Der HiFi-USB-Guide von HiFi im Hinterhof

Der USB-Standard ist in der HiFi-Welt inzwischen fast so üblich geworden wie klassische Cinch-Anschlüsse oder Lautsprecher-Terminals. Im Gegensatz zu diesen analogen Verbindungen treten USB-Schnittstellen aber nicht nur in verschiedenen Formen auf, sie können aufgrund ihrer Programmierbarkeit auch ganz unterschiedliche Funktionen übernehmen. Damit Sie den Überblick behalten und wissen, worauf es zu achten gilt, klären wir in diesem Artikel einige grundlegende Aspekte.

USB-Anschlüsse: Typ A, Typ B, USB-C

Wir beginnen mit ein paar grundsätzlichen Bemerkungen zu den drei gängigen Typen von USB-Steckern bzw. USB-Buchsen. Am Häufigsten findet man bei HiFi-Komponenten wohl Buchsen des Typs A oder B, wobei man die flache USB Typ-A-Buchse von Computer, Laptop und Co. kennt und die Typ-B-Variante beispielsweise in Druckern, Scannern und ähnlichen Geräten Verwendung findet. Die Form des Typ-A-Ports lässt zunächst keinen Rückschluss auf das implementierte USB-Übertragungsprotokoll (USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0, …) zu, allerdings liefern die Pins (neun statt vier ab USB 3.0) und auch die Farbe (in der Regel kommt ab USB 3.0 ein blaues Kunststoffelement im Inneren von Anschluss bzw. Stecker zum Einsatz) sachdienliche Hinweise. Die Typ-B-Buchse wurde im Zuge der Einführung von USB 3.0 verändert, nimmt jedoch die alten Kabel ebenfalls auf.

Der klassischen Typ-B-Buchse begegnet man nach wie vor in vielen Digital-Analog-Wandlern und solchen HiFi-Komponenten, die einen D/A-Konverter integriert haben. Sie wird meistens für die Übertragung von Musikdaten verwendet. Darüber hinaus übernehmen Typ-A-Schnittstellen bisweilen weitere Funktionen. Sie dienen dann etwa zum Anschluss eines externen Massenspeichers, zum Aufladen von Smartphones und ähnlichen Geräten oder auch nur zum Aufspielen von Firmware-Updates. Hier lohnt es sich in jedem Fall einen Blick in die Anleitung zu werfen und etwaige Fragen zu spezifischen Features vorab zu klären.

Relativ neu sind die sogenannten USB-C-Ports, die man im HiFi-Bereich aktuell vornehmlich bei mobilen Abspielgeräten antrifft. Dieser Anschlusstyp bietet eine Reihe von Vorteilen, etwa die geringe Größe, den symmetrischen Aufbau von Stecker, Buchse und Pins für ein leichteres Einstecken und die zukünftige Vereinheitlichung der USB-Schnittstelle, da nach und nach die anderen Typen auslaufen sollen. Für die Überbrückung von alten USB-Anschlüssen auf USB-C ist ein Adapter unumgänglich. Außerdem sagt die Form nicht unbedingt etwas über das von einem Gerät verwendete USB-Protokoll aus (es könnte etwa trotz USB-C-Anschluss lediglich USB 2.0 implementiert sein) und so ist es auch hier empfehlenswert, gegebenenfalls genauer hinzuschauen.

Modi der Musik-Übertragung via USB: Synchron, adaptiv und asynchron

Im Folgenden soll es nun um die Übertragung von Musikdaten via USB gehen. Als Beispielszenario stellen wir uns einen Computer vor, der Musik an einen Digital-Analog-Wandler überträgt. Hier gilt es drei verschiedenen Modi zu unterscheiden, die für diesen Zweck zum Einsatz kommen können: synchron, adaptiv und asynchron.

Der synchrone Modus wird für hochwertige Audio-Anwendungen eher vermieden, da die Daten ausschließlich nach Maßgabe des im Computer integrierten Taktgebers übertragen werden. Diese neigen jedoch üblicherweise zu zeitlichen Schwankungen. Da zudem keine Koordination zwischen der Clock im Computer und der Clock im DAC stattfindet, kommt es schließlich zu Übertragungsfehlern, die die Wiedergabequalität trüben.

Der adaptive Modus löst letzteres Problem, da hier mittels eines phasenstarren Regelkreises (Phase Locked Loop) die Clock des DAC kontinuierlich dem Takt des Computers angepasst wird. In der Standardausführung des adaptiven Modus ist aufgrund der erwähnten Taktschwankungen weiterhin mit Übertragungsfehlern zu rechnen. Gleichwohl sei nicht verschwiegen, dass einige Hersteller dennoch auf dieses Prinzip setzen, allerdings nicht ohne komplexere Strategien der Jitter-Reduktion in Anschlag zu bringen.

Der asynchrone Modus verweist wiederum auf einen anderen Ansatz: In diesem Fall verfügt der Digital-Analog-Konverter über eine eigene und äußerst präzise arbeitende Clock. Mittels eines Feedback-Signals veranlasst der DAC die Datenübertragung vom Computer, dessen ungenauer Taktgeber nun keine Rolle mehr bei der Übertragung spielt und somit auch keine Fehler im Signal mehr verursachen kann. Um einen kontinuierlichen Signalfluss zu gewährleisten, kommt beim Empfang der Datenpakete ein Pufferspeicher zum Einsatz. Diese Variante ist zwar im Hinblick auf die Implementierung die komplexeste, wird im hochwertigen HiFi-Bereich aber gerne und häufig verwendet.

USB-Audio Treiber: Class 1, Class 2

Abschließend wenden wir uns der Frage nach dem richtigen Treiber zu. Hier gibt es prinzipiell zwei Typen mit unterschiedlichen, maximalen Übertragungsraten: Class 1 (24 Bit / 96 kHz) und Class 2 (24 Bit / 192 kHz). Während Mac-Nutzer an ihrem Computer keine weiteren Einstellungen vornehmen müssen, da das Betriebssystem grundsätzlicher beide Klassen unterstützt, stellen die HiFi-Hersteller für Windows Betriebssysteme in der Regel kostenlos eigene Class-2-Treiber bereit, die nachträglich installiert werden müssen. Windows bietet ab Werk keinen USB Audio Class 2 Support. Gegebenenfalls muss außerdem in den Einstellungen Ihrer HiFi-Komponente der gewünschte Modus ausgewählt werden.



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