgangs-Strom wird durch spezielle, diskret aufgebaute Strom/Spannungs-Wandler-Module in eine symmetrische Ausgangsspannung übersetzt. Die Besonderheit dieser extrem kurzen Schaltung ist, daß sie ohne Spannungsverstärker und ohne Gegenkopplungsschleife auskommt. Durch den Current-Injection-Eingang wird das Maximum an Musikalität und Farbpracht aus dem DAC herausgeholt und durch die LEF-Ausgangs-Stufe (kaskodierte Single- Ended Class-A Schaltung mit Stromentlastung) in allen Details weitergegeben.

War das Grundprinzip dieser Schaltung ursprünglich darauf ausgelegt, den Klang über technische Daten zu stellen, so ist deren aktueller Entwicklungsstand inzwischen so hoch, daß es keine Frage mehr nach Klang versus Messwerten gibt: Beides ist auf allerhöchstem Niveau – der Klang eine Klasse für sich.

Lautstärke-Einstellung

Ein fernbedienbares Motor-Potentiometer wird durch einen A/D-Wandler ausgelesen, daraus ein Volume-Wert errechnet, der zweifach weiter gegeben wird.

• an ein Paar 62-stufige Digital-Potentiometer auf der Preamp-PCB, die das Signal in aufwändige symmetrische Push/Pull-Class-A-Buffer-Stufen leiten, die sowohl Endverstärker als auch Kopfhörer symmetrisch oder unsymmetrisch treiben;
• an optische DIGM-Buchsen, die in der Lage sind, die Verstärkung der entsprechenden BMC-Endverstärker aus der Ferne in 66 präzisen 1dB-Stufen verlustfrei einzustellen.

Die 1. Möglichkeit erfordert in jedem Fall das optionale Preamp-Modul, sowohl für analoge als auch digitale Quellen.

Die 2. Möglichkeit erfordert nicht die PreAmp-PCB aus der 1. Option, sofern ausschließlich digitale Quellen angeschlossen sind. Fall auch analoge Quellen berücksichtigt werden sollen, ist das optionale Preamp-Modul erforderlich, das für diesen Einsatz-Zweck jedoch durch interne Jumper in den DIGM-/Loop-Through-Modus umkonfiguriert wird.
Das Musik-Signal wird ungedämpft direkt aus dem Fixed-Ausgang des DAC (oder dem durch Jumper durchgeschliffenen Ausgang des PreAmp-Moduls) an die Endverstärker geleitet. Dort wird das Signal durch die Volume-Einstellung nicht abgesenkt, sondern die Verstärkung der Endverstärker wird entsprechend der Einstellung in präzisen 1dB-Stufen angepasst.

Von der Auswirkung auf die Lautstärke-Einstellung ist das nicht anders als bei einer präzisen klassischen Lautstärke-Einstellung. Jedoch wirkt sich das DIGM (= Digital Intelligent Gain Management) sehr stark klanglich aus:

• A: Es gibt keine überflüssige Verstärkung (der Verstärkungsweg kann deshalb kurz sein).
• B: Bei reduzierter Verstärkung verringern sich auch Verzerrungen und Rauschen.
• C: Das DIGM setzt bei der Lautsprecher-Ausgangs-Spannung an, d.h. danach gibt es keine Spannungsverstärkung mehr, damit wird auch kein Rauschen verstärkt.
• D: Es gibt kein Potentiometer (auch kein digitales) im Signalweg.
• E: Das DIGM schaltet nur unterschiedliche Widerstände zwischen Signal und Ground.
  Es wirkt also nur parallel zum Signalweg.

Spannungsversorgung:

Jede Digital- oder Analog-Schaltung kann nur so gut klingen, wie es ihre Spannungs-Versorgung erlaubt. Das DAC1-Netzteil ist ein sehr aufwändig aufgebautes klassisches Netzteil mit einem O-Core-Transformator und über 30 Balanced-Current-Kondensatoren mit insgesamt ca. 70.000 µF Kapazität. Der O-Core-Trafo bietet eine hervorragende Kombination aus Netzstörungs-Unterdrückung, Wirkungsgrad und Streu-Armut. Die Balanced-Current Kondensatoren mit einer Gesamt-Kapazität, die eines Endverstärkers würdig wäre, haben sich als klanglicher Überflieger erwiesen. Durch ihren symmetrischen Aufbau bringen sie Sauberkeit, Präzision, Kraft und Klangfarb-Reichtum mit, der begeistert.

Unmittelbar vor jeder Schaltungsgruppe erfolgt eine aufwändige Spannungs-Stabilisierung, stabil wie eine geregelte Spannung, aber ohne die klanglichen Nachteile einer Regelschleife. Auch hier kommen Balanced-Current-Kondensatoren zum Einsatz, sinnvoll ergänzt durch induktionsfrei gewickelte Polystyrol-Kondensatoren.

Die Sorgfalt in der Zusammenstellung der vielen technischen Detail-Lösungen für den DAC resultiert in einem Klangbild, das - entsprechendes Programm-Material vorausgesetzt – seine digitale Herkunft vergessen läßt: Klanglich opulent, detailreich und emotional packend.

The Sound of Nature