Was ist ein DAC und warum brauchst du einen?

Ein D/A-Wandler, ein Digital/Analog-Wandler (Englisch Digital-To-Analog-Converter – DAC), macht aus einem digitalen Musiksignal, wie es von Streamingdiensten oder CD kommt, ein analoges. Und da digitale Musiksignale heute Standard sind, ist der DAC also unverzichtbar zum Musikhören. Doch warum ist das so? Wie funktioniert so ein DAC? Und was unterscheidet den eingebauten Wandler-Chip in deinem Telefon von teuren Hifi-Geräten? Diese und andere Fragen beantworten wir hier.

Das macht ein DAC: Von Nullen, Einsen und warum dein Ohr sie nicht hören kann

Um zu verstehen, wie ein D/A-Wandler funktioniert und was ihn so essenziell wichtig macht, müssen wir uns kurz anschauen, wie das Hören funktioniert. Musik und andere Geräusche sind Schallwellen, die durch die Luft übertragen werden. Diese versetzen das Trommelfell im Ohr in Bewegung, welches die Abfolge und Stärke der Auslenkung an dein Gehirn weiterschickt. Ein Mikrofon macht im Grunde nichts anderes.

Bis es digitale Medien gab, wurde Musik auf eine Art gespeichert, die diesem Vorgang sehr ähnlich war. Analoge Medien zeichnen Musiksignale auf, indem sie die Schwingungen der Schallwellen als elektrische Schwingungen nachbilden. Diese werden dann magnetisch auf Tape oder in Form von mikroskopische kleinen Strukturen auf einer Schallplatte gespeichert.

Mit der Einführung der CD änderte sich das. Denn ein digitales Musiksignal ist keine unmittelbare, direkte Abbildung der Musik, sonder eher eine mathematische Beschreibung davon. Diese Beschreibung wird als Datenstrom aus Nullen und Einsen gespeichert. Logisch, dass dein Ohr das nicht ohne weiteren Zwischenschritt als Musik erkennen kann.

Bevor das Musiksignal also aus deinen Lautsprechern oder Kopfhörern kommen kann, muss es wieder in ein analoges Signal gewandelt werden. Genau das ist die Aufgabe eines D/A-Wandlers. Einfache DAC sitzen in Form von Chips in jedem Computer und versorgen die Kopfhörerbuchse mit Informationen. Und selbst in deinem Bluetooth-Kopfhörer sitzt auch immer ein DAC. Denn Bluetooth-Signale sind schließlich auch digital und müssen zunächst gewandelt werden, bevor du sie hören kannst. Du siehst, bei digitaler Musikübertragung läuft ohne einen D/A-Wandler gar nichts.

Wann brauche ich einen externen DAC?

Wenn dein HiFi-Verstärker digitale Eingänge hat, also TOSlink, Coax oder USB, kannst du sicher sein, dass er auch einen DAC enthält. Anders könnte er die digitalen Signale gar nicht verarbeiten. Höchstens sehr alte oder extrem puristische Verstärker haben keinen eigenen DAC an Bord.

Trotzdem kann sich ein externer D/A-Wandler auch dann lohnen, wenn dein Verstärker bereits einen DAC hat. Etwa, weil er höhere Auflösungen verarbeiten kann, oder ganz einfach, weil er besser klingt als der im Amp eingebaute Billig-Chip.

Reine D/A-Wandler können deutlich kleiner als das meiste andere HiFi-Equipment. Im Endeffekt benötigen sie nur Platz für die digitalen Eingänge und einen analogen Ausgang. Die Technik im Inneren besteht aus wenigen Chips. Aber genau hier unterscheiden sich DAC teilweise gewaltig. Es gibt nämlich viele Schräubchen, an denen man drehen kann. Je nachdem wie aufwendig und sauber das Signal verarbeitet wird, kann das Produkt am Ende besser – oder halt deutlich schlechter klingen.

Ein Feind eines jeden D/A-Wandlers ist der Jitter. Damit bezeichnet man klangliche Verzerrungen, die durch fehlerhaftes Timing in der Signalauslese verursacht werden. Der korrekte Takt ist nämlich essenziell, damit sich Musikquelle und DAC gut verstehen. Dafür zuständig ist die sogenannte Clock. Ab und an wird dieser Taktgeber im Highend-Sektor sogar in ein eigenes Gehäuse gepackt. Meistens ist er aber ein fester Teil deines DAC.

Ein D/A-Wandler kommt selten allein: Vorverstärker, Kopfhörer-Amp und Streamer

Wie schon erwähnt, kann ein DAC in unendlich vielen Geräten stecken. Gerade, weil er eine so essenzielle Aufgabe übernimmt, wird er im HiFi-Bereich auch gerne in anderes Equipment integriert. Verstärker, in die du deinen PC via USB, oder deinen Fernseher über ein optisches Kabel stecken kannst, zum Beispiel.

Aber auch in jedem CD-Player steckt ein DAC. Nur so kann die Musik über Cinch ausgespuckt werden. Daher Vorsicht, wenn du auf der Suche nach einem CD-Player bist und das Wort „CD-Transport“ oder CD-Laufwerk liest. Beide können einem klassischen CD-Player aufs Haar gleichen, haben aber keinen eigenen DAC. Sie geben die Musik also nur digital aus.

Es gibt aber auch den exakt umgekehrten Fall. Mancher CD-Player lässt sogar zu, dass du weitere digitale Quellen anschließt. Diese wandelt der interne DAC dann ebenfalls. In so einem Fall spricht man auch von einem CD-Player mit offenem Wandler.

DAC und Kopfhörerverstärker

Neben großformatigen Geräten wie CD-Playern und Verstärkern findest du einen DAC aber auch in deutlich kleineren Geräten. Kopfhörerverstärker gehen sehr gerne eine Allianz mit einem D/A-Wandler ein. Aus gutem Grund. Wie anfangs erwähnt, sind die DAC in Handys und Computern gerne billigster Machart. Über USB mit deinem Handy verbunden, greift ein externer DAC/Kopfhörerverstärker deine Musik ab und wandelt sie deutlich besser als dein Handy es könnte. Wie krass der Unterschied ist, solltest du am besten ein mal selbst ausprobieren. Der Versuch lohnt sich.

Wie du siehst, haben sehr viele der von uns getesteten D/A-Wandler mindestens eine Kopfhörerbuchse:

Wenn du Musik besonders häufig unterwegs hörst, sind vermutlich Dongle-DAC interessant für dich. Seit Jahren werden die kleinen Kopfhörer-Amps im Format eines USB-Sticks immer beliebter. Diese können entweder direkt mit deinem Laptop oder über ein meistens beiliegendes Adapterkabel mit deinem Handy verbunden werden.

Streaming klingt noch besser über einen guten DAC

Ähnlich wie bei CD-Playern sind auch Netzwerk-Player auf einen internen DAC angewiesen, um das digital gestreamte Musiksignal wandeln zu können. Im Unterschied zum CD-Player hat der D/A-Wandler bei einem Streamer jedoch einen noch größeren Anteil am Klang. Während beim CD-Player auch noch ein möglichst ruhiges Laufwerk den Klang beeinflussen kann, zieht ein reiner Streamer ja „nur“ digitale Nullen und Einsen aus dem Äther und schickt sie zum DAC. Wie gut es dann klingt, hängt praktisch ausschließlich an ihm. Das ist der Grund, aus dem reine Streamer wie der iFi Audio Zen Stream auch keine Klangnote von uns bekommen.

Aber auch wenn du über Lautsprecher hören möchtest, gibt es ein Feature bei einigen DAC, das dir viel Geld sparen kann. Einige D/A-Wandler verfügen über die Möglichkeit, die Lautstärke des analogen Ausgangssignals anzupassen. Das macht sie de facto zu einem Vorverstärker. Du kannst mit diesem Signal also auch direkt in deine Endstufe oder Aktivlautsprecher gehen. Du sparst dir also einen externen Vorverstärker.

Dateiformate und ihre Ansprüche

Digitale Musik wird üblicherweise im Pulse-Code-Modulations-Verfahren (kurz: PCM) kodiert. Die Formate MP3, FLAC, WAV, sowie Apples AAC und ALAC beruhen darauf. Dabei wird das analoge Musiksignal viele Male in der Sekunde abgetastet. Bei jeder Abtastung wird ein Wert gespeichert, der beschreibt, wie das Signal in diesem Moment aussieht. Diesen Vorgang nennt man Analog-Digital-Wandlung (A/D-Wandlung). Aus der resultierenden Zahlenkolonne kann dann ein Digital-Analog-Wandler (D/A-Wandler) wieder ein analoges Musiksignal erzeugen.

Den Standard seit vielen Jahrzehnten stellt die CD mit ihren 16 Bit Abtasttiefe und einer Samplingrate von 44,1 Kilohertz. Selbst die simpelsten D/A-Wandler schaffen das locker. Auch um deine MP3-Files musst du dir also keine Sorgen machen. Allerdings kann es gut sein, dass du ihnen die verlustbehaftete Komprimierung über einen guten DAC deutlich eher anhörst, als bisher.

Ein DAC macht Highres erst möglich

Spannend wird es hingegen, wenn du in die Welt des Highres eintauchen möchtest. Viele, wenn nicht alle von uns getesteten DAC können hochauflösende Files wandeln. Gerne auch weit über die 192 kHz an 24 Bit, die Tidal oder Qobuz maximal ausspielen. Je nach DAC kannst du also auch Musik mit so abenteuerlichen Abtastraten wie 352; 384 oder gar 768 kHz abspielen – wenn du solche Musik überhaupt besitzen solltest.

Eine Alternative zu PCM stellt das ursprünglich für die Super Audio CD (SACD) entwickelte DSD dar. Statt auf 16; 24 oder 32 Bit basiert dieser Codec auf einer Abtasttiefe von nur einem Bit, geht dafür in der Samplingrate in die Megahertz. DSD64 liegt bei 2,8 MHz, DSD128 schon bei 5,6 MHz. Darüber, ob PCM oder DSD klanglich die Nase vorn hat, wurde und wird in der HiFi-Welt hitzig diskutiert. Natürlich sollte dein DAC aber DSD-Files unterstützen können, wenn du Musik in diesem Format besitzt.

Fazit: Der richtige DAC für dich

Wie du siehst, gibt es DAC in unterschiedlichsten Formen und Funktionsumfängen. Je nachdem, ob du unterwegs besseren Sound aus deinen Kopfhörern bekommen, oder deine HiFi-Anlage auf das nächste Klanglevel heben möchtest, für alles gibt es den richtigen D/A-Wandler. Abhängig vom betriebenen Aufwand und der unterstützten Funktionen kann so ein DAC natürlich auch einiges kosten. Grundsätzlich solltest du aber von einem Preis von über 100 Euro ausgehen. Dass guter Klang nicht sonderlich teurer sein muss, beweist der iFi Audio Zen DAC V2. Nach oben gibt es, wie so oft in der HiFi-Welt, kaum ein Limit.

Für einen guten Sound am Handy kannst du hingegen schon mit unter 100 Euro sehr glücklich werden. Dongle-DAC wie der Dragonfly Black von Audioquest stellen das sicher.