KHV, DAC usw. Was ist das und wozu?

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*Jimmy*
Schaut ab und zu mal vorbei
#1 erstellt: 03. Mai 2014, 20:41
Hallo ;),

ich habe zunächst zwei grundlegende Fragen:

A) Wann wird ein Kopfhörerverstärker verwendet?
B) Wann wird ein Digital-Analog-Wandler verwendet?

Mich interessiert ausschließlich der technische Hintergrund - keine Meinungen! Letztere erstrecken sich ins Endlose. Mittlerweile habe ich alles schon irgendwo einmal gelesen. Mein grundlegendes Verständnis ist bisher:

zu A)
Kopfhörerverstärker werden verwendet, wenn die Ausgangsleistung des Quellgerätes zu gering ist. Dies ist z.B. im Fall hochohmiger Kopfhörer der Fall. 600 Ohm KH lassen sich schwer bzw. nur leise etwa an einem Smartphone betreiben.
Folgerung: Kopfhörerverstärker wirken sich nur auf die ausgegebene Lautstärke aus.

zu B)
Digital-Analog-Wandler sind nahezu überall eingesetzt. Sie wandeln (wie der Name sagt) das digitale Signal etwa von CDs in ein Analoges Signal um. Einfach gesagt: Sie wandeln Nullen und Einsen in Spannungen um. Je nach DAC kann die Qualität der Wandlung schwanken. Aus diesem Grund kann ein DAC sinnvoll sein.
Folgerung: Digital-Analog-Wandler wirken sich nur auf die ausgegebene Klangqualität aus.

1) Mittlerweile habe ich schon öfter gelesen, KHVs wirkten sich auf die Klangqualität aus.
Stimmt das? Falls ja: Wie kann ich mir das technisch vorstellen? Wodurch verbessert sich die Qualität.

2) Wirkt sich der Einsatz eines KHV positiv aus, wenn ich einen niedrigohmigen Kopfhörer verwende (bis 80 Ohm)? Weil einzelne Frequenzen bei schlechten Quellen untergehen ... z.B.

3) Ist es sinnvoll einen DAC für mein Smartphone und einen KH 140 €+ (Beyerdynamic DT990 250 Ohm z.B.) zu verwenden?

4) Was passiert, wenn ich einen DAC an mein Smartphone (oder eine andere Quelle anschließe)? Wird der "schlechtere" DAC überbrückt? Denn es muss ja schon einer vorhanden sein. Sonst würde ich keine Musik hören.

Vielen Dank schonmal für eure Antworten!

Grüße


[Beitrag von *Jimmy* am 03. Mai 2014, 20:42 bearbeitet]
Sprechverbot
Stammgast
#2 erstellt: 04. Mai 2014, 02:30
Abend Jimmy,
obwohl meine Beitragszahl nicht auf Kompetenz schließen lässt ( ), versuche ich, die Fragen nach bestem Wissen und so verständlich wie möglich zu beantworten.


*Jimmy* (Beitrag #1) schrieb:
A) Wann wird ein Kopfhörerverstärker verwendet?

Da gibt es grundsätzlich erstmal drei mir bekannte Gründe:

1. Der am KH-Ausgang angeschlossene Kopfhörer ist zu leise.
Die Lautstärke eines KH hängt nicht nur (wie von dir beschrieben) von dessen Impedanz (Nennwiederstand) ab, sondern auch vom Verhältnis Schalldruck/Spannung des KH (oftmals Empfindlichkeit SPL/mW genannt) in Abhängigkeit von der zugeführten Leistung (fast immer in mW angegeben). Hier gilt:
dBSPL = Sensitivity in dB/mW + 10 * LOG ( Pmax in mW)
Der SPL-Wert ist fix, nur vom KH abhängig und fast immer angegeben. Übrig bleibt die Leistung, die dem KH zugeführt wird, selbst nur vom Verstärker abhängt und sich wie folgt berechnet: P = U * I
Setzt man jetzt das Ohmsche Gesetz I = U / R für I ein, so erhält man: P = U^2 / R
Die Impedanz selbst ist frequenzabhängig (kann also durchaus stark unterschiedlich sein) und wird für gewöhlich für 1kH angegeben. Ich nehm jetzt als Beispiel den genannten DT990@250Ohm. Für den Ton bei 1kH beträgt der Widerstand 250Ohm.
-> P = U^2 / 250Ohm
-> dBSPL = Sensitivity in dB/mW + 10 * LOG (U^2 / 250Ohm)
Jetzt ist nur noch die Maximalspannung der Quelle für die Lautstärke des KH entscheidend. Sollte diese also nicht ausreichen, ist ein KHV zu empfehlen.

2. Der Verstärker vermurkst das Signal.
Qualitativ minderwertige Komponenten oder ein schlechter Aufbau in der Schaltung können zu folgenden Problemen bei der Verstärkung des Signals führen:
- Hintergrundrauschen
- Kanalungleichheit (bspw. rechts lauter als links)
- starker Crosstalk zw. den Kanälen
- Verschiebungen in der Frequenzkurve (bestimmte Frequenzen werden stärker/weniger stark verstärkt)
- einige weitere, die mir nicht einfallen
Sollte irgendwas aus dieser Liste störend sein, ist ebenfalls ein KHV zu empfehlen. (Wobei jedoch nicht alle Probleme nur mit diesem zu tun haben müssen, sondern auch in anderen Komponenten der Audiokette entstehen können.)

3. Hohe Ausgangimpedanz des KHV + niedrige Impedanz des KH
Ist die Ausgangimpedanz des Verstärkers (also der Widerstand innerhalb des Schaltung) zu hoch (grob gesagt größer als 1/8 der KH-Impedanz), so kann folgendes schief gehen:
- Es kann zu Problemen mit KH mit niedriger Impedanz (16-32 Ohm) kommen, da die Spannung aufgrund des im Verhältnis hohen Vorwiderstandes nicht ausreicht.
- Der Frequenzverlauf kann sich verändern, da das Verhältnis zw. der sich mit der Frequenz ändernden Impedanz des KH und der Ausgangsimependanz des KHV sich verschiebt. Besondere Probleme gibt es hier mit InEar-KH mit mehreren BalancedArmature-Treibern.
- Die elektrische Dämpfung der Schwingspule wird reduziert (gleiche Begründung wie beim zweiten Aufzählungsstrich). Die Folge hieraus wird/kann ein unkontrollierterer Bass sein.


Zu deinen zwei Fragen den Kopfhörerverstärker betreffend:

1) Mittlerweile habe ich schon öfter gelesen, KHVs wirkten sich auf die Klangqualität aus.
Stimmt das? Falls ja: Wie kann ich mir das technisch vorstellen? Wodurch verbessert sich die Qualität.

Ein KHV kann die Klangqualität nicht verbessern, da er nichts hervorzaubern kann, was nicht im Signal bereits vorhanden ist. Manchen Verstärkern (v.a. Röhrenverstärkern) wird jedoch ein eigenes Klangbild nachgesagt. Dieses fußt auf Verschiebungen im Frequenzverlauf und also in Anhebungen/Absenkungen der Laustärke einzelner Frequenzbereiche. Sollte ein KHV den Klang besser/transparenter/blabla machen, dann liegt das vermutlich an seinem Frequenzverlauf.
Sollte man dennoch eine Verbesserung unabhängig davon feststellen, so kann das an den weiter oben genannte Gründen in Punkt "2. Der Verstärker vermurkst das Signal" und in Punkt "3. Hohe Ausgangimpedanz des KHV + niedrige Impedanz des KH" liegen.
Um die Frage zu beantworten: Der KHV kann nur die technischen Schwächen des Laptopverstärkers ausmerzen. Es ist also nur sinnvoll, wenn hier auch solche hörbaren Schwächen vorliegen.
Oder aber: Die Manipulation des Klangbildes durch den Verstärker ist gewollt bzw. der Verstärker wird nur wegen seiner Klangsignatur genutzt. Der Punkt ist streitbar, da es billigere Wege gibt, den Klang zu verändern (EQ z.B.).


2) Wirkt sich der Einsatz eines KHV positiv aus, wenn ich einen niedrigohmigen Kopfhörer verwende (bis 80 Ohm)? Weil einzelne Frequenzen bei schlechten Quellen untergehen ... z.B.

Bis auf Punkt "3. Hohe Ausgangimpedanz des KHV + niedrige Impedanz des KH" von oben würde ich sagen, dass das nicht der Fall ist.


Weitere Informationen:
Lautstärke: NwAvGuy (englisch) und Hifi-Forum
Kopfhörerimpedanz: Shure-Webseite und Beyerdynamic-FAQ sowie NwAvGuy (englisch)


So, jetzt bin ich zu müde. Ist ja doch recht lang geworden. Den zweiten Teil zu D/A-Wandlern gibt es vermutlich morgen. Vielleicht übernimmt das ja auch ein anderer Mensch.
Ich bin außerdem natürlich jedem dankbar, der Fehler und Ungenauigkeiten anprangert und Ergänzungen einbringt. Bin selbst noch nicht so lange in der Materie und würde gerne etwas lernen.
Prost und gute Nacht
Sprechverbot


[Beitrag von Sprechverbot am 04. Mai 2014, 02:32 bearbeitet]
Bad_Robot
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 04. Mai 2014, 08:41
Hallo,

*Jimmy* (Beitrag #1) schrieb:
zu B)
Digital-Analog-Wandler sind nahezu überall eingesetzt. Sie wandeln (wie der Name sagt) das digitale Signal etwa von CDs in ein Analoges Signal um. Einfach gesagt: Sie wandeln Nullen und Einsen in Spannungen um. Je nach DAC kann die Qualität der Wandlung schwanken. Aus diesem Grund kann ein DAC sinnvoll sein.
Folgerung: Digital-Analog-Wandler wirken sich nur auf die ausgegebene Klangqualität aus.

Das hast du ganz richtig erkannt.

*Jimmy* (Beitrag #1) schrieb:
Mich interessiert ausschließlich der technische Hintergrund - keine Meinungen!

Technisch ist von dir eigentlich bereits alles gesagt.

*Jimmy* (Beitrag #1) schrieb:
3) Ist es sinnvoll einen DAC für mein Smartphone und einen KH 140 €+ (Beyerdynamic DT990 250 Ohm z.B.) zu verwenden?

Die Antwort hierauf kann immer nur eine Meinung sein. Zudem hängt es auch ganz konkret vom verwendeten Smartphone ab.

*Jimmy* (Beitrag #1) schrieb:
4) Was passiert, wenn ich einen DAC an mein Smartphone (oder eine andere Quelle anschließe)? Wird der "schlechtere" DAC überbrückt?

Das hängt ganz konkret vom verwendeten Smartphone, der Betriebssystem-Version, sowie ganz konkret vom verwendeten DAC ab, ob das funktioniert.

Viele Grüße,
Markus


[Beitrag von Bad_Robot am 04. Mai 2014, 08:42 bearbeitet]
Darkseth
Inventar
#4 erstellt: 04. Mai 2014, 10:18
1)
Wenn eine Quelle zu wenig Leistung hat, kann es bei einigen Kopfhörern der Fall sein, dass der Frequenzgang verbogen wird. Solche Berichte hab ich vor allem beim AKG K701 gelesen von mehreren. Zwar nur 62 Ohm, jedoch soll er nen schlechten Wirkungsgrad haben, wodurch er recht viel Power braucht.
Ein user hat berichtet, dss am Onboard, aufgrund der zu geringen Leistung, einige Frequenzbereiche fehlen, und andere verbogen sind.
z.B. könnte es sein, dass die mitten einigermaßen normal rüberkommen, während der bass "nicht in die Hufe" kommt --> Bassabfall.

Ich selbst konnte das nur mit meinem damaligen DT 880 600 ohm testen, und mit meinem jetzigen T90 (250 Ohm, aber dank Tesla treibern nen extrem guten Wirkungsgrad).
Mein DT 880 mit 600 Ohm war sogar laut genug an meinem damaligen HTC Desire HD. Einzig die maximallautstärke war vll ein ticken zu wenig, aber man hätte locker damit hören können. Frequenzgang... da ist mir garnix aufgefallen. Aller höchstens, dass der Yulong u100, den ich damals hatte (bei dem ich übrigens so ziemlich Null unterschied zu einer Asus Phoebus gehört hab), klanglich mehr rausholt was auflösung bühne klarheit etc angeht. Viel unterschied wars aber nicht.
Selbst am Onboard lief er ziemlich gut. Er war bei 100% zwar gerade mal knapp auf zimmerlautstärke um abends/nachts zu hören (also schon zu wenig), aber rein tonal klang es nur wenig schlechter. Als wäre ein leichter schleier, und als klänge er etwas flach.

Sprich: Laut meiner Erfahrung... ein KHV macht bei nem Beyerdynamic in der regel... wirklich nur Lauter.
Ich würde mir auch mit nem 250 Ohm DT modell keine sorgen machen am Smartphone. Höchstens, du hast nen relativ schlechten audiochip, dann merkst du es klanglich, und vll von der maximallautstärke. Jedes halbwegs aktuelle smartphone sollte den 250 ohm dt 990/770~ aber locker antreiben können.

Fazit: KHV sorgt erstmal nur für die lautstärke.

2) Mach dir da mal keine sorgen. Die meisten smartphones haben in der regel weniger als 10-15 Ohm ausgangsipmendanz. Selbst das relativ schlechte Nexus 4 (zumindest schlecht im sinne von soundqualität) hat noch soweit ich weiß 8-10 Ohm (aber nicht das ist der grund für den schlechteren sound, sondern der soundchip).


3) Ja. Bzw, anders ausgedrückt: Warum sollte man sich für ein smartphone nen reinen KHV kaufen, wenn man für kaum aufpreis schon DAC + KHV kombos bekommt, die bei Android funktionieren?
--> Fiio E07k!
Das teil kannst du als reinen KHV nutzen, oder direkt via micro-USB an dein Android gerät (glaube du brauchst 4.3 jellybean aufwärts). Zumal du den Fiio E07k auch als ganz normale PC-Soundkarte nutzen kannst.
Die 2 Klinkenausgänge zum einfachen vergleichen, oder hören zu zweit nimmt man auch gern mit

4) In dem Fall bei Android... ist der Fiio E07k nichts weiter als ein mp3-player, der dein Smartphone als USB-Stick missbraucht. Es liest also direkt über usb deine sd karte aus, und liest von dort direkt deine Musik (und diese funktion gibts glaub erst ab Android 4.3). Damit wird die "soundkarte" des Smartphones umgangen.


Um welches Smartphone handelt es sich denn?
Bei z.B. nem Galaxy S3 würde ich da garnix dazu kaufen, das teil hat mitunter den besten sound, den du in der Android welt bekommst.
zabelchen
Inventar
#5 erstellt: 04. Mai 2014, 11:22
Ja. Ein Verstärker kann den Klang gegenüber einem schlechterem Verstärker verbessern. Aber:
- pauschale Aussagen sind kaum möglich
- deswegen empfiehlt es sich, vor Allem in Bezug auf eine konkrete Anlage, selbst zu experimentieren.
- die erzielbaren Ergebnisse sollten nicht überschätzt werden.

Wers nicht glaubt: einfach mal einen Akg K812 an einem iPhone oder einem colorfly betreiben
Spass beiseite. Auch unter rein stationäre Lösungen gibt es Unterschiede. Diese sind aber meistens objektiv relativ gering. Dennoch können diese je nach Empfindli hkeit des Hörers relevant sein......
*Jimmy*
Schaut ab und zu mal vorbei
#6 erstellt: 04. Mai 2014, 15:01
@Sprechverbot

Vielen Dank für die ausführliche Antwort und insbesondere die weiterführenden Links. Das muss ich erst einmal in Ruhe durchgehen. Bei Fragen komme ich gerne auf dich zurück.

@Bad Robot / Darkseth



3) Ist es sinnvoll einen DAC für mein Smartphone und einen KH 140 €+ (Beyerdynamic DT990 250 Ohm z.B.) zu verwenden?


Die Antwort hierauf kann immer nur eine Meinung sein. Zudem hängt es auch ganz konkret vom verwendeten Smartphone ab.


4) Was passiert, wenn ich einen DAC an mein Smartphone (oder eine andere Quelle anschließe)? Wird der "schlechtere" DAC überbrückt?


Das hängt ganz konkret vom verwendeten Smartphone, der Betriebssystem-Version, sowie ganz konkret vom verwendeten DAC ab, ob das funktioniert.


Ich besitze ein Sony Xperia Z, dass wohl mit dem S4Pro Chipsatz angetrieben wird.
(Quelle: http://www.androidnext.de/tests/sony-xperia-z/, unter Leistung und Hardware)
Als Betriebsystem wird Android verwendet.
Zu Hause verwende ich eine Asus Xonar DX als Soundkarte.

Um Fragen bzgl. KHV und DAC in meinem Fall leichter bewerten zu können, füge ich gleich die Kopfhörer noch an: Ich verwende im Moment einen Beyerdynamic DT990 Pro 250 Ohm und will mir nun noch einen zweiten geschlossenen KH zulegen. Zur Auswahl stehen der DT770 Pro 250 Ohm oder der ATH-T50 38 Ohm. Ich bin sehr zufrieden mit meinem jetzigen Beyerdynamic, neige aber zu dem ATH - einfach um nochmal ein etwas größeres Spektrum abzudecken.

Ich habe mir zwecks Vergleich einmal den Fiio12 zu den beiden obigen KH hinzubestellt, um für mich auf klangliche Unterschiede hin zu testen.

Natürlich kann in dem Fall die Antwort nur eine Meinung sein. Es ging mir auch nur vorrangig darum, die Hintergrundüberlegung zu kennen. Antworten, laut der KHV den Klang um Welten verbessern können ohne den Hintergrundgedanken dahinter, nützen mir nichts. Denn wie Sprechverbot schon ausführlich erklärt hat, übt sich ein KHV in der Regel nicht auf den Klang aus. Das begründet sich meist in anderen Faktoren.

@zabelchen

Klar teste ich die Kombinationen auch. Ich will nur etwas zielorienter vorgehen. Um etwas zu bestellen, will ich auch wissen, warum ich es bestelle - ob nun für Klang oder Lautstärke und wie relevant es ist. Deswegen eben auch mein Fokus auf den technischen Hintergrund.


[Beitrag von *Jimmy* am 04. Mai 2014, 15:13 bearbeitet]
Darkseth
Inventar
#7 erstellt: 05. Mai 2014, 01:22
Hmm, beide wären recht bass-stark.
Ich würde in dem Fall definitiv den AKG K550 mit reinnehmen. Leicht bassbetont (also hört man schon dass er nicht neutral ist, aber hat nicht soviel bass wie die genannten modelle), und hat für nen geschlossenen ne sehr gute bühne.
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