Klangunterschiede der CD-Player
Eigentlich ist es doch ganz einfach. Die Informationen der CD sind ähnlich der einer Schallplatte auf einer spiralförmigen Spur angebracht. Auf dieser Spur befinden sich kleine Vertiefungen, deren Länge und Abstand den digitalen Code darstellen. Zur besseren Abtastung mittels Laser und Fotodiode, erhält die CD eine Reflexionsschicht aus Aluminium, die aufgedampft wird. Bit für Bit kann zweifelsfrei entnommen werden. Da gibt es kein Knistern und kein Rauschen und der Frequenzgang kann theoretisch endlos erweitert werden.
Auf Grund der digitalen Signalerfassung und Weiterleitung müsste die Qualität der Wiedergabe nur noch von der Güte der CD beeinflusst werden. Ein 20,-€ CD Player sollte folglich genauso gut klingen wie ein 2000,-€ Gerät.
Dem ist leider nicht so und nicht umsonst findet auch die Schallplatte wieder ihre Liebhaber.
Zum Verständnis ein wenig Theorie. Das menschliche Gehör kann bis max. 20 kHz Töne wahrnehmen. Diese sollen digital gewandelt werden, also in Null und Eins Werten. Dazu misst man die Spannung des Signals in zeitlichen Abständen. Diese Abtastungen (Samples) bilden die Abtastfrequenz. Nach dem Nyquist-Theorem muss die Abtastrate mindestens 2fmax, also das Doppelte der höchsten analogen Frequenz sein, um das analoge Signal fehlerfrei präzise wieder herzustellen. Eine Audio-CD liegt mit einer Samplerate von 44.100 kHz etwas über der hörbaren Frequenz und bildet alle Frequenzen unterhalb von 22.050 Hertz ab.
Erster möglicher Fehler ist der Alias-Effekt. Sind die Obertöne der zu digitalisierenden Frequenz größer als die halbe Abtastfrequenz, werden diese als niedrigere Frequenzen interpretiert (Sie geben sich als andere „alias“ aus).
Ein kontinuierliches Ausgangssignal (schwarze Linie) wird mit einer ungeeigneten Abtastfrequenz, die kleiner als gefordert ist, diskretisiert. Aus den erhaltenen Messwerten (Kreise) entsteht ein verfälschtes Signal mit deutlich zu großer Periode (rote Linie). Quelle: Wikipedia
Mittels Oversampling kann dieser Effekt reduziert werden.
Der nächste Schwachpunkt ist die Fehlerkorrektur. Aus den unterschiedlichsten Gründen sind Daten auf der CD nicht vollständig lesbar, dann greift die Fehlerkorrektur ein. Mittels verschiedener Verfahren wird versucht den Fehler unhörbar zu machen, z.B. durch Interpolation.
Siehe Workshop Computerwoche: Fehlererkennung und Fehlerkorrektur
Einen nicht unerheblichen Einfluß auf die Klangqualität hat das CD-Laufwerk. Simpel gesagt ist beim CD-Laufwerk die gleiche Messlatte wie beim Plattenspieler anzulegen. Wer möchte schon die nicht mehr zu korrigierenden Fehler der Abtastung erleben, die durch unruhigen Lauf oder Vibrationen verursacht werden.
Ein gutes Laufwerk sollte über einen präzise justierten Laser verfügen, es sollte mechanisch entkoppelt sein und mechanisch und elektrisch vom Rest des Players getrennt sein.
Die Weitergabe des digital abgetasteten Signals an einer Verstärker erfolgt über den Digital-Analog-Wandler oder Digital-Analog-Converter (DAC). Häufig findet man in den technischen Daten der Player solche Aussagen "32bit/384kHz DAC für präzise Audio-CD Wiedergabe". Das suggeriert eine höhere Wiedergabequalität. Leider ist diese Aussage sinnbefreit, da die CD mit 44,1 kHz gesampelt wird. Da kann der DAC noch so viele Möglichkeiten eröffnen, es wird trotzdem kein HiRes.
Jitter (englisch zittern)
Jitter stellt ein Problem der digitalen Datenübertragung dar. Die Beschreibung ist relativ einfach, die Taktgeber (clock) für das Einlesen und für das Auslesen der digitalen Daten dürfen keine Zeitdifferenzen aufweisen.
"Von Jitter spricht man immer dann, wenn die Auswertung digitaler Impulse beim Sender früher oder später als an der Quelle (obere Impulskette) erfolgt" Quelle: Fidelity online.
Beim CD Player kann das durch unruhigen Lauf, Störeinflüsse auf das Kabel, z.B. 50 Hz Netzfrequenz, schwankende Spannungsversorgung durch das Netzteil oder eine ungenaue Zeitreferenz verursacht werden.
Eine umfangreiche Erklärung findet man bei Fidelity online:
Jitter, des digitalen Klangrätsels Lösung? (Teil 1)
Jitter, des digitalen Klangrätsels Lösung? (Teil 2)
Wir haben hier einiges geschrieben, allerdings lässt sich das Thema noch besser in einem Video abbilden:
Workshop/Tutorial (The Soundphile)