Waarom jitter niet goed is – deel 1

in Achtergronden (1.259) | Technisch (61) |


klokmodificatie tentlabs

Wat is jitter? Hoe ontstaat het? En waarom is het niet goed? En natuurlijk: wat doe je eraan. Alpha Audio gaat bij dit achtergrondartikel even de diepte in. Niet bang zijn: we doen ons best alles zo goed mogelijk uit te leggen, zodat ook niet-technische lezers het kunnen blijven volgen. 

Jitter. Het is een beetje een modewoord onder de meer technische hifi-liefhebbers. Jitter is de boze geest die er voor zorgt dat kwaliteit verloren gaat bij het omzetten van een digitaal naar een analoog audiosignaal. Jitter is de as van alle kwaad in digitale componenten. Kortom: jitter is… niet goed.

Van analoog naar digitaal

grimm audio

Een studio met apparatuur van Grimm Audio. Hier gaat het allemaal goed op gebied van klokken.

Wat is jitter nu precies. Om dat te begrijpen gaan we even heel kort in op de basis van digitale audio. Als een band muziek opneemt in een studio gebeurt dat doorgaans digitaal. Maar een gitaar, piano, drums en vocalen zijn niet digitaal. Kortom: het moet eerst van analoog naar digitaal omgezet worden. Dat gebeurt met behulp van een AD-converter: Analoog naar Digitaal omzetter. Waar dat in de keten plaatsvindt, is afhankelijk van de studio en de wensen van de band. Het kan direct, maar ook na het afmixen.

Een AD-converter krijgt het analoge signaal binnen en hakt dit in stukjes. Deze technologie heet PCM: Pulse Code Modulatie en wordt nog steeds in studio’s gebruikt.

De stukjes kunnen elk 24 bits groot zijn, maar soms ook 32 bits of 35 bits. Het ligt eraan hoeveel dynamisch bereik de band en studio wenst. De snelheid waarmee de converter werkt is in veel gevallen 192.000 hertz: hij ‘sampled’ dus 192.000 keer per seconde. Of in simpele taal: de AD-converter neemt 192.000 plaatjes per seconde ven het analoge muzieksignaal. Om compleet te zijn: dit proces kan soms ook 96.000 keer of wellicht met een hogere snelheid: 352.800 keer of zelfs 384.000 keer per seconde. Dit is ook afhankelijk van hoe goed, chique en duur deze AD-omzetter is.

Op tijd

jitter-blok

Een stabiel tijdsignaal is erg belangrijk bij digitale overdracht. Zonder klok loopt alles in de soep.

Nu is het geweldig dat we analoge signalen naar digitale data om kunnen zetten. Zeker op hele hoge snelheid en met grote samples van 32 bits. Maar het moet natuurlijk wel goed gebeuren. En met goed bedoelen we: op tijd. Vandaar dat degelijke AD-converters met een hele goede masterklok werken. Daar is hij dan: de klok.

De klok is net als in ons dagelijks leven een cruciaal onderdeel. Deze zorgt er namelijk voor dat de converter samples op de juiste tijd neemt. Dus bijvoorbeeld 96.000 keer per seconde met zeer precieze intervallen. Afwijkingen in deze intervallen zorgen voor vervorming. Waarom? Simpel: bij het afspelen moet de d/a-converter de samples ook weer op de juiste tijd van digitaal naar analoog converteren. Als de klok van óf de AD-converter óf de DA-converter afwijkt, ontstaan er amplitudefouten. En hoe erger de jitter, hoe meer vervorming in het analoge signaal.

Amplitudefout

jitter-amplitudefout

Een omzetfout door jitter resulteert in een amplitudefout: de analoge sinus vervormt. Oftewel: het muzieksignaal komt er anders uit dan bedoelt. Bij lage jitter niet echt hoorbaar, maar boven de 40ps vinden wij het wel hoorbaar.

Er zijn dus in feite twee klokken in de keten: éérst van analoog naar digitaal en vervolgens weer van digitaal naar analoog. Er zijn dus twee momenten waarop vervorming kan ontstaan.

Nu mag u er vanuit gaan dat in studio’s het wel goed zit. De reden is dat studio’s met zeer degelijke masterklokken werken en alle signalen doorgaans gescheiden houden. Zowel de wordclock als de dataklok en zelfs links en rechts audio komt gescheiden door. Dat heeft als voordeel dat de signalen elkaar niet in de weg zitten. Daarbij werken studio’s met bnc of aes-ebu kabels. Dus geen spdif via een coaxje.

Bij een consumentenproduct zit dat doorgaans heel anders. Helaas. Daar is de klok doorgaans geïntegreerd, tenzij u over een zeer mooie, high-end oplossing beschikt. Dat is echter zéér zeldzaam. Nu hoeft een geïntegreerde klok niet slecht te zijn – er zijn prachtige klokken op de markt – maar doorgaans is het niet het meest stabiele, precieze model. Het gevolg: jitter. En door die jitter zet de d/a-converter het digitale signaal soms op het verkeerde moment om. En wat is daar nu zo erg aan? Nou, dat zorgt voor amplitudefouten. Immers: de dac krijgt opdracht een stukje van de analoge golfvorm op een verkeerd moment om te zetten.

Hoorbaar?

Maar is een klein amplitudefoutje nou zo erg? Nee… niet als het bij kleine foutjes blijft. Wij hebben gemerkt dat jitter tot 40 ps eigenlijk nauwelijks hoorbaar is. Boven de 40 ps (picoseconden) uit zich doorgaans in hardere s-klanken, minder goede verstaanbaarheid en minder rust. Ook de achtergrond kan als minder ‘zwart’ worden ervaren. Net als dat de diepte in het stereobeeld wat verloren gaat. Niet gek: er kunnen ook lichte fasefouten ontstaan door die vervelende timingproblemen.

Oplossing

klokmodificatie tentlabs

Een klokmodificatie is een oplossing om een jitterende speler aan te pakken. Dat zorgt ervoor dat de speler weer een stuk beter presteert.

Best vervelend die jitter. Zeker omdat het zo ongrijpbaar is. U kunt namelijk niet even naar de winkel om een nieuwe klok aan te schaffen. En als het al zo was: hoe gaat u die inbouwen? Niet iedereen is een elektrotechnicus, nietwaar?

Er zijn klokmodificaties te koop. Guido Tent heeft een aparte klok, net als Van Medevoort. Beide oplossingen werken uitstekend. Ook zijn er zogenaamde digitale lenzen te koop. Apparaatjes die tussen de bron en dac in gaan en jitter reduceren. Hoe goed die werken, weten we niet. We hebben er nog geen ervaring mee.

De beste oplossing is natuurlijk een speler of een dac aan te schaffen die van nature al lage jitter heeft. Dat scheelt niet alleen achteraf kosten, maar het is veelal ook de mooiste oplossing.

Waar herkent u lage jitter aan? Dat is lastig: u kunt het niet zien aan de buitenkant. Luisteren is één manier om het te herkennen. Recensies waarin metingen worden gedaan is ook een manier om er achter te komen. Alpha Audio meet – nog – geen jitter. De apparatuur om dat te doen is zéér prijzig.

Hoe is jitter drukken?

calyx femto dac

De Calyx Femto dac is een dac met ultra weinig jitter. Klinkt hij goed? Dat is een kwestie van smaak.

Fabrikanten kunnen jitter reduceren op diverse manieren. Het begint natuurlijk bij een degelijke klok. Daarnaast is bufferen een optie: de data die binnenkomt eerst opslaan en dan op een stabiele kok doorzetten naar de dsp – digital signal processor – of dac. Een derde manier is upsampling. Door het gehele signaal om te zetten naar een andere samplingrate – zeg van 16 bit / 44,1 kHz naar 24 bit / 192 kHz – is jitter ook te reduceren. Of deze laatste klankmatig de mooiste oplossing is, valt te bezien. Dat het effectief is, is wel bewezen.

Nu komen er wel dacs uit met ultra lage jitterwaarden. De Calyx Femto is één van die modellen. Deze dac heeft minder dan één ps jitter. Maar is dit dan meteen de best klinkende dac ter wereld? Nee, natuurlijk niet. Hoge jitter is een garantie voor onrust. maar lage jitterwaarden zijn geen garantie voor muzikaliteit.  Houdt dat goed in uw achterhoofd!

En bij streaming?

We hebben het tot nu toe vooral over PCM audio gehad. Pulse Code Modulation. Een oude technologie die dus vrij jittergevoelig is. Hoe zit het dan met streaming audio? Een technologie waar geen pure audio meer over de kabels gaat, maar datapakketten. Ook daar kan jitter een probleem zijn, maar wel op een andere manier. U lees hierover in deel twee!

  • Tip: misschien is het goed om bij het artikel een waarde te noemen van een nette en acceptabele jitter (drempel) voor nieuwe spelers en DAC’s. Vaak worden die waarden tegenwoordig bij de spec’s genoemd.

    • Beste Peter,

      Dat is inderdaad een idee. Helaas is het zo dat fabrikanten niet allemaal op dezelfde manier meten. Die specs zijn dus niet te vergelijken. Daarbij zijn er diverse soorten jitter (ik kan daar nog een keer op ingaan).

    • Hier is een enkel antwoord niet mogelijk, sowieso is een enkel getal moeilijk te interpreteren omdat de spectrale inhoud van de jitter ook een rol speelt (vergelijk totale vervorming versus harmonische vervorming, bij een versterker). Daarbij komt dat diverse DAC chips verschillend reageren op klokjitter.

  • U kunt namelijk niet even naar de winkel om een nieuwe klok aan te schaffen..
    ( ja hoor Antelope Audio en zie ook pro audio winkels )

    • Ik hoop dat je begrijpt dat ik het over interne klokken had. Verderop heb ik uitgelegd dat er ook apparaten zijn in de handel die jitter kunnen reduceren. Er zijn externe klokken, dat weet ik. Maar lang niet alle dacs kunnen daarmee overweg.

  • Een AD-converter krijgt het analoge signaal binnen en hakt dit in stukjes. Deze technologie heet PCM… ( er zijn meer methodes dan alleen PCM )

    De stukjes kunnen elk 24 bits groot zijn, maar soms ook 32 bits of 35 bits …
    ( de stukjes zij afhankelijk van de ingang amplitude 0 tot (16,24,32,64,128..) bits )

    • Dag Qwerty,

      Ik begrijp dat er meerdere technologieën zijn. Je kan ook direct opnemen in DSD. Heeft zo zijn voordelen lijkt me, omdat er geen stap meer naar PCM is. Maar wat je zegt over dat bitgrootte afhankelijk is van de ingangsamplitude. Ik denk dat ik je begrijp, maar een sample van 128 bits? Kan je dat verder uitleggen?

  • Als ik jou was zou ik dit artikel eens laten revieuwen door een audio engineer of een andere specialist want volgens mij rammelt het hier en daar een beetje. ..

  • Geef een reactie

    XHTML: U kunt deze tags gebruiken: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>