Master Fidelity NADAC-D DA-Wandler

Beschreibung

Master Fidelity NADAC-D mit nativer True-1-Bit-Wandlung

Der Master Fidelity NADAC-D ist ein kompromisslos entwickelter High-End-D/A-Wandler mit einer vollständig eigenständigen True-1-Bit-Architektur. Anstatt einen handelsüblichen DAC-Chip unverändert zu übernehmen, verwendet Master Fidelity speziell entwickelte audiophile Halbleiterbausteine und eine Advanced-ASIC-basierte Wandlungssektion.

Die Konstruktion des Master Fidelity NADAC-D berücksichtigt nicht nur die eigentliche Digital-Analog-Wandlung. Auch Signalverarbeitung, Clock-Recovery, galvanische Isolation, Spannungsversorgung und thermische Stabilität wurden gezielt auf die besonderen Anforderungen einer nativen 1-Bit-Architektur abgestimmt.

Digitale Quellen können über USB, AES/EBU, koaxiales S/PDIF und optisches S/PDIF angeschlossen werden. Für die Verbindung mit einem Verstärker stehen symmetrische XLR- und unsymmetrische RCA-Ausgänge bereit. Zusätzlich besitzt der Master Fidelity NADAC-D einen symmetrischen 4,4-mm- sowie einen unsymmetrischen 6,35-mm-Kopfhörerausgang.

Die Ausgangslautstärke lässt sich analog regeln. Dadurch kann der Master Fidelity NADAC-D wahlweise an einen Vorverstärker angeschlossen oder direkt mit einer geeigneten Endstufe verbunden werden. Innerhalb eines vollständigen NADAC-Systems übernimmt der NADAC-L die analoge Lautstärkeregelung, während die NADAC-C Master Clock eine externe 10-MHz-Referenz bereitstellt.

Native True-1-Bit-Technologie

Konventionelle D/A-Wandler verwenden häufig integrierte Mehrbit-DACs von spezialisierten Halbleiterherstellern oder diskret aufgebaute FPGA- beziehungsweise CPLD-Konzepte. Der Master Fidelity NADAC-D verfolgt einen anderen Weg und verarbeitet das gewandelte Signal über eine native True-1-Bit-Architektur.

Bei einer 1-Bit-Wandlung wird der aktuelle Signalzustand nicht über mehrere gleichzeitig gewichtete Bits dargestellt. Stattdessen arbeitet das System mit einem hochfrequenten Datenstrom, dessen einzelne Zustände jeweils nur einen Bitwert besitzen.

Ein wesentlicher Vorteil dieses Prinzips ist seine besonders hohe Linearität. Bei mehrbitigen Wandlern müssen unterschiedlich gewichtete Strom- oder Spannungsanteile äußerst präzise zusammengeführt werden. Bereits geringe Abweichungen zwischen diesen Elementen können zu Nichtlinearitäten führen. Eine echte 1-Bit-Struktur vermeidet diese mehrstufige Gewichtung innerhalb der Wandlungssektion.

Der Master Fidelity NADAC-D greift damit ein Prinzip auf, das historisch unter anderem mit dem Philips TDA1547 verbunden ist, setzt es jedoch mit neu entwickelten Bauteilen, moderner Signalverarbeitung und einer wesentlich präziseren Clock- und Versorgungsarchitektur um.

Speziell entwickelte Advanced-ASIC-Architektur

Eine echte True-1-Bit-Wandlung stellt außerordentlich hohe Anforderungen an die verwendeten Halbleiter. Geeignete Standardbauteile für eine kompromisslose audiophile Umsetzung sind auf dem heutigen Markt kaum verfügbar.

Master Fidelity ließ deshalb spezielle Komponenten von professionellen Halbleiterunternehmen entwickeln. Diese Bauteile wurden gezielt auf die Anforderungen des Master Fidelity NADAC-D und seiner nativen 1-Bit-Signalverarbeitung abgestimmt.

Das daraus entstandene Advanced-ASIC-basierte Konzept verbindet speziell gefertigte integrierte Schaltungen mit einer eigenständig entwickelten digitalen und analogen Architektur. Master Fidelity ist dadurch nicht an die vorgegebenen Signalpfade, Filter und Ausgangsstufen eines gewöhnlichen DAC-Chips gebunden.

Die Entwicklung eigener Halbleiterkomponenten erfordert erheblichen technischen und finanziellen Aufwand. Sie ermöglicht jedoch eine enge Abstimmung zwischen dem digitalen Verarbeitungssystem, der eigentlichen Wandlungssektion, der Clock-Architektur und der Stromversorgung.

Eigene SDM-Algorithmen

Vor der eigentlichen 1-Bit-Wandlung müssen eingehende PCM- und DSD-Daten passend verarbeitet werden. Dafür verwendet der Master Fidelity NADAC-D eigens entwickelte Sigma-Delta-Modulationsalgorithmen, kurz SDM.

Diese Algorithmen bereiten das digitale Audiosignal für den hochfrequenten 1-Bit-Datenstrom auf. Ihre mathematische Auslegung beeinflusst unter anderem die Verteilung des Quantisierungsrauschens und die Stabilität der Signalverarbeitung.

Eine hochwertige True-1-Bit-Lösung ist deshalb nicht allein von der Wandlungshardware abhängig. Algorithmus, Clock, Stromversorgung und Ausgangsstufe müssen als zusammenhängendes System entwickelt werden.

Master Fidelity bringt in diesen Bereich seine langjährige Erfahrung mit digitaler Audiotechnik, professionellen Monitor- und Messsystemen sowie der ursprünglichen NADAC-Plattform ein. Der Master Fidelity NADAC-D ist somit keine einfache Weiterentwicklung eines bestehenden Standard-DACs, sondern eine von Grund auf neu entwickelte Wandlungsarchitektur.

Oven-Controlled Power Reference

Die Präzision elektronischer Schaltungen wird nicht nur von der Qualität der Eingangsdaten und der Clock bestimmt. Auch elektrische Referenzen und Spannungsversorgungen verändern ihre Eigenschaften in Abhängigkeit von der Temperatur.

Der Master Fidelity NADAC-D verwendet deshalb ein temperaturgeregeltes Spannungsreferenzsystem nach dem Prinzip einer instrumententauglichen Oven-Controlled Power Reference. Die empfindliche Referenz wird innerhalb eines kontrollierten Temperaturbereichs betrieben.

Durch diese thermische Stabilisierung sollen temperaturabhängige Veränderungen während der Clock-Aufbereitung und Digital-Analog-Wandlung reduziert werden. Das System schafft reproduzierbare Betriebsbedingungen und unterstützt eine konstante Leistungsfähigkeit nach dem Aufwärmen des Gerätes.

Die Oven-Controlled Power Reference ergänzt die Clock-Architektur und das Hybridnetzteil. Sie ist keine gewöhnliche Temperaturregelung des gesamten Gerätes, sondern eine gezielte Stabilisierung besonders empfindlicher Referenzbereiche.

Enhanced Clock System

Eine True-1-Bit-Architektur reagiert besonders empfindlich auf zeitliche Abweichungen. Der Master Fidelity NADAC-D verwendet deshalb ein umfassendes Clock-System, das die unterschiedlichen Eigenschaften von USB-, AES- und S/PDIF-Signalen berücksichtigt.

Für USB-Audio erzeugt ein eigener Zero-ppm Sync Synthesizer den benötigten Audio-Masterclock. Dieser kann sich entweder auf die interne Zeitreferenz des Master Fidelity NADAC-D oder auf eine extern zugeführte 10-MHz-Referenz stützen.

Die Clock-Architektur arbeitet mit einer zweistufigen Frequenzsynthese. Dadurch werden die erforderlichen Taktfrequenzen präzise aus der internen oder externen Referenz abgeleitet.

Anschließend durchlaufen Clock und Audiodaten das Advanced Clock Data Recovery System. Dort werden die für die True-1-Bit-Architektur benötigten Taktsignale erzeugt und zeitlich ausgerichtet.

ADD-CDR für AES und S/PDIF

Bei AES/EBU- und S/PDIF-Verbindungen werden Audiodaten und Taktsignal gemeinsam übertragen. Die Empfangsschaltung muss die Zeitinformation aus dem eingehenden Datenstrom zurückgewinnen.

Dafür verwendet der Master Fidelity NADAC-D das Advanced Digital Domain Clock Data Recovery System, kurz ADD-CDR. Es erzeugt aus dem eingehenden Signal eine neue interne Clock für die Wandlungssektion.

Herkömmliche analoge Clock-Recovery-Schaltungen können insbesondere bei sehr niedrigfrequentem Jitter an Grenzen stoßen. Das ADD-CDR-System ist laut Hersteller in der Lage, zeitliche Schwankungen bis hinunter zu einer Frequenz von 1 Hz zu bearbeiten.

Unabhängig davon, ob das Signal über USB, AES oder S/PDIF eingeht, laufen die verschiedenen Clock-Pfade schließlich im Advanced Clock Data Recovery System zusammen. Dieser gemeinsame letzte Schritt ist notwendig, weil die True-1-Bit-Architektur mehrere exakt aufeinander abgestimmte Clock-Signale benötigt.

Externer 10-MHz-Clock-Eingang

Über einen BNC-Anschluss kann der Master Fidelity NADAC-D mit einer externen 10-MHz-Referenz verbunden werden. Der Eingang ist für die Zusammenarbeit mit einer hochpräzisen Master Clock wie der Master Fidelity NADAC-C ausgelegt.

Die externe Clock treibt den 1-Bit-Wandler nicht unmittelbar an. Sie bildet vielmehr die präzise Referenz für die interne Frequenzsynthese und Clock-Recovery.

Das Advanced Clock Data Recovery System bleibt weiterhin aktiv. Es entfernt verbliebene zeitliche Abweichungen, gleicht verschiedene Clock-Domänen aufeinander ab und erzeugt die konkreten Taktsignale, welche die Wandlungsarchitektur benötigt.

Die NADAC-C ersetzt damit nicht die interne Clock-Aufbereitung des Master Fidelity NADAC-D. Beide Systeme ergänzen sich: Die externe Master Clock stellt die Referenz bereit, während der DAC daraus die unmittelbar benötigten Taktsignale ableitet.

Optimierte Amanero-USB-Schnittstelle

Für Computer, Musikserver und Netzwerktransports besitzt der Master Fidelity NADAC-D eine optimierte Amanero-USB-Audio-Schnittstelle. Master Fidelity übernimmt dabei nicht lediglich eine gewöhnliche Standardplatine, sondern verwendet eine hardware- und softwareseitig angepasste Ausführung.

Die USB-Verbindung unterstützt das UAC-2.0-Protokoll. PCM-Daten können mit Auflösungen bis 32 Bit und Abtastraten bis 384 kHz übertragen werden. Für DSD steht eine native Verarbeitung bis DSD512 zur Verfügung.

MacOS- und kompatible Linux-Systeme können UAC 2.0 grundsätzlich ohne zusätzlichen Herstellertreiber nutzen. Für Windows stellt Master Fidelity einen eigenen USB-Treiber bereit.

Der USB-Anschluss ist als robuster Neutrik-mediaCON-Anschluss auf Basis von USB-C ausgeführt. Er eignet sich besonders für hochwertige Musikserver und digitale Audioquellen, bei denen eine mechanisch zuverlässige Verbindung gefragt ist.

AES/EBU, koaxiales und optisches S/PDIF

Neben USB verfügt der Master Fidelity NADAC-D über einen symmetrischen AES3-Eingang mit XLR-Anschluss. Dieser arbeitet mit einem Wellenwiderstand von 110 Ohm und verarbeitet PCM-Signale bis 24 Bit und 192 kHz sowie DoP64.

Für klassische Digitalkomponenten stehen zusätzlich ein koaxialer S/PDIF-Eingang mit 75 Ohm und ein optischer Toslink-Eingang bereit. Auch diese Verbindungen unterstützen PCM bis 24 Bit und 192 kHz sowie DoP64.

Damit lässt sich der Master Fidelity NADAC-D mit CD- und SACD-Transporten, Netzwerkplayern, Streamern, Musikservern und weiteren digitalen Quellen kombinieren.

Der vorhandene RAVENNA-Netzwerkanschluss ist laut aktueller Herstellerangabe vorübergehend nicht verfügbar. Der Master Fidelity NADAC-D sollte deshalb derzeit nicht als eigenständiger Netzwerkplayer oder Streamer eingeplant werden.

MF Super Isolation Unit

Digitale und analoge Schaltungsbereiche müssen innerhalb eines D/A-Wandlers möglichst wirkungsvoll voneinander getrennt werden. Gewöhnliche GMR- oder OOK-Isolatoren können zwar elektrische Störungen reduzieren, verursachen aber selbst zusätzlichen Restjitter.

Master Fidelity entwickelte für den NADAC-D deshalb eine eigene Super Isolation Unit auf ASIC-Basis. Sie trennt die relevanten Schaltungsbereiche und begrenzt den durch die Isolation entstehenden Jitter laut Hersteller auf bis zu 110 Femtosekunden.

Zum Vergleich nennt Master Fidelity für konventionelle Isolationsbausteine Restjitterwerte von bis zu zwei Nanosekunden. Die speziell entwickelte Lösung reduziert diesen unerwünschten Zeiteinfluss erheblich.

Die MF Super Isolation Unit ist damit nicht lediglich eine galvanische Barriere. Sie wurde gezielt für digitale Audiosignale entwickelt, bei denen sowohl elektrische Störunterdrückung als auch zeitliche Präzision entscheidend sind.

Hybridnetzteil für analoge und digitale Sektionen

Der Master Fidelity NADAC-D besitzt eine Hybridstromversorgung mit getrennten Versorgungskonzepten für analoge und digitale Schaltungsbereiche.

Die Analogsektion wird von einem transformatorbasierten Netzteil versorgt. Für die digitalen Baugruppen kommt ein hochwertiges Schaltnetzteil zum Einsatz, das durch eine mehrstufige lineare Spannungsstabilisierung ergänzt wird.

Digitale Schaltungen stellen andere Anforderungen an Strombedarf, Effizienz und Wärmeentwicklung als empfindliche Analogstufen. Die getrennte Auslegung ermöglicht es, jeden Bereich passend zu seinen Eigenschaften zu versorgen.

Gemeinsam mit der temperaturgeregelten Referenz, der Clock-Architektur und der MF Super Isolation Unit schafft das Hybridnetzteil kontrollierte Betriebsbedingungen für die True-1-Bit-Wandlung.

Symmetrische und unsymmetrische Analogausgänge

Das gewandelte Musiksignal steht sowohl an symmetrischen XLR- als auch an unsymmetrischen RCA-Ausgängen zur Verfügung. Die XLR-Ausgänge liefern einen höheren Ausgangspegel und eignen sich insbesondere für symmetrisch aufgebaute Vor- und Vollverstärker.

Über die RCA-Ausgänge kann der Master Fidelity NADAC-D mit klassischen unsymmetrischen Eingängen verbunden werden. Dadurch bleibt der DAC unabhängig von der Anschlussarchitektur der übrigen Anlage flexibel einsetzbar.

Die Ausgangslautstärke lässt sich analog in 20 Stufen zu jeweils 3 dB reduzieren. Der Einstellbereich reicht von 0 bis −57 dB und weist über sämtliche Stufen eine geringe Kanalabweichung auf.

Für die bestmögliche Kombination mit dem Master Fidelity NADAC-L empfiehlt der Hersteller, den Ausgang des NADAC-D auf externe Lautstärkeregelung beziehungsweise dauerhaft auf 0 dB einzustellen. Die feinere Pegelanpassung übernimmt anschließend der analoge ASIC-Abschwächer der Vorstufe.

Direkter Betrieb an einer Endstufe

Dank seiner integrierten analogen Lautstärkeregelung kann der Master Fidelity NADAC-D grundsätzlich direkt mit einer geeigneten Endstufe verbunden werden.

Damit lässt sich ein besonders reduziertes Digitalsystem aus Musikquelle, D/A-Wandler, Endverstärker und Lautsprechern aufbauen. Vor dem direkten Anschluss müssen Ausgangspegel, Eingangsempfindlichkeit und Verstärkungsfaktor der Endstufe sorgfältig berücksichtigt werden.

Master Fidelity empfiehlt für höchste Klangqualität und besseren Bedienkomfort dennoch den Einsatz einer hochwertigen analogen Vorstufe wie des NADAC-L. Diese übernimmt eine feinere Lautstärkeregelung, die Auswahl zusätzlicher Quellen und die kontrollierte Ansteuerung unterschiedlicher Endstufen.

Der direkte Betrieb bleibt dennoch eine praktische Option für minimalistische Anlagen oder eine schrittweise Erweiterung des NADAC-Systems.

Integrierte Kopfhörerausgänge

Der Master Fidelity NADAC-D kann neben Lautsprechersystemen auch hochwertige Kopfhörer ansteuern. Dafür stehen ein symmetrischer 4,4-mm-Ausgang und ein unsymmetrischer 6,35-mm-Klinkenausgang zur Verfügung.

Der symmetrische Ausgang stellt eine höhere Leistung bereit und eignet sich für entsprechend verkabelte Kopfhörer. Der klassische 6,35-mm-Anschluss ermöglicht die Verwendung gewöhnlicher Single-Ended-Kopfhörerkabel.

Die integrierte analoge Lautstärkeregelung übernimmt auch hier die Pegelanpassung. Damit kann der Master Fidelity NADAC-D als hochwertige zentrale Quelle eines kombinierten Lautsprecher- und Kopfhörersystems verwendet werden.

Master Fidelity NADAC-D bei Schüring High End

Schüring High End führt Master Fidelity exklusiv in Deutschland und bietet den Master Fidelity NADAC-D als zentrale digitale Quelle für kompromisslose High-End-Systeme an.

Seine native True-1-Bit-Architektur, die speziell entwickelten ASIC-Komponenten, die temperaturstabilisierte Spannungsreferenz und das aufwendige Clock-Recovery-System unterscheiden ihn von konventionellen D/A-Wandlern. USB, AES/EBU und S/PDIF ermöglichen die Integration unterschiedlicher Digitalquellen, während XLR-, RCA- und Kopfhörerausgänge verschiedene Systemkonzepte unterstützen.

Eine individuelle Beratung zum Master Fidelity NADAC-D sowie zur passenden Kombination mit NADAC-C, NADAC-L, Musikservern, Streamern, Verstärkern, Lautsprechern und Verkabelung ist telefonisch unter 040 71097635 oder per E-Mail an mail@schuering-highend.de möglich.

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