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"PCM im Vergleich - Fünf Prozessoren und eine A77 (Teil 3)"

Auch hier noch einige Vorbemerkungen :

Dies ist jetzt der 3. Testartikel zu diesen 5 PCM Prozessoren. Zu Test 1 und Test 2 geselllten sich Kritiken oder Kommentare von Jürg Jecklin, übrigens ein Freund von Karl Breh und seiner Offenheit für redliche Berichterstattung und auch für deutliche Kritik.

Was zu dem Zeitpunkt dieser Artikel noch nicht bekannt war
, Karl Breh und Jürg Jecklin und Wolfgang Seikritt reisten zwischen 1980 und 1983 mit einem solchen SONY F1 PCM Equipment zu diversen Aufnahmen klassischer Musik und sie machten hervoragende Aufnahmen für die späteren DHFI Platten.

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PCM Wandler im Vergleich - Teil III - (aus HS-1983 Heft-04)
Wettstreit der Systeme - eine vorläufige Zusammenfassung ...

Rauschen und Verzerrungen können durchaus auch bei PCM-Geräten auftreten. Unsere ausführlichen Messungen aus den vorangegangenen Testreihen zeigen dies. Lohnt es sich denn nun trotzdem, auf PCM umzusteigen? Wird das gute alte Spulentonbandgerät nun zum alten Eisen gehören? Nach den beiden ersten Folgen möchte ich eine nach Einzelkriterien gegliederte, vorläufige Antwort geben. Dabei verweise ich auch auf das in diesem Heft weitergeführte Digital-ABC, in dem wichtige, bisher schon erörterte Begriffe und weitere neue Stichworte erklärt werden.

Sicher erinnern Sie sich noch: Fünf PCM-Prozessoren standen auf unserem Prüfstand, dazu ein Vertreter der analogen Spezies, nämlich die bei HiFi-Tonbandamateuren weitverbreitete Revox A 77, Zweispur, 19 cm/s, allerdings mit Dolby B.

Die Revox A77 war fast überall Referenz

Modernere analoge Konstruktionen sind sicherlich vorstellbar, jedoch gibt es wenig, das heute wirklich deutlich über diese Revox Maschine herausragt.

Statt des von uns verwendeten Bandes Revox 601 gibt es allerdings mittlerweile Besseres (z. B. Revox 631 oder sogar Cr02-Band bzw. EE-Band). Die von uns ermittelten Daten stellen also nicht das Nonplusultra heutiger HiFi-Analogtechnik dar.

im Vergleich zu den digitalen KOnkurrenten

Die Digital-Konkurrenten waren Hitachis V-300E - ein komplettes PCM-Aufzeichnungsgerät, basierend auf VHS-Cassetten nach NTSC-Fernsehnorm -, der schon lange und ausgiebig von uns verwendete Prozessor Sharp RX-1 sowie eine seltene PAL-Version des Sanyo Plus-10. Während diese drei Geräte aus Erprobungsserien stammten bzw. Prototypen waren, wurden auch zwei (allerdings oft mit langen Warteschlangen) im Handel erhältliche Geräte getestet, und zwar der Sanyo Plus-5 und der Sony PCM F1.

Letzterer ist umschaltbar auf die verfeinerte Quantisierung von 16 bit bei erhöhter Anforderung (allerdings bei verminderter Zuverlässigkeit). Eine Besonderheit wiesen auch die beiden Geräte von Sanyo und der Hitachi-Recorder auf; bei ihnen war für Aufnahmen mit unüblich starkem Hochtonanteil die Emphasis abschaltbar.

Im folgenden wird immer die übliche HiFi-Betriebsart bewertet - also: eingeschaltete Emphasis bei PCM und eingeschaltete Dolby-B- Rauschverminderung beim Spulentonbandgerät.
a. k.

Das Resümee in Stichworten :

Gleichlaufschwankungen

Bei PCM-Geräten können keine schnellverlaufenden Gleichlaufschwankungen auftreten. Möglich sind jedoch bei einfach konstruierten Videorecordern geringe langsame Schwankungen unter 1 Hz, die aber gehörmäßig nicht stören und auch vom üblichen Gleichlaufwert nicht erfaßt werden. Beim Analoggerät sind die Gleichlaufwerte zwar um mehr als eine Größenordnung
schlechter, fallen aber trotzdem nur geübten Hörern bei extrem kritischen Signalen auf. Problematisch wird es bei mehrfachem Kopieren, hier werden Fehler der Analogtechnik hörbar. Kritisch sind weiterhin beim analogen Spulengerät die sehr schnellen Gleichlaufschwankungen (als eine Art des Modulationsrauschens); wenn auch nicht auffällig, so bewirken sie doch einen gewissen „Klangbrei".

Geschwindigkeit, Tonhöhe

PCM-Aufzeichnungen können in der Einhaltung der Bandgeschwindigkeit extrem genau sein. Dies ist davon abhängig, ob der Videorecorder seine Bandgeschwindigkeit anhand eines Quarzes nachregelt. Das ist nämlich durchaus nicht bei allen Videorecordern der Fall. Wir haben auch schon bei PCM Tonhöhenfehler von knapp 0,8% festgestellt. Gute Analoggeräte können zuverlässig besser als +/-0,35% sein.

Hochlaufzeit, Startzeit

Hier ist die PCM-Technik weit unterlegen. Versuchen Sie nie, in eine Aufnahme hineinzustarten, Sie werden den Stückanfang vermissen.

Umspulgeschwindigkeit

Diese kann für beide Aufzeichnungsarten ähnlich sein. Allerdings kann man mit der Spulenmaschine eindeutig besser rangieren (kurze Bandstrecken umspulen). In diesem Punkt ist übrigens Betaformat deutlich dem VHS-Videoformat überlegen.

Auch das Rangieren bei VHS über den Bildsuchlauf ist für Amateure nur ein Notbehelf. (Video 2000 wird für PCM kaum verwendet).

Editing, Montage

Die bewährte Montage von Musik- oder Textfragmenten zu einer Sendung bei Analoggeräten durch Schneiden und Kleben entfällt bei Videobändern. Ein Notbehelf ist die Montage durch Überspielung auf ein zweites Gerät (Digital Copy), doch auch dann erhält man keine nahtlosen Übergänge. Die mechanischen Eigenschaften sind insgesamt eher bei der Analogtechnik günstiger, zumindest, was Eigenaufnahmen betrifft.

Unwesentliche Vorteile klanglicher Art stehen deutlichen Bedienungsproblemen gegenüber. Beim Aufnehmen vorgefertigter Musik (ab Schallplatte) spielt das jedoch kaum eine Rolle, dann wiegen die Nachteile von PCM nicht so schwer.
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  • Anmerkung: Das war damals der Stand der digitalen Audio- Aufnahme-Technik. Heute lächelt man über solche Schwächen, es ging aber nicht besser, damals jedenfalls.

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Frequenzgang

Wie von analogen Geräten gewohnt, muß man hier erst auf den Wiedergabefrequenzgang eingehen. Dieser muß bei analogen Geräten immer einige Toleranz aufweisen, weil die Bezugsbänder auch schon mit Fehlern behaftet sind. So kann man im Hochtonbereich wohl kaum etwas Besseres als +/ - 2dB garantieren. Im Baßbereich ist der Frequenzgang wellig und fällt bei einigen Geräten (jedoch kaum bei Revox) früh und deutlich ab. (Kritisch wird dies sowieso bei der von japanischen Herstellern bevorzugten Geschwindigkeit von 38cm/s bei Zweispur.)

Nur wenige HiFi-Bandmaschinen kann man so gut auf die Bandsorte einmessen wie eine Revox. Der Frequenzgang für Aufnahme ist aber auch dann keineswegs linealgerade. Auch hier kann man wohl kaum besser werden als +/- 2dB zwischen 30 Hz und 18 kHz. Bei Sinustönen wird in einem bestimmten Pegelbereich der Frequenzgang zusätzlich noch durch den Dolby-B-Kompander verbogen, bei komplexen Spektren, wie bei Musik, tritt diese Frequenzgangänderung aber kaum auf.

Der Frequenzgang bei PCM ist eine Offenbarung

PCM-Geräte haben einen linealgeraden Frequenzgang (+/-0,5dB) zu bieten. Insbesondere im Baßbereich sind sie eine Offenbarung gegenüber sehr vielen Bandmaschinen. Im äußersten Hochtonbereich (über 20 kHz) fällt der Frequenzgang aber extrem steil ab. Man streitet sich darüber, wie stark dieser Effekt hörbar ist. Vorteilhaft ist auch, daß man bei PCM sichergehen kann: Überall auf der Welt kann der richtige Wiedergabefrequenzgang erreicht werden, da er rein elektrisch und damit berechenbar ist.

Allerdings kann es auch bei PMC einmal Ausreißer geben. Wir benutzten einmal einen Prozessor, der es (durch einen Fehler in dem überaus komplizierten Antialiasingfilter) auf -7dB bei 15kHz brachte. Im Gegensatz zu Analoggeräten konnte dieser Fehler nicht selbst bzw. in einer üblichen Werkstatt durch bekannte Justagevorgänge behoben werden.

Erwähnt werden müssen auch die Azimutprobleme bei Analoggeräten, die in der Praxis noch viele Schwierigkeiten bereiten. Bei PCM ist der Hochtonfrequenzgang davon unbeeinflußt. Die Stereoposition kann somit auch nicht durch Azimut- (das sind auch Phasenschwankungen) verschwimmen (wie besonders deutlich bei allen Cassettenrecordern). Insgesamt muß man hier der PCM-Technik einen Superpluspunkt einräumen.

Verzerrungen

In HiFi-Stereophonie 1982 Heft 09 wurde an Beispielen gezeigt, daß der kubische Klirrgrad von Spulengeräten für die Klangqualität gar nicht so entscheidend ist (es sei denn zum Vergleich von Magnetbandgeräten untereinander). Harte, plötzlich einsetzende Verzerrungen sind kritischer.

Auch müssen beim Vergleich unterschiedlicher Gerätearten die Differenzterzerrungen beachtet werden (HiFi-Stereophonie 1982 Heft 10). Die Verzerrungswerte zeigen, daß die analoge Technik nun doch nicht so schlecht ist, wie manche sie hinstellen. Manche PCM-Geräte können zumindest das Analoggerät nicht klar distanzieren. Wichtig ist dabei, daß man die auffälligen Verzerrungen höherer Ordnung ihrem Einfluß entsprechend stark bewertet. Sehr gut konnte der Sony PCM-F1 abschneiden, die Verzerrungswerte waren ausgezeichnet, wenn auch die Revox bei mittleren Frequenzen und leiser Wiedergabe (400 Hz, -30 dB) überlegen war. Die übrigen PCM-Prozessoren zeigten noch Schwachstellen, dabei ist zu bemerken, daß der Hitachi nur bei Bandaustausch kritische Ergebnisse zeigte, bei Wiedergabe von Eigenaufnahmen waren die Werte gut.

Unter ungünstigen Bedingungen (ungeeigneter Recorder, schlechtes Videoband) können die Verzerrungen deutlich zunehmen. Das kann so extrem sein, daß eine Wiedergabe unter Umständen in Heft 02/1983 auch einfachsten Ansprüchen nicht mehr genügt. Wir haben solche Erfahrungen unter recht üblichen Bedingungen sowohl mit Sanyo Plus 5 als auch Sony PCM-F1 gemacht. Wegen des äußerst umfangreichen Sachverhaltes muß hier auf den Teil 2 unserer Untersuchung in Heft 02/1983 verwiesen werden.

Dynamikumfang

Hier gab es die besondere Überraschung des Tests. Die Revox konnte keineswegs vom PCM-Testfeld distanziert werden (wenn man einmal vom Spezialfall bei Sony mit 16 bit absieht). Der Fremdspannungsabstand der Revox sieht zwar nicht überragend aus, aber das ist das bekannte Restbrummproblem dieser alten Maschine.

Beim Meßwert des Geräuschspannungsabstandes ist zu bemerken, daß das Rauschen von PCM-Geräten bei gleichem Meßwert akustisch wesentlich stärker stört. (Siehe Granulation Noise im Digital-ABC). Dieser Effekt wurde im Testteil 2 gehörmäßig bestimmt und meßtechnisch erfaßt. Bei diesem Test übertraf das Analoggerät sogar die Sony PCM-F1 bei 16 bit. Es zeigte sich, daß man beim Analoggerät 13 bis 22dB mit der Musik tiefer an das Rauschen herangehen kann, ohne daß es besonders stark stört.

Das Fazit beim Dynamikumfang:

Dynamikmeßwerte darf man ohne gewisse Korrekturen zu Ungunsten von PCM-Systemen nicht mit üblichen analogen Geräten vergleichen. Weiterhin darf man bei PCM keinesfalls zu niedrig aussteuern, weil die Verzerrungen zu kleinen Lautstärken hin zunehmen. Mit PCM-Geräten darf man also auch bei (gemessenem) größerem Dynamikumfang keinesfalls sorgloser mit der Aussteuerung umgehen. Zusätzliches Modulationsrauschen ist ein Problem bei hohen Anforderungen an die Analogtechnik. In Teil 1 und 2 sieht man, wie z.B. Hochtonsignale durch Modulationsrauschen tiefere Frequenzbereiche „einschmieren" (Bilder 1.5a und 1.6a).

Eine andere Art von speziellem Modulationsrauschen, treffender als Rauschmodulation bezeichnet, ist das leichte Aufschwellen des Grundrauschens bei lauter Wiedergabe durch den Kompander. Dieses Rauschen wird zwar weitgehend durch die Nutztöne verdeckt, aber ein Rest kann hörbar bleiben.

Beim Analoggerät tritt es durch den Dolby-B-Kompander auf, bei PCM durch D/A- und A/D-Wandler mit kompandierter Kennlinie. So nimmt bei der
Dolby-Revox das Grundrauschen bei hoher Aussteuerung um gut 8dB zu, bei den Sanyo-Prozessoren (12 + 2 bit) sind es theoretisch 12dB, praktisch sind es weniger, weil die Geräte von vornherein schon stark rauschen, die Zunahme erscheint daher kleiner. Analoge Geräte haben hier aber wieder den Nachteil, daß sie Rauschfahnen ziehen können. Während das PCM-Gerät sofort nach Beendigung des Tones das Rauschen üblicherweise wieder vermindert, muß sich der analoge hierzu Zeit lassen. Während bei Dolby-B solche Fahnen kaum herausgehört werden, sind sie für stärker wirkende
Rauschverminderungssysteme wie z.B. für dbx auffällig.

Höhendynamik, Höhenaussteuerbarkeit

Im Hochtonbereich ist PCM überlegen, die Höhendynamik ist wesentlich besser (allerdings sind hier Steigerungen bei der Spulenmaschine durch ein besseres Bandmaterial möglich). Die saubere Abspeicherung des Hochtonbereiches macht allerdings auch bei der Aufnahme Probleme, weil alles mit PCM etwas anders klingt. Eine analoge Aufzeichnung kann manche Aufnahme- (auch Mikrophon-)fehler schönen. Bei der Wiedergabe können Hoch- und eventuell auch Mittentöner stärker belastet werden. PCM überträgt stärkere Impulsspitzen im oberen Frequenzbereich.

Übersprechdämpfung, Löschdämpfung

Die Löschdämpfung bei PCM ist geradezu ideal. Kein leise „wiederauftauchendes" Restsignal wie bei Analogbändern ist möglich. Und die Übersprechdämpfung ist ausschließlich durch die Elektronik begrenzt, Werte wie bei Verstärkern sind also erreichbar. Damit könnte man die beiden Stereokanäle sogar für völlig unzusammenhängende Informationen verwenden (allerdings nur bei gleichzeitiger Aufnahme, da links und rechts nicht wie beim Spulentonbandgerät getrennt aufgenommen werden können.
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Zuverlässigkeit

In PCM-Prospekten wird immer wieder die mangelnde Zuverlässigkeit von analogen Bandmaschinen kritisiert; ich kann diese Kritik nicht teilen. Ohne großen Aufwand ist mit analogen Tonbandmaschinen eine sehr hohe Zuverlässigkeit erreichbar, das gilt auch in Hinsicht auf die elektroakustischen Übertragungsdaten solcher Maschinen.

Dagegen ist auch heute (in 1983) noch keineswegs gesichert, daß man bei PCM nicht doch plötzlich einen 2s langen Aussetzer hat. Solche Aussetzer können eine mehrere Stunden lange Aufnahmearbeit zunichte machen. So weit möglich, macht man daher bei wichtigen Aufnahmen immer eine Doppelaufnahme auf zwei Videorecordern (oder wenn es keine Liveaufnahme ist, auch zwei Aufnahmen hintereinander). Wie in Teil 2 festgestellt wurde, ist es aber keineswegs so, daß die Musikqualität entweder einwandfrei ist oder gar nichts klappt.

Die Consumer-Technik ist nicht perfekt

Es gibt genug Fälle, in denen das Gerät Musik verarbeitet, aber mit deutlich eingeschränkter Qualität. Vorsicht und Einarbeitung in die neue Technik sind wichtig. Nicht zuletzt ist folgendes zu beachten (und da habe ich mich schon oft ärgern müssen): Vor einer Aufnahme ist der Videoeingang am Recorder einzuschalten (damit man nicht ARD oder ZDF aufnimmt), dann ist der Videorecorder und der Prozessor (zumindest bei RX-1 und Plus 5) auf Aufnahme zu schalten. Bei häufigem Rangieren mit Aufnahme-Wiedergabewechseln kann es sonst schon mal vorkommen, daß man den Aufnahmeanfang durch versäumtes Umschalten verpatzt.

Zudem sind übliche Videorecorder so unübersichtlich, daß es einem vor Rangierarbeit und Montage per Überspielen graust. So gut PCM klingen kann - lieber ist mir eine vollständige Live-Aufnahme als eine extrem gute (statt einer „nur" sehr guten) unvollständigen Aufnahme.

a. k.

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