Test: Crane Song Interstellar Quantum, AD-Wandler

Crane Song Interstellar Quantum, AD-Wandler

Der Crane Song Interstellar Quantum ist ein 2-kanaliger AD-Wandler mit High-End-Anspruch und zuschaltbarer Sättigungsfunktionen. Angekündigt wurde er im Sommer 2022, doch erst jetzt ist er allgemein verfügbar. Neben der allgemeinen Krisenlage machte sich insofern wohl insbesondere auch der Brand der Fabrik des Wandler-Halbleiterherstellers Asahi Kasei Microdevices (AKM) im Jahr 2020 bemerkbar, dessen Bauteil die namensgebende Funktion im Interstellar übernimmt.

Vorab ein paar Worte zu Wandlern

Digitalwandler sind im heutigen Studioumfeld unverzichtbar und omnipräsent. Es gibt sie in allen Preisklassen, vom einsteigerfreundlichen Budget-Gerät bis zum neuwagenteuren High-End-Profiequipment. Und den wenigsten Nutzern dürfte heute klar sein, wo eigentlich die Unterschiede liegen. Daher gibt es an dieser Stelle zunächst etwas Hintergrundwissen.

Grundsätzlich gibt es verschiedene technische Wege, um Signale von Analog nach Digital und zurück zu wandeln und dort zu speichern und zu verarbeiten. Durchgesetzt hat sich als Speicherformat im Wesentlichen das PCM-Verfahren und bei der Wandlung die Delta-Sigma-Modulation. Dabei wird das Signal bei einem vielfachen der Samplerate mit sehr viel geringerer Auflösung als der Ziel-Samplerate (bspw. nur mit 1 Bit) abgetastet und dann über Rückkopplungschleifen unter Anwendung von Algorithmen mit recht anspruchsvoller Infinitesimalrechnung umgesetzt. Noiseshaping sorgt dafür, dass Störsignale (Rauschen) in die Frequenzbereiche außerhalb des hörbaren Umfangs verschoben werden. Mit dieser Methode lassen sich mit vergleichsweise geringem Aufwand und hoher Integration (Chip), Automatisierung und Miniaturisierung sehr gute Störabstände und niedrigere Verzerrungen erreichen.

Gleichzeitig hat es auch einige Nachteile, die die Chip-Hersteller unter anderem durch eine Kombination von Multibit (also Abtastung mit etwas höherer Samplerate, in der Regel 5-6 Bit) und diversen kompensatorische Mechanismen versuchen abzumildern. Im Laufe der Zeit wurde zudem die Anzahl der Integratoren bzw. die Anzahl der Gegenkopplungsschleifen weiter erhöht, was zu besseren Messwerten geführt hat, allerdings die Instabilität erhöht und damit in der Praxis die Klangqualität unter Umständen sogar mindert.

Vielgenutzte Delta-Sigma-Implementierungen sind anfälliger für Jitter, als z. B. SAR (Successive Approximation) bei AD-Wandlern oder Widerstandsleitern bei DACs, weshalb eine gute Clock hier wichtiger als bei anderen Methoden ist.

Eine nicht geringe Rolle für den Klang spielen bei Wandlern auch die unverzichtbaren Filter, da die Samplerate begrenzt ist und bei den immer noch verbreiteten niedrigeren Raten (44,1 kHz und 48 kHz) eng an den Hörbereich herankommt. Die Hauptfilter sind heutzutage digital ausgeführt und meist Bestandteil der Wandler-ICs. Allerdings ist es weiterhin möglich, dass Hersteller ihre eigenen Filter implementieren, was auch beim Interstellar offenbar der Fall ist.

Einen Wandler mit modernen hochintegrierten Chips zu bauen, ist grundsätzlich gar nicht einmal so schwierig. Wenn es aber darum geht, auch wirklich in die Nähe der theoretisch möglichen Performance zu kommen, wird es überproportional aufwändig. Hier muss vom Platinendesign über die Stromversorgung bis zur Bauteilauswahl alles stimmen. Mit Simulationen allein kommt man nicht weiter, d. h. es sind viele praktische Versuche und tiefes Fachwissen erforderlich. Hochgenaue Kristalle für die Clock sind teuer und oft gar nicht leicht zu beschaffen. Und je weiter man sich vom Referenzdesign entfernt und eigene Wege geht, desto mehr steigt ebenfalls der Aufwand.

Das erklärt, zusammen mit den Skaleneffekten (hochgezüchtete Profi-Wandler haben nur sehr geringe Verkaufszahlen) die enormen Preisspannen zwischen Einsteiger- und High-End-Geräten.

Nun aber zum Interstellar.

Äußerlichkeiten und Anschlüsse des Crane Song Wandlers

Das kompakte 1 HE, 19“ Gehäuse versprüht den nüchternen Charme eines Laborgeräts, wäre da nicht der verspielte Schriftzug des Herstellers und die Signatur des Entwicklers. Fünf Knöpfe, ein kleines OLED-Farbdisplay und ein An/Aus-Schalter und die Ober- und Unterseite aus silbernem Lochblech sind auf die Bedürfnisse der Zielgruppe professioneller Studios mit Ergebnisorientierung zugeschnitten.

Die Rückseite weist neben den beiden analogen Eingängen optische und koaxiale S/PDIF- sowie AES/EBU-Ausgänge auf. Darüber hinaus gibt es gleich 8 Wordclock-Ausgänge, um den Interstellar auch in größeren Mixingstudios als Masterclock nutzen zu können. Weiter findet sich ein USB-Anschluss, da der Wandler bei Bedarf auch als USB-Interface verwendet werden kann. Überdies lässt sich bei dieser Nutzung als USB-Interface auch noch ein DA-Wandler anschließen, für den ein weiterer S/PDF-Ausgang vorhanden ist. Der Pegel der Analogeingänge kann über Trimpotis neben den Ausgängen eingestellt werden.

Der Crane Song Interstellar Quantum im Tonstudio

Nach dem Einschalten ist das Gerät nach kurzem Boot-Vorgang betriebsbereit. Damit die Clock optimale Ergebnisse erzielt, sollte man dem Interstellar ca. 30-45 Minuten zum Aufwärmen geben. Für einen High-End-Wandler ist Vergleichbares durchaus üblich.

Die Bedienung ist sehr gut durchdacht, angenehm intuitiv und geht nach kurzer Eingewöhnungszeit in Fleisch und Blut über. Das Display löst hoch auf, ist allerdings sehr klein geraten und so aus der Entfernung leider schlecht bis kaum ablesbar.

Der Interstellar Quantum verfügt über zwei Besonderheiten:

Einerseits hat der Nutzer die Wahl zwischen zwei verschiedenen Filtertypen. Das standardmäßig eingestellte Filter 1 beschneidet den Bereich der hohen Frequenzen zugunsten eines flacheren Filterverlaufs und somit einer besseren Impulsdarstellung. Filter 2 entspricht einem heute üblichen steileren Filter mit flachem Frequenzverlauf.

Andererseits lassen sich über einen zuschaltbaren DSP jeweils in Stufen von 00-99 gleichzeitig Verzerrungen der Typen Triode (Röhre) und Pentode (Röhre) sowie Tape (Bandmaschine) hinzufügen.

Zusätzlich gibt es auch noch ein – bei Mastering-Wandlern häufig anzutreffendes – Dithering-Feature, d. h. das Hinzufügen von Rauschen bei Ausgabe in 16 Bit zwecks Artefaktverhinderung.

Messwerte zum Crane Song Wandler

Die im Handbuch angegebenen Jitter-Werte konnte ich mangels spezialisierter Laborausrüstung natürlich nicht unabhängig überprüfen. Jitter ist frequenzabhängig, weshalb einfache Angaben (z. B. beim Interstellar 0,54 ps) begrenzte Aussagekraft über den klanglichen Einfluss haben. Die in der Anleitung enthaltenen Messprotokolle vermitteln insofern einen sehr guten Eindruck, denn insbesondere im unteren Frequenzbereich zeigen diese weiterhin sehr niedrigen Jitter, was einigen Quellen zufolge bei Audio für die Raum- und Impulsdarstellung entscheidend sein könnte.

Rauschabstand und Verzerrungen sind sehr niedrig und im Bereich der Wandlerchip-Referenzdaten, wobei die Traumwerte einiger High-End-Outboard-Wandler (beim Rauschen bspw. Prism AD-2, Lavry Gold AD 122 MK3), welche nicht auf dem einstufigen Einsatz von Standardchips beruhen, prinzipbedingt nicht erreicht werden. Ohne angeschlossene Geräte ist außer dem Restrauschen nichts zu sehen, weder Brummen noch sonstige Fehltöne – sehr gut.

Bei den Filtern fällt auf, dass diese nicht, wie in Wandlern heute weitgehend üblich, phasenlinear ausgeführt sind. Es ist grundsätzlich umstritten, welche Filter besser klingen, insbesondere im Hinblick auf die Unterschiede beim Vor- bzw. Nachschwingen in der Impulswiedergabe.

Bei Filter 1 zeigen die Messungen, dass weit in den hörbaren Bereich hinein eine Absenkung in den Höhen stattfindet. Das Handbuch regt an, diesen Verlust einfach mit einem EQ auszugleichen. Es stellt sich hier schon die Frage, weshalb ein passender EQ nicht gleich integriert wurde, da ein DSP ja ohnehin vorhanden ist!

Gleichstromanteile werden offensichtlich ebenfalls digital gefiltert. Mancher Wandler aus dem obersten High-End-Segment (z. B. Prism AD-2) löst(e) dies ohne Filter über eine fortlaufende Offset-Korrektur, für meine Ohren eine elegantere, akustisch transparentere Methode, allerdings auch fehleranfälliger

Effekte des Interstellar Quantum

Wandler(chips) werden insbesondere auf niedrige harmonische Verzerrungen hin optimiert. Schon seit Längerem sind diese in üblichen höherwertigen Wandler-ICs so niedrig, dass sie (nach allen mir bekannten Studien) weit unterhalb der Hörschwelle liegen.

Insoweit paradoxerweise fügt der Interstellar Quantum bei Bedarf nun wieder Verzerrungen hinzu und zwar als reinen Effekt und damit man es überhaupt hört, auch deutlich mehr, als in modernen Audioschaltungen als akzeptabel erachtet würde.

Persönlich wäre mir ein preisgünstigerer Wandler ohne digitale Sättigungseffekte lieber. Einmal aufgenommen, lassen sich diese nicht mehr aus der Aufnahme entfernen, aber natürlich könnte man sie jederzeit problemlos nachträglich per Outboard oder mit Plug-ins nicht-destruktiv hinzufügen.

Offensichtlich scheint der Markt aber Bedarf an solch destruktiven Bearbeitungen im Wandler zu haben, da Crane Song nicht der einzige Hersteller ist, der Entsprechendes anbietet.

Die Effekte klingen gut, Pentode und Tape machen das Signal zudem auch deutlich lauter.

Im Klangbeispiel werden nacheinander die drei Varianten (Triode, Pentode, Tape) langsam von 0 bis 99 hoch und dann schnell wieder heruntergedreht. Dabei ändert sich je nach Modell auch die Amplitude des Signals.

Hörtest – wie klingt es?

Kommen wir zum Wichtigsten: Wie klingt der Crane Song Interstellar Quantum?

Ein idealer Wandler klingt meines Erachtens wie ein Stück Draht – gar nicht. In der Realität ist die Konstruktion eines Wandlers hingegen das Eingehen einer Vielzahl von Kompromissen und oft auch technischen Unzulänglichkeiten. Darüber hinaus gibt es ja durchaus eine Zielgruppe, die sich explizit Wandler mit einem bestimmten ‚Sound‘ wünscht.

Persönlich lege ich viel Wert auf dynamische Integrität, d. h. dass die Knackigkeit, der Punch, die Lebendigkeit des analogen Signals erhalten bleiben und es direkt, räumlich plastisch und ohne „Wolkenvorhang“ erscheint. Ich habe schon mit diversen Wandlern gearbeitet und kenne die meisten High-End 2-Kanal-AD-Wandler, die übrigens alle ihre Stärken und Schwächen haben. Die in meinem Studio genutzten Wandler habe ich übrigens im direkten Vergleich mit dem analogen Signal aus dem Mischpult ausgewählt.

Es ist bekanntermaßen schwierig, Klangeindrücke objektiv zu beschreiben. Trotzdem ein Versuch – alles bezogen auf 44,1 kHz, die am weitesten verbreitete und gleichzeitig problematischste Samplerate:

Der Interstellar bringt Details sehr gut und sauber rüber, die Höhen leiden nicht unter der verbreiteten ‚Glasigkeit‘ vieler Wandler. Wie es bei aktuellen Wandlern meist der Fall ist, bekommen die oberen Mitten/Höhen durch den Interstellar ein klein wenig an Aggressivität mit, insbesondere bei der Nutzung des steilen Filters 2. Beim mehr als doppelt so teuren aktuellen Lavry Modell ‚Savitr‘ ist dieser Effekt übrigens für meine Ohren deutlich ausgeprägter.

Im Vergleich fällt auf, dass die räumliche Darstellung und die Dynamik des Interstellar gegenüber dem ungewandelten Original für meine Ohren flacher wirkt. Meine Assoziation dabei ist: Es klingt ‚modern‘.

Etwas Schwund ist nun aufgrund der Physik eigentlich kaum zu vermeiden und viel besser bekommt es an dieser Stelle meiner Meinung nach nur der ältere Lavry Gold 122 MK3, mein persönlicher Referenz-AD-Wandler, hin. Wobei dieser Vergleich unfair ist, da letzterer 2-3 Mal so teuer war, eine Diva ist (u. a. sind während der Session regelmäßige Kalibrierungen mit Testtönen Pflicht) und er sich den Performance-Gewinn teilweise auch durch eine deutlich höhere Latenz, die wohl mit der Filterarchitektur zusammenhängt, erkauft.

Abgesehen von der Dynamik gibt der Interstellar das Signal übrigens weniger verfärbt wieder als der Lavry Gold.

Insgesamt scheint es, als habe Dave Hill alles Mögliche aus dem AKM-Chip herausgeholt.

Klangbeispiele

Noch eine Anmerkung zu den Klangbeispielen: Es wurde live mit Hardware-Klangerzeugern sequenziertes Material vom Mischpultausgang direkt nacheinander aufgenommen, d. h. die vorgewärmten Wandler ausgetauscht und dann erneut abgespielt. Dadurch ist das Ausgangsmaterial nicht 1:1 identisch, aber dennoch so ähnlich, dass Unterschiede hörbar werden. Vorteil dieses Vorgehens ist, dass nicht auf voraufgezeichnetes Material zurückgegriffen werden muss und jeder AD-Wandler seine eigene Clock verwenden kann. Neben dem Interstellar und dem bereits erwähnten Lavry Gold kam ein DCS 904 und als Repräsentant der guten, günstigeren Mittelklasse der Lake People RS 05 zum Einsatz.