Roland Dietl: Es überrascht mich, dass Noise Shaper einen so großen Einfluss auf den Klang haben.
Rob Watts: Niemand hört sich Noise Shaper an. Aber ich habe mir meine Noise Shaper immer angehört, weil ich weiß, dass die einen großen Einfluss auf den Klang haben. Aber ich habe die Grenzen für die Leistung von Noise Shapern nie so weit verschoben, weil die Kapazität der FPGAs das nicht erlaubte. Aber ich habe die Noise Shaper immer gehört. In der Tat konnte ich eine der Firmen, mit denen ich zusammenarbeitete, dazu bringen zuzustimmen, dass dies aus klanglichen Gründen auf diese besondere Art gemacht werden müsse. Ich habe ihnen so viele Argumente zu dieser Sache geliefert, aber sie haben mir nicht geglaubt. Also machte ich einen Noise Shaper mit einer Leistung von 190 Dezibel und einen anderen mit 200 Dezibel. Eigentlich sind 190 Dezibel ja ausreichend. Dann brachte ich einen Ingenieur, der kein Audiophiler war, dazu, sich die beiden anzuhören. Am Ende des Hörtests sagte er: „Was mich überrascht hat, war nicht die Tatsache, dass ich einen Unterschied hören konnte, sondern wie leicht ich diesen Unterschied hören konnte.“ Ein Noise Shaper, der nach ihrer Meinung perfekt war und im ingenieurwissenschaftlichen Sinne perfekt ist, wurde leicht von einem Noise Shaper übertroffen, der noch perfekter ist. Er schrieb einen Bericht für die Firma und danach hatte ich kein Problem mehr, Dinge aus Gründen der Klangqualität zu tun. Das Experiment machte sich also bezahlt. Noise Shaper machen wirklichen einen großen Unterschied im Klang. Und wie man die Noise Shaper konzipiert, macht einen großen Unterschied. Ich merkte nicht, welchen großen Unterschied sie bei der Wahrnehmung von Tiefe machten. Das ist wirklich eine sehr, sehr große Veränderung. Ich denke, ich habe in den letzten beiden Jahren mehr gelernt, als in den zehn Jahren zuvor. Die Arbeit am WTA-Filter, die Arbeit am Noise Shaping war eine spannende Zeit in den letzten Jahren.

Dirk Sommer: Haben Sie nach den neuen Erkenntnissen noch Änderungen am HUGO vorgenommen?
Rob Watts: Nein, ich habe mit der Entwicklung des HUGO aufgehört, sein FPGA ist für die neuen Entwicklungen zu klein. Ich kann keine Verbesserungen vornehmen, wenn wir keinen leistungsfähigeren FPGA verwenden. Auch wenn ich einen besseren FPGA hätte, wäre das Ergebnis sehr nahe an dem, wie es heute ist. Da haben wir das Optimum für die Größe, für diese Art von Geräte erreicht. Das Schöne daran herauszufinden, was das Geheimnis von HUGO ist, war, dass es half, als die Verbesserungen der analogen Ausgangsstufe und die Verbesserung des Noise Shapers den DAVE sehr, sehr vollmundig und angenehm klingen ließen, ja fast schon zu vollmundig und zu angenehm. Das Schöne an HUGO ist seine Direktheit, man erkennt den Anfang und das Ende von Noten sehr leicht, und das hat einen gewissen Reiz. Ich fand dann heraus, wo bei DAVE das Problem lag und verbesserte, wie gesagt, die WTA-Filter und einige andere Dinge. Dadurch klang DAVE ein gutes Stück schneller, straffer und dynamischer. Er ist nun auch neutraler, sehr viel transparenter und gleichzeitig vollmundig und angenehm. Und natürlich wird man mit Leichtigkeit die Veränderungen bei der räumlichen Abbildung wahrnehmen. Es ist schön, dass es so ausging. Denn ich versuche nicht, einen bestimmten Sound zu kreieren, ich versuche vielmehr, den Wandler so transparent wie möglich zu machen. Niemand hat bisher einen absolut transparenten DAC gehört. Aber wenn der DAVE in meiner Anlage besser klingt, bin ich glücklicher. So ist es letztlich gut ausgegangen.

Zum Analogteil: Alle bisher beschriebenen Maßnahmen wären nutzlos, wenn die analoge Ausgangsstufe schlecht wäre. Das Problem, das ich bei HUGO hatte, war dass der Klang sich minimal verhärtete, wenn man sehr niederohmige Kopfhörer anschloss. Das war keine große Veränderung, aber man konnte es hören. Wenn man es gemessen hat, konnte man erkennen, dass Verzerrungen höherer Ordnung zunahmen. Ich erkannte, was das Problem und die Lösung dafür war, nämlich eine andere Struktur für die Ausgangsstufe zu wählen. Ein analoger Verstärker ist eigentlich ein Noise Shaper erster Ordnung. Ich dachte also, dass ich das Problem hochfrequenter Verzerrungen durch eine Lösung zweiter Ordnung in den Griff bekomme. Eine analoge Ausgangsstufe erster Ordnung in einen anlogen Noise Shaper zweiter Ordnung zu verwandeln, ist für mich leicht, weil ich die Mathematik dahinter verstehe. Das ist etwas, das in den 80-ern entwickelt wurde, aber nie Popularität erlangte. R. R. Cordell beschrieb „Nested Feedback Loops“, eine Schaltung die sich nie durchsetzte, weil sie Probleme mit der Stabilität hatte. Er konnte die Probleme nicht lösen, weil er die Schaltung als Verstärker ansah. Für mich ist die Stabilität von Noise Shapern keine Schwierigkeit. Man weiß, wie man Stabilitätsprobleme bei Noise Shapern löst, weil jeder Noise Shaper, den man entwirft, erst einmal instabil ist. Daher kennt man Wege, ihn stabil zu machen. Wenn ich die Schaltung nicht als Nested Feedback Look, sondern als Noise Shaper 2. Ordnung betrachtete, konnte ich die Stabilitätsprobleme recht einfach lösen. Ich behandelte die Schaltung wie einen normalen Noise Shaper. Ich veränderte den Verstärker zu einem Noise Shaper, und das löste das Verzerrungsproblem vollständig. Wenn man nun eine Last von 32 Ohm anschließt, gibt es keine Änderungen bei den Verzerrungen, abgesehen davon, dass allein die Verzerrungen 2. Ordnung ganz leicht nach oben gehen. Aber es gibt keine Veränderungen bei der Klangqualität und noch entscheidender: Die hochfrequenten Verzerrungen ändern sich nicht. Obwohl es diesen analogen Noise Shaper 2. Ordnung als Ausgangsstufe gibt, existiert nur ein einziger Über-Alles-Gegenkopplungspfad. Der analoge Bereich ist sehr einfach gehalten. Da sind praktisch nur zwei Widerstände und zwei Polypropylen-Kondensatoren im Signalweg diese Gegenkopplungspfads. Der analoge Bereich ist, wie gesagt, sehr simpel. Weil die Filterung auf digitaler Ebene stattfindet und die Noise Shaper mit so hoher Frequenz arbeiten, kann die analoge Filterung minimal ausfallen. Wir brauchen keine aggressive analoge Filterung.

Roland Dietl: Sie sagten, es gebe eine einzelne Über-Alles-Gegenkopplungsschleife. Vorher war von einem Nested Feedback Loop die Rede.
Rob Watts: Ja, mit dieser Technik bekommen wir eine kleine Gegenkopplungsschleife innerhalb der großen Gegenkopplungsschleife. Die globale Gegenkopplungsschleife, die die Verstärkung festlegt, ist außerhalb und der Nested Feedback Loop liegt innerhalb der globalen Gegenkopplungsschleife. Das Hauptproblem bei einem Verstärker sind bekanntlich die Verzerrungen in der Ausgangsstufe. Mit dem Nested Feedback Loop wird eine lokale Gegenkopplung der Ausgangsstufe erreicht. Damit werden die Verzerrungen der Ausgangsstufe reduziert, bevor die globale Gegenkopplung eingreift. Die Ausgangsstufe verhält sich wie eine ideale Ausgangsstufe ohne Verzerrungen.