afi Audio-Isolator + USB Modul
galvanische Trennung – Filter – Reclocking
Gemeinhin unterschätzt wird der Einfluss von Störspannungen aus Digitalelektronik, Computern und EDV-Peripherie auf die Qualität der Musikwiedergabe. Denn neben der prinzipiell möglichen direkten Beeinflussung der analogen Signale, ist besonders zu beachten wie sich jede Form von Störungen in komplexen Mechanismen per Jitter (Taktschwankungen) auf das Audiosignal auswirkt. Der Themenkomplex „Vermeidung von Störungen“ ist somit von zentraler Bedeutung für eine ideale digitale Musikwiedergabe.Deshalb wurde der afi erdacht um als USB Interface die diverser Digitalformate möglichst ideal zum DA-Wandler zu leiten. Galvanischer Trennung, Filterung, Reclocking (Regenerierung eines neuen Taktes synchron zum Eingangstakt). Das Gerät wird zwischen eine digitale Quelle und dem DA-Wandler in die digitale Übertragungsstrecke integriert. Der afi unterdrückt Störungen aus der Quelle und erzeugt einen sauberen Takt für das Ausgangssignal zum DA-Wandler.
Letztere Idee ist zwar nicht ganz neu, der afi verfolgt jedoch einen ganz eigenen Ansatz: Ein derart zwischengeschaltetes Gerät kann sich nur über den nachfolgenden DA-Wandler klanglich auswirken. Ein superpräziser Oszillator im Reclocker ist somit völlig ohne eigenen Wert. Ganz alleine entscheidend ist die im DA-Wandler tatsächlich wirksam werdende Taktpräzision. Hierzu werden dann aber Aspekte der Störunterdrückung, EMV und Leitungstechnik weitaus wichtiger als die eigentliche Oszillatorpräzision. Beispielsweise sind die Steckverbinder XLR und Cinch zwar vor rund 40 Jahren einmal zum Standard erhoben worden, weil in der Analogtechnik üblich. Wegen nicht wirklich passender Impedanzen sind sie für Digitalsignale aber nur sehr bedingt tauglich, weil es auf digitalen Leitungen bei falscher Impedanz zu Signalreflexionen und damit mangelhafter Signalqualität kommt. Ohne eine Lösung für dieses Problem wird somit keine ideale Übertragung möglich sein. Reclocking ist deshalb beim afi nur eine Eigenschaft von vielen. Ganz entscheidend sind vielmehr die Abblockung von Störsignalen und die Leitungstechnik, um die generierte Präzision auch tatsächlich zum DA-Wandler zu bringen. Das erhöht dann die Qualität der Digital-Analog-Wandlung im angeschlossenen DA-Wandler.
Der Klang wird tonal ausgewogener, grundtöniger. Die Präzision und Raumauflösung gewinnt. Hauptsächlich werden vorher maskierte musikalische Feindetails hörbar. Für den Musikliebhaber ergibt sich ein neues Musikhören, das die künstlerische Aussagekraft der Interpreten in bisher ungehörter Intensität erstrahlen lässt… oder schlicht und ergreifend einfach mehr Vergnügen beim Musikhören!
Weitere Infos:
Unser ausgeklügeltes Übertragungskonzept beim USB-Modul für Afis und Afi zielt nun darauf, diese HF-Störungen möglichst vollständig aus der Audiosignalverarbeitung herauszuhalten. Dabei sind mehrere Punkte entscheidend:
- USB
ist heute zwar die gängigste Schnittstelle, um Audiogeräte mit einem
Computer zu verbinden; zumindest im Heimbereich. Aber USB ist eigentlich
die denkbar schlechteste Schnittstelle dafür, weil sich USB nicht
galvanisch trennen lässt. Eine galvanische Trennung ist zwar – wie oft
fälschlicherweise angenommen – noch kein Allheilmittel gegen
HF-Störungen. Aber dies ist ein wichtiger Bestandteil, um die Entstörung
überhaupt erreichen zu können. Weil das aber nun nicht möglich ist,
werden in hohem Maße alle im Computer generierten Störungen zum
USB-Interface übertragen. Deshalb das kleine externe USB-Modul fern von
der Audioelektronik.
- Auch eine USB-Schnittstelle arbeitet mit einem Mikrocontroller und solche Prozessoren sind heute zum Teil schon enorm leistungsfähig, was wieder hohes Störpotential bedeutet. Auch deshalb ist die USB-Schnittstelle im externen USB-Modul untergebracht und somit weit entfernt von der Audioelektronik.
- Das externe USB-Modul wird per Lichtwellenleiter mit dem eigentlichen Audiogerät Afi oder Afis verbunden. Diese Verbindung gewährleistet perfekte galvanische Trennung, maximale Störunterdrückung und völlige Immunität gegen Störeinstrahlung, und sie strahlt ebenso garantiert nicht selbst ab. Diese LWL ist in 2m und in 6m Länge erhältlich. Somit kann der Computer mit dem externen USB-Modul auch sehr einfach räumlich von der Audioelektronik getrennt werden. Entfernung ist der einfachste Schutz gegen Störeinstrahlung.
- Der für die DA-Wandlung so entscheidende Takt wird nun unter optimalen Bedingungen, frei von Störeinflüssen aus Richtung Computer und frei von Störeinflüssen seitens der USB-Schnittstelle selbst im Afi bzw. Afis generiert. Das vom USB-Interface per Lichtwellenleiter ankommende Audiosignal wird dann auf Basis dieses Präzisionstaktes neu getaktet und ist somit frei von jeglichen Einflüssen aus Richtung Computer. Die Lichtwellenleiterverbindung schützt vor Störeinstrahlung und der Takt wird im Afi bzw. Afis erzeugt. Das Digitalsignal das nun vom Ausgang des Afi bzw. Afis zum DAC gesendet wird, besitzt eine optimale Taktqualität, und enthält keine vom Computer oder der USB-Schnittstelle kommenden HF-Störungen mehr, die im DA-Wandler die Taktbasis beim Wandlungsprozess stören könnten oder direkt die analogen Stufen.
Fazit: Wesentliches Merkmal das Afi(s)+USB damit von allen anderen Lösungen unterscheidet ist die vollständige Trennung der Computertechnik inkl. USB-Schnittstelle von der Audioelektronik und damit eine außergewöhnlich gute Unterdrückung von HF-Störungen aus Richtung Computer. Eine direkte Wechselwirkung mit der empfindlichen Audioelektronik wird damit weitgehend unterbunden.
FAQ – häufig gestellte Fragen:
- -Leistet ein galvanischer Isolator für die USB-Schnittstelle nicht genau das Gleiche wie Afi(s)+USB
Nein. Galvanische Trennung ist zwar eine gute Basis für eine Störentkopplung, aber nicht zwingend alleine ausreichend. Je nach Beschaffenheit des Koppelelementes gilt die physikalische Trennung beider Seiten nur für einen bestimmten Frequenzbereich. Bei höheren Frequenzen koppeln dann aber trotzdem wieder Anteile durch. Deshalb ist unser Netzwerkisolator GISO beispielsweise auch sehr viel effektiver als die in Netzwerkschnittstellen sowieso eingebauten Übertrager. Die Kopplung bei hohen Frequenzen ist deutlich geringer. Bei USB kommt aber noch erschwerend hinzu, dass USB immer eine Gleichstromverbindung zum Computer braucht, um die verschiedenen Betriebsmodi umzuschalten. Deshalb ist eine rein passive Entkopplung wie mit dem GISO hier nicht möglich. USB-Isolatoren müssen deshalb wieder relativ viel Logik bzw. kleine Mikrocontroller beinhalten, die diese Umschaltung dann über die Trennelemente hinweg aktiv steuern. Das erklärt auch den verhältnismäßig hohen Preis der USB2.0-Isolatoren. Die Sekundärseite braucht außerdem auch wieder eine eigene Stromversorgung. Entweder ist das ein kleines Schaltnetzteil, das selbst wieder Störungen produzieren kann, oder die Betriebsspannung wird von der Primärseite her gewonnen. Dann können Störungen aber ebenso wieder durchkoppeln. In jedem Fall sind auf der Sekundärseite wieder zwei potentielle Störquellen: Die Mikrocontrollersteuerung und die Spannungsversorgung.
Ganz abgesehen davon bleibt dann ohnehin immer noch die USB-Schnittstelle, also deren kleiner potentiell störender Mikrocontroller, im Audiointerface und somit ist eine dritte Störquelle direkt im Gehäuse des Audiogerätes untergebracht.
Alle drei Einflussgrößen werden durch das Konzept des Afi+USB eliminiert.
- -Hört sich alles ganz schön an, die Wiedergabequalität ist auch deutlich besser als ohne Afi(s)+USB, aber trotzdem höre ich noch subtile Unterschiede zwischen USB-Kabeln und bei Optimierungen am PC oder externer Spannungsversorgung des USB-Moduls
Das kann vorkommen und ist kein Widerspruch. Ist aber ein Zeichen für elektromagnetische Wechselwirkung des Computers direkt mit anderen Komponenten der Audioanlage. Wie bereits oben gesagt, ist jedes Kabel aus dem Computer kommend potentiell Sendeantenne. Diese elektromagnetische Strahlung wirkt dann auf schlecht geschirmte Teile der Anlage ein. Ganz sicher speist der Computer auch HF-Störungen ins Stromnetz zurück. Diese können über die Stromversorgung andere Audioelektronik beeinflussen. Die Unterbindung des direkten, primären Weges in Richtung des Audiosignalflusses verringert das ganze Problem mit HF-Störungen somit zwar deutlich. Maßnahmen am Computer können das Endergebnis aber trotzdem nochmal etwas abrunden. Wichtig ist ein gut und EMV-gerecht konstruierter Computer; Achtung bei Eigenbauten. Netzfilter sind anzuraten. Und die Verkabelung der Anlage sollte hinsichtlich Schirmung sauber gemacht sein. Wann immer es irgendwie möglich ist, keine unsymmetrischen Verbindungen, bei XLRs den Schirm am Gehäusekontakt anschließen und an Pin 1 nur wenn Geräte anders nicht miteinander funktionieren wollen. Isoliert eingebaute Buchsen sind zwar nützlich zur Vermeidung von Brummschleifen. Aber das ist gleichzeitig immer auch potentielle Eintrittsöffnung für HF-Störungen. Genauso unbedingt ungeschirmte Kabel an Audiogeräten vermeiden! Dann hat man ganz sicher HF im Gerät und solche Phänomene sind vorprogrammiert.
