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Nachteile des Onboard-Sounds – Einfluss von Grafikkarte, Kopfhörerempfindlichkeit und Motherboardlayout | Stand 2022

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Nachteile des Onboard-Sounds, Probleme, Workarounds, externe und interne Lösungen, Kopfhörer-Ratgeber und Grundlagen | 2022

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Man findet den Realtek ALC1200 sehr oft auf Einsteiger- und Mittelklasse-Motherboards und es ist, wenn man einmal googelt oder die Schwarmintelligenz der einschlägigen Foren interpretiert, auch eine erschreckende Menge Halb- und Unwissen im Umlauf. Die einen schreiben von einem hochgelabelten ALC887, die anderen von einem nur leicht abgespeckten ALC1220. Und das einzig Richtige ist: beides ist schon einmal komplett falsch. Der größere und hochwertigere ALC1220 (2017) ist sogar älter, der ALC1200 kam nämlich erst ein Jahr später (2018) und ein komplett anderer Chip.

Mit einem alten ALC887 kann man jedoch auch den ALC1200 nicht vergleichen, das wäre arg unfair. Das Package des ALC1220 ist übrigens nicht zufällig größer, denn die Funktionalität ist es auch. Trotzdem ist der ALC1200 kein Schund. Ich habe mir auf dem kleinen Dienstweg von einem Boardhersteller auch die Datenblätter besorgen können, die Realtek leider noch unter Verschluss hält. Ich hoffe zumindest, mit dem heutigen Artikel mal die eine oder andere Urban Legend zerstören zu können.

 

Der ALC1200 im Detail

Der ALC1200 HD Audio-Codec von Realtek ist ein SoC und ein energiesparender 110 dB SNR-Mehrkanal-Audio-Codec mit verlustfreiem DRM, der voraufgezeichnete und verlustfreie Inhalte schützt und so die vollwertige Wiedergabe von DVD Audio und Blu-ray DVD oder HD DVD-Discs ermöglicht. Der Chip besitzt einen integrierten 5-Volt- bis 4,5-Volt-Low-Dropout (LDO)-Spannungsregler, der eine einigermaßen akzeptable analoge Audioleistung ohne externe BOM garantiert, und einen integrierten 3,3-Volt- bis 1,8-Volt-Low-Dropout-Spannungsregler, der zur Versorgung interner digitaler Blöcke verwendet wird.

Der ALC1200 bietet maximal zehn DAC-Kanäle, die gleichzeitig die 7.1-Kanal-Wiedergabe unterstützen, sowie zwei unabhängige Stereoausgangskanäle (Mehrfach-Streaming) über den Stereoausgang am Front-Panel (HD-Audio) mit bis zu 110 dB Rauschspannungsabstand (SNR). Zwei Stereo-ADCs sind ebenfalls integriert und realisieren mehrere analoge Audioeingänge einschließlich eines 102 dB-SNR-Stereo-Line-In und eines Mikrofoneingangs samt Mikrofonarrays mit den Softwarefunktionen Acoustic Echo Cancellation (AEC), Beam Forming (BF), Noise Suppression (NS) und Far Field Voice Pick up (FFP).

Alle analogen Ein- und Ausgänge sind ein- und ausgabefähig und alle können entsprechend den Benutzerdefinitionen auch per DSP bearbeitet werden. Es sind insgesamt sogar drei Kopfhörerverstärker an den analogen Ausgangsanschlüssen (Port-D/Port-E/Port-F) integriert. Diese Kopfhörertreiber mit hoher Ausgangsleistung liefern bis zu 30 mW an 32 Ohm Last, wodurch ein externer Kopfhörerverstärker aus Sicht Realteks überflüssig wird. Die Unterstützung des 16/20/24-bit SPDIF-Ausgangs mit bis zu 192 kHz Abtastrate ermöglicht den einfachen Anschluss an HDMI-fähige Geräte oder an diverse Unterhaltungselektronik wie Digitaldecoder und Receiver.

Der ALC1200 unterstützt das Host-Audio der Intel- und AMD-Chipsätze und auch von jedem anderen HDA-kompatiblen Audio-Controller, der der HDA-Spezifikation 1.0a entspricht. Software-Dienstprogramme wie Mehrband-Equalizer, unabhängige Software-Equalizer, Dynamik-Kompressor und -Expander, sowie optionale Softwarefunktionen von Drittanbietern wie Nahimic 3D, Dolby PCEE, SRS TruSurround HD, SRS Premium Sound, Fortemedia SAM, Creative Host Audio, Synopsys Sonic Focus, DTS Surround Sensation, UltraPC und DTS Connect werden unterstützt, wenn die Lizensierung erfolgte.

 

Die Unterschiede zum ALC1220

Der ALC1220-VB ist ebenfalls ein SoC und ein High Fidelity Mehrkanal-Audio-Codec mit bi-lingualer Schnittstelle, der High Definition Audio 1.0a und den Industriestandard I2S und I2C unterstützt. Der ALC1220-VB bietet ebenfalls DRM, 10 DAC-Kanäle sowie zwei Kanäle fürs Mehrfach-Streaming. Der Rauschspannungsabstand (SNR) am Front-Panel beträgt allerdings nun sogar bis zu  120 dB, also 10 dB mehr. Es sind zudem drei statt nur zwei Stereo-ADCs integriert und der Line-In bietet bis zu 110 dB SNR statt der 102 dB des kleineren ALC 1200.

DRM ist ebenfalls kein Thema, allerdings verfügt der ALC1220-VB außerdem noch über einen Direct-Stream-Digital (DSD)-Decoder und -Encoder um DSD-Stream-Inhalte zu genießen und eigene DSD-Streams mit minimalen Qualitätsverlusten durch DA- und AD-Wandler zu erstellen. Der Kopfhörerverstärker an Port-D (Front-Panel) ist ein sogenannter Kondensator-freier Anschluss, der einen externen Koppelkondensator überflüssig macht und für weniger Verzerrungen sowie weniger Pop-Effekte sorgt. Dieser Kopfhörerverstärker an Port-D hat eine satte Ausgangsspannung von bis zu 2,1 Veff und kann hochohmige Kopfhörer (bis zu 600 Ω) betreiben, was beim ALC1200 so nicht geht.

Jetzt wisst Ihr übrigens auch, warum ich bei solchen Boards immer darauf hinweise, das Headset unbedingt am Front-Panel anzuschließen! Generell gilt jedoch, dass die drei (Kopfhörer-) Verstärker für den Output den I/O-Shield und den Front-Header fürs HD-Auto IMMER getrennt arbeiten, wobei der Port-D stets der Front-Anschluss ist. Naja, sein sollte. Ich hatte aber auch schon Boards in der Hand, wo genau das beim ALC1220 falsch beschaltet war und Port-D unverständlicherweise ungenutzt blieb.

Zusammenfassung und Fazit

Der ALC12220/1200 ist besser als sein Ruf, besitzt allerdings auch einige deutliche Nachteile. Der Codec selbst geht absolut in Ordnung und man wird bei einem Blind-Test zunächst maximal ein leicht höheres Grundrauschen feststellen können, das aber auch stark von der Außenbeschaltung und dem gewählten Gain abhängt. Es ist durchaus auch ein moderner Chip, wobei er natürlich genau eine Preis- und Leistungsklasse unterhalb des ALC1220 angesiedelt ist. Letzterer kommt zumindest am Front-Audio auch mit höherohmigen Kopfhörern klar, was beim ALC1200 so definitiv nicht wirklich funktioniert.

Auf Protokolle wie I2S und I2C kann man als Endanwender notfalls auch verzichten, dass DSD komplett fehlt, ist in manchen Situationen schon eher ärgerlich. Dann nützen einem z.B. auch die Nubert nuPro X-3000 RC nichts, die das nämlich könnten, aber nicht geliefert bekommen. Wer den digitalen Ausgang oder USB nutzt, wird im Allgemeinen allerdings keinen Unterschied merken, DSD und andere Spitzfindigkeiten mal außen vorgelassen. Dann bleibt es eher die Frage, welche Drittanbieter-Software bis hin zu DTS noch unterstützt wird. Das ist dann allerdings eine reine Lizenz-Frage durch den Boardhersteller und kein Hardware-Feature  des ALC1200.

 

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Case39

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2,551 Kommentare 965 Likes

Erstmal frohes Fest allen im Forum. Wie verhält es sich mit Stereolautsprechern und Onboard Sound (und wo wir grad dabei sind, welche kannst du empfehlen?)

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Igor Wallossek

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10,540 Kommentare 19,775 Likes

Aus der Sicht der Transienten und Intermodulation würde ich gar nichts analog Angeschlossenes empfehlen.

Wer es clever anstellen will: einfach einen Satz Aktivlautsprecher mit eigenen Wandlern bestellen (USB oder SPDIF). Klingt hörbar besser und ist frei vom üblichen DSP-Gedöns der Treiber. Für den Desktop (Geld vorausgesetzt) ein Paar Nubert nuPro A100 oder A200 und ggf. einen Sub dazu. Ansonsten Wavemaster, Edifier oder gleich einen Satz Aktivmonitore aus der Studiotechnik. Die gibt es schon recht günstig:

https://www.thomann.de/de/aktive_nahfeldmonitore.html?ref=search_prv_0

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Deridex

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2,226 Kommentare 859 Likes

Schöne Analyse Igor.

Aus Entwicklungs- und Layouttechnischer Sicht, wäre es meiner Meinung sogar möglich, die Störungen und das Überkoppeln zu reduzieren.
1. Jeden PCIe-Slot mit mehrstufigen Block-Kondensatoren ausstatten. Ist leider mit einem einzigen Kondensator nicht getan, da man ja einen größeren Frequenzbereich abdecken will
2. Konsequente Trennung von Analog und Digitalteil auf dem Layout. Hier muss durchaus etwas Abstand zwischen den Leiterbahnen gehalten werden, da die digitalen Flanken sonst kapazitiv überkoppeln
3. Saubere Trennung der Massen.

So oder so ist das mit Aufwand und Kosten verbunden. Zusätzlich verschlimmert eine dimmbare RGB-Beleuchtungen die Thematik noch weiter.

Edit: Wünsche euch allen schöne, ruhige und entspannten Feiertage! Und Tippfehler korrigiert.

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Dezor

Veteran

495 Kommentare 216 Likes

Zunächst mal danke für diesen (wiedermal) umfangreichen Test.

Als ich mir vor ~2 meinen Beyerdynamic Kopfhörer gegönnt habe, musste ich mir auch ein neues externes Soundinterface zulegen, der Unterschied war mehr als deutlich zu hören, selbst bei meinen "Holzohren". Inzwischen hängt das Mischpult am MacBook und der PC Sound wird beim Zocken von der internen Soundkarte durchgeschleift. Ja, man hört die Störgeräusche leider mehr als deutlich. Aber da ich über das MacBook Videos gucke, Musik höre und Teamspeak benutze, ist mir das so wichtiger. Die meiste Zeit ist der Sound vom PC sowieso aus.

Zum Test: Ein kleiner Fehler ist mir auf Seite 2 aufgefallen. Die Sinusleistung liegt bei 14 mW, nicht bei 1,4 mW (oder ich finde meinen Denkfehler nicht). Zudem könntest du wenn du Langeweile hast mal gucken, ob du die Störgeräusche durch Fouriertransformation oder Abziehen eines Sinus von den gemessenen Werten noch deutlicher machen kannst.

Ansonsten: schöne Feiertage.

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Bas3s3to

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30 Kommentare 5 Likes

Vielen Dank Igor für diesen Test. Wäre es möglich für die Zukunft auch den Mikrofoneingang zu messen? Ein Freund von mir hat mit seiner internen Soundkarte massive Probleme mit dem Mikrofoneingang, wenn seine Grafikkarte auf volle Leistung in Spielen getrieben wird. Im Teamspeak klingt seine Audioübertragung dann so, als ob er in einem Hubschrauber sitzt. Man kann sehr gut das Taktverhalten der Grafikkarte hören, die dann in den Mikrofonkanal Störgeräusche einstrahlt. Das ist ihm zuerst aufgefallen, als er sich ein ModMic für seine Beyerdynamic Kopfhörer geholt hat. Zuerst hat er sich mit dem Onboard Mikrofoneingang beholfen, nutzt nun aber ein USB-Audiointerface (Yamaha AG03). Das ModMic wurde mittlerweile von einem Kondensatormikrofon (Rode NT-1A) abgelöst.

Kann es sein, dass bei der Rechnung (0,678 V)² / 32 Ohm = 1,4 mW Sinus ein kleiner Fehler drin ist? Wenn ich das ausrechne, komme ich auf 14,37 mW. Dann wäre bei einem reinen Sinus Signal die Leistung doppelt so hoch wie beim Vrms Wert. Das würde dann auch den abfallenden Lautstärke Effekt erklären, den viele Personen bei komplexeren Signalen empfinden. Bei einfachen Signalen ist die Lautstärke ausreichend und bricht dann bei komplexeren Signalen ein.

Ich wünsche allen fröhliche Weihnachten

Edit: War grade am schreiben, als Dezor den gleichen Gedanken wie ich mit der Rechnung auf Seite 2 geposted hat.

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Igor Wallossek

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10,540 Kommentare 19,775 Likes

Klar. Kommastelle und so. Danke fürs Finden :)

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Bas3s3to

Mitglied

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Passiert mir auch immer wieder ;) Gerade bei kleinen Werten passiert das ganz schnell. War nur etwas stutzig geworden, da das Ergebnis der Rechnung mit dem größeren Wert ein kleineres Ergebnis ergab. Deswegen hatte ich das nochmal nachgerechnet.

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Igor Wallossek

1

10,540 Kommentare 19,775 Likes

Ich hatte unlängst eine längere Diskussion mit einem Audiotechniker und -Entwickler, was die RMS-Angaben betrifft. Früher gab es Sinusleistung und Musikleistung, mache schrieben von Impulsleistung und dem, was ein "weiches" Netzteil mit möglichst großen Kondensatoren ausmacht. Auch diese Dinge waren nicht zwingend pauschal zu verstehen und zu verallgemeinern. :D

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ge0815

Mitglied

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Erstmal: Frohe Weihnachten auch an Dich und Dein Team!
Wunderbarer Artikel mal wieder. Um ehrlich zu sein, haben mich Lautsprecher- und Kopfhörertests nie so brennend interessiert, aber das hier ist wirklich erste Sahne und weckt das Interesse für die anderen Artikel.
Ich sehe es schon kommen, dass in nicht mal einem Jahr einige Motherboard-Herstelle auch angesprochene Werte angeben und wieder mehr Wert darauf legen.
Igor setzt eben Maßstäbe :)

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Bas3s3to

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Ich kann mich auch noch an diese abstrusen PMPO Angaben erinnern, wo einfache Boxen auf einmal 1000 W haben sollten. Das es sich dabei nur um kurzzeitige Impuls Werte gehandelt hat, haben die Marketingabteilungen von so manchem Discounter nicht interessiert.

Bei Instrumentenverstärkern ist das auch ähnlich. Als ich damals mit dem E-Bass angefangen habe, wurde immer empfohlen, einen Verstärker mit der drei- bis fünffachen Leistung des Verstärkers des Gitarristen zu nehmen. Ich habe mir aber bewusst einen kleineren Übungsverstärker mit 150 W besorgt, den ich über die Anschlüsse auch ins Mischpult und die PA-Anlage speisen kann. Auch waren die Tipps zum Soundmischen aus dem Bereich Homerecording sehr hilfreich. Durch die Tipps haben wir die Instrumente von den Frequenzen her etwas entzerrt, um Interferenzen zu verhindern. Das hat aus einem muffig klingenden Sound einen recht knackigen Sound gemacht. Man muss halt immer über den Tellerrand schauen und sich nicht mit den allgemeinen Tipps zufrieden geben :D

Und um wieder zurück zum Thema zu kommen ;):

Wie könnte man auf einem Mainboard den Audioteil gut vor Störsignalen der Grafikkarte abschirmen? Da auf dem Mainboard alles so eng zusammenliegt, könnte ich mir das durchaus als schwierige, wenn nicht sogar als unmögliche Aufgabe vorstellen. Wobei ich vermute, dass vor allem die Eingangsseite (Mikrofon) am schwierigsten abzuschirmen ist.

Das die Empfehlung zu einer vollkommenen elektrischen Trennung von Computer und Audioverstärker mittels optischer Signalübertragung der beste Weg ist, steht außer Frage. Nicht umsonst haben viele professionelle Audiogeräte optische Ein- und Ausgänge.

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Deridex

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2,226 Kommentare 859 Likes

Bei kleinen Mainboards dürfte das wirklich schwierig werden. Allerdings erscheint es mir durchaus machbar bei einem AM4 oder LGA1151 Board im ATX-Format, das Layout so anzupassen, das der Audioteil weniger gestört wird.

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K
KalleWirsch

Veteran

190 Kommentare 93 Likes

Sehr gut und verständlich geschrieben. Daher ein dickes Lob.

Allerdings wird hier immer vom Szenario Kopfhörer an Soundkarte ausgegangen. Wie kann man die Erkenntnisse denn auf die Situation übertragen, wenn man mit dem analogen Audio Signal erst mal in einen Verstärker geht und dort den Kopfhörer anschließt?

Im Grunde braucht man doch eh immer einen externen Verstärker, den für mich ist ein Kopfhörer irgendwie immer erst mal ein Komfort-Problem, welches das Hör-Erlebnis erheblich beeinträchtigt.

Ich vermute das Problem mit den Störsignalen ist da genauso hoch? Oder größer oder niedriger?
Das Problem mit der zu niedrigen Ausgangspannung für Kopfhörer dürfte ja je nach Verstärker eher ausgeschlossen sein.

Wenn schon Kopfhörer am PC, dann doch am liebsten einen Mittelklasse HIFI-Verträrker in der Tastatur oder am Monitor, so das man das Problemlos ein und austecken kann.

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D
Dezor

Veteran

495 Kommentare 216 Likes

Grundsätzlich schon. Dann müsste die GPU wahrscheinlich möglichst weit unten sitzen und der Audio-Chip dort, wo normalerweise der erste Slot für Erweiterungskarten ist. Ansonsten müsste man auf dem Weg zu den Klinkenbuchsen wieder an der GPU vorbei.

Das Problem ist, dass du das gestörte Signal verstärkst und damit auch die Störungen. Allerdings könnte es tatsächlich etwas besser sein, wenn du in Windows den maximalen Pegel wählst und dann beim Verstärker die Lautstärke dann regelst. Aber das hängt davon ab, wo die Störungen eingekoppelt werden.

Da kommt es dann drauf an, wo der DA-Wandler sitzt. Weit entfernt von der GPU ist schonmal gut, aber ich vermute mal stark, dass in Tastaturen und Monitoren keine wirklich hochwertige Hardware zum Einsatz kommt. Die Soundqualität dürfte damit deutlich schlechter sein als bei hochwertigen externen Soundkarten. Aber die Störgeräusche, um die es in diesem Artikel primär geht, sollten dadurch weitgehend verhindert werden.

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Igor Wallossek

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10,540 Kommentare 19,775 Likes

Steht alles im Artikel. Seite 3.

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Corro Dedd

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1,828 Kommentare 691 Likes

Digitale Aus- bzw. Eingänge haben aber anscheinend auch ihre Tücken. Habe meinem Kumpel die Edifier Studio R2000DB empfohlen, diese sollte er über Toslink anklemmen, hat soweit auch funktioniert, nur hat er zwei Probleme:

Zum einen ist seine Steckerleiste und der PC auf der linken Seite vom Tisch, zudem auch die optische Leitung nicht lang genug, also sind die Seiten vertauscht. Ohne Drittanbietersoftware war es (auch im Treibermenü) nicht möglich unter Windows 10 die Kanäle zu tauschen. Also doch analog angeschlossen mit dem beigelegten Klinke-Cinch Kabel war es dann auch ganz einfach physikalisch möglich die Kanäle zu tauschen.

Gut, man könnte jetzt halt ein Verlängerungskabel kaufen, ein längeres Toslink und das Problem wäre gegessen, aber dann bleibt noch ein weiteres Problem mit dem Digitaleingang: Er hatte ein Knacksen in den Lautsprechern, auch wenn keine Audioquelle ein Signal ausgab. Viele Meinungen besagen, das sind Störungen, eingestreut durch Kühlschrank, Backofen, whatever, oder eine fehlerhafte Auto-Mute Funktion der Lautsprecher, wenn kein Signal anliegt, mein Tablet macht so ähnliche Geräusche beim Abspielen von YouTube Videos im Browser zum Beispiel.

Man kann bei den Edifiern wohl die Firmware updaten, das Auto-Mute Problem ist schon länger bekannt. Aber ich weiß nicht, ob der das schon gemacht hat. Dafür hat er weiter recherchiert und nun scheint es eine Kombination aus NVidia Grafikkarte, Z370 Chipsatz, ALC 1220 Chip und Digital-out zu sein, wobei die Ursache wohl im Nvidia Treiber liegen soll. Andererseits hat er ein Board mit Z390.

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Igor Wallossek

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Z390 ist quasi Z370. Hochgelabelt ;)

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FfFCMAD

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Schoener Artikel, Igor

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arcDaniel

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1,669 Kommentare 929 Likes

Ich habe den Artikel spannend gelesen und noch einen weiteren Fall wo ich deine @Igor Wallossek Einschätzung lesen möchte.

Wenn ich nun meine aktiven Lautspecher am Bildschirm anschliesse und welcher wiederum den "digitalen sound" übers DisplayPort oder HDMI bekommt, in welcher Katergorie würden wir uns denn bewegen? Externe Soundkarte? MB Intern im Idle? Kann der Monitor stärkere Stögeräusche als das Innenleben eines PCs verursachen? oder vielleicht weniger?

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g
guggi

Mitglied

27 Kommentare 17 Likes

Hab mich jetzt auch endlich angemeldet, super Artikel seit der Umstrukturierung!
Die "Macht" einer Grafikkarte musste ich auch erst vor kurzem erleben, hatte seit Ewigkeiten Probleme mit dem WLAN und war kurz vorm verzweifeln. Ein Slot mehr Abstand zur Graka und schon war das Problem deutlich gelindert, dafür hörte man jede mausbewegung in den Lautsprechern, da sich jetzt die Soundkarte zur Graka kuscheln durfe. Also wurde es eben eine externe Lösung fürs Netzwerk.
Aber zurück zum Thema: Wie schlägt sich denn eine vor Jahren gern empfohlene Budget-Headset-Lösung gegen aktuelle (onboard)-Hardware? Konkret handelt es sich dabei um einen umgelabelten Superlux-kopfhörer, den Presonus HD7 in Kombination mit einer Xonar DGX. Die Soundkarte musste sein, da die onboard des billig-am3+ bretts einfach grausam war. Naja Schülerbudget zu der Zeit eben.
Mittlerweile leg ich doch etwas mehr Wert auf Klangqualität und frage mich, ob es Empfehlungen gibt, die mich nicht mein letztes Hemd kosten?

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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