Home Hi-Fi Wat gebeurt er onder de kap? De werking van DAC’s

Wat gebeurt er onder de kap? De werking van DAC’s

Jaap Veenstra
-
45
Wat gebeurt er onder de kap? De werking van DAC’s

High Res... heeft het nut?

Inhoud

Dan een gevoelig topic… High Res. Heeft het wel nut? Is 16 bit / 44,1 kHz niet gewoon genoeg?

Het grappige is, dat de meningen onder de ondervraagde technici hier verschillen. Wat direct opvalt, is dat iedereen hier heel voorzichtig antwoord. De één zegt: ja, maar de verschillen zijn minimaal. De ander zegt weer ja, maar alleen vanwege het verlagen van bepaalde artefacten en weer een ander zegt dat het praktisch niet hoorbaar is en dat een systeem het ook maar moet kunnen weergeven. En dat is echt lang niet altijd het geval; er zijn breedbandige versterkers en speakers nodig om high-res goed te kunnen weergeven. Om maar over de ruisvloer te zwijgen.

Eelco Grimm en Guido Tent zeggen over High Res:

… Het is met High Res eenvoudiger om een hogere geluidskwaliteit te bereiken, de kwaliteit van de filters is minder kritisch. Voor je gevoel: hoge kwaliteit high res klinkt beter dan hoge kwaliteit 44.1/16, maar die klinkt wel weer beter dan lagere kwaliteit high res. Het is net als met fotocamera’s: meer megapixels betekent niet automatisch dat de camera betere foto’s maakt. Een Leica is niet voor niets duurder dan een Nikon, al heeft hij minder pixels.

Er zijn veel meer zaken die een rol spelen, en die zijn al snel belangrijker. Overigens is high res in de professionele audio belangrijker dan in de hifi: de digitale processing die daar wordt toegepast geeft bij high res veel minder (duidelijk meetbare) artefacten

Cees Ruijtenberg zegt het volgende over High Res:

High Res zal helpen met het verlagen van artefacts. Echter is 96 kHz bij 24 bits genoeg voor de meeste toepassingen. Dus zou een standaard op 192 kHz erg mooi zijn.

En Daniel antwoordt:

Hi-res audio makes sense to some extent. A sampling frequency of 88.2 or 96kHz is absolutely fine. Higher frequencies are not necessary. And a wordlegth of 24 bits is also fine. Actually even 16 bits would be fine provided that the mastering studios generate those 16 bits via a decent dithering algorithm from their 24 bit masters. The high sampling frequencies can be of advantage in some sections of the production / playback chains.

Christof Faller is ook vrij duidelijk:

Most important is first to have a well done system. Then if you go from 44.1kHz to 384kHz, the difference will be very minimal, most people would not hear it, even in a real-time A/B switching comparison. If you change N different components when comparing 44.1 to 384, you will not know what was the source of perceived difference.

En Ted Smith:

It’s a matter of opinion?  From a practical point of view if the version of a particular recording you prefer on a given system is only available in high res then high res probably matters to you. All of PCM with more bits per sample than 16 and/or a sample rate greater than 44.1k (or 48k) and other high res formats (e.g. HDCD, DSD, MQA) can have theoretical advantages.  Whether these advantages are present in a given system or they have the desired final effect depends on the particular listener in question

I’d argue that merely increasing the sample rate isn’t the optimal way to get more fidelity in the reproduction chain. Mistakes (or bad choices) anywhere in the reproduction chain can have effects far greater than can be patched with a higher sample rate. Also at some point increasing the sample rate will add more noise from unavoidable jitter than you get from more samples.

In feite zeggen de engineers hetzelfde. Zowel Cees Ruijtenberg als Daniel Weiss vermelden dat 88,2 of 96 kHz bij 24 bit genoeg is aan de opnamekant. Aan de afspelende kant kun je nog wat up / oversamplen om de filtering wat te ‘ontstressen’, maar het gros van de artefacts die optreedt bij lagere bitrates (ringing) is verdwenen. De heren van Grimm Audio zijn ook vrij duidelijk: er is zonder twijfel een hogere kwaliteit mogelijk, al is het dan wel een vereiste dat er aan de randvoorwaarden wordt voldaan: een degelijke klokking en goede voeding, et cetera.

Christof en Ted zijn wat voorzichtiger, maar vermelden wel dat verschillen hoorbaar kunnen zijn. Echter zitten er ook gevaren aan en zijn winsten wellicht elders gemakkelijker te boeken.

45 REACTIES

  1. Deze site wil ik graag met jullie delen, misverstanden over wat bitdepth en samplerate is en hoe het werkt in digitale audio. Erg technische verhaal maar wel duidelijk.
    http://homestudioplugin.nl/digitaal-audio-techniek/
    en een stuk uit de Volkskrant Gooi die mp3 maar in de prullenbak,
    https://www.volkskrant.nl/wetenschap/gooi-die-mp3-maar-in-de-prullenbak~b522cf97/

    Ik werk nog steeds met een oude minidisc recorder gebruik hem als losstaande dac met veel aansluit mogelijkheden, zelfs met volume controle. wat op bijna geen van de bestaande dac’s aanwezig is.

  2. Interessant artikel
    Heb een modern akm4490 gebaseerd dacje (schiit bifrost) maar was toch benieuwd geworden naar R2R en Nos
    heb daarom voor weinig een TDA1541A spelertje gekocht van marantz en deze gemodificeerd zodat hij NOS wordt en het digitale filter niet meer gebruikt en het was hoorbaar beter.
    toch leuk om mee te hobby’en misschien later nog een digitaal input bordje in maken optical naar I2S en die verbinden met de dac chip zodat de speler als losse dac gebruikt kan worden ?

  4. Beste Jaap,
    In 1987 waren er al minstens 2 DAC’s die ook als voorversterker gebruikt konden worden met zowel RCA als XLR uit, de Philips DAC960 en de Marantz CDA94. die beiden in Japan bij Marantz gemaakt werden. Toen der tijd kreeg ik bij de aanschaf van de Philips FA960 versterker en de CD960, de DAC960 gratis en voor niets erbij cadeau. Blijkbaar wist men er toen nog geen raad mee.
    Vriendelijke groeten,
    Robert

  5. Mooi en informatief artikel wederom! Ik heb nog wel een vraag over de invloed van het FIFO RAM geheugen op de werking van de DAC Chip. Is dit buffergeheugen nog steeds slechts zo klein dat het maar enkele milliseconden data buffert en in welke mate hebben DAC fabrikanten invloed op grootte en type FIFO RAM?

    • In principe is dat vrij te kiezen.
      De kleinst denkbare buffer is 1 sample.
      Dat betekent dat de DAC zich volledig moet aanpassen aan de source.
      Je kunt je voorstellen dat de buffer 100 samples bevat, de DAC met een lagere frequentie de kloksnelheid moet aanpassen om buffer onder/over-run te vermijden.
      Hoe groter de buffer hoe minder de benodigde aanpassing.
      Dat is de rede waarom een buffer wel eens een low pass jitter filter genoemd wordt.
      We weten dat hoe lagere de frequentie, hoe minder ons gehoor daar gevoelig voor is.

      Omgekeerd, neem een buffer groot genoeg om 5 minuten te bevatten.
      Druk op stop en de DAC blijft nog 5 minuten doorjengelen, ook niet prettig.
      Het vullen kost ook wat tijd.

      Praktisch gesproken zijn de verschillen qua clock speed niet zo groot.
      Dan kun je dus volstaan met een kleine buffer.
      Het is ook prettiger in het gebruik om een kleine buffer te hebben (low latency).
      Gebruik je de DAC in een professionele omgeving dan is low latency een must.

      • Bedankt voor je interessante, technisch inhoudelijk reactie beste V.

        Is het zo dat DAC fabrikanten in staat zouden zijn om naast, of paralel aan de functie van de FIFO ram buffer een ontwerp te maken waarbij vanuit een uitwisselbaar statisch geheugen, gewoonweg een compleet album kan worden afgespeeld? Zou daarmee een heleboel jitter problematiek en ‘gereken’ in de FIFO niet worden vermeden? Het is een lang gekoesterde wens van me om een DAC ontwerp te beluisteren die gebruik maakt van het afspelen van muziek middels de kortst mogelijk signaalweg.. Geen invloed van buitenaf, van kabels, bronnen, klokken etc.. gewoon in de meest directe vorm muziek afspelen zoals je dat ook kunt doen op een ipod direct vanuit SD geheugen o.i.d. Kijk, streamen blijft een logische optie, maar als we ook analoog platen blijven draaien, en er zou een puristische vorm van afspelen van data ook mogelijk zijn, nou..dat lijkt me voor audiofielen een zeer interessante optie.

      • Dag Peter

        Je noemt het zelf eigen al, je hebt SD card spelers
        Die heb je van goedkoop tot duur tot Astell&Kern
        De AK380 kost $ 4,999 en is met zijn 0.2 ps jitter eigenlijk niet eens een goede performer
        Dan heb je iets als dit: http://alpha-audio.nl/2016/12/lessloss-laminar-streamer-sd-speler/
        Kost $91.181, dan noem ik sucker pricing.
        Je puristisch ideaal is er maar een beetje aan de prijs.

        De vraag is voor mij of jitter eigenlijk nog een probleem is.
        Kijk je naar de J-test van apparaten uit de vorige eeuw dan zie je die testtoon op ¼ Fs aan de onderkant skirten (soort uitwaaierend rokje aan de onderzijde)
        Ook zie je side band, een soort harmonische die zich herhalen en als ze groot worden, erg hoorbaar zijn.
        Dat zijn die artefacten die kenmerkend zijn voor die typische harde digitale klank.
        Kijk je naar moderne DACs, zeg het E 1500,- segement , dan zie je geen skirting, je ziet geen sidebands. Je ziet een noisefloor van -120 dBfs.

        Kortom fluiter fluister stil en vrij van artefacten.
        Een leuk plaatje over de J-test vind je hier: http://www.thewelltemperedcomputer.com/KB/BitPerfectJitter.htm

        Bij een goed ontworpen DAC is jitter heden ten dage geen issue meer.

        Natuurlijk is het goed om de DAC zo veel als mogelijk te isoleren.
        Protocollen als asynchroon USB of networking (DLNA, SMB zijn per definitie asynchroon dus heb je geen last van input jitter. Ethernet is ook nog eens galvanisch gescheiden (onderdeel van de Ethernet standaard).
        Ik begrijp je puristisch ideaal maar technisch is het eigenlijk opgelost.
        Dat alles natuurlijk IMHO ( in my humble opinion).

        Groet
        V(incent)

        • Hoi Vincent, leuk dat je Astell &Kern noemt. Ik heb hen en Chord tijdens de X-fi gevraagd of ze hun mini-memory players niet eens zouden kunnen doorontwikkelen naar high-end audio systemen. Ik heb een paar jaar terug ook contact gehad met lessloss en had al snel de indruk dat hun ontwerp in de ‘trophee gear’ prijsklasse terecht zou komen. Ook de laminar streamer blijft een opzichzelfstaande staand concept, welke nog steeds een interface nodig heeft om met een DAC verbonden te worden. Recentelijk nog eens de nieuwste ontwikkelingen gelezen bij thememory player uit USA. Daar vinden interessante ontwikkelingen plaats en komen nieuwe, gepatenteerde kloktechnieken beschikbaar voor third-party toepassing gen. http://www.thememoryplayer.net/the-clock-mapper
          Maar wat de Fifo RAM architectuur betreft, vermoed ik dat Dac ontwerpers gebonden zijn aan de door de chip industrie opgelegde en beschikbare ontwerpen. Zelfs nu we 8K video streamen, worden data gebufferd en gereclocked etc. Kortom brute rekenkracht en jitter maar Wellicht ook andere hoorbare effecten. Ach ja…Ik ben geen technicus, maar geloof wel in de logica van shortest signal path en zoiets als ‘laminar streaming’ van data. Het verraste me om op de iear beurs te vernemen dat er op een standaard SSD allerlei software zijn werk doet om hotspots o.a. te voorkomen..Allerlei rekenprocessen en een Japanse fabrikant heeft dit aangepast voor audiofiele toepassingen..Een trage data verwerking die dus veel beter klinkende klinkt. Heel bijzonder. Maar goed, streamen is mooi en handig, maar er zijn veel storende en hoorbare invloeden die wellicht op een andere manier geneutraliseerd kan worden dan gebruikelijk. Ik ben benieuwd wat je van de hardware en software oplossingen zoals IDEAS van thememoryplayer vind. Volgens mij nog niet bekend in Nederland.

          • Even naar IDEAS gekeken
            “After a single use of IDEAS*, your music is transformed. IDEAS removes zeroes between original audio codes — very common in music stored or played on SSDs or hard drives — therefore removing the time gaps which manifest as jitter.

            The release of subtle and increased ambient information, as well as a dramatic shift toward an ‘analog’ sound, is heard immediately. All music becomes more lifelike and natural.”

            Het gebruikelijke marketing geblaat.
            Uiterard geen enkele meting (jitter is uitstekend te meten) dus ….
            Het lijkt een beetje op defragmentatie.
            Dat heeft geen enekele relatie met jitter.

  8. Wat is een goede dac, ik zou het niet weten voor mij is dat verkoop gelul,het gaat al van 1982 het geauwe hoer ik heb tig cd spelers en tig dacs ,het gaat gewoon om de juiste combinaties van de installatie de rest is marketing of verkoop gelul,ze vertellen al een de voorkant maar de achterkant vertellen ze niet daar kom je wel achter als je het product bekocht hebt.
    Zo klinkt een Metrum totaal anders als een ESS dac

    Mvg wol

  9. Hallo Jaap, wederom een boeiend verhaal! Zeer genuanceerd en uitgebalanceerd! Dat geeft ook meerwaarde aan de MQA discussie, zeker daar waar het gaat om aantal bits en bytes in de DXD reactie, HF verlies in subsonisch gebied etc.. Ik neem aan dat die loudness-war, die je hier noemt met de Authentication bij MQA ook is aangepakt. Ik kan prima genieten van 24bit/96 of 192K, hogere samplerates zijn naar mijn mening nutteloos, maar ja voor anderen niet 😉

  12. Mooi stukje journalistiek! Wat me iedere keer weer frappeert is dat ik dankzij technologische verbeteringen in de weergave apparatuur meer te horen krijg van wat goede muzikanten, dankzij goede opname technici, soms al meert dan een halve eeuw geleden hebben weten op te nemen. Dat het allemaal ook financieel binnen handbereik komt van een grote groep liefhebbers is toch geweldig!

    • Het is inderdaad zo, dat de kwaliteit van de opname-apparatuur vanaf de jaren 50 al van zeer hoge kwaliteit is. Voorwaarde is wel een geluidstechnicus met goede oren en verstand van de apparatuur. In feite is het goed inregelen van de apparatuur een kunst op zichzelf.

      Luister maar eens naar de jazz-opnames van Rudi van Gelder voor het Blue Note-label uit de jaren ’50 en ’60. Die klinken zo goed dankzij een optimaal op elkaar afgestemde keten van de ruimte, microfoons, opstelling, opname en mastering.

      De loudness-war waar Guido Tent en Eelco Grimm over praten, is rampzalig voor de kwaliteit van de muziek. Ik voorspel dat we in de toekomst opnames weer gaan ont-masteren; de headroom weer terugbrengen, dynamiek herstellen, weg met de loudness en overdadige compressie!

      • Hallo Yung Lie, ik ben het helemaal met je eens! Als de basis van MQA de ‘Master Studiotape’ is, zal toch zeker de compressie gekte zijn opgeheven middels de Authentication? Ik vind de bv de basweergave in native MQA-files briljant op Tidal, alsof we ‘back to the egg’ komen, en dus de muziek waar het uiteindelijk om gaat! Ik mag er toch vanuit gaan dat we teruggaan naar studio masters met normale EQ, en geen overmatige compressie technieken die ook de CD om zeep heeft geholpen. Het meest verbijsterende aan de Sacd’s vond ik altijd dat uit vergelijk met de voordien uitgebrachte CD-versie een veel betere (RE)MASTER werd gebruikt, beetje een fopspeen oid,,, vooral als de CD content 1 op 1 ging vergelijken!

          • Beste Yung Lie, terug naar de draaitafel/tapedecks/cassetterecorders, ik heb ze allen mogen ervaren. Streaming heeft de toekomst zeker m.b.v. MQA die het digitale domein deels terugbrengt naar een analoge luisterervaring, maar met alle voordelen. De huidige dynamiek, stereobeeld, diepte, soudstage kan ik in verste verte niet terugvinden in analoge bronnen, sentiment en een stukje nostalgie wel 😉

Alpha Audio - Haarlem - Netherlands

×