Ende Januar hatten sich Dirk Sommer und ich mit Marcin Hamerla, HEM CEO, und Paweł Gorgoń, HEM Head of R&D, zum Interview per Teams verabredet. HEM ist das Unternehmen, das hinter der Marke Ferrum Audio steht.

Roland Dietl: An USB als Audio-Verbindung scheiden sich bekanntlich die Geister. Da passt es perfekt, dass Ihr mit uns über USB sprechen wollt. Warum eigentlich?
HEM:Wie Ihr wisst, werden wir in Kürze einen Streamer auf den Markt bringen. Es sieht so aus, als gäbe es aktuell zwei Verbindungsarten im Digital-Audiobereich, die in aller Munde sind: USB und I2S. Wir führen ständig Diskussionen mit Kunden und anderen Leuten über I2S und USB, weil die einen glauben, dass USB besser ist als I2S, während die anderen das Gegenteil denken. Wir möchten gerne unsere Sichtweise zu diesem Schnittstellen-Thema vorstellen.
Roland Dietl: Und wie ist Euer Standpunkt dazu?
HEM:Die ersten Audio-Interfaces kamen in Form von Soundkarten auf den Markt, die in PCs verwendet wurden. Diese Soundkarten ermöglichten es, Ton digital aufzunehmen und wiederzugeben. Allerdings hatten sie Einschränkungen hinsichtlich der Konnektivität und der Klangqualität. Diese Karten sind aber im Laufe der Zeit „ausgestorben“.
Also musste man irgendwann auf Standard-Computerschnittstellen zurückgreifen. Anfangs war Firewire die gängige Schnittstelle, um hochwertige Audiogeräte an den Computer anzuschließen. Es war eine beliebte Schnittstelle, aber irgendwann wurde sie von den Herstellern abgeschafft, weil USB ihren Platz eingenommen hatte. Und USB war anfangs eine sehr schlechte Schnittstelle für die Datenübertragung, weil man nicht über die geeignete Software verfügte, es war langsam und „noisy“.
Aber mit der Zeit wurde USB immer beliebter und irgendwann begann USB auch im Audio-Bereich den Mark zu dominieren. Die meisten Anwender benutzten schließlich USB, waren aber nicht sehr glücklich damit und es gab und gibt viele Vorurteile und Missverständnisse über USB. Einige Leute dachten irgendwann, dass es schön wäre, etwas Besseres als USB zu haben. Und das war insbesondere PS Audio. Die Leute bei PS Audio hatten die Idee, eine Schnittstelle zu entwickeln, die anstelle von USB verwendet werden kann, und diese Schnittstelle heißt I2S.

Roland Dietl: Wo liegt denn das Problem bei USB?
Was die Qualität angeht, so waren USB-Implementierungen in DACs in der Vergangenheit oft nicht besonders gut. Es gibt ein Problem mit Störgeräuschen, das auftreten kann, wenn die Implementierung auf dem Computer unsachgemäß ist, denn dann können die Störgeräusche in das System eingespeist werden. Nur sind Störgeräusche, die aus dem Streamer, dem Computernetzwerk und so weiter. herrühren, ein Grundsatzproblem, wenn sie zum DAC gelangen. Das gilt für alle Schnittstellen, denn wenn eine Verbindung zwischen dem Streamer/Transport, wie auch immer wir ihn nennen mögen, und dem DAC besteht, bedeutet das, dass die Störgeräusche von einem zum anderen Gerät übertragen werden können. Es ist also nichts Spezifisches für USB, sondern etwas, das für jede Verbindung gilt.
Roland Dietl: Könnt Ihr uns genauer erklären, warum Ihr USB bevorzugt?
HEM:Es gibt hardware- und softwarebezogene Gründe.
Roland Dietl: Beginnen wir mit den unterschiedlichen Konzeptionen.
HEM:I2S ist nichts Neues, es ist die älteste digitale Schnittstelle, die im Audiobereich wird. Es ist eine von Philips bereits in den 1980er Jahren entworfene Schnittstelle zur Übertragung von digitalen Audio-Daten innerhalb von Geräten zwischen Chips auf Platinenebene.
I2S ist theoretisch eine sehr einfache Lösung. Man hat einen I2S-Sender und einen I2S-Empfänger. Aber in Wirklichkeit ist alles viel komplizierter, wenn es zum Beispiel um die Taktung geht. Bei den meisten I2S-Implementierungen kommt der Takt vom Sender, was nicht ideal ist. Hier werden sowohl Daten als auch ein Taktsignal an den DAC übertragen. Das kann dazu führen, dass der DAC nicht seine volle Leistung erbringen kann, wenn das Quellgerät einen Takt in schlechter Qualität anliefert, da er diesen Takt für seinen Betrieb verwendet. Hinzu kommt, dass ein empfindliches Taktsignal über eine externe Verbindung übertragen wird.
Bei USB ist dagegen eine asynchrone Audioübertragung möglich, bei der der DAC seinen eigenen internen Taktgeber verwendet und die Quelle, ein Computer, überhaupt kein eigenes Taktsignal liefert, so dass es keinen Jitter gibt.
Roland Dietl: Ihr meint Jitter bei der Übertragung?
HEM:Ja richtig, Jitter bei der Übertragung oder Jitter, der auf der Takt-Leitung entsteht.
Roland Dietl: Was spricht aus Eurer Sicht noch für USB?
HEM:Für I2S gibt es keinen verbindlichen Standard. Das ist unproblematisch, wenn man es innerhalb eines Gerät verwendet, das man selbst entwickelt. Wenn diese Schnittstelle jedoch zwischen verschiedenen Geräten verwendet wird, müssen wir die richtige Konfiguration auf Sender- und Empfängerseite sicherstellen. Allerdings fehlt dieser Schnittstelle eine Art Kommunikationskanal, um die Konfiguration auf beiden Seiten selbstständig zu erkennen. Deshalb muss man das in beiden Geräten manuell konfigurieren. Hinzu kommt, dass es keine genormte Steckverbindung gibt. Der USB-Anschluss ist dagegen ein Standardanschluss.
Roland Dietl: Was wären denn dann überhaupt die möglichen Vorteile von I2S gegenüber USB?
HEM:Wir haben keine gefunden. Wir wollten einen Weg finden, I2S zu verbessern, aber dann haben wir erkannt, dass wir versuchen, etwas zu entwickeln, das in seiner Funktionsweise USB sehr ähnlich ist.
Sagen wir es mal so: das ist eine Menge Arbeit, die unnötig ist, weil wir genau diese Dinge in USB bereits implementiert haben. Ja, wir würden sagen, dass USB eine ausgereifte Schnittstelle ist, die bereits alle notwendigen Softwarekomponenten enthält.
Roland Dietl: Warum habt Ihr dann eine I2S -Schnittstelle beim Wandla DAC implementiert?
HEM:Weil das eine Anforderung unserer Kunden war. Es gibt am Markt einige hochwertige CD-/SACD-Laufwerke, die einen I2S Ausgang besitzen. Unser Ziel ist nicht, dass unsere Geräte alles können, aber wenn wir Funktionen hinzufügen können, die die Einsatzmöglichkeiten erweitern, dann ist das für uns in Ordnung. In Verbindungskonstellationen, in denen, wie bei SPDIF und AES, der Takt von der Quelle vorgegeben wird, mag I2S flexibler und vielleicht besser sein, weil es eine eigene Leitung für das Taktsignal gibt und man den Takt nicht wie bei SPDIF und AES aus dem Signal wiederherstellen muss.

Roland Dietl: Kommen wir noch einmal zurück zu USB. Was ist mit der 5-Volt-Leitung bei USB? Die 5 Volt werden doch von der Quelle erzeugt. Wenn diese Quelle ein Computer ist, dann ist die Qualität meistens sehr schlecht. Dann werden doch über diese Leitung jede Menge Störgeräusche in den DAC eingeführt?
HEM:Das stimmt, aber dazu gibt es zwei Dinge zu sagen. Wir brauchen diese Leitung nur, um Verbindungen und Trennungen zu erkennen. Wir verwenden diese Leitung natürlich nicht, um die Stromversorgung innerhalb des DAC zu gewährleisten. Wir gehen immer davon aus, dass keine gute Quelle für 5 Volt und Masse vorhanden ist. Das Problem besteht aber auch bei Verwendung einer anderen Schnittstelle, da immer die Masse verbunden ist.
Roland Dietl: Ja das ist richtig, aber ich habe nicht die Masseverbindung gemeint. Das ist ein anderes Thema. Ich habe über die 5 Volt Leitung gesprochen.
HEM:Zunächst einmal filtern wir mögliche Störgeräusche auf der 5 Volt-Leitung. Wir tun das mit einem großen Widerstand und einem Kondensator. Dann achten wir darauf, dass wir auf der DAC-Seite eine sehr kurze Verbindung zwischen dem USB-Eingang und dem USB-Chip haben. Mit einem sorgfältigen Platinen-Layout gewährleisten wir, dass es keine Möglichkeit gibt, Störgeräusche auf der 5 Volt Leitung innerhalb der Schaltkreise weiter zu übertragen.
Roland Dietl: Sehe ich es richtig, dass es im Wandla DAC keine galvanische Trennung gibt?
HEM:Ja, im Wandla gibt es keine galvanische Trennung, aber bei unseren neuen Produkten wird es eine solche geben.