So funktioniert Klang

Jedes Mitglied eines 100-köpfigen Orchesters erzeugt mehrere solcher Schallwellen aus den Grund- und Obertönen seines Instruments, und dank der Einzigartigkeit jeder Schallwelle sowie räumlicher Anhaltspunkte aus ihrem Timing kann unser bemerkenswerter Hörsinn unter den richtigen Bedingungen jeden Spieler unterscheiden.

Umso bemerkenswerter ist es, dass ein paar kleine Boxen in unserem Wohnzimmer, die mit elektrischem Strom und einem Magneten betrieben werden, den Klang des Orchesters mit ziemlicher Genauigkeit wiedergeben können. Das ist die Magie der Audiowiedergabe, aber nicht jede Stereoanlage ist gleich.

Heutzutage ist es für einen Lautsprecher ein Leichtes, einen Klang zu reproduzieren, der als Akustikgitarre erkennbar ist; diese Gitarre jedoch genau so klingen zu lassen, wie sie im wirklichen Leben klingt, und dabei alle Komplexitäten ihres Klangs zu erhalten, ist eine außerordentlich große Herausforderung. Und dem Hörer vorzugaukeln, dass er sich tatsächlich in einem Live-Konzert befindet, ist der Heilige Gral der HiFi Technik. Kritische Hörer und Audiophile (Liebhaber des naturgetreuen Klangs) geben zu, dass dies noch nicht gelungen ist, egal wie teuer die HiFi-Anlage ist. Trotzdem geben die HiFi Ingenieure das Streben nach Perfektion nicht auf.

Der am einfachsten erkennbarste Teil einer HiFi-Kompaktanlage sind natürlich die Lautsprecher. In der Regel handelt es sich um rechteckige Boxen mit einem kuppelförmigen Hochtöner und einem oder zwei konischen Treibern, die jeweils an einem Elektromagneten befestigt sind, der von einem starken, zylindrischen Magneten umgeben ist. Eine Frequenzweiche filtert die verschiedenen Frequenzen des Schalls zu dem Treiber, der sie am besten wiedergeben kann. In einem Bereich, der so sehr von Änderungen des Timings im Bereich von Hundertstel- oder Tausendstelsekunden abhängt, muss die kolbenartige Treiberanordnung (die die Luft komprimiert, um eine Schallwelle zu erzeugen), die Frequenzweiche (die das eingehende Musiksignal verwaltet), und das Gehäuse (in dem alles untergebracht und verankert ist), müssen nach anspruchsvollen Standards gebaut sein.

Betrachtet man die andere Seite der Signalkette, so stammt die Musik von einer Quelle, einer CD, einer lokal gespeicherten oder über das Internet gestreamten digitalen Datei oder einer Schallplatte. Jede hat ihre eigene Wiedergabemethode, die unterschiedlich funktioniert. Das Ziel ist jedoch dasselbe: die Umwandlung einer Musikaufnahme in ein elektrisches Signal, dessen normale Sinuswelle in ein Analogon der ursprünglichen Schallwelle umgewandelt wird. Dieses elektrische Signal durchläuft einen Verstärker, der es mit Extrastrom verstärkt, wobei das empfindliche Originalsignal nicht verzerrt werden darf. Dieser verstärkte elektrische Strom gelangt schließlich in die Lautsprecher. Wie bereits erwähnt, magnetisieren die Spitzen und Tiefen dieses elektrischen Signals den Elektromagneten, so dass er seinen Treiber hin- und herbewegt und die Luft vor ihm genau so komprimiert, wie es bei der ursprünglichen Aufnahme des Tons der Fall war.

Oder zumindest hoffen wir das. Wie bereits erwähnt, ist die Umwandlung von Schall in Elektrizität und wieder zurück in Schall eine bemerkenswerte technische Meisterleistung. Diesen Klang zunächst in ein Datenformat wie eine digitale Datei zu übersetzen und dann die musikalische Wellenform von Grund auf zu rekonstruieren, ist allerdings noch schwieriger.

Die Rillen einer Schallplatte sind eine physische Darstellung der Schallwellenform, und eine Nadel, die die Rille abtastet und an einem Elektromagneten befestigt ist, erzeugt grob invertiert ein analoges elektrisches Modell des Klangs, das wie ein Lautsprecher das elektrische Signal in eine Schallwelle umwandelt. Im Gegensatz dazu enthält eine digitale Datei keine physische Spur der ursprünglichen Schallwelle. Stattdessen wird die Schallwelle bei der Kodierung in winzige Teile zerlegt, jeder Teil wird entsprechend seiner Amplitude bewertet und dann wird jeder Wert aufgezeichnet. Anhand dieser Daten kann ein Digital-Analog-Wandler (DAC) in einem HiFi-Soundsystem die elektrische Darstellung der Wellenform rekonstruieren, um den Verstärker und die Lautsprecher zu speisen.

Je näher die Anzahl der Slices pro Sekunde (oder die Abtastrate) gegen unendlich geht, desto näher kommt die digitale Wellenform dem Original. Da die meisten Menschen pro Ohr nur bis zu einer Frequenz von etwa 20 kHz hören können, wurde die Abtastrate von 44,1 kHz bei der Erfindung und Markteinführung der CD als mehr als ausreichend angesehen, um kontinuierliche Musik zu simulieren. Inzwischen wurden wir jedoch eines Besseren belehrt, da die im Mastering-Prozess an einem Musiktitel vorgenommenen Änderungen bei niedrigeren Abtastraten Artefakte verursachen können, und durch das scharfe Abschneiden der Tondaten außerhalb des Hörbereichs werden Obertöne höherer Ordnung eliminiert.

Obwohl sie vom menschlichen Ohr nicht direkt gehört werden, sind sie spürbar und verleihen einem gut aufgenommenen Musikstück ein Gefühl von Raum und Atmosphäre. Daher ist ein Großteil der heute zum Verkauf stehenden Musik in hoher Auflösung erhältlich, d. h. mit einer höheren Abtastrate als bei einer Standard-CD - oft bis zu 192 kHz. Solche Musik hat in der Regel auch eine größere Bittiefe (24 Bit im Vergleich zu 16 Bit auf einer CD), was die Menge der pro Slice aufgezeichneten Daten und den Dynamikbereich widerspiegelt, den die Aufnahme erfassen kann, was einen noch naturgetreueren Klang ergibt.

In den letzten vier Jahrzehnten haben wir jedoch gelernt, dass die Unterhaltungselektronik, auf die wir uns bei der Verarbeitung solcher Dateien verlassen - DAC-Chips, Ethernet-Kabel, Netzteile - für die Präzision, die erforderlich ist, um eine chronologische Datenkette in eine realistische Klangwelle umzuwandeln, schockierend schlecht geeignet ist. Computer und Internet wurden entwickelt, um sicherzustellen, dass Daten intakt ankommen. Sie verwenden Algorithmen, die Datenverluste berücksichtigen und korrigieren, allerdings ohne Rücksicht auf Chronologie und Timing.

Das ist dann ein Problem, wenn ein Datenpaket einer Musikdatei auf dem Weg verloren geht. Es hilft es nicht, zurückzugehen und es abzurufen; dieser Moment in der Musik ist verloren, und die Klangwelle ist unterbrochen. Dieser Mangel an Kontinuität im Timing des Signals wird als Jitter bezeichnet und ist ein wesentlicher Grund dafür, dass rein analoge Quellen wie Plattenspieler und Tonbandgeräte über Jahrzehnte hinweg ihre Beliebtheit bewahrt haben; bei rein analogen Signalen gibt es keinen Jitter. Darüber hinaus erzeugen Computerprozessoren und Netzteile, ebenso wie Wi-Fi und sogar verkabelte Ethernet-Kabel (je nach Ausführung) massive elektromagnetische Störungen. Dies beeinträchtigt ebenfalls die Integrität des Klangs.

An der Spitze steht die Technics JENO Engine. Die Abkürzung JENO steht für Jitter Elimination and Noise-shaping Optimisation. Das so genannte "Gehirn" des SC-PMX802 bekämpft Jitter durch eine firmeneigene Technologie, die das eingehende Signal neu taktet und Jitter in den Hochfrequenzbereich verschiebt, wo er nicht mehr wahrnehmbar ist. Zerlegung der eingehenden digitalen Musikdatei erzeugt eine sanftere Präsentation mit einem gleichmäßigeren und daher natürlicheren Hochfrequenzabfall. Darüber hinaus ist der Ausgang des SC-PMX802 vollständig symmetrisch, was bedeutet, dass elektromagnetische Störungen passiv erkannt und aus der Signalkette entfernt werden.

Der SC-PMX802 kann hochauflösende digitale Standarddateien und DSD, was viele als das bestmöglichste digitale Audioformat betrachten, wiedergeben. Zusätzliche Probleme entstehen allerdings wenn Daten mit niedriger Qualität in komprimierten Dateiformaten (MP3 über CD oder dem ohnehin stark komprimierten Bluetooth) abgespielt werden sollen. Bei der Komprimierung wird eine kleinere Datei erzeugt, indem Klänge entfernt werden, die unter anderen, ähnlichen Klängen verborgen sind und von einem gelegenheitshörer normalerweise nicht wahrgenommen werden.

Ein aufmerksamer Zuhörer kann mit einer hochqualitativen Stereoanlage schnell reduzierte Klangqualität wahrnehmen, besonders im Vergleich zu verlustfreien CDs oder einer hochauflösenden Version des selben Lieds. Der komprimierte Track klingt rauer, körniger und weniger offen, da ein Großteil der Daten, die entfernt werden, obere Obertöne von Musikinstrumenten und räumliche, umgebende Signale wie das subtile Echo des Aufnahmeraums sind. Der schimmernde Nachhall eines Beckenschlags zeigt dies oft sehr deutlich.

Aber auch dafür bietet der SC-PMX802 mit seiner Re-Master-Technologie eine Lösung. Diese analysiert einen Musiktitel in Echtzeit, sucht nach verräterischen hochfrequenten Verzerrungen und ersetzt sie durch gleichwertige, aber weniger verzerrte harmonische Komponenten. Wenn Sie nicht immer verlustfreie Audiodateien zur Verfügung haben, ist dies ein Tool, das in einer echten HiFi Kompaktanlage nicht fehlen darf.

Musik ist als als lebendige Kunst für das menschliche Leben von grundlegender Bedeutung. Fernsehen und Film verbinden uns mit bekannten und unbekannten Realitäten. Für Unzählige ist das Erleben von Kunst in Echtzeit, während sie entsteht, die wichtigste Art, Kunst zu genießen. Aus diesem Grund ist die Möglichkeit, ein Live-Erlebnis über ein High-Fidelity-System wiederzugeben und vollständig in die Klangwelt einzutauchen, in der die Musik oder der Film spielt, ein wunderbarer moderner Luxus.

Die Wiedergabe mag einfach klingen, und die Flut preiswerter Stereoanlagen auf dem Markt zeigt, wie selbstverständlich sie oft ist. Aber eine gute Klangwiedergabe ist teuflisch komplex. Der HiFi-Luxus eines naturgetreuen Klangs ist allerdings jetzt für jedermann verfügbar, dank des technologiegeladenen SC-PMX802 von Panasonic. Diese Mini HiFi Kompaktanlage findet überall in Ihrem Heim Platz. Möge es Ihren Hörgenuss zu neuen Höhen führen.