Skip to main content

Wie funktioniert ein Audio Interface?

Wie funktioniert ein Audio Interface?

Wie funktioniert ein Audio Interface?

Mittels eines Audio-Interfaces kann man analoge Audio-Geräte mit einem (digitalen) Computer verbinden. Wir wollen einmal genauer betrachten, wie das ganze funktioniert und dabei einige der gebräuchlichen Begriffe erklären, die in diesem Zusammenhang auftauchen. Vorweg: Ein Audio Interface muss nicht in jedem Homerecording Studio genutzt werden. Lediglich bei Instrumenten mit Line-Kabel oder Mikrofonen mit XLR Anschluss ist diese Geräteklasse eine Voraussetzung.

Das hängt damit zusammen, dass bei USB Mikrofonen das Audio Interface (mit dem integrierten A/D-Wandler) bereits im Mikrofon verbaut ist. Bei analogen XLR Mikrofonen muss diese Umwandlung des Signals vom Audio Interface übernommen werden. Zusätzlich liefert ein Interface die für den Betrieb von Kondensatormikrofonen nötige Vorspannung – auch Phantomspeisung genannt – von meist 48 V.

D/A-Wandler und A/D-Wandler

Herzstück eines Audio-Interfaces sind die Wandler. Diese wandeln analoge Audio-Signale zu digitalen (AD-Wandler) bzw. digitale zu analogen (DA-Wandler). Da ein Audio-Interface gewöhnlich über Ein- und Ausgänge verfügt finden sich dort auch beide Typen von Wandlern. Da beide prinzipiell das gleiche leisten, (nur in umgekehrter Reihenfolge) werden wir uns bei unserer Betrachtung auf AD-Wandler beschränken.

Ein analoges Audiosignal besteht aus Spannungsschwankungen in einem Kabel, die den Schwingungen einer Lautsprechermembran entsprechen. Verbindet man ein analoges Audiokabel mit einem Lautsprecher, sorgt eine positive Spannung dafür, dass die Lausprechermembran nach außen und eine negative dafür, dass sie nach innen gedrückt wird und so den Schall in Form von Schwankungen im Luftdruck erzeugt.

Soll ein solches analoges Signal digitalisiert werden, muss es in regelmäßigen Zeitabständen gemessen werden. Je höher die im Kabel vorhandenen Frequenzen sind, desto häufiger ist eine solche Messung nötig, um das Signal akkurat beschreiben zu können. Als Faustregel gilt dabei: Ein analoges Signal kann genau dann vollständig rekonstruiert werden, wenn pro Schwingungsdurchlauf mindestens zwei Messungen stattfinden. Da unser menschliches Hörvermögen Frequenzen bis zu ca. 20kHz wahrnehmen kann, orientieren sich die gebräuchlichen Standards genau daran.

Die Sampling-Rate / Abtastrate

Ein 20kHz-Ton verfügt über 20000 Schwingungsdurchgänge pro Sekunde. Für eine akkurate, digitale Entsprechung muss also mindestens 40000 mal pro Sekunde gemessen werden. Die Zahl dieser Messungen wird als Samplingrate bezeichnet. Im Audio-Bereich hat sich daher eine Standard-Samplingrate von 44.1 khZ durchgesetzt. Die zusätzlichen 4.1 kHz stellen dabei einen Puffer da. Im Video Bereich (bzw. dessen Audio-Teil) ist dieser Puffer sogar noch etwas größer. Hier sind 48 kHz üblich. Samplingraten unterhalb von 4 kHz führen immer zu einer hörbaren Einschränkung des Frequenzspektrums.

Neben der Häufigkeit der Messungen spielt auch deren Genauigkeit eine Rolle. Die Genauigkeit wird als Bitrate bezeichnet. Bei digitalen Tonträgern ist eine Bitrate von 16 Bit üblich. Das bedeutet, dass jede Messung einen von 216 = 65536 verschiedenen Werten annehmen kann. Dies klingt auf den ersten Blick mehr als ausreichend. Bei Aufnahmen die über eine sehr hohe Dynamik (Unterschied zwischen leisestem und lautesten Sound) verfügen kann es hier aber durchaus zu wahrnehmbaren Einschränkungen kommen.

Ein Beispiel wären die Aufnahmen mancher Stücke für Symphonieorchester. Da eine weitere Bearbeitung der digitalisierten Signale mittels Effekten zusätzlich oft mit einer weiteren Einschränkung der effektiven Bitrate einhergeht, ist es üblich Aufnahmen mit einer Bitrate von 24 Bit zu erstellen und erst nach allen Bearbeitungen auf 16 Bit herunter zu rechnen. Ein gutes Audio-Interface kann daher immer Aufnahmen mit mindestens 24 Bit erstellen.

Preamps: Vorverstärker für Kopfhörer & Mikrofone

Audio Interface mit 2 PreAmps

Audio Interface mit 2 PreAmps

Ein vollwertiges Audio-Interface enthält neben den Wandlern immer auch einen oder mehrere Preamps. Dabei handelt es sich um Vorverstärker, die das Eingangssignal verstärken sollen, um es auf einen Pegel zu bringen, auf dem die Wandler es vom Grundrauschen unterscheiden können. Dies ist immer nötig, wenn das Interface mit den Signalen von Mikrofonen arbeiten soll. Da es sich bei Mikrofonen um passive Geräte handelt, wird jegliche Spannung im Kabel ausschließlich von der Schallenergie erzeugt, die auf die Mikrofon-Membran trifft. Dass diese ziemlich gering ist, leuchtet ein. Wer nur mit seiner Stimme eine Glühbirne zum Leuchten bringen kann, muss eine sehr laute Stimme haben.

Wer sein Audio-Interface mit Mikrofonen verwenden möchte, sollte also immer darauf achten, dass dieses über genügend Preamps verfügt. Sollen Kondensatormikros verwendet werden müssen die Preamps außerdem noch Phantomspeisung liefern, was aber heutzutage fast immer der Fall ist. Hochwertige Preamps kosten eine Menge Geld und sind oft hauptverantwortlich für den Preis eines Audio-Interfaces. Da die Technik aber immer weiter voranschreitet, kann man inzwischen auch bei günstigeren Modellen eine überraschend hohe Qualität finden.

Unsere Audio Interface Empfehlung fürs Homestudio

Audio Interface Empfehlung Focusrite Scarlett 2i4 Test

153,00 €

Zum Test Kaufen

Keine Kommentare vorhanden


Du hast eine Frage oder eine Meinung zum Artikel? Teile sie mit uns!

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind markiert *