Nüchtern betrachtet, ist jeder DAT-Recorder eine Symbiose aus einem Acht-Millimeter-Videorekorder und einem CD-Spieler. Auf der winzigen Cassette zeichnen die Digitalrecorder freilich Musikinformationen statt Videosignale in einem CD-ähnlichen Bitformat auf.

Deshalb verwundert es auch nicht, daß die Wiedergabe-Elektronik eines DAT bis auf kleine Abweichungen der Elektronik eines gängigen CD-Spielers gleicht. Dabei werden die gleichen Digital/Analog-Wandler, Tiefpaßfilter und sogar das Oversampling-Verfahren eingesetzt. Vier Jahre Entwicklungs-Knowhow verhelfen den DAT-Recordern von der ersten Generation an zu einem technisch nahezu perfekten Wiedergabe-Teil.

Bei der Aufnahme-Elektronik (Anmerkung : also bei dem analogen Teil) betreten jedoch viele Entwickler Neuland. Das betrifft neben der Analog/Digital-Wandlung vor allem das sogenannte Anti-Aliasing-Filter. Dieses Tiefpaßfilter muß unter allen Umständen verhindern, daß Signale, deren Frequenz höher als die halbe Abtastfrequenz (24.000 Hertz) ist, zum A/D-Wandler gelangen.

Solche hochfrequenten Signale würden nämlich durch das Abtastverfahren an der Samplingfrequenz in den hörbaren Bereich gespiegelt (englisch: aliasing). Da sie dann kein ganzzahliges Vielfaches der ursprünglichen Frequenz mehr sind, würden sie sich als nichtharmonische Verzerrungen äußerst störend bemerkbar machen.

Das zwangsläufig analog aufgebaute Anti-Aliasing-Filter muß daher Frequenzen oberhalb von etwa 22.000 Hertz extrem steilflankig abschneiden. Die beiden Forderungen - möglichst linearer Frequenzgang im Durchlaßbereich und extreme , Dämpfung unmittelbar oberhalb der Grenzfrequenz - widersprechen sich allerdings in der klassischen Filtertechnik. Die Kunst der Entwickler ist es, hier bei vertretbarem Aufwand den idealen Kompromiß zu finden.

In der Regel haben solche Filter grundsätzlich nichtlineare Phasengänge. Das heißt, Signale mit tiefer Frequenz erreichen den Eingang des A/D-Wand-lers früher als solche mit hoher Frequenz. Die praktische Folge: schlechtere Impulswiedergabe und Überschwinger (siehe Bildschirmfoto eines Rechtecksignals).

Um eine faire Beurteilung der Anti-Aliasing-Filter der getesteten DAT-Recorder zu sichern, hat AUDIO zusätzlich den Aufnahmeteil des PCM-Prozessors Sony PCM-1610 untersucht - der wird von den meisten Aufnahmestudios fürs CD-Mastering verwendet.

Ein gravierender Unterschied zum DAT-Filter zeigt sich schon an der Dämpfung bei 24.000 Hertz, also bei der Frequenz, ab der kein Signal den Wandler erreichen darf. Während der Sony PCM-1610 hier eine Dämpfung von 70 Dezibel erreicht (Anmerkung : also ein sehr extrem steilflankiges Filter) , begnügen sich die DATs mit Werten um 20 Dezibel.

Das Frequenzgang- und Phasenverhalten der getesteten DAT-Recorder (JVC XD-Z1100 und Sony DTC-1000ES) wurde getrennt für den Aufnahme-, Wiedergabe- und Aufnahme- plus Wiedergabe-Betrieb untersucht.

Wie erwartet, verlaufen sowohl Frequenz- als auch Phasengänge im Wiedergabe- Betrieb äußerst linear. Auffallend ist der leichte Höhenanstieg, der allerdings offensichtlich beabsichtigt ist.

Denn so kann der etwas deutlichere Höhenabfall im Aufnahmebetrieb kompensiert werden (siehe Aufnahme/Wiedergabe-Kurven) .

Gemessen an den zu lösenden Problemen bei den Anti-Aliasing-Filtern, sind die Frequenz-und Phasengänge des JVC und Sony im Aufnahmebetrieb sehr gut gelungen. Die bei den DAT-Recordern zwar geringe, doch in Fachkreisen als hörbar eingestufe Welligkeit der Frequenzgänge ab zirka 6000 Hertz wird bei professionellen Geräten, wie die Kurve des PCM-1610 beweist, mit hohem technischen Aufwand vermieden.

Die mir bekannten "Fachkreise" (beim Hessichen Rundfunk) haben verlauten lassen, daß auch nach mehrstündigem Abhören ihrer DAT Aufnahmen (Studer DAT Recoder) nicht der kleinste - also kein Unterschied zu hören war.

Dafür leistet sich der (Anmerkung : heutzutage uralte) Profi-Prozessor deutlichere Phasendrehungen von bis zu 240 Grad bei 19.000 Hertz. Der Pegelabfall zu tiefen Frequenzen hin ist beabsichtigt und soll Trittschallstörungen bei Mikrofonaufnahmen vermindern.

Wie der Vergleich der Kurven beweist, ist für die Gesamtqualität der getesteten DAT-Recorder (Aufnahme plus Wiedergabe) fast ausschließlich die Aufnahme-Elektronik verantwortlich.

Zukünftig (wir sind hier immer noch in 1987 !!) sind daher vor allem bei der Aufnahme-Elektronik Verbesserungen denkbar.

Beispielsweise könnte auch hier das Oversampling-Verfahren einfachere Anti-Aliasing-Filter ermöglichen. Dadurch wären lineare Frequenz- und Phasengänge realisierbar.

Die zu hohen Frequenzen hin steil abfallenden Phasengänge der getesteten Digitalrecorder verursachen bei impulsartigen Signalen (hier: Rechtecke) deutlich sichtbare Überschwinger.

von Peter Bengel in 07/1987