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

1 - Problemstellung, Einführung und gelöste Treiber-Probleme 2 - Störendes Brummen und Masseschleifen 3 - Störgeräusche und Jitter am externen USB-DAC 4 - Grafikkarten und Intermodulation 5 - Onboard: Realtek ALC1220 vs. Realtek ALC1200 6 - Onboard: Realtek ALC4080 und ALC4082 7 - Datenblätter: Realtek ALC1200, ALC 1220 und ALC 4080/ALC4082 8 - Effektivspannung, Ausgangsleistung und Schallpegel 9 - Intern: Creative Sound Blaster Audigy FX V2 (Einsteiger) 10 - Intern: Creative Sound Blaster Z SE (Mittelklasse) 11 - Extern: Creative Sound Blaster G3 (Einsteiger) 12 - Extern: Creative Sound Blaster X4 (Mittelklasse) 13 - Zusammenfassung, Fazit und Vorschau

Man findet den 2020 gelaunchten Realtek ALC4080 als Soundlösung mittlerweile auf sehr vielen neuen Intel-Boards der Mittel- und Oberklasse und zwar ohne, dass der Kunde wirklich weiß, was eigentlich dahinter steckt. Genau das möchte ich heute gern ändern und habe mir mal hintenrum ein passendes Datenblatt eines Mainboard-Entwicklers besorgt. Der ALC4080 bricht nämlich mit der langen Tradition der direkten Anbindung an den SoC über ein bi-linguales Interface (HD-A oder I2S/I2C) und nutzt stattdessen USB. Ja, Ihr habt richtig gelesen, der Chip wandert mit dem Anschluss von der CPU zum Chipset. Ob man das jetzt schön finden muss, sei mal dahingestellt, aber es ist praktikabel.

Block Scheme ALC 4080

Block Scheme ALC 1220

Und nein, der ALC4080 ist eben NICHT der Nachfolger des ALC1220, wie man es in vielen Medien lesen konnte, sondern eine komplett neue Chip-Klasse mit einer grundlegend anderen technischen Lösung und Anbindung. Um das einmal mal zu veranschaulichen, betrachten wir einfach die beiden Blockdiagramme. Links sehen wir den ALC1220 mit dem bi-lingualen Interface und rechts den USB-basierten, neuen ALC4080, der sich überall flexibel anflanschen lässt:

Der ALC4080 im Detail

Der ALC4080 ist ein Ein-Chip-Mehrkanal-USB-Audio-Codec, der einen USB 2.0-Controller mit einem Hochleistungs-Audio-Codec einbettet. Für die USB-Audiofunktion unterstützt er ein Standard-USB-Audiogerät mit HID-Klasse, das für PC-Motherboards und Mehrkanal-Audiosysteme/-geräte in allen wichtigen kommerziellen Betriebssystemen entwickelt wurde, z. B. Windows, Linux, iOS, macOS und Android. Er bietet zehn DAC-Kanäle, die gleichzeitig eine 7.1-Kanal-Wiedergabe unterstützen, sowie zwei Kanäle mit unabhängigem Stereoausgang (Mehrfach-Streaming) über den Stereoausgang an der Vorderseite mit einem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) von bis zu 120 dB für die Wiedergabe von PCM-Streams.

Der ALC4080 verfügt außerdem über einen Direct-Stream-Digital (DSD)-Decoder, mit dem der Anwender hochwertige DSD-Stream-Inhalte genießen und seinen eigenen DSD-Stream mit minimalem Qualitätsverlust durch DA-Wandler erstellen kann. Insgesamt drei Stereo-ADCs sind integriert und können mehrere analoge Audioeingänge unterstützen, einschließlich eines 110dB SNR-Stereo-Line-Level-Eingangs und eines Mikrofonarrays mit den Software-Features 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 können nach Benutzerdefinitionen neu belegt werden. An den analogen Ausgangsports (Port-D/Port-E/Port-F) sind drei Kopfhörerverstärker integriert. Der Kopfhörerverstärker an Port-D (FRONT) ist ein cap-free-Typ, der einen externen Koppelkondensator einsparen kann und weniger Verzerrungen und Knackeffekte bietet. Dieser Kopfhörerverstärker an Port-D hat einen Ausgangspegel von 2 Vrms und kann Kopfhörer mit hoher Impedanz (bis zu 600Ω) betreiben; außerdem verfügt er über eine Impedanzerkennungsfunktion zur automatischen Anpassung der Ausgangslautstärke mit dem von Musikern und Spielern bevorzugten hervorragenden Klangverhalten.

Die Unterstützung des 16/20/24-Bit-SPDIF-Ausgangs mit einer Abtastrate von bis zu 192 kHz ermöglicht den einfachen Anschluss von PCs an HDMI-Sender (High Definition Media Interface) oder an Produkte der Unterhaltungselektronik wie Digitaldecoder und A/V-Receiver.

Zusammenfassung vom Hersteller

Der ALC4080 ist ein Hochgeschwindigkeits-Hochleistungs-Audiocodec nach USB 2.0-Standard für USB Typ-C-Mehrkanal- (Ture 7.1-Kanal) Gaming-Kopfhörer/Headset- und Audioadapter-Anwendungen. Mit Software-Dienstprogrammen wie Umgebungsgeräusch-Emulation, Mehrband- und unabhängigem Software-Equalizer, Dynamikbereich-Kompressor und -Expander, optionalen Software-Funktionen von Drittanbietern wie Dolby, DTS, Waves und Fortemedia sowie Creative Host Audio bietet der ALC4080 höchste Klangqualität und sorgt so für ein hervorragendes Unterhaltungspaket und Spielerlebnis für PC-Benutzer.

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 ebenfalls bis zu 120 dB. Es sind zudem genauso drei Stereo-ADCs integriert und der Line-In bietet bis zu 110 dB SNR, wie auch der ALC4o80.

Und was ist nun anders? Die technischen Parameter ähneln sich nämlich auffällig und es ist auch kein Unterschied hörbar. Zumindest nicht bei einer ersten Blindverkostung mit einem Beyerdynamic T5 am Port D. Auch das ist eine wichtige Erkenntnis. Wem der ALC1220 bisher gereicht hat, der wird auch den ALC4080 mögen, ansonsten steht das gleiche Problem im Raum. Klanglich ist es also kein Fortschritt, sondern nur eine Anpassung bei der Anbindung des Chips. Schnittstellen-Kino, statt Evolution beim Klang.

Und was den Kondensator-freien Port D betrifft: Jetzt wisst Ihr übrigens auch, warum ich bei den Boards immer darauf hinweise, das Headset unbedingt am Front-Panel anzuschließen, wenn nicht der Hersteller am I/O-Shield eine fette Klinkenbuchse für den „speziellen“ Audio-Ausgang vorgesehen hat! Per Default beschaltet man den Port D immer über HD-Audio und damit über das Front-Panel. Wem das zu leise ist, einfach mal hinten testen. Ein Ausgang geht eigentlich immer mit den 2 Volt und der automatischen Impedanzerkennung.

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 mit dem meisten Bums 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. Das ist dann die Schuld des Motherboardherstellers und nicht von Realtek.

Auch der „neue“ ALC4080 ist besser als der übliche Onboard-Ruf, besitzt allerdings auch einige deutliche Nachteile. Der Codec selbst geht absolut in Ordnung und man wird bei einem Blind-Test mit empfindlichen niederohmigen Kopfhörern maximal ein leichtes Grundrauschen feststellen können, das aber auch stark von der Außenbeschaltung und dem gewählten Gain abhängt. Ansonsten ist es eine anders angebundene, dem ALC1220 sehr ähnliche Lösung. Nicht mehr, aber auch nicht weniger.