Mega-Test: Pioneer VSA-AX10Ai-S mit extragroßem Verstärkertechnik-Teil! (2/5)

24.05.2005 (cr)

Alle konstruktiven Einzelheiten inklusive Erläuterungen zur Verstärkertechnik

Streng separiert: 1. Stromversorgung, 2. Videoboard, 2. Audioboard/Vorverstärker, 
4. Endstufeneinheit mit Kühlkörper, 5. i.link und DSP

Class A- Class B- und Class AB-Leistungsverstärker 

Die neuen Advanced Direct Energy MOS FET verbergen hinter dem langen Namen höchste Performance

Der 7-Kanal-Leistungsverstärker ist mit neu entwickelten Advanced Direct Energy MOS FET (A.D.E. MOS FET, MOS FET ist die Abkürzung für Metal Oxide Semiconductor ) Transistoren ausgestattet. Die Vorteile liegen in höherer Stabilität bei niedrigen Impedanzen und geringerer Verlustleistung. Durch ebenfalls neu entwickelte Treiberstufen erzielt der A.D.E. MOS FET-Transistor eine stabile Raumabbildung sowie ein klares, detailliertes Klangbild bei gleichzeitig hoher Leistungsfähigkeit auch an niedrigen Impedanzen. Die eingebaute Temperaturkontrolle des Schaltkreises stabilisiert den Arbeitspunkt des Transistors, was sehr wichtig ist in Bezug auf eine verzerrungsfreie Wiedergabe, da ein Abdriften des Arbeitspunktes das Auftreten von Verzerrungen nach sich zieht. Genau aus diesem Grund setzt z.B. auch Denon Transistoren mit Arbeitspunkt-Stabilisierung bei den höherwertigen Modellen ein.

Unter dem Arbeitspunkt einer bestimmten Schaltung versteht man den Ruhezustand - es liegt kein Signal an. Der Arbeitspunkt wird durch einen bestimmten Punkt auf der gesamten Kennlinie definiert.  Ausgehend von diesem Punkt, ergeben sich Strom- bzw. Spannungsveränderungen, liegt dann ein Signal an. Ist es das Ziel, die Verzerrungen zu minimieren und eine symmetrische Signalübertragung zu gewährleisten, wird der Arbeitspunkt genau in die Mitte der Kennlinie gelegt, also exakt zwischen minimale und maximale Spannung bzw. Stromstärke (A-Betrieb). Das ist dann auch das Geheimnis der "Class A"-Verstärker, simpel gesprochen: Es treten kaum Verzerrungen auf. Erkauft wird sich dieser für Klangpuristen große Vorteil aber durch eine sehr niedrige Effizienz, bei analogen Verstärkereinheiten sowieso ein Problem. Es wird als viel Verlustenergie in Form von Wärme abgeführt. Bei reinem Class-A-Betrieb fließt ein hoher Ruhestrom, d.h. die Transistoren erwärmen sich auch, wenn kein Signal anliegt.  Man unterscheidet den Class A-Verstärker, der ab einer gewissen, relativ hohen Ausgangsleistung dann doch in den B-Betrieb (siehe nächster Abschnitt) wechselt, und Pure Class A-Verstärker, die immer im A-Betrieb bleiben, dadurch optimale Verzerrungsfreiheit garantieren, aber wenig Leistung durch die niedrige Effizienz bieten. 

Anders funktioniert es beim Gegentakt-B-Verstärker. Bei dieser Bauweise werden zwei Transistoren parallel geschaltet, und deren Arbeitspunkt liegt im unteren Drittel ihrer spezifischen Kennlinie. Das hat zur Folge, dass der Ruhestrom deutlich unter dem Ruhestrom eines Eintakt-A-Verstärkers liegt. Der Wirkungsgrad eines solchen Leistungsverstärkers liegt sehr viel höher als bei einem Class-A-Bauteil. Eine B-Betrieb-Endstufe kann auch bei kleinen Betriebsspannungen verwendet werden. In Bezug auf den Aufbau ist ein solcher Leistungsverstärker aufwändiger, da Eingangs- und Ausgangstransistoren verwendet werden müssen. Auftretente Verschiebungen des Arbeitspunktes nach oben haben zur Folge, dass die Signalsspitzen an die Betriebsspannung anstoßen, verschiebt sich der Arbeitspunkt nach unten,  passiert das Gleiche am  Massepotenzial. Das Signal wird hierdurch verzerrt. Zur Verzerrungen kommt es ebenfalls, wenn der Verstärker in Folge eines zu hohen Eingangssignals übersteuert wird.  Hier reicht der Bereich zwischen maximaler und minimaler Spannung nicht mehr für das Signal aus. Insgesamt ist die B-Betrieb-Endstufe effizienter, leistet sich aber den Nachteil größerer Verzerrungen. 

Verwendung in gebräuchlichen AV-Receivern und -Verstärkern findet der Gegentakt-AB-Verstärker, der einen Kompromiss aus Class A (sehr geringe Verzerrungen, hohe Verlustenergie) und B (höherer Verzerrung, bessere Effizienz) darstellt. Zunächst, bei geringer Ausgangsleistung, arbeiten sie im verzerrungsarmen A-Betrieb, um dann später bei höherer Ausgangsleistung in den zwar verzerrungsintensiveren, aber effizienteren B-Betrieb zu wechseln. Der AB-Leistungsverstärker hat einen etwas höheren Ruhestrom als ein reiner Class-B-Leistungsverstärker, was dazu führt, dass sich ein AV-Verstärker auch im Ruhezustand erwärmt. Man benötigt für diese Bauart eine Basisvorspannung für die Endstufentransistoren, um die Übernahmeverzerrung zu beseitigen bzw. auszugleichen. Möglichkeiten zum Ausgleich sind durch einen Widerstand, oder, praxisnäher, durch eine spezielle Diode gegeben.  Die Diode hat einen wesentlichen Vorteil: Bei steigender Sperrschichttemperatur (Die Sperrschichttemperatur ergibt sich aus dem von der Verlustleistung produzierten Wärmefluss und dem thermischen Widerstande von der Sperrschicht zur Umgebung. Sie hat einen deutlichen Einfluss auf die Zuverlässigkeit und Lebensdauer eines Halbleiters) der Transistoren bleibt der Ruhestrom trotzdem konstant und, hier legten die Pioneer Entwickler viel Wert, auf auf einem niedrigen Level. 

AC/DC Isolated Amplifier Module

Pioneer setzt darum den speziell für den VSA-AX10Ai-S entwickelten Wärmekompensationsschaltkreis "AC/DC Isolated Amplifier Module" ein, der für die Optimierung der A.D.E. MOST FET-Endstufen konzipiert wurde. Er steuert in Kombination mit der integrierten Temperaturerfassung die Vorspannungskreise und verhindert somit Abwanderungen des Arbeitspunktes in kritische Regionen. Dieses Modul verstärkt auch geringe Spannungen mit niedrigsten Verzerrungen und minimiert damit drastisch Leistungsschwankungen, die zu Verzerrungen und somit zu einer akustischen Beeinträchtigung führen könnten. In dieses Isolated Amplifier Modul integriert ist eine Schottky Sperrdiode. Sie realisiert eine besonders stabile Spannungsversorgung mit idealer Kennlinie. Durch die niedrige Durchlassspannung (0,4V) und den geringen Eingangswiderstand im Hochstrombereich eignet sie sich hervorragend in Verbindung mit den A.D.E. MOS-FET’s. Durch die extrem niedrige Durchlassspannung konnte Pioneer einen auch im Vergleich zur Konkurrenz optimalenArbeitspunkt, also einer optimalen Kombination aus niedrigen Verzerrungen und hoher Leistungsfähigkeit, erreichen. Darüber hinaus wird der optimale Arbeitspunkt jedes MOS FET mittels Laser Trimming-Technologie auf die individuelle Empfindlichkeit des Bauteils abgestimmt, was ein optimales Zusammenspiel sicherstellt. 

Das Verstärkerdesign des VSA-AX10Ai-S

Durchdacht: Verstärkerdesign des VSA-AX10Ai-S

Ein spezielles 7-Kanal Verstärker-Design ist ebenfalls der klanglichen Leistung des VSA-AX10Ai-S zuträglich. Jeder einzelne Leistungsverstärker wurde kanalsymmetrisch am Kühlblock montiert, dadurch erhält jeder A.D.E. MOSFET zusätzlich zu den identischen elektrischen Eigenschaften exakt die gleichen physikalischen Bedingungen. Eine gleichmäßige Ausgangsleistung sowie die homogenen Klangeigenschaften jedes einzelnen Kanals resultieren aus dieser Anordnung. Für eine perfekte Stromversorgung garantiert auch die Direct Current Bus Bar (Stromschiene). Jeder Leistungsverstärker ist auf eine symmetrisch geformte Stromschiene montiert, die eine optimale Stromversorgung bei Leistungsspitzen und niedrigen Impedanzen garantiert.  Dieses Verstärker-Design ("Single Push-Pull Verstärker") vermindert Abweichungen zwischen den einzelnen Kanälen, die integrierte Ruhestromkompensation sorgt für eine höhere Stabilität. Auch im Detail wurde nachgedacht - gerade die Optimierung auch bei Einzelheiten zeichnet einen echten Boliden aus. Die Kupferschicht eines normalen Boards ist, sofern vorhanden, 35 µm stark. Pioneer verwendet eine 70 µm Beschichtung. Die Vorzüge: Eine verbesserte Kanaltrennung, bessere Räumlichkeit und Abbildung sowie ein höherer Dämpfungsfaktor.

Transformator

Ein Transformator besteht aus einem metallischen Kern mit zwei getrennten Drahtwicklungen. Die eingangsseitige Wicklung wird Primärseite genannt, an dieser liegt die Netzspannung an, die ein Magnetfeld erzeugt, das mit Hilfe des Kerns zur ausgangsseitigen Wicklung, der Sekundärseite, geleitet wird. Dieses Feld erzeugt (induziert) hier wiederum eine Spannung. Deren Höhe kann über das Verhältnis der Windungszahlen von Primär- und Sekundärwicklung eingestellt werden. 

Die Leistungsfähigkeit eines Transformators wird in VA (Volt x Ampere) gemessen. Bereits ohne großen weiteren technischen Sachverstand kann man schon an der Größe des Trafos erkennen, wie es um die Leistungsfähigkeit bestellt ist. Nur große Modelle mit schwerem Kern (daher sind diese Trafos auch richtig schwer und können leicht mehrere kg wiegen) sind im Niedervoltbereich (der bei Leistungsverstärkern der Unterhaltungselektronikindustrie entscheidend ist) zur Lieferung der erforderlichen hohen Stromstärken fähig, wenn man entsprechend groß dimensionierte und folglich leistungshungrige Lautsprecher (mit üppig dimensionierten Basschassis) einsetzt. Oft ist es im Betrieb dann so, dass die Impedanz  sehr niedrig werden kann und somit sehr hohe Stromstärken verlangt werden, die der Verstärker für den Lautsprecher bereit stellen muss. Hier kommen dann auch die Kondensatoren (weitere Erklärung siehe unten) ins Spiel, die bei entsprechend hoher Speicherkapazität in der Lage sind, kurzfristige Stromlieferengpässe des Trafos wie ein Stromlieferungs-Pufferspeicher auszugleichen. Je größer die Kapazität des Kondensators ist, umso größer ist seine Fähigkeit, gespeicherten Strom bei großen Signalspitzen freizusetzen.

Wie speichert der Kondensator Strom? Hier ein Anwendungsbeispiel: Ein Piano-Solo bei Zimmerlautstärke. Hier liefert der Trafo mehr Strom, als momentan verlangt wird, der Stromüberschuss kann vom Kondensator gespeichert werden. Je größer die Kapazität des Kondensators ist, umso mehr Strom kann er bei wenig leistungsintensiven Musik- oder Filmpassagen zwischenspeichern und dann bei Bedarf in leistungsintensiven Szenen bereitstellen. Wichtig in diesem Zusammenhang ist: Auch ein groß dimensionierter Kondensator ist ein Kurzzeitspeicher und kann nur für einen kleine Zeitraum durch den Transformator verursache Stromlieferungslücken ausgleichen. Daraus ist auch abzuleiten, dass ein üppig dimensionierter Trafo die absolut wichtige Grundlage für eine exzellente Stromlieferfähigkeit und damit Leistungsfähigkeit des Verstärkers ist. Damit sind auch die Möglichkeiten zum Kondensatoren-Tuning beschränkt, denn im Endeffekt hängt der Erfolg von der Dimensionierung des Trafos ab. Bei einem kleinen, schwächlichen Trafo nutzt ein Kondensator mit großer Kapazität wenig. Sind hingegen die Kondensatoren im Vergleich zur Leistungsfähigkeit des Trafos sehr schmal dimensioniert, kann man mit anderen Kondensatoren durchaus ein insgesamt erfreulicheres Leistungsbild erreichen. 

Zurück zum Trafo. Wichtig für das Bereitstellen hoher Stromstärken ist nicht die Anzahl der Wicklungen (die Anzahl der Wicklungen auf den unterschiedlichen Seiten des Trafos sagt nur etwas über das Spannungsverhältnis bei Ein- und Ausgangsspannung aus, wenn z.B. 220 Volt am Eingang anliegen und 110 Volt am Ausgang anliegen sollen, sind auf der Ausgangsseite doppelt so viele Wicklungen erforderlich), sondern die Dicke der Wicklungen und der Querschnitt des Kerns. Umso größer der Kernquerschnitt (Kraftfluss!) ist, umso größer ist der induzierte Strom und damit die Fähigkeit, hohe Stromstärken bereit zu stellen. 

Ein Qualitätsmerkmal hochwertiger, für den Audiobetrieb vorgesehener Transformatoren ist aber auch die Abschirmung, da gerade in leistungsfähigen Trafos ein beträchtliches Magnetfeld erzeugt wird, welches sich bei unzureichender Abschirmung (sozusagen ein Mantel rund um den eigentlichen Trafo) negativ auf die übrigen Elemente der Verstärkerschaltung auswirkt. Eine entsprechende Abschirmung ist ebenfalls ein nicht zu unterschätzender Kostenfaktor. Auch muss der große, schwere Trafo aufwändig befestigt werden, um Vibrationen zu minimieren.  

Weil, wie wir nun gesehen haben, die Qualität des Transformators wichtig ist für die Gesamt-Leistungsfähigkeit, schenkte man auch bei Pioneer diesem Bauteil eine stark erhöhte Aufmerksamkeit. Der "Ultra High Regulation Power Transformer" soll eine stabile und ausreichende Stromversorgung gewährleisten. Der Trafo ist aufwändig geschirmt und bietet eine hohe Stromlieferfähigkeit. 

Hier fließt der Strom stabil: 880VA-Trafo des VSA-AX10Ai-S

Kondensator

Ein Kondensator besteht aus zwei leitenden, voneinander isolierten Flächen, beispielsweise Metallplatten oder -folien. Als Isolator wird meist ein Luftspalt oder ein Dielektrikum aus Kunststoff eingesetzt. Die Kapazität eines Kondensators ist ein Maß für die Ladung, die er speichern kann, sie hängt von Abstand und Größe der Platten ab. Je größer die Fläche der Platten und/oder je kleiner der Abstand der Platten zueinander, desto größer ist die Kapazität des Kondensators.

Elektrische Ladung kann durch einen Kondensator nicht hindurch fließen, wenn man ihn aber an eine Spannungsquelle anschließt, es fließt dennoch solange Strom, bis die Platten elektrisch aufgeladen sind und keine weitere Ladung annehmen. Dies ist dann der Fall ein, wenn die Kondensatorspannung UC genauso groß wie die angelegte Spannung U0 ist. Die eine Platte ist dann elektrisch positiv, die andere negativ geladen. Auf der negativ geladenen Seite herrscht also ein Elektronenüberschuss.

Wie viel Kapazität der Kondensator hat, hängt von seinen Abmessungen und dem Material ab und wird als Kapazität (Formelzeichen: C) bezeichnet. Die Maßeinheit ist Farad, benannt nach Michael Faraday (auch vom Farady'schen Käfig her bekannt).  Ein Farad (SI-Einheitenzeichen F) ist die Kapazität eines Kondensators, der beim Anlegen einer Spannung U von 1 Volt jeweils eine Ladungsmenge Q von 1 Coulomb auf den beiden Platten speichert. 

Im Layout von AV-Receivern und -Verstärkern kommen Elektrolytkondensatoren (auch Elkos) zum Einsatz. Bei dieser Bauart besteht der Kondensatorbelag aus einem Elektrolyt. So größer der Kondensator ist, umso höher ist die Speicherkapazität (aber auch umso teurer wird das Bauteil). Darum kommen in Boliden extrem große Kondensatoren zum Einsatz, die locker die dreifache Kapazität von einem Kondensator besitzen, der in einem 600 €-Modell zum Einsatz kommt. 

Ein Elektrolyt ist eine leitende Flüssigkeit und hat beim Kondensatorenbau den Vorteil, dass damit relativ hohe Elektrische Kapazitäten von bis zu 1.000.000 μF erreicht werden können. Das Elektrolyt kann auch im fest verschlossenen Kondensatorgehäuse im Laufe der Jahre eintrocknen oder auslaufen. Besonders schnell trocknen Kondensatoren bei extrem hohen Temperaturen aus (siehe auch Optimierungs-Special: Boliden fit gemacht für den Hochlast-Dauerbetrieb).  Die Kondensatoren werden übrigens mit einem Temperaturwert, z.B. 85°C oder 105°C, und einer bei dieser Temperatur zu erwartenden Lebensdauer gekennzeichnet. Je höher die Temperaturangabe, desto besser ist die Lebensdauer bei einer niedrigeren Einsatztemperatur.

Elektrolytkondensatoren haben im Gegensatz zu anderen Kondensatoren eine Polarität, d.h. sie haben einen positiven und einen negativen Pol. Bei der liegenden Bauform wird der positive Pol mit einer umlaufenden Kerbe gekennzeichnet, bei der stehenden Bauform (eingesetzt in AV-Receivern/Verstärkern) verläuft auf der Seite mit dem negativen Pol ein aufgedrucktes Band mit sich wiederholenden „Minuszeichen“.  

Leistungsstark: Kondensatoren mit je 33000 μF Kapazität

Pioneer setzt beim VSA-AX10Ai-S auf große parallele, speziell selektierte Kondensatoren mit einer Kapazität von jeweils 33000 μF. Solche hohe Kapazitäten sind auch von Nöten, möchte man die THX Ultra2 Spezifikation einhalten. Eine saubere und stabile Leistungsversorgung, nicht nur bei Leistungsspitzen, sondern auch bei konstant hohen Strömen, sind das Ergebnis, was auch ein Garant dafür ist, dass, wie wir später feststellen werden, der VSA-AX10Ai-S bei der Bewertung der Pegelfestigkeit Bestnoten einkassiert. 

Kühlung

Ebenfalls einer erhöhten Leistungsbereitschaft zuträglich ist der speziell entwickelte Kühlkörper. 

Kaminförmiger Kühlkörper

Der kaminförmige, große Kühlkörper wirkt wie ein natürliches Kühlsystem, denn er leitet überflüssige Wärme aus den Leistungsendstufen ab, die den Betrieb beeinträchtigen könnten. Ein Ventilator ist nicht erforderlich; deshalb sind im Vergleich zu anderen Kühlsystemen die Resonanzen geringer, und der Klang bleibt vom Eingangssignal an transparent. Ebenfalls stört nicht die zusätzliche Geräuschbelastung durch einen Ventilator, das identische Konzept verfolgt auch Denon, hier ist der Aufbau ohne Ventilator schon beinahe Tradition. 

Lautstärkereglung

Auch die Lautstärkereglung ist nicht einfach schlicht konzipiert, sondern aufwändig aufgebaut: Die "Precision Gain Management Volume Control" umfasst neben dem Master Volume zwei separate variable Regelkreise für die Kleinsignalverstärkung. Diese besonders rauscharme Regelung überzeugt mit einem besonders hohen Signal-/Rauschabstand, was negative klangliche Beeinflussungen durch eine unsensibel und unsauber ausgeführte Lautstärkeregelung ausschließt.  

Weitere Merkmale

Weitere Merkmale sind die verlustarmen verkupferten Stromschienen, die für eine optimierte Stromübertragung direkt an den Kondensatoren angebracht wurden. Gemeinsam wird jederzeit eine saubere und gleichmäßige Stromversorgung sichergestellt, die auch bei extrem hohen Leistungsspitzen die dafür nötige Energie bereit stellt. Für eine größtmögliche Stabilität an niedrigen Impedanzen wird ferner eine besonders hochwertige Audio-Verkabelung für alle Komponenten verwendet.

Chassis- und Gehäusekonstruktion

3-D-Rahmenkonstruktion

Die neue 3-D Rahmenkonstruktion verstärkt die physikalische Stabilität. Im Gegensatz zu konventionellen Rahmen sind alle Teile mit mehreren Winkeln am Rahmen befestigt. Das Gerät ist so massiv ausgelegt, dass es den 10kg schweren Transformator ohne mechanische Beeinträchtigungen verkraften kann. Das doppellagige Chassis bildet eine extrem feste Basis für den 3-D Rahmen. Darüber hinaus wurde das Chassis verkupfert, um Signalinterferenzen zwischen den Schaltkreisen und Baugruppen auszuschließen.

Die TAOC-Basis dient ebenfalls der Stabilität und der Klanggüte. TAOC ist bekannt als High Quality Audio Zubehörmarke mit viel Erfahrung im Bereich der Resonanzdämmung.
Der Fokus der Entwicklungen liegt auf Lautsprecherzubehör und Tonbasen. Die 4 kg schwere Grundplatte aus einem speziellen Anti-Resonanz-Material erhöht die Festigkeit und Stabilität des Chassis auf hervorragende Art und Weise. Extern auf die Elektronik einwirkende Vibrationen werden effektiv ausgeschaltet, da das Material 10-mal so Resonanz dämpfend ist wie Stahl.

Solide Basis: TAOC-Grundplatte

Auf den Kopf gestellt und sichtbar gemacht: Aufwändiger Rahmen, TOAC-Basisplatte

Pioneer hat jedoch noch weitere Optimierungen vorgenommen. Zu nennen wäre z.B. das zweilagige Chassis, denn Stärke und Stabilität des Chassis sind wichtige Grundvoraussetzungen für eine hochwertige Wiedergabe. Daher wurden dicke Stahlplatten dem Chassis hinzugefügt. Der Netzteil-Stabilisator ist ebenfalls aus gutem Grund mit an Bord, da Netzteile schwere Bauteile sind, eine stabile Basis daher Pflicht. 2,0 mm dicke Stahlplatten unter dem Netzteil absorbieren ungewollte Vibrationen und ermöglichen eine saubere, klare Wiedergabe. Erwähnenswert ist noch die "Advanced Direct Construction": Um Signalinterferenzen so gering wie möglich zu halten, sind alle Schaltkreise und Baugruppen getrennt angeordnet. Damit wird ein direkter Signalweg ermöglicht. Dieses unmittelbare Konstruktionsprinzip bewirkt in Verbindung mit der 3-D Rahmenkonstruktion eine perfekte Signalübertragung mit kürzesten Signalwegen.

I.link-Interface und Maßnahmen zur Klangoptimierung

Wie bereits der Vorgänger, verfügt auch der  VSA-AX10Ai-S über ein i.LINK Advanced Resolution Digital Audio Interface. Neu sind die
verbesserte SACD Audio-Verarbeitung, bekannt ist Pioneers PQLS (Precision Quartz Lock System) Ein Audio Scaler für hochkomprimierte Tonformate ist ebenso Merkmal wie die 
High Density Ultra Digital Core Engine. Streng selektierte High Quality 192 kHz / 24-Bit Burr-Brown D/A-Wandler und ein High Quality Multi-Channel Audio USB-Eingang beweisen die Ausnahmestellung des Pioneer-Flaggschiffs.

I.link-Special

Kein Problem: DVD Audio-Wiedergabe über i.link

Pioneer war einer der ersten Anbieter, der Geräte mit i.link-Interface auf den Markt brachte - der VSA-AX10i-S und der DV-757Ai stellten damals eine komplette i.link-Kette dar. Inzwischen hat Pioneer bereits in der Klasse der AV-Receiver knapp über 1.000 € (UVP, der Marktpreis ist deutlich unter 1.000 €) mit dem VSX-2014 ein Modell mit i.link in der Produktpalette. In der Bolidenklasse gehören i.link-Anschlüsse inzwischen zum guten Ton. Daher ist es selbstverständlich, dass sowohl der Yamaha DSP-Z9 als auch der Denon AVC-A1XV und der Onkyo TX-NR5000E i-link-Terminals mitbringen. Denon geht noch einen Schritt weiter und offeriert mit der Eigenentwicklung Denon Link eine weitere Hochgeschwindigkeitsschnittstelle, die in jüngster Vergangenheit auch die Freigabe für SACD (DVD-A war schon seit geraumer Zeit möglich) erhielt. Somit können die Besitzer der Denon Topmodelle gleich zwischen 2 Hochgeschwindigkeitsschnittstellen digitaler Art wählen - vorausgesetzt, beim Zuspieler handelt es sich um einen Denon DVD-A1XV oder um einen Denon DVD-3910, momentan sind diese beiden Player die einzigen Modelle mit Denon Link-Ausgang. Unterschiede zwischen Denon Link und i.link finden sich in der Art der Datenübertragung. Während bei i.link Datenblöcke gesendet werden, findet bei Denon Link eine kontinuierliche Datensendung (Datenstrom) statt. 

Das i.link-Board des VSA-AX10Ai-S

Welche Vorteile bietet nun i.link in der Praxis? Nun, Dolby Digital- und DTS Datenströme können ebenso wie das von der Audio-CD bekannte 2-Kanal PCM Stereo bereits mittels des koaxialen oder des optischen Digitalkabels übertragen werden. Da bei DVD-A und bei der SACD das Audio-Datenaufkommen aber sehr viel höher liegt, eignen sich die althergebrachten Digitalverbindungen nicht zum Senden dieser hohen Datenmenge. Daher musste man vorher auf eine analoge Verbindung zurückgreifen, das heißt, die SACD- oder DVD-Audio-Daten wurden im DVD-Player encodiert und von der digitalen in die analoge Ebene gewandelt. Anschließend dann wurden die bereits "fertigen" Daten mittels sechs einzelner Cinchkabel in den 5.1-Externeingang des AV-Verstärkers geleitet. Beim Receiver/Verstärker wurde dann nur noch die Endstufeneinheit angesprochen, die Vorstufe griff nicht mehr aktiv in die Signalverarbeitung ein. Einige wenige AV-Receiver wie z.B. der Harman Kardon AVR-7300 boten die Möglichkeit, auf die analog ankommenden Signale das Bassmanagement des AV-Receivers wirksam werden zu lassen. Dies war dann wichtig, wenn der DVD-Player über kein internes Bassmanagement verfügte und so z.B. bei 5.0 Aufnahmen in Vebindung mit einem Sub/Sat-System es nicht möglich war, die Bässe auf den aktiven Subwoofer umzuleiten, was dafür sorgte, dass eine Basswiedergabe nicht stattfand. Genau diesem Problem kann der AVR-7300 entgegen wirken. 

Auch gab es Highendverstärker wie z.B. den Denon AVC-A1SR, der es ermöglichte, extern ankommende Analogsingnale mit 192 kHz/24-Bit A/D-Wandlern zu digitalisieren, somit hatten auch DVD-A-Signale den Zugang zur DSP-Sektion, aber zu dem Preis von 2 zusätzlichen Wandlungen, denn neben der A/D-Wandlung für die DSP-Behandelung z.B. durch den THX Ultra 2 Music Mode für DVD-Audio-Discs stand natürlich wiederum nach der DSP-Aufbereitung eine finale D/A-Wandlung an. Natürlich hat Denon sehr hochwertige Wandler verbaut und für die damalige Zeit war diese Möglichkeit herausragend, aber mit i.link (und natürlich auch Denon Link) geht alles noch einfacher und es ergeben sich noch weniger akustische Veränderungen. Hier gibt nämlich der DVD-Spieler die Daten direkt digital an den AV-Verstärker oder -Receiver weiter. Das heißt, bis auf eine einzige finale D/A-Wandlung im Verstärker/Receiver findet keine einzige Konvertierung von der digitalen in die analoge oder von der analogen in die digitale Ebene statt. Die über die i.link-Verbindung einkommenden digitalen Signale sind dann auch der DSP-Sektion des AV-Receivers zugänglich, ebenso dem Bassmanagement, so dass eine benutzerorientierte, den Bedürfnissen angepasste Signaloptimierung angewendet werden kann. Pioneer weist noch auf zwei besonderes Qualitätsmerkmale der hauseigenen i.link-Flotte hin: Zum einen der besonders hochwertige "Mercury-Chipsatz", der eine bi-direktionale Kommuniktion erlaubt und mit A&M (Audio and Music Data Transmission), MPEG-TS, DV gleich drei verschiedene IEEE1394 Protokolle sowie den Kopierschutz DTCP (“Digital Transmission Content Protection”) unterstützt, zum anderen Pioneers PQLS – Precision Quartz Lock System. Die von Pioneer entwickelte Technik ermöglicht Verstärkern und Receivern mittels i.LINK-Verbindung die Taktrate der Übertragungsgeschwindigkeit vom DVD-Spieler zu kontrollieren. Durch die Signalübertragung verursachter Jitter wird dadurch auf ein absolutes Minimum reduziert.

PQLS-Technologie von Pioneer

Der i.Link-Anschluss in der Praxis

Da eine i.link-Buchse gleichzeitig Daten senden und empfangen kann, reicht ein einziges Kabel. Damit ein einwandfreier Betrieb gewährleistet ist, sollte man folgende Punkte beachten und folgende Fakten kennen:

• Die i.link-Buchse ist bei diesem Verwendungszweck NUR für Audio- nicht für Videosignale zuständig.

• Von der i.link-Buchse werden alle Arten von digitalen Audiosignalen ausgegeben, mit denen der jeweilige Player kompatibel ist. So auch SACD- und DVD Audio-Signale.

• Bei der Wiedergabe von DVD-As, SACDs und CDs via i.link wird ein jitterfreies Digitalaudiosignal ausgegeben, sofern der angeschlossene Verstärker/Receiver mit der PQLS-Funktion (Ratensteuerung) kompatibel ist.

• Um DVD Video-Discs, DVD-As und SACDs mittels i.link Connection abspielen zu können, müssen die angeschlossenen Geräte mit dem DTCP-System (Digital Transmission Content Protection) kompatibel sein. Ist ein angeschlossenes Gerät nicht DTCP-kompatibel, wird nur der CD-Ton wiedergegeben. Diese Maßnahmen sind aus Gründen des Kopierschutzes erforderlich.

• Beide i.link-Geräte erkennen sich normalerweise und zeigen ihren Partner im jeweiligen Display an. In unserem Testbetrieb funktionierte dies mit dem Onkyo DV-SP1000E und mit dem Pioneer DV-868AVi problemlos. 

• Wird der i.Link-Ausgang angewählt und ist dem DVD-Ausgang zugewiesen, beginnt der DVD-Player automatisch mit der Wiedergabe bei der Anwahl des DVD-Outputs

• Wird der DVD-Player gestartet, schaltet der AV-Verstärker automatisch auf diese Signalquelle

• Die i-Link Verbindung kann einem Eingang des VSA-AX10Ai-S zugeordnet werden.

Mittels des OSD kann der i.link-Eingang einer Signalquelle zugeordnet werden

• Die Richtung des Signalflusses kann festgelegt werden, wahlweise eine oder beide Richtungen zulässig.

• Bei der Einrichtung eines i.link-Netzwerks ist es wichtig, dass die Komponenten eine "offene Kette" bilden oder in einer Baumstruktur angeordnet werden. Das System funktioniert nicht, wenn die angeschlossenen Komponenten eine Schleife bilden. Stellt der VSA-AX10i-S das Vorhandensein einer solchen Schleife fest, erscheint im Gerätedisplay der Schriftzug "Loop Connect".

• Auch ist beim Anschluss von i.link-Geräten die Schnittstellengeschwindigkeit zu beachten. Derzeit gibt es 3 Geschwindigkeiten, S100 (am langsamsten), S200 und S400 (am schnellsten). Der VSA-AX10i-S verwendet den Typ S400. Es ist zwar prinzipiell möglich, Komponenten mit verschiedenen Geschwindigkeiten zusammen zu  nutzen - zu beachten ist dann aber folgender Ratschlag: Wenn es irgend möglich ist, sollte man die langsamen Geräte an den Endpunkten einsetzen. Dieser Aufbau verhindert Engpässe im Netzwerk.

• Zum Anschluss ein 4-poliges, S400 i.link-Kabel verwenden. Im Netzwerk können sechs- und vierpolige Kabel eingesetzt werden.

• Keine i.link-Komponenten trennen oder verbinden, wenn der AV-Verstärker eingeschaltet ist. Immer das Gerät ausschalten.

• Wird der Verstärker innerhalb eines i.link-Netzwerkes verwendet, muss der Verstärker eingeschaltet sein, um die i.link-Verbindung aufrecht zu erhalten.

• Mit der i.link-Verbindung des Pioneer können bis zu 17 Komponenten miteinander verknüpft werden. Mit einem zusätzlichen i.link-Repeater ist es möglich, bis zu 63 Komponenten anzuschließen.

• Maximale Kabellänge laut Pioneer: 3,5 Meter

Mögliche i.link-Meldungen im Display des VSA-AX10Ai-S:

• BUS FULL
  Die i.LINK-Schnittstelle arbeitet am Kapazitätslimit und kann keine weiteren Daten mehr übertragen

• CANNOT LINK 1
  Die Schnittstelle zwischen dem Verstärker und dem gewählten i.LINK-Gerät ist instabil

• CANNOT LINK 2
  Der Verstärker kann das angeschlossene Gerät nicht erkennen 
  Es ist z.B. auch möglich, dass ein PC nicht erkannt werden kann, sofern dieser kein DTCP unterstützt

• LINK CHECK
  Der Verstärker überprüft das Netzwerk, z.B. wenn Komponenten zugefügt oder entfernt wurden 
  Falls dies bei der Wiedergabe geschieht, kann der Ton unterbrochen werden

• LOOP CONNECT
  Das i.LINK-Netzwerk kann nicht funktionieren, da es zu einer Schleife verbunden wurde

• NO NAME
  No Name wird an Stelle eines i.LINK-Gerätenamens angezeigt. Die Komponente hat keinen Namen

• NO SIGNAL
  Eine Komponente sendet ein i.LINK-Signal, das der Verstärker nicht wiedergeben kann (z.B. Video)

• PQLS OFF
  Wird angezeigt, wenn PQLS während der Wiedergabe abgeschaltet wird. 
  Wenn dies geschieht, kann der Ton kurzzeitig unterbrochen werden

• PQLS ON
  Wird angezeigt, wenn PQLS während der Wiedergabe eingeschaltet wird.
  Wenn dies geschieht, kann der Ton kurzzeitig unterbrochen werden

• UNKNOWN
  Unknown wird an Stelle eines i.LINK-Gerätenamens angezeigt.
  Der Name der Komponente wird nicht erkannt

Weitere Maßnahmen zur Steigerung der Klangqualität

Dadurch, dass mittels des i.link Interfaces auch hochauflösende SACD- und DVD-A-Signale in den VSA-AX10Ai-S geschleust werden, muss die dort stattfindende Signalverarbeitung natürlich bis ins Detail optimiert sein, damit die prinzipiell mögliche ausgezeichnete Klangqualität nicht geschmälert wird. Besonders wichtig ist dabei die Wandlung des SACD-Formats DSD ("Direct Stream Digital") in bekanntes PCM ("Pulse Code Modulation"). 

SACD-Klangoptimierung

Optimiert: Der VSA-AX10Ai-S bietet eine verbesserte SACD-Klangqualität

Originalgetreu: Der Pioneer bereitet SACD-Signale akkurat auf

Ultra Digital Core Engine - hochentwickeltes digitales Verarbeitungsmodul mit zwei Floating-Point Prozessoren des Typs 32-Bit SHARC “Melody” Ultra und  Motorola 48-Bit DSP aus dem Profibereich

Ultra Digital Core Engine

Sehr wichtig ist natürlich die DSP-Verarbeitung, denn sie muss extrem schnell und zugleich mit höchster Präzision durchgeführt werden. Die Ingenieure von Pioneer haben die Ultra Digital Core Engine, ein digitales Verarbeitungsmodul nach aktuellem Stand der Technik entwickelt, das für die selektierten DSP-Bausteine optimiert wurde. Der kurze Signalweg für höchste Klangqualität wird mit Hilfe der neuesten 6-lagigen Platinenkonstruktion und eines speziellen Verarbeitungsalgorithmus erreicht. Die Ultra Digital Core Engine verarbeitet die Daten besonders präzise und liefert laut Pioneer eine bessere Mehrkanal-Decodierung und –verarbeitung als bei den Vorgängermodellen. Sie unterstützt alle aktuell nachgefragten Surroundformate und ermöglicht im Gegensatz zum VSA-AX10i-S eine hochauflösende Verarbeitung mit 96kHz / 24-Bit bei Dolby Pro Logic IIx und DTS Neo:6. Seit der Einführung von PLIIx ist die durchgängige Verarbeitung von 96 kHz/24-Bit-Signalen möglich, auf der CES 2004 wurde auch Neo:6 mit 96 kHz/24-Bit Signalverarbeitung eingeführt. 

D/A-Wandlung

Die Güte der Digital-Analog-Wandlung ist entscheidend für das endgültige Hörerlebnis. Die auf digitalem Wege vom DVD-Player zugelieferten und eventuell mittels DSP-Sektion nachbearbeiteten Daten müssen decodiert werden, um das Audiosignal wieder in eine analoge, zeit- und amplituden-kontinuierlich verlaufende Welle umzuwandeln - und somit für den Menschen hörbare Form zu bringen. Die Umwandlung erfolgt durch ein periodisch getaktetes Auslesen der Abtastwerte (Binärwörter), die ursprünglichen Abtastwerte werden wieder in Signalzustände umgerechnet. Die analog-/digital Wandlung erfasst das ursprüngliche analoge Signal nur zu bestimmten Zeitpunkten - somit gibt es, soll das Signal wieder von der digitalen in die analoge Ebene transformiert werden, Lücken, die zwischen den vorhandenen Abtastwerten rekonstruiert werden müssen, um wieder eine kontinuierlich verlaufende Wellenform zu ermöglichen. Daher muss zwischen den Abtastwerten interpoliert werden, um das analoge Signal zu rekonstruieren. Fehler werden von den Korrekturschaltungen gefunden und wenn möglich korrigiert. Es hängt daher stark von der Güte der Fehlerkorrekturschaltung ab, wie "fehlertolerant" das System arbeitet und ob auch gröbere Fehlleistungen aufgefangen werden können. Die Hörbarkeit von Flächenfehlern wird durch Interpolation und "weiches" Muting minimiert. Mit Digitalfiltern wird das Signal im AV-Verstärker überabgetastet (oversampling), damit störende Aliasing-Komponenten von analogen Ausgangsfiltern mit geringer Flankensteilheit leichter entfernt werden können. Für die eigentliche Digital-Analog-Wandlung werden je nach Prinzip einer oder eine gerade Anzahl von D/A-Wandlern verwendet. Hochwertige Komponenten setzen für jeden Kanal einen eigenen D/A-Wandler ein, was die Qualität des akustischen Ergebnisses hörbar erhöht. Pioneer hat hier keinen Aufwand gescheut, um eine hochqualitative Wandlung durchzuführen.

Klangliches Optimum: Highend-Burr Brown D/A-Wandler

Die D/A-Wandlung wird im VSA-AX10Ai-S von streng selektierten 192 kHz/24-Bit D/A-Wandlern von  Burr Brown vorgenommen, die für jeden der acht Kanäle separat arbeiten. Die besonders hochwertigen Multibit-Wandler vom Typ PCM1704 werden ausschließlich in Highend-Produkten und professionellen Studiogeräten eingesetzt und erreichen einen exzellenten Signal-/Rauschabstand. 

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