Audio converters93 Product

Audio converters (AD/DA) zijn een essentieel onderdeel van elke recording-keten: ze zetten analoge signalen om in digitale data — en weer terug. Ontdek het verschil tussen converters, audio-interfaces en preamps, en welke specificaties in de praktijk écht tellen.

AD/DA converter, audio-interface & voorversterkers

Deze drie apparaattypes zijn bouwstenen in de signaalketen en zitten in de meeste gevallen samengebouwd in één apparaat: de audio-interface. Bij audio-interfaces van premium fabrikanten zoals RME, Apogee, Lynx, Antelope of Universal Audio voldoen de AD/DA conversie en preamps aan professionele studionormen. En zelfs bij betaalbare interfaces is de geluidskwaliteit vandaag vaak beter dan bij veel apparatuur van 15 jaar geleden.

Voor complexe of bijzonder veeleisende (“audiofiele”) setups kan het toch zinvol zijn om losse apparaten te gebruiken. In dat geval verzorgt de audio-interface de verbinding met de computer, de converter vormt de brug tussen analoog en digitaal, en de voorversterker versterkt bijvoorbeeld microfoonsignalen. De meest voorkomende reden voor aparte AD/DA converters is het aantal kanalen: interfaces met 32 I/O (of meer) standaard zijn zeldzaam, en meer dan 8 ingangen in een “alles-in-één” is niet gebruikelijk—wat snel te weinig is voor een drumopname. Uitbreiden kan via digitale aansluitingen zoals ADAT, maar ver boven 16 kanalen komen is niet altijd eenvoudig.

In de praktijk betekent een hoge kanaalbehoefte vaak dat je naast je audio-interface extra apparatuur gebruikt. Een ander voordeel van losse converters is dat je ze in de opnameruimte kunt plaatsen, zodat het storingsgevoelige analoge traject zo kort mogelijk blijft.

Wat doet een audio converter?

Om een analoog signaal te digitaliseren heb je een converter nodig. Die zit meestal in een audio-interface ingebouwd en krijgt weinig aandacht, terwijl de conversie een cruciale stap is in de keten. Tegenwoordig zijn AD/DA converters in instapinterfaces van bekende merken vaak al erg goed. Voor high-end producties kunnen oude of erg goedkope converters echter nog steeds een bottleneck vormen.

Van analoog naar digitaal

Voordat een analoog signaal kan worden omgezet naar een digitale reeks nullen en enen, moet het aan bepaalde voorwaarden voldoen. Eerst wordt het juiste niveau voor de converterchip ingesteld via geschikte versterkerschakelingen. Daarna wordt alles buiten het frequentiebereik gefilterd dat de AD-converter kan verwerken, om artefacten te vermijden die niet in het bronmateriaal zaten (anti-aliasing). Deze analoog opgebouwde schakeltrappen hebben veel invloed op het geluid en worden bij serieuze merken met grote zorg ontworpen.

De eigenlijke converter kun je zien als een chip. Slechts enkele bedrijven produceren ze wereldwijd (bijv. Burr Brown, ESS, AKM, Cirrus Logic), en je vindt soms vergelijkbare chipfamilies in producten met heel verschillende prijzen. De echte verschillen zitten meestal in wat eromheen gebeurt: een schone voeding, nette signaalrouting en vooral een stabiele clock zijn essentieel voor nauwkeurige conversie. Ook de analoge signaalvoorbereiding moet top zijn om een betrouwbaar digitaal beeld te krijgen. Net als bij fotografie: de beste camera helpt weinig als het licht flikkert.

Samplefrequentie (kHz)

Bij conversie bepaalt de samplefrequentie in kHz hoe vaak per seconde het signaal wordt gemeten. Elke meting is een “snapshot” (sample) op vaste momenten. Bij de omzetting terug naar analoog gebeurt dit in omgekeerde richting: er wordt een golfvorm opgebouwd die via filtering wordt gladgestreken. Onthoud: de helft van de samplefrequentie is de hoogste weer te geven frequentie (Nyquist). Bij 48 kHz zit je dus tot 24 kHz, al boven het hoorbare gebied. Hoewel sommige apparaten extreem hoge waarden bieden, werken de meeste producties met 44,1 of 48 kHz als slimme balans tussen kwaliteit en data. 88,2 of 96 kHz kan in specifieke workflows nuttig zijn, maar een hogere waarde betekent niet automatisch beter geluid.

Bitdiepte

Elke sample legt het signaal vast met een bepaalde dynamische resolutie. Hoe hoger de bitdiepte, hoe meer volumestappen digitaal kunnen worden opgeslagen. Bij lage bitdiepte en een erg laag opnamepeil kan digitale ruis hoorbaar worden. In 16-bit tijden was het daarom belangrijk om zo “heet” mogelijk op te nemen. Met 24-bit als huidige standaard speelt dat probleem vrijwel niet meer en werk je met comfortabele headroom. In DAW’s wordt vaak rond -18 dBFS gepeild. Sommige converters ondersteunen 32-bit, terwijl veel DAW’s intern rekenen met 32-bit float of zelfs 64-bit float.

Bijzonder geval: DSD-audio

Als alternatief voor het gangbare PCM-formaat (bijv. 48 kHz/24-bit) is er in het high-end segment DSD (Direct Stream Digital). DSD werkt met extreem hoge samplefrequenties in MHz (64x tot 512x 44,1 kHz), maar met slechts 1-bit resolutie. De audiogegevens worden gecodeerd als een digitale golfvorm met variabele pulsbreedte. In de praktijk zijn noise shaping en een low-pass filter nodig om kwantisatieruis en ultrasone content te beperken. DSD zie je o.a. bij SACD en bepaalde audiofiele producties.