Grundlagenartikel Nachteile des Onboard-Sounds - Einfluss von Grafikkarte, Kopfhörerempfindlichkeit und Motherboardlayout | igorsLAB

Igor Wallossek

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Igor Wallossek submitted a new blog post
Warum ich den Onboard-Sound auf vielen Motherboards für schlecht oder zumindest nicht optimal halte, will ich in dieser Analyse gern im Detail erklären. Die üblichen Tests (und das Marketing) fokussieren sich meist nur auf den DAC und die Codecs, eiern aber am eigentlichen Problem geschmeidig vorbei. Was haben gute Kopfhörer, eine potente Grafikkarte, ein mittelpreisiges Mainboard, ein Oszillograph, ein sehr gutes Multimeter und ein Satz geschulter Ohren miteinander zu tun? Finden wir's raus!

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@Morpheus
Ob sich das lohnt, das weiß ich nicht. Ich hatte nie wirklich Probleme mit Störgeräuschen der Soundkarte.

Ich fand von Onboardsound zu interner Soundkarte vor 20 Jahren ein riesiger Unterschied. Von Creative extreme Music zu Creative Soundblaster Z kaum Unterschied oder keiner, der für mich wahrnehmbar war.

Die Lösung mit dem Dac/KV und nem tollen Kopfhörer war subjektiv wie damals vor 20 Jahren onboard zu Soundkarte. Subjektiv!!

Wenn man über was gutes extern nachdenkt kann man doch auch mal weiter denken.

Ich hatte mir jetzt zwischenzeitlich den Kopfhörer zerschossen, weil ich den Gain zu hoch hatte, Ultrasone repariert zu fairen Preisen.

Ich sage das, weil man für externe Lösungen mit KV und so sich mehr informieren sollte, ich hatte und habe wenig Ahnung von HiFi usw. mit den ganzen Widerständen und Gain und haste nicht gesehen.

Also es gibt einfach super Sachen da draußen, die jenseits von dem sind was da in den PC geschraubt wird und natürlich auch das Vielfache eines PCs kosten. Franc Damir heißt ein Youtuber fand ich sehr interessant. Ich glaube der is so ein wenig der Link zwischen Gaming und HiFi.

Ich hab davon keine Ahnung, aber wenn Du den geilen Scheiß willst, da gehts lang.
 
Kleiner Tipp am Rande, für die unter Euch, die USB DAC's verwenden und Störgeräusche durch andere, wahrscheinlich gepowerte USB-Geräte bekommen und die Störgeräusche nur durch das Abschließen dieses anderen USB-Geräts erreichen können.

Gebt in eBay mal "USB isolator" ein (oder klickt auf den Link). Da sollten dann Teile angezeigt werden die mit einem ADUM 3160 oder 4160 chip versehen sind. Preis von 7,28 Euro aufwärts. Ich persönlich habe mich für die größere Platinenversion entschieden, die einen micro-USB-Anschluss zur externen Stromversorgung bietet - Kosten ca. 20 Euro.

Dabei gilt es allerdings zu beachten, das die Angaben "Full-USB" oder "USB 2.0" nur für die Spezifikation von 12 Mbps, also praktisch USB 1.1-Geschwindigkeit gilt. Das heißt, wer 320 KHz mit 24 oder 32 bit an Audiodaten verwenden will (ich denke ich habe meine Meinung dazu schon geäußert, vor allem was das menschliche Gehör angeht - kurz "Schwachsinn!") kann diesen USB-Isolator nicht mehr verwenden.

Unter dieser Quelle kann man ausrechnen bis zu welchen Werten die 12 Mbps ausreichen. 96000 Hz in 32 bit mit 2 Kanälen (Stereo) benötigt z.B. 6144 kbps an Rohdaten (also ohne overhead).

Für mich persönlich habe ich das Teil für meine Xbox-Controller verwendet. Die haben einen eigenen DAC/ADC, der aus Gründen die mir absolut verborgen bleiben für Störgeräusche gesorgt hat wenn sie am gleichen USB-BUS wie mein eigener DAC betrieben werden.

Getestet und betrieben seit gut einem Jahr. Anfänglich mit einem guten, linearen USB-Netzteil, es läuft aber auch ohne gute externe Stromversorgung einwandfrei.
 
Nachdem mein ursprünglicher Post seine Größengrenze erreicht hat hier ein update:

Nachtrag 2021-12-11:

Seit gut einem Jahr habe ich den AMP-Teil gegen einen AMP mit einem tpa3255 Verstärkerchip ausgetauscht. Mehr Leistung (siehe Datenblatt), allerdings nicht mehr so günstig in der Anschaffung, da der AMP ein teureres Netzteil benötigt (48V, 10A continious power), das im Moment über 140 Euro kostet. Ja, leider korrekt gelesen.


Falls jemand der meinen Beitrag vorher gelesen hatte und die Ausgangsleistung als unzureichend befand, der könnte mit dem stärkeren AMP-Chip glücklich werden.


Ein wichtiger Tipp dazu vorab: kauft keine Version mit integriertem Bluetooth! Nach zwei Versuchen und folgenden eBay-Rückerstattungen liegen die bei mir nur als schlechte Beispiele umgesetzter Audiotechnik rum. Wenn man es sich traut mit einem Messer die Brücke zwischen dem AMP-Teil und dem DAC vom Bluetooth-Teil zu trennen, meinetwegen. Ansonsten kann ich niemandem die Versionen mit Bluetooth empfehlen. Mehr Noise per DB kann man sich fast nur in Form eines Schlagbohrers besorgen.


Jetzt zu den Vorteilen des TPA3255:

Mehr Ausgangsleistung, dementsprechend auch mehr Ausgangsleistung im (gewünschten) Bereich von 1% Klirrfaktor (50% ohne Grundrauschen, ab 60% sehr leichtes Grundrauschen, progressiv ansteigend).

Nachteile:

Wenige Versionen mit Gehäuse und Lautstärkeregler, aber ohne Bluetooth zu finden.


Mir war wichtig eine Version mit Gehäuse, Dual-TPA3255-Chip-Konfiguration und Ausgangsleistungs-Poti (Lautstärkeregler), aber ohne Bluetooth zu finden. Wer die Angaben der Verkäufer liest wird da sogar fündig, das ist aber nicht mehr so, wenn man das Gehäuse öffnet und fest stellt, das nicht zwei, sondern nur ein TPA3255 verbaut wurde. D.h. dann, das so ziemlich alle Verkäufer bei Aliexpress und eBay lügen, was die Ausgangsleistung angeht. Positiv übrig bleibt allerdings, das zu meiner vorherig geposteten Konfiguration trotzdem fast die doppelte Leistung im gewünschten "Niedrig-Klirrfaktor"-Sektor (ich nutze den AMP in 50% Verstärkerleistung) gegenüber dem TPA3116 in einer "echten" Dual-Konfiguration übrig bleibt. Die Effizienz eines D-Klasse-Verstärkers bleibt, die Effizienz des Netzteils sollte dank höherer Volt-Zahl zwar steigen, liegt aber bei 6W, mit einem Steckdosen-Messgerät gemessen mit 0 db Signal anliegend. Positiv zu vermelden ist allerdings, wie effizient der AMP im Betrieb läuft. Meine alten Jamo Standlautsprecher mit 2x 300W bei 4 Ohm linearer Ausgangsleistung lassen sich im Testbetrieb mit den gewünschten 50% AMP-Verstärker-Einstellung ohne hörbaren Grundrauschen (0db Ausgang, Ohr direkt an der Box) und mit voller Ausgangsleistung (100% Ausgangs-Signal des CM6631A / ES9023 DAC's) mit den 50% des TPA3255 bis zur Übersteuerung der Boxen auslasten. Ich hatte etwas Angst das mir bei dem Test die Boxen oder das Netzteil des AMP's um die Ohren fliegen, oder das meine Nachbarn die Polizei wegen Ruhestörung ins Spiel bringen, aber nichts davon ist passiert. Das Netzteil wurde handwarm, die Kondensatoren haben gehalten, Die Boxen blieben heil und die Investition in (geschlossene) Schallschutzfenster wurde belohnt. Eine alte Einpassung (eine Art "Dichtung" zwischen Holz und Glas) einer Innentür mit Glaseinfassung hat sich gelöst und ist auf den Fußboden gekrümelt.


Wer die Mehr-Leistung also braucht und wessen Nachbarn mehr als 100 Meter entfernt wohnen oder wer auch relativ gute Schallschutzfenster hat und es ab und zu auch mal laut mag, dem kann ich auch diesen AMP nach gut einem Jahr täglichen Betrieb empfehlen. Das Beste ist allerdings, das im normalen Lautstärke-Betrieb der D-Klasse Amp genau das macht was er soll - auf effiziente Weise und ohne Grundrauschen, mit sehr gutem SNR (Signal-Rausch-Verhältnis) und wenig Stromverbrauch den guten Klang des DAC's zu den Boxen umwandeln. (12-15% DAC-Ausgangsleistung und 50% AMP-Ausgangsleistung entspricht bei mir "Zimmerlautstärke" des Web-Radiosenders des Deutschlandfunks)

Zu beachten gilt allerdings, das durch das teure Netzteil es keine Budget-Lösung mehr im engeren Sinne ist. Wer allerdings die längere Nutzungszeit einberechnet und seine Boxen noch mit einem alten AMP betreibt, der einen großen Teil der Ausgangsleistung in Raumwärme anstatt in Schall umwandelt, der liegt auch mit dem TPA3255 Verstärker goldrichtig.

Preise auf eBay (mei, des Zeich is seit nem Jahr teurer anstatt billiger geworden):
CM6631A / ES9023 24bit 96KHz USB-DAC: ab 44 Euro (Ich habe letztes Jahr 32€ gezahlt)

TPA3255 Audio AMP im Gehäuse (ohne Bluetooth, ohne Netzteil, Stereo 2.0): ab 54 Euro (Ich habe letztes Jahr 45€ gezahlt)

Netzteil für TPA3255 AMP, 48 Volt, 10 Ampere konstant *1, im Gehäuse: ab 140 Euro (Ich habe letztes Jahr 100€ gezahlt)

Links:

Suche TPA3255 AMP (Verstärker / Endstufe) bei eBay
Netzteil bei eBay
Netzteil suchen bei eBay
Netzteil bei Aliexpress
Netzteil suchen bei Aliexpress

*1 Ach ja, lasst euch von den 800 Watt Angaben der Verkäufer nicht täuschen. Aus 480 Watt konstant werden 800W, aus 600W peak werden 1200W usw. Wenn beim Lügen deren Penisse so schrumpfen würden wie Pinoccio's Nase wächst, wären die alle Zeugungsunfähig!
 
Zuletzt bearbeitet :
Klingt interessant (y), werde ich mal antesten und einen der TPAs 3116 bei Gelegenheit austauschen....
mei, des Zeich is seit nem Jahr teurer anstatt billiger geworden
Seit Juli zahlt man auf alles aus CN die Märchensteuer egal wie teuer...
 
Welche externe Soundkarte wäre den zu empfehlen? Habe Zeitweiße auch das Problem das Plötzlich kein vernünftiger Klang aus den Kopfhörern kommt.. So beim Zocken oder Netflix.. dann auch quasi kein Bass mehr vorhanden ist. Heute ging es den ganzen Tag wieder normal. Hab in Win11 auf 2Kanal 24Bit 192000Hz eingestellt, ohne irgendwelchen Sonstigen "Verbesserungen".. und natürlich vorne angeschlossen. War erst am überlegen den Soundblaster G6 zu holen, aber ich lese da des öfteren das die Software abkackt und gerne Probleme macht. Würde da nicht auch ein Roland RUBIX22 oder Focusrite Scarlet Solo bzw. 2i2 mehr Sinn machen? Vom Preis liegen die momentan fast gleich. Die haben dann nur nicht diese ganzen Gaming Spielereien.. Kopfhörer Sind die MMX 300 32 Ohm
 
Naja die oben genannten gibt es so um die 100€… denke mal muss jetzt auch nix weltbewegendes sein. Zum zocken und Netflix….schauen. Und zu den Kopfhörern passen. Und vor allem funktionieren.
 
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Update Stand 2022 mit datenblättern
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Ich habe mit dem RME ADI 2 DAC FS meine persönliche absolute Endlösung gefunden. Meinetwegen kann es in Zukunft auch Mainbords ohne onboard Audio geben.
 
Hatte auch extreme Störgeräusche mit meiner On-Board Karte aber auch mit meiner intern verbauten Soundblaster AE9. Lustigerweise aber immer erst dann, sobald ich ein Spiel gestartet habe.
Nach vielen vielen testen und Herumprobieren mit (teils sehr teuren) abgeschirmten Cinch+Strom Kabeln hat schlussendlich ein kleines 10€ Wunder-Kästchen Ruhe im Karton verschafft:

Da ich halt 5.1 habe musste ich natürlich 3 Stück davon abbringen, aber seitdem ist absolut Ruhe im Karton.
Da ich auch öfters beim Autoradio mal ein knistern hatte habe ich es auch dort angebracht, auch dort kein knistern mehr, nix.

Ist für mich echt ein kleines Zauber Kästchen 🙏
 
Zuletzt bearbeitet :
Ja so ein Filter kann helfen. Aber er filtert halt bestimmte Frequenzen weg, vielleicht auch aus dem gewünschten Signal.
 
Aus der Vorlesung und Praxis EMV:
Die im Bild "nicht abgeschirmte" Soundkarte ist nicht der Empfänger für die Störungen. Der rückseitige top layer ist entweder Vdd oder gnd und somit ein Schirm. Die signalisierenden Leitungen sind in der Regel in den inneren Lagen und werden somit "geschützt" verlegt. Der Deckel oben ist einfach nur Zierde.

Weiter sind die Störungen im CE (conducted emsission) Frequenzbereich, da ich ca 0,1*Wellenlänge als "Antenne" benötige. Und Frequenzen im Hörspektrum gehören da nicht dazu, da es auf der Karte sicherlich keine "Antennen" gibt.

Die Versorgung "Gold Kondensatoren" sehe ich auch nicht, da die VDD-Isolation zum Ausgang eines einfachen OPs mit min. 60dB angegeben wird.

Problem ist einfach die Preisoptimierung aller Komponenten und dass diese ihre Anforderungen isoliert in einer reproduzierbaren Umgebung erfüllen und mehr auch nicht.
 
Hatte auch extreme Störgeräusche mit meiner On-Board Karte aber auch mit meiner intern verbauten Soundblaster AE9. Lustigerweise aber immer erst dann, sobald ich ein Spiel gestartet habe.
Nach vielen vielen testen und Herumprobieren mit abgeschirmten Cinch+Strom Kabeln hat schlussendlich ein kleines 10€ Wunder-Kästchen Ruhe im Karton verschafft:

Da ich halt 5.1 habe musste ich natürlich 3 Stück davon abbringen, aber seitdem ist absolut Ruhe im Karton.
Da ich auch öfters beim Autoradio mal ein knistern hatte habe ich es auch dort angebracht, auch dort kein knistern mehr, nix.

Ist für mich echt ein kleines Zauber Kästchen 🙏
Ground Loops. Dieses Kästchen stellt eine galvanische Trennung her und der loop ist unterbrochen.
 
Ground Loops. Dieses Kästchen stellt eine galvanische Trennung her und der loop ist unterbrochen.
Da muss man als Laie auch erst mal drauf kommen… und jeder empfiehlt erst mal pauschal DAC‘s (bei 5.1 Cinch nicht sooo einfach umzusetzen).

Bin einfach froh das es weg ist, hatte Monate lang die Probleme und wollte hier schon alles neu kaufen (Boxen+Soundkarte).
Zum Glück ist es nicht so weit gekommen.

Wenn es doch nur so eine simple Lösung für mein Spulenfiepen meiner 3090 geben würde, dass wäre ein Traum. Treibt mich bald in den Wahnsinn 😃
 
Zuletzt bearbeitet :
Die im Bild "nicht abgeschirmte" Soundkarte ist nicht der Empfänger für die Störungen. Der rückseitige top layer ist entweder Vdd oder gnd und somit ein Schirm. Die signalisierenden Leitungen sind in der Regel in den inneren Lagen und werden somit "geschützt" verlegt. Der Deckel oben ist einfach nur Zierde.
Viele der Störsignale entstehen an Nichtlinearitäten einiger Bauelemente und gelangen dann dadurch in den hörbaren Bereich. Diverse Modulationsprodukte kann man leider gut heraushören (you hear what you play/see). Ich hatte die Rückseite mal experimentell komplett abgeschirmt und ja, der Krach war fast weg. Das geht locker durch die Platine durch, soviel Ground gibts da leider nicht. jedenfalls nicht bei allen internen Lösungen.

Der zweite Punkt wäre die Versorgungsspannung, denn hier kann man die Störsignale schön wegfiltern. Naja, könnte, denn oft wird das aus Kostengründen weggelassen, auch wenn es schon eine simple Längsdrossel täte.

Und die Masse ist der dritte Punkt, über den man vor allem auch bei externen DACs sprechen muss, die man über den USB anschließt. Hier wirkt eine galvanische Trennung oft Wunder. Aber selbst so eine einfache Oehlbach-Filter-Geschichte reicht meist aus, auch wenn ich der Firma sonst wenig abgewinnen kann :D
 
Eigendlich war das alles schon bekannt... Wer perfekten Sound haben will, braucht einen externen DAC.

Nun das aber, der Onboard Sound ist aber so gut, dass es für 99% aller User ausreicht.

Das war früher nicht so. Vor 15 Jahren war der Onboard Sound so verrauscht, dass man der CPU zuhören konnte. Ich kenne das noch, einfach nur die Maus bewegen und schon fiepte es aus der On-Board-Soundkarte.

Wer dennoch Geld ausgeben möchte, Externe DACs gibt es für 19 Euros:

 
Hi,

Super Artikel. Genau diese Probleme habe ich auch verfolgt als ich damal mein neuen PC mit der AMD X399 Plattform und einem Ryzen Threadripper 1950X zusammengebaut habe. Habe dann den internen Soundchip verteufelt weil der Sound katastrophal war. Bin dann auch auf eine hochwerige PCI-E Steckkarte gewechselt, mit dem Resultat das es immer Pfeift und Rauscht nur in High-End.
Mein Ausweg war dann das womit ich heute noch immer sehr glücklich darüber bin, auf eine externe Lösung zu setzen.
Hab einen Pioneer U-05 mit einem Beyerdynamic T5p über USB angeschlossen.
Nur schade das man erst einmal jede Menge austesten und investieren muss bis das Sounderlebniss genießbar wird. Und das obwohl mein Mainboard über einen ESS® ESS9018Q2C verfügt. Was nützt einem so ein High-End Soundchip auf dem Mainboard wenn das ganze gesumme und gepiepe von den PCI-E Steckkarten um die Ohren brüllt.

Gruss Matze
 
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