Ein neuer Ansatz zum Thema Digitalkabel

Manchmal findet man durch Zufall einen neuen Ansatz! Letztens habe ich mal für einen Hersteller diverse Prototypen von Digital – Kabeln messtechnisch untersucht und auch angehört. Dabei fiel mir auf, dass die Kabel, die messtechnisch nicht optimal waren, in meiner Anlage aber bei normalen CD´s besser klangen.

kabel

Dies brachte mich auf die Idee, mal selbst ein paar Dinge auszuprobieren.

Der Ansatz dabei: Die Frequenz von red book CD Signalen (16 Bit, 44 kHz sampling rate) liegt bei ca. 2 MHz. Da es sich um Rechtecksignale handelt, wird natürlich ein ganzer „Lattenzaun“ von Harmonischen erzeugt. Zusätzlich hat ja jedes Laufwerk auch mindestens einen Quarzoszillator mit Frequenzen zwischen 2MHz und 26MHz, welcher natürlich auch Störprodukte erzeugt.

Also was passiert, wenn man das Signal entsprechend filtert? Dazu musste ein entsprechender Filter aufgebaut werden: Bei 2 MHz sollte er Signale unbeeinträchtigt durchlassen, darüber dämpfen. Hierzu muss einerseits der Frequenzgang entsprechend eingestellt werden, was recht einfach ist. Andererseits muss auch die Anpassung stimmen. Bei einem Networkanalyzer wird dieser Parameter als S 21 bezeichnet.

S21

Anmerkung hierzu: SPDIF Also koaxial geführte Digitalsignale haben eine Impedanz von 75 Ohm. Dies bedeutet: Die Ausgangsimpedanz ist 75 Ohm, und um Reflektionen zu vermeiden muss auch die Eingangsimpedanz des DA-Wandlers 75 Ohm  sein.

Bei einem Networkanalyzer wird dieser Wert als S 11 bezeichnet. Je geringer er ist, desto weniger vom Nutzsignal wird zum Sender zurückreflektiert. Werte unterhalb von – 30 dB sind gut.

s11

Wie man an den Screen – Shots sieht, wurden diese Bedingungen erfüllt.

Was passiert mit dem Signal selbst? Hier die Aufnahmen eines Oszilloskops: Das normgerecht angeschlossene Signal (75 Ohm Ausgangsimpedanz, 75 Ohm Kabel, 75 Ohm Eingangsimpedanz Die lila Trace, hat deutliche Überschwinger. Das gefilterte rosa Signal nicht mehr. Die Anstiegszeit ist mit 15 ns steil genug. Zum Verständnis: Der DA Wandler verarbeitet ja nicht die Wellenform, sondern nur den Wechsel von low auf high, bzw. von high auf low! Eventuell vorhandene Störungen können aber kapazitiv gekoppelt noch am Analogausgang auftauchen.

overshot

Auf dem nächsten Bild sieht man oben (grün) das Spektrum des ungefilterten Signals unten rot das Spektrum des gefilterten Signals. Die Dämpfung der Störungen beträgt ca. 10 dB.

FFt-filtered_unfiltered

Wie hört sich das Ganze an? Was mir gleich aufgefallen ist: Der Hochtonbereich ist viel angenehmer, Becken, Frauenstimmen und Klavier klingen deutlich natürlicher. Im Verhältnis zu einem Normgerechten Kabel auch keine Einbußen bei Dynamik oder Bassbereich.

Das was mich bei digitaler Wiedergabe oft stört – dieses etwas Raue unnatürliche ist im hohen Maße weniger geworden.

Nachdem der erste Versuch ja schon sehr vielversprechend war, habe ich ein wenig weiter gemacht:

Wie ich ja schon öfter festgestellt habe, ist die Qualität des verwendeten Kabelmaterials von großer Bedeutung. Ich nehme sehr gerne Kabel, die für sehr hohe Frequenzen spezifiziert sind – diese müssen sehr exakt gefertigt sein und müssen ausgezeichnete Isolatoren – meist Teflon haben.

Ich habe zwei verschiedene Kabel probiert: Beides sind Kabel aus der Messtechnik. Das dünnere Kabel ist bis 8 GHz spezifiziert, doppeltes Schirmgeflecht, starrer Innenleiter, alles Kupfer versilbert.

Kabel1

Das dickere Kabel ist bis 15 GHz spezifiziert – Schirmgeflecht, doppelter Folienschirm und dann noch ein Schirm aus ca. 2,5 mm breiten Streifen, diese geflochten. Das Ganze noch in Reinsilber! Wie man auf dem Foto unschwer erkennen kann, ist das Kabel relativ steif! Das hat aber den Vorteil, dass kaum Mikrophonie-Effekte auftreten. Die BNC-Stecker die man dafür braucht, sind auch nicht gerade billig…

Stecker

In der Mitte erkennt man jeweils  die Filterbox. Je nach  Anwendungsfall ist der Filter für 44kHz /16 Bit oder 192 kHz /24 Bit ausgelegt.

Wie eigentlich nicht anders zu erwarten, ergab das höher wertige Kabel auch klanglich bessere Ergebnisse: Details wurden besser und vor allem natürlicher herausgearbeitet, die räumliche Darstellung gewann auch nochmals.

Meist habe ich diese Kabel auch zum Ausprobieren für Interessierte vorrätig.

 

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