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Spezial: USB Tipps und Tricks zur Musik-Übertragung per USB

High-Resolution-Wiedergabe via USB-Schnittstelle ist derzeit in aller Munde. Doch welche Spielarten gibt es dabei und wie wichtig ist das Drumherum – zum Beispiel das Thema Kabel?

Spezial: USB
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© Julian Bauer / MPS / Archiv

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Hochwertige Musikwiedergabe per Computer ist derzeit das highfidele Thema schlechthin. Dabei spielt die USB-Schnittstelle eine zentrale Rolle: Seit nahezu 15 Jahren auf dem Markt, hat sie im Computerumfeld mittlerweile eine ähnliche Marktdurchdringung erreicht wie die Cinchbuchse im HiFi-Sektor. Von ihren „Machern“ – unter anderem Intel – als Universalschnittstelle erdacht und ausgelegt, taugt das USB-Interface nicht nur zur Daten-, sondern auch zur Bild- und Ton-Übertragung.

Zunächst waren es die Soundkartenhersteller wie Creative & Co, die von der Möglichkeit, Audiosignale zu transportieren, für ihre externen USB-Soundkarten Gebrauch machten. Doch schon im Jahre 2000 stellte Yamaha den ersten Stereo-Receiver vor, der über einen USB-Eingang zur Wiedergabe von auf dem PC gespeicherter Musik verfügte. Eine naheliegende Entwicklung – erlaubte doch die USB-Schnittstelle auf relativ kostengünstigem Wege, die empfindlichen Soundkarten aus der störträchtigen Umgebung des PCs „auszulagern“ und damit die Signalqualität deutlich zu verbessern.

Um den unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden, zeigt sich die USB-Schnittstelle in Sachen Datentransfer äußerst flexibel. Externe Festplatten beispielsweise erhalten die Dateien (also auch Musikfiles) zum Abspeichern in Form von separaten, aufeinanderfolgenden Datenpaketen (Bulk Transfer).

Für den HiFi-Fan weitaus interessanter ist jedoch die Musikwiedergabe per USB mit einem externen D/A-Wandler: Hierfür bietet die USB-Schnittstelle vergleichbar der S/PDIF-Übertragung die Möglichkeit, Audiodaten kontinuierlich zu „streamen“ (Isochronous Transfer). Drei unterschiedliche Möglichkeiten stehen hierbei zur Auswahl: der adaptive, der asynchrone und der synchrone Modus.

Zur USB-Wiedergabe kommen in der Regel der adaptive oder der asynchrone Modus zum Einsatz – der synchrone Modus findet hingegen vorwiegend bei externen A/D-Wandlern, zum Beispiel USB-Mikrofonen, seine Anwendung.

Im USB-Kabel obliegt dem grün-weißen Adernpärchen der Signaltransport, während das andere Pärchen externe Verbraucher mit Strom versorgt.

Die Signalübertragung

Grundsätzlich ist die USB-Schnittstelle bidirektional ausgelegt – Daten und Steuersignale können also in beide Richtungen fließen. Meistens gibt es für den Signaltransport jedoch eine Vorzugsrichtung – so auch beim Anschluss eines externen DACs an den Computer: Hierbei wird der Computer als „Source“ bezeichnet, der DAC hingegen als „Sink“. Bei externen A/D-Wandlern – zum Beispiel USB-Mikrofonen – ist es sinngemäß genau andersherum.

Ein USB-Kabel besitzt vier Innenleiter plus Abschirmung: Ein verdrilltes Adernpaar (grün/weiß) übernimmt dabei die digitale Datensignalübertragung. Das schwarzrote Adernpärchen hingegen dient zur Stromversorgung der angeschlossenen Komponenten – die Nennspannung hierbei beträgt fünf Volt bei einer maximal möglichen Stromaufnahme von 500 Milliampere.

Per USB angeschlossene D/A-Wandler teilen ihre Fähigkeiten dem Host-Computer mit – die Einstellungen erfolgen beim Mac im „Audio-Midi-Setup“.

Die Kabellänge

Heutzutage am häufigsten anzutreffen sind USB-Anschlüsse nach der 2.0-Spezifikation: Hierbei dürfen die Leitungslängen bis zu fünf Metern betragen – ältere USB-Kabel nach 1.1-Standard sollten jedoch nicht länger als drei Meter ausfallen. Falls das nicht ausreicht, lassen sich zur Verlängerung aktive Repeater-Kabel verwenden, die das USB-Signal wieder auffrischen.

Spezielle Treiber

Eigentlich melden sich externe DACs beim Einstecken des USB-Kabels mit ihren jeweiligen Fähigkeiten (Transfer-Modus, mögliche Abtastraten und Auflösungen) beim Computer an. Von Fall zu Fall können jedoch spezielle Treiber den Datenfluss zwischen Computer und DAC verbessern, zum Beispiel die sogenannten ASIO-Treiber (Audio Stream Input/Output) bei Windows-Rechnern.

Datenraten für HighRes

Die Datenübertragungsrate beim gängigen USB-2.0-Standard beträgt für die High-Res-Musikübertragung völlig ausreichende 480 Megabit pro Sekunde (High-Speed-Modus). Bei der älteren 1.1-Spezifikation sind es dagegen nur 12 Megabit pro Sekunde (Full-Speed-Modus) – diese geringere Bandbreite reicht für die Übertragung zweikanaliger Signale selbst im 24-Bit/192-Kilohertz-Format zwar theoretisch aus, doch meist beschränken sich USB-1.1-DACs auf 24-Bit/48-kHz-Wiedergabe.

Haben USB-Kabel Einfluss?

Ähnlich der digitalen Signalübertragung per S/PDIF steht also auch beim USB-Streaming allfälliger Jitter als Klangbremse Nummer Eins im Fokus. Da jedoch externe DACs das USB-Signal auf unterschiedliche Weise verarbeiten, liegt es nahe, dass sich beispielsweise USB-Kabel – wenn überhaupt – je nach Wandler auch unterschiedlich stark auswirken.

Am wenigsten sollten dabei natürlich diejenigen Geräte reagieren, die von Haus aus die stärkste Jitter-Unterdrückung oder Entkopplung besitzen – nämlich im asynchronen Modus arbeitende DACs und solche mit integrierten Sample-Rate-Converter-Chips.

Daher startete AUDIO einen Versuch: Mithilfe von zwölf eigens für Musikwiedergabe gedachten USB-Kabeln wollten die Redakteure nicht nur herausfinden, ob es überhaupt Klangunterschiede zwischen ihnen gibt, sondern auch, wie ausgeprägt sie sich an unterschiedlichen Wandlertypen zeigen.

Das Ergebnis war in der Tat einigermaßen überraschend: Nicht nur, dass es tatsächlich klangliche Unterschiede zwischen den Kabeln gab – auch waren diese beim Test-D/A-Wandler mit besonders guter Jitter-Performance, nämlich dem Cantata Music Center von Resolution Audio (der zudem den asynchronen USB-Modus beherrscht), am deutlichsten zu vernehmen.

Erstaunlich auch die Tatsache, dass die Klangunterschiede in Verbindung mit adaptiv arbeitenden DACs zwar geringer ausfielen, die tendenziellen Ausprägungen der einzelnen Kabel jedoch erhalten blieben. Ebenfalls bemerkenswert: Unterschiedliche Längen beim gleichen Kabel wirkten sich klanglich kaum noch aus.

AQVox USB
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AQVOX USB

Das Aqvox-Kabel war mit Abstand das klangbeste Kabel im Test. Es machte im Vergleich zum Standardkabel einen schärferen Fokus und wirkte konkreter, weniger diffus bei glaubhafter Raumaufteilung.

um 150 Euro/1m

www.aqvox.com

Was die Größenordnungen der Klangdifferenzen von USB-Kabeln betrifft, so heißt es allerdings ganz klar: Ball flachhalten. Verkoppelt mit einem preiswerten DAC, brachte selbst das beste USB- im Vergleich zu einem Standard-Kabel eine nur geringfügige klangliche Steigerung. AUDIO-TIPP: im Zweifelsfall den vorhandenen Etat eher in einen besseren DAC als in ein besonders hochwertiges USB-Kabel zu investieren.

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