Mutec MC-3+ Front
Mutec MC-3+ Reclocker/Word Clock-Generator; ca. 749 Euro. (Bild: J. Schröder)

Test: Mutec MC-3+ Wordclock-Generator

Eine echte Zeitmaschine: Der hier vorgestellte Mutec MC-3+ ist zunächst mal ein hochpräziser Wordclock-Generator, wie man ihn in Tonstudios als zentralen Taktgeber bei der Zusammenschaltung mehrerer digitaler Audio-Komponenten zwingend benötigt. Damit erfüllt er eine Funktion, die auch in der HiFi-Technik zukünftig eine zunehmende Rolle spielen dürfte.

Das allein macht ihn fürs Hören zuhause aber noch nicht wirklich interessant, existieren derzeit doch nur recht wenige Consumer-Geräte mit dem hierfür erforderlichen Wordclock-Eingang. Weitaus spannender für HiFi-Fans ist jedoch die zweite, wichtige Funktion des schnuckeligen Kästchens aus Berlin: Der Mutec MC-3+ kann nämlich eingehende digitale AES3- oder S/P-DIF-Signale vollständig „reclocken“ – und das bedeutet nichts anderes, als es von klangschädlichem Taktzittern (Jitter) zu befreien.

Das hört sich zunächst mal einfach an, ist aber technisch alles andere als trivial – um Jitter zu eliminieren, reicht eine reine Impulsformung, wie sie viele Geräte realisieren, nicht aus. Kein Wunder also, dass ein vollständiges Reclocking des Digitalsignals auch in extrem teuren HiFi-Geräten nur höchst selten stattfindet.

Reclocking – wozu denn eigentlich? Immer, wenn digitale Gerätschaften miteinander verbunden werden, gilt das Master-Slave-Prinzip: Der Master, beispielsweise ein CD-Laufwerk, gibt dabei nicht nur die Audiodaten aus, sondern auch den Takt vor, mit dem die digitalen Abtastwerte vom D/A-Wandler wieder ins Analoge zurückgewandelt werden. Natürlich hat auch der D/A-Wandler einen eigenen Taktgeber, doch muss dieser mit dem des Masters synchronisiert werden – sonst entsteht Puffer-Über- oder Unterlauf, was das Audiosignal entweder knacken oder aussetzen lässt.

Diese Synchronisation übernimmt in der Regel eine sogenannte Phase Locked Loop (PLL-)-Schaltung: Sie ermittelt durch Phasenvergleich die Unterschiede zwischen Master- und Slave-Takt und steuert den im D/A-Wandler befindlichen Systemtaktgeber entsprechend nach. Und hier liegt eine der wesentlichen Ursachen des Jitter-Problems: Die PLL-Regelschleife aus Phasenvergleichsstufe und Taktoszillator erzeugt mehr oder weniger starkes Phasenrauschen – sprich die Taktfrequenz ist in der zeitlichen Ebene nicht stabil, sondern zittert. Somit ist der PLL-Regelkreis ein klangbestimmendes Element im D/A-Wandler, da sich die Taktpräzision unmittelbar auf die Klangqualität auswirkt (Hörbeispiele finden Sie hier).

Clock Around The Rock

All diese Probleme kennt der Mutec MC-3+ nicht, denn er besitzt keine PLL – jedenfalls nicht in der Form wie soeben beschrieben. Natürlich muss auch er sich im Reclocking-Modus auf die Taktfrequenz des externen Referenzsignals einstellen, aber das geschieht auf völlig andere Weise: Beim MC-3+ erfolgt die Synchronisation über einen DDS-Prozess (direkte digitale Synthese, Wissensdurstige klicken hier).

Solche DDS-Generatoren (in Grafik 1 beschrieben) haben viele Vorteile: So liefern sie nicht nur über einen großen Bereich genau einstellbare, äußerst stabile Festfrequenzen, sondern zeichnen sich – was für den Audiobereich noch viel interessanter ist – durch sehr geringes Phasenrauschen aus. Grundsätzlich gilt für DDS-Generatoren: Je höher ihre interne Taktfrequenz, desto rauschärmer das Ausgangssignal.

Fig_1_DDS_Signal_Generation
Grafik 1: Per direkter digitaler Synthese (DDS) lassen sich aus einem abgespeicherten Kurvenzug Signale von beliebiger Form und Frequenz generieren. Dazu werden gezielt einzelne Abtastwerte aus einem Speicher abgerufen und neu zusammengesetzt. Der DDS-Prozess ermöglicht Taktgeber, die äußerst Frequenz-präzise bei sehr geringem Phasenrauschen arbeiten. (Quelle: National Instruments)

Für größtmögliche Rauschfreiheit arbeitet der DDS-Generator im Mutec MC-3+ daher mit einem sehr hohen Systemtakt von 1 Gigahertz: Dieser wird intern auf eine spezielle Nutzfrequenz umgerechnet, die zuvor durch etliche Testreihen als die Beste zur Audiotakt-Generierung eruiert wurde. Der eigentliche Synchronisationsprozess läuft beim Mutec auf folgende Weise ab: Während die von der Quelle gelieferten digitalen Audiodaten in einen Speicher eingelesen werden, ermittelt der MC-3+ die aktuelle, durchschnittliche Taktfrequenz. Auf diese wird der DDS-Generator nun synchronisiert, was prinzipbedingt sehr genau, sprich phasensynchron gelingt.

Dadurch kann der MC-3+ eventuellem, langsamen Driften des Referenzsignals exakt folgen, wobei er wie ein Tiefpassfilter dem höherfrequenteren Takt-Jitter aus dem Eingangssignal zuverlässig den Weg versperrt. Hinzu kommt, dass dieser Prozess nicht wie bei herkömmlichen PLLs von ebenfalls Jitter-trächtigem Phasenrauschen begleitet ist. Selbstverständlich werden die Audiodaten hierbei in keinster Weise verändert, sondern lediglich von Jitter befreit und sauber getaktet neu ausgegeben.

Alles graue Theorie? Von wegen – wie hervorragend die Reclocking-Funktion des Mutec MC-3+ in der Praxis funktioniert, zeigt der Vergleich der Messdiagramme (Galerie unten) auf fast schon dramatische Weise: Für die Messungen verband ich einen externen D/A-Wandler (AMI Musik DDH-1) über die gängige S/P-DIF-Schnittstelle via Koaxialkabel mit einem Budget-CD-Player (NAD C 542) als digitalem Zuspieler (Master).

Zuerst ermittelte ich mit einem speziellen Testsignal (siehe Diagramm 1) das Jitter-Spektrum des CD-Spielers am Analogausgang, was sehr ordentliche Werte ergab (Diagramm 2). Anschließend nahm ich die gleiche Messung am Analogausgang des koaxial gespeisten AMI Musik DDH-1 vor: Hierbei zeigten sich deutliche, Jitter-bedingte Störkomponenten speziell im näheren Umkreis des 11025-Hz-Testtones, die teilweise um mehr als 30 Dezibel höher ausfielen als am Analogausgang des CD-Spielers (Diagramm 3).

MC-3+ test-setup
Bild 1: Das Gehäuse des Mutec MC-3+ misst exakt halbe 19-Zoll-Normbreite. Hier in Begleitung mit zwei unserer Test-D/A-Wandler – dem AMI Musik DDH-1 (oben) sowie dem Arcam airDAC (rechts). Als CD-Zuspieler diente der NAD C 542 (unten). (Foto: J. Schröder)

Schlussendlich schleifte ich den im Reclocking-Modus arbeitenden MC-3+ in die koaxiale Verbindung zwischen CD-Spieler und D/A-Wandler und maß erneut das Jitter-Spektrum am Analogausgang des AMI Musik DDH-1. Das Ergebnis fiel so drastisch aus, dass ich es kaum glauben konnte und die Messanordnung mehrere Male überprüfte. Es blieb dabei: Wie Diagramm 4 eindrucksvoll belegt, gelang es dem MC-3+, sämtliche Jitter-bedingten Störkomponenten vollständig zu eliminieren.

Und nicht nur das: Bei genauerem Hinsehen im unteren Frequenzbereich ist sehr gut zu erkennen, dass die Oberwellenstruktur des aufmodulierten 229,7-Hertz-Rechtecksignals sogar noch dichter am Originalsignal (Diagramm 1) lag als der CD-Spieler. Wie man sieht, hatte der Mutec MC-3+ die recht Jitter-empfindliche PLL des AMI-Wandlers fest im Griff – was dessen Jitter-Performance ganz erheblich verbesserte.

Messungen Mutec MC-3+

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Diagramm 1: J-Test 1644
Diagramm 1: Das 16bt/44,1kHz-J-Test-Signal in digitaler Reinstform – 11,025 kHz Rechteck mit -6dBFS; moduliert mit Rechtecksignal 229,7 Hz 1 LSB. Die spektralen Linien im 229,7-Hertz-Abstand resultieren aus der endlichen 16bit-Auflösung des Modulationssignals. (Diagramm: LowBeats)
Diagramm 2
Diagramm 2: Das J-Test-Signal aus Diagramm 1, wiedergegeben über CD-Spieler NAD C 542 und gemessen am Analogausgang: Das Jitterverhalten des doch schon recht betagten Players ist sehr ordentlich. (Diagramm: LowBeats)
DIagramm 3
Diagramm 3: J-Test-Signal aus Diagramm 1, wiedergegeben über den Analogausgang des  D/A-Wandlers AMI DDH-1, der via S/P-DIF-Koaxialeingang vom CD-Spieler NAD C 542 gespeist wurde. Gut zu erkennen die gegenüber dem CD-Spieler-Ausgang deutlich angestiegenen Jitter-Komponenten, speziell im Bereich zwischen 8 und 14 Kilohertz. (Diagramm: LowBeats)
Diagramm 4
Diagramm 4: Die gleiche Konfiguration wie in Diagramm 3, jedoch mit Mutec MC-3+ im Reclocking-Modus, eingeschleift in die S/P-DIF-Koaxialleitung. Das Ausgangssignal des AMI DDH-1 zeigt sich nun vollständig vom Jitter befreit. Zudem bleibt die ursprüngliche Oberwellen-Struktur des 229,7-Hz-Modulationssignals nahezu perfekt erhalten. (Diagramm: LowBeats)
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Der Mutec MC-3+ im Hörtest: Richtiges Timing ist alles

Im Hörtest äußerte sich die Reclocking-Wirkung des Mutec MC-3+ nicht effektheischend plakativ, in musikalischer Hinsicht jedoch umso nachhaltiger: Instrumente bekamen im Ton festere Strukturen, wurden sauberer umrissen und auch dynamisch akzentuierter dargestellt. Das Klangbild erschien engagierter, bewegter und dennoch fließender – und das unabhängig vom Musikstil.

Untenherum klang es mit MC-3+-Reclocking straffer, aufgeräumter, was sich besonders bei Instrumenten mit langem Sustain wie tief gestimmten Trommeln oder tiefen Klavierakkorden bemerkbar machte. Das musikalische Geschehen bekam insgesamt mehr Drive und Strahlkraft, ohne dabei künstlich aufgehellt zu wirken. Vielmehr verschwanden Wattigkeiten im Klangbild, wie man sie meist erst im Direktvergleich heraushört, vollständig. Kurzum: Der Mutec MC-3+ nahm den Grauschleier aus der Musik. Einmal gehört, gab es in der Tat keinen Weg mehr zurück.

Besonders deutlich äußerte sich das bei Digitalquellen, die von Haus aus einen Jitter-gefährdeten Digitalausgang besitzen: Bei mir waren dies eine DVB-S-PC-Karte zum Empfang von Satellitenradio sowie ein DJ-CD-Spieler mit Geschwindigkeitseinstellung. In solchen Fällen wirkte der MC-3+ tatsächlich wie ein klanglicher Autofokus.

Darüber hinaus gab es aber auch Wandler, die nur sehr wenig auf das Reclocking des Mutec reagierten: beispielsweise die D/A-Wandler-Vorstufe Nubert nuControl, die mit ihrem asynchronen Abtastraten-Konverter (ASRC) ohnehin vollständig vom Mastertakt entkoppelt ist. Gleiches galt auch für den mehr als 13.000 Euro teuren Analog DAC von MSB Technology, der zwar keinen ASRC-Baustein verwendet, jedoch über ein MSB-eigenes, ausgefuchstes Synchronisations-Verfahren verfügt.

Mutec MC-3+: (Nicht nur) Für Profis

Die tiefgreifende, klangliche Wirkung der Reclocking-Funktion sollte jedoch nicht davon ablenken, dass der Mutec MC-3+ noch weitere, nützliche Einsatzmöglichkeiten bietet. Die für HiFi-Freunde zweitwichtigste ist sicherlich die eines digitalen Formatwandlers. Klingt kompliziert, ist aber ganz einfach: zum Beispiel S/P-DIF rein (egal, ob koaxial oder optisch) – AES3 (oft auch AES/EBU genannt) raus, was natürlich auch umgekehrt klappt. Ebenso ist der Reclocking-Modus beim digitalen Formatwandeln immer aktiv.

Elementar für den Einsatz im Tonstudio ist natürlich die Funktion als hochpräziser Wordclock-Generator, wofür der MC-3+ dank seiner 1-Gigahertz-DDS-Technik allerbeste Voraussetzungen mitbringt: In dieser Betriebsart werden keine Audiodaten übertragen, sondern „Blank Frames“ von exakt der Länge eines Abtastwortes zum Synchronisieren aller beteiligten Digitalkomponenten. Diese arbeiten dadurch samplegenau im Gleichschritt und müssen sich den Systemtakt nicht (wie in der HiFi-Technik) jede für sich einzeln, mühselig und Jitter-trächtig aus dem Audio-Datenstrom herausarbeiten.

Für die Wordclock-Distribution besitzt der Mutec MC-3+ sechs rückseitige BNC-Ausgänge in Form dreier Pärchen. Jede dieser Buchsen kann dabei maximal drei Geräte in einer mittels T-Adaptern durchverbundenen Kette versorgen, sodass sich insgesamt 18 Digitalkomponenten via BNC anschließen lassen. Zusätzlich geben auch der AES3-Ausgang sowie die S/P-DIF-Anschlüsse (koaxial und optisch) Wordclock-Signale aus.

Dadurch ist es möglich, semiprofessionelles Equipment ohne Wordclock-Eingang via S/P-DIF zu takten: Dazu muss das Zielgerät lediglich einen S/PDIF-Eingang besitzen. Musiker und Home-Recorder können damit elegant ihr Audio-Interface klanglich aufwerten: Auf diese Weise lässt sich beispielsweise Sampleclock-Jitter beim Aufnehmen vermeiden, falls die PLL vom Interface weniger standfest als die Mutec-Taktvorgabe ist.

Mutec MC-3+ Alu Back Rückansicht
Bild 3: Das Anschlussfeld des Mutec MC-3+ vereint Armaturen nach Profi- und Consumer-Standard. Zusätzlich zum internen Taktgenerator lässt sich über den kombinierten Wordclock/10MHz-Eingang auch eine externe Taktreferenz anschließen. Das können neben Wordclock-Quellen auch sogenannte Atomuhren oder GPS-Empfänger sein. (Foto: Mutec)

Die Ausgänge des MC-3+ sind in fünf Gruppen aufgeteilt: BNC (1 – 3), S/P-DIF (4) sowie AES3 (5). Jeder Gruppe lassen sich per Tipptaste unterschiedliche Ausgabe-Taktfrequenzen zuweisen, die entweder das Einfache oder aber geradzahlige Vielfache der gewählten Basis-Abtastrate (32 bis 192 Kilohertz) sein können.

Während sich AES3- und S/P-DIF-Ausgänge dabei auf maximal 192 Kilohertz beschränken, dürfen es via BNC sogar bis zu 768 Kilohertz sein – zusätzlich steht hier noch die sogenannte 256-fache „SuperClock“ zur Auswahl, die zum Takten älterer Digidesign-Pro-Tools-Wandler mit 11,29 bzw. 12,29 Megahertz dient. Eine Abtastratenkonvertierung findet bei der Frequenz-Vervielfachung jedoch nicht statt, da im Wordclock-Generator-Betrieb keine Audiodaten übertragen werden.

Außer als Wordclock-Generator lässt sich der Mutex MC-3+ auch als Clock-Distributor einsetzen. Als Referenz können dabei neben Wordclock-Signalen auch beliebige andere Digitalquellen, beispielsweise der optische S/P-DIF-Eingang dienen. Ausgegeben werden dabei jedoch nur Wordclock-Signale ohne Audioinformation, sodass sich der MC-3+ nicht als aktiver S/P-DIF-Signalverteiler verwenden lässt.

Neben all dem bietet der Mutec MC-3+ aber auch noch einige sehr hilfreiche Detail-Lösungen: So hält er etwa beim Betrieb an einem externen Referenzsignal dessen Taktfrequenz auch dann bei, wenn das Referenzsignal selbst ausfällt, was vor unliebsamen Synchronisations-Pannen im Live- oder Studiobetrieb bewahrt. Ebenfalls sehr nützlich: Die Reclocking-Funktion ist auch dann aktivierbar, wenn der Mutec eine externe Taktreferenz verwendet – auf diese Weise lässt sich beispielsweise das Ausgangssignal eines CD-Spielers auf einen gegebenen Studiotakt synchronisieren.

Elegant gelöst ist die Bedienung des MC-3+: Außer dem rückseitigen Netzschalter finden sich auf der Front nur zwei Tipptasten. Mit der einen toggelt sich’s durch die Menüs, mit der anderen werden die verschiedenen Optionen angewählt, die sich nach einigen Sekunden automatisch aktivieren. Praktisch: Erneuter Tastendruck ruft stets das zuletzt gewählte Menü auf, sodass man beim Einstellen nicht immer ganz von vorn beginnen muss. Natürlich bleiben alle gewählten Einstellungen auch nach dem Ausschalten oder bei Stromausfall erhalten.

Fazit Mutec MC-3+

Der MC-3+ ist ein sehr präziser und flexibler Wordclock-Generator, zudem noch Formatkonvertierer, Clock Distributor und er kann sogar per Reclocking Jitter eliminieren – und das nachweislich. Für all das ist sein Preis von 750 Euro mehr als gerechtfertigt. Für die Tonstudio-Szene geht er damit als glatter Best Buy durch – kein Wunder also, dass er bei renommierten Mastering-Koryphäen wie etwa Dave Kutch (themasteringpalace.com/) oder Maor Appelbaum (maorappelbaum.com/STUDIO) bereits als Geheimtipp gilt.

HiFi-Freunden hingegen eröffnet er unzählige Möglichkeiten, vorhandenes Equipment klanglich aufzuwerten – sei es, um jitternde Programmquellen oder Laufwerke zu stabilisieren, den D/A-Wandler oder digitale Aktivmonitore klangfördernd fester an die Takt-Kandarre zu nehmen oder einfach nur als digitaler Formatkonverter. Wie hoch der klangliche Gewinn beim Reclocking ausfällt, hängt unmittelbar mit der Auslegung der PLL-Schaltung im D/A-Wandler zusammen, die jedoch nicht von außen erkennbar ist.

Grob geschätzt werden aber etwa 80 bis 90 Prozent aller Geräte vom Einsatz des MC-3+ als Reclocker klanglich profitieren – und das mitunter erheblich. Natürlich stellt sich hier die Frage, ob man die 750 Euro nicht gleich in einen besseren D/A-Wandler investieren sollte: Damit hat man jedoch noch lange keine Garantie, dass dessen PLL dann auch ebenso Jitter-unempfindlich reagiert wie das vorhandene Gerät in Verbindung mit dem Mutec MC-3+. Hier ist also ein spannender Hörvergleich beim Händler angezeigt.

Darüber hinaus zeigt dieser Test einen weiteren, nicht nur für HiFi-Freunde äußerst spannenden Aspekt: Wie die Jitter-Messungen klar belegen, führt das „Aufbohren“ eines vorhandenen CD-Spielers durch einen externen Wandler nicht automatisch zu besseren Klangergebnissen – selbst dann nicht, wenn der externe D/A-Wandler in Sachen Signalverarbeitung bessere Voraussetzungen mitbringt als der Zuspieler. Was durch eventuellen Jitter verlorengeht, kann auch die feinste Wandler-Elektronik nicht mehr wettmachen.

Integrierte CD-Spieler haben also ihre Existenzberechtigung aus klanglicher Sicht noch lange nicht verloren – eine Tatsache, die einige Hersteller wie beispielsweise Naim immer wieder betont haben. Das bedeutet aber auch: Wenn Sie herausfinden wollen, wie viel Klangpotenzial tatsächlich noch in Ihrem Digital-Equipment schlummert, kommen Sie am Mutec MC-3+ definitiv nicht vorbei.

Wir jedenfalls werden bei zukünftigen Tests digitaler Gerätschaften stets den Klangvergleich durchführen – mit und ohne Reclocking durch den MC-3+: ein Service, den Sie nur bei LowBeats finden – und zwar im LowBeats Klang Orakel.

 

Mutec MC-3+
2015/08
Test-Ergebnis: 5,0
ÜBERRAGEND
Bewertung

Bewertungen:

Nutzwert
Praxis
Verarbeitung

Gesamt:

Die Bewertung bezieht sich immer auf die jeweilige Preisklasse.
Wirksames Entjittern durch Reclocking
Hochpräziser, flexibler Wordclock-Generator
Auch als Formatkonverter einsetzbar
Sehr einfache Bedienung

Vertrieb:
Mutec GmbH
Siekeweg 6/8
D-12309 Berlin
Fon: 030 74 68 80-0
Fax: 030 74 68 80-99
www.mutec-net.com

Unverbindliche Preisempfehlung des Herstellers: 750 Euro

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Autor: Jürgen Schröder

Jürgen Schröder
Tonmeister, Mess-Chef und technische Gewissen von LowBeats. Kümmert sich am liebsten um Wissens-Themen, Kopfhörer und den spannenden Bereich zwischen Studio und HiFi.