Jitter – in der Praxis

Im Wandler

Mit das wichtigste Bauteil eines jeden Digitalwandlers ist die Word Clock. Je präziser die Steuerungselemente und der Schwingquarz, desto genauer liegen die Signalflanken im zeitlichen Raster und der Anteil an Jitter sinkt. Abweichungen um 5 Nanosekunden gelten dabei als Standard, sehr gute Clocks drücken den Jitter gar auf 2 Nanosekunden herunter und halten ihn so weit entfernt von bedenklichen Bereichen.Quelle: RME

Obwohl einschlägige Praxistests kaum relevante Klangunterschiede zwischen modernen Wandlern offenbaren, liegt die Investitionsmöglichkeit für einen 2 kanaliges Gerät grob zwischen 200 und 2.000 Euro. Aber auch deutlich günstigere Ausführungen wie On-Board Soundkarten, deren Platinen wenige Euro kosten müssen sich heute nicht mehr verstecken. Besondere Schaltungen die Jitter weiter verringern sind im Alltag ein nettes aber selten notwendiges Feature.

RME - ADI 192 Wandelt was das Zeug hält - und das überragend quasi ohne Jitter (Quelle: RME)
RME – ADI 192 Wandelt was das Zeug hält – und das überragend quasi ohne Jitter (Quelle: RME)

Im CD Player

jitter_cdplayerEin und dieselbe Audio CD kann sich auf unterschiedlichen CD-Playern unterschiedlich anhören. Aber warum? Schuld ist natürlich (u.a.) der Jitter, der sich hier auf drei Ursachen zurückführen lässt:

  • billige, ungenaue Clock
  • Gleichlaufschwankungen der Mechanik beim Auslesen
  • schlechte Stromversorgung

Die Probleme mit der Clock kennen wir bereits, neu ist also Jitter der direkt beim Auslesen entsteht. Um an den Pulsecode auf der CD zu gelangen muss zum einen die Scheibe rotieren, der Laser in der exakten Position stehen und die Fokussierung richtig arbeiten. Alle drei Vorgänge bergen ein Fehlerpotential und damit eine Verstärkung des Jitters.

Das zweite Problem ist die Stromversorgung. Die vielen Komponenten benötigen viele unterschiedliche Spannungen, die jedoch aus der selben Quelle gespeist werden. Günstige Netzteile weisen erhöhte Spannungstoleranzen auf und unterstützen den Aufbau von Jitter.

Eigentlich könnte man zusammenfassen: CD-Player erzeugen so viel Jitter, weil am Innenleben überall gespart wird. Bei Preisen ab 30 Euro für ein Gerät auch nicht weiter verwunderlich. Highend-Player können hingegen schon einmal das Hundertfache kosten. Dafür gibt es dann auch hochpräzise Wordclocks, getrennte Spannungsversorgungen und extrem präzise Abspielmechaniken, oder anders formuliert, sie klingen besser.

 

Bei der Übertragung

Werden [tippy title=”zwei Geräte” header=”off” width=”300″]beispielsweise der CD-Player an die Stereoanlage[/tippy] über eine digitale Schnittstelle wie S/P-DIF verbunden, wandern die eigentlichen Informationen und der Bittakt kodiert als Bi Phase Mark von A nach B. Auf dem Weg dahin ist das Kabel oft unerwünschten Einstreuungen ausgesetzt und mit zunehmender Länge, verschlechtert ebenfalls sich die Kabeldämpfung und damit die Signalqualität. Beides zusammen ergibt eine geringere Wahrscheinlichkeit den exakten Taktzeitpunkt zu bestimmen und erhöht dadurch unseren Jitter.

jitter_beiubertragung

Damit der Empfänger das Signal ordnungsgemäß auswerten kann, synchronisiert er seine interne Clock per [tippy title=”PLL” header=”off” width=”550″]Phased Locked Loop oder auf deutsch Phasenregelschleife[/tippy] auf den eintreffenden Bittakt. Diese Schaltung eliminiert effektiv vorhandenen Jitter und erneuert den Takt für nachfolgende Geräte. Kumulierter Jitter wie er ohne PLL oder ähnliche Maßnahmen in einer langen Reihenschaltung auftreten kann gehört damit der Vergangenheit an.

Ohne PLL ist das Digitalsignal in einer langen Reihenschaltung tatsächlich oft unbrauchbar
Ohne PLL ist das Digitalsignal in einer langen Reihenschaltung tatsächlich oft unbrauchbar

Um dennoch nichts dem Zufall zu überlassen gelten für eine digitale Verkabelung folgende Tips:

  • optische Verbindungen sind weniger störanfällig als strombasierte
  • AES3 XLR Kabel eignen sich besser als typische koaxiale Chinchkabel von S/P-DIF
  • Kaufe nicht das billigste Kabel aus der Ramschkiste, achte auf eine ordentliche Schirmung
  • ein Digitalkabel sollte nur so lange wie nötig sein
  • alle beteiligten Geräte sollten über eine Jitterunterdrückung verfügen

Als Latenz

Eine weitere, eher unbekannte Form von Jitter ist der “Latenz-Jitter”. Denn auch die Latenzzeit in einer DAW muss nicht immer konstant sein. Zwar zeigt die Steuersoftware der Soundkarte oder der Sequenzer abhängig von Buffer und Samplerate eine bestimmte feste Input- und Outputlatenz an, dass dem aber nicht immer so ist, haben die Jungs von RME herausgefunden. Bevor ich mir jedoch die Finger fusslig tip, klickt doch einfach einmal hier bei RME vorbei …

Keine Angst

Alles in allem ist Jitter zwar immer vorhanden, bewegt sich aber in 99% der täglichen Anwendung innerhalb sicherer Bereiche. Solange ein Wandler deutlich zwischen den Bitwerten 1 und 0 unterscheiden kann, bleibt der Datenstrom unverfälscht und durch PLLs und ähnliche Schaltung wird im Anschluss ein nahezu jitterfreies Signal erzeugt. Erst wenn die Abweichung einen Bittakt überschreiten wird es tatsächlich gefährlich. In diesem Fall sind die Folgen in Form von Aussetzern und kurzen Klicks auch deutlich hörbar.

Besitzt du bereits ein modernes, durchaus auch günstiges Audio Interface und arbeitest hauptsächlich in der DAW, sind weitere Optimierungen unnötig. Verbesserungsvorschläge wie teure externe [tippy title=”Word Clocks” header=”off” width=”550″ height=”250″]zum Beispiel eine Apogee Big Ben[/tippy] als Ersatz für die interne Schaltung der Soundkarte führen hingegen sogar zu messbar stärkeren Jitterwerten.

Wo Angst vor schlechter Qualität herrscht und Highendanwender und audiophile Freaks bereit sind, viel Geld für Gegenmittelchen auszugeben, sind natürlich auch findige Unternehmer nicht weit. So gibt es spezielle jitterunterdrückende USB Kabel ab 250 Euro, Chinchkabel der Meter ab 40 Euro oder stromreinigende Filter. Natürlich bewirken sie nachweislich eine Verbesserung der Datenübertragung, allerdings stell dir einmal die Frage, warum man solche Dinge nie in einem Tonstudio sieht …