Audio-Interfaces - Wie funktioniert es und was brauche ich?

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Hallo liebes Musiker-Board,

hier als Ergänzung zur Marktübersicht, ein Artikel über die Funktion von Audio-Interfaces, was das Interface genau kann, worauf man beim Kauf achten sollte, und wie man das richtige aussucht.

Was ist ein Audio-Interface und wozu brauche ich eines?

Ein Audio-Interface ist ganz einfach ausgedrückt ein Gerät, dass ein Tonsignal, welcher Form auch immer, über eine Schnittstelle (ein Fachwort für Anschluss, an dem zwei Geräte miteinander verbunden werden, z.B. USB) in deinem Computer, dieses Signal zur weiteren Bearbeitung an eine Audio-Bearbeitungs-Software weiterleitet.

In dieser Software (meist Digital Audio Workstation DAW genannt) kann man dann verschiedene Ton-Spuren zu einem Song zusammenführen und z.B. als Wave oder einem MPEG- (mp3 oder mp4) Format gespeichert werden. Damit das Programm das Eingangssignal auch versteht, wandelt das Interface das (meist) analoge Eingangssignal über einen Analog-Digital-Wandler (A/D Wandler) in ein digitales Signal um. Leider konnte ich keinen Post / Artikel finden, der das schön und einfach erklärt, ich werde es vielleicht selbst irgendwann mal nachliefern, sollte ich einfach nur blind sein, bitte schickt mir eine PN, und ich werde es unverzüglich nachtragen ;). Natürlich gibt es viele Details, die die Qualität eines solchen Interfaces ausmachen, und deswegen sollte man sich erst einmal ganz sicher sein, was man jetzt und vielleicht in Zukunft aufnehmen will.

Worauf muss ich beim Kauf eines Audio-Interfaces achten?

Audio-Interfaces bieten eine GIGANTISCHE Möglichkeit an eingebauten Features, deswegen sollte man wissen, was man eigentlich haben will. Hier einmal drei standard Situationen:

1. Gesang mit einem Mikrophon
Wenn man Sprache, Gesang oder Stimme im Allgemeinen aufnehmen möchte, so passiert dies normalerweise mit einem Großmembran-Mikrophon. Heutzutage gibt es schon günstigere Varianten (oft als Plug'n'Play angebotene "Podcast" Varianten"), welche ein USB-Audio-Interface bereits eingebaut haben und direkt mit dem PC verbunden werden können. Die Qualität dieser Mikrophone ist umstritten, für Podcasts ist es in den meisten Fällen sicherlich ausreichend, bei Gesang wird es aber schon schwieriger. Ein unumstrittener Fakt ist jedoch, dass das Interface direkt im Mikrophon drin-steckt und deswegen nichts anderes Aufnehmen kann. Wer also mehrere Instrumente / Mikrophone gleichzeitig aufnehmen oder Verschiedene Mikrophone ohne integriertes Interface aufnehmen möchte, muss letztendlich zum Audio-Interface greifen.

Bei der Aufnahme des Mikrophons ist es besonders wichtig, dass das Interface einen eingebauten Mikrophon-Vorverstärker hat, sofern man keinen externen oder einen in einem Mischpult verbaut hat. Der Vorverstärker, wie der Name schon sagt, verstärkt das Signal um einen geringen Wert, damit es im A/D-Wandler und dann im PC auch laut genug ankommt. Ist dieser von minderer Qualität hört sich das Ausgangssignal dumpf, verzerrt verwischt oder sogar knisterich (lustiges Wort^^) an.

2. Ein Instrument wie eine Gitarre oder Bass
Nun, warum Gitarre oder Bass sollte klar sein, die meisten Leute suchen immer noch verzweifelt nach der Buchse bei der Klassischen Geige :p. Spaß beiseite, der Grund, warum gerade E-Gitarre oder E-Bass ist, dass ihr Signal eine hohe Impedanz hat (kurz: Impedanz ist die Wechselstrom Äquivalente zum Gleichstrom Widerstand) deswegen gibt es Interfaces, die eine besondere Hi-Z (Z ist das physikalische Symbol für Impedanz) haben. Auch hier müsste man sich ein bisschen genauer mit der Technik der Tonabnahme von Bass und Gitarre und dem Hi-Z Eingang beschäftigen, um die genaue Funktionsweise zu verstehen. Meistens reicht jedoch zu wissen, dass man, wenn man sein Instrument direkt an das Interface anschließen will, einen Hi-Z Eingang braucht / haben sollte.

Man sollte jedoch auch immer daran denken, dass bei einem direkten Anschließen der Gitarre an das Audio-Interface Klang-Boni durch Verstärker und Box verloren gehen, deswegen nutzen viele Leute auch Großmembran-Mikrophone, um ihre Box aufzunehmen, wodurch der Klang erhalten bleibt. Man muss jedoch auch sagen, dass es mittlerweile sehr gute Software gibt, welche viele der bekanntesten Verstärker- und Boxen-Sounds nahezu perfekt simulieren.

3. Ein MIDI-Keyboard / Synthesizer
Sollte man zu Hause noch ein tolles MIDI-Keyboard rumstehen haben, dass ein super Spielgefühl hat und man dieses am PC haben will, benötigt man natürlich ein MIDI-Interface, welches auch in vielen Audio-Interfaces mit integriert ist. Ich bin kein MIDI-Spezialist, jedoch kann ich so viel erklären, dass MIDI (Musical Instrument Digital Interface) digitale Pakete sendet, welche Informationen über Ton aber auch Anschlagsstärke und Instrumenteneinstellungen beinhalten. Da dieses Signal schon digital ist fällt also die Funktion des A/D-Wandlers weg, jedoch findet man heute kaum Rechner, die einen dicken MIDI-Anschluss haben :D. Jetzt kommt noch die Theorie von "Low Jitter MIDI" mit der sich manche Interfaces rühmen. Low Jitter (engl. für fluktuieren) soll also für besonders problemfreie und klare (?) Signalübertragung zuständig sein. Nun ja, ist jedem selbst überlassen ob er es glaubt oder nicht (Ach ja, sollte ich hier gerade totalen Müll erzählt haben tut es mir Leid und bitte, bitte berichtigt mich ;))

Okay das waren die drei gängigsten Fälle. Natürlich gibt es Interfaces, die noch mehr bieten, was z.B. die Ausgabe von Ton über eine Anzahl von Line-Outs und weitere digitale Schnittstellen wie SPDIF, coaxial oder optisch. Wer davon allerdings noch nie wirklich gehört hat bzw. nicht weiß, was das ist, braucht es vermutlich auch nicht. Ein besonderes Feature, das vor allem bei den teureren Interfaces gefunden wird und auf das ich eingehen möchte, weil es sehr wichtig ist, sollte man bedenken, sein Studio eventuell später noch auszubauen, ist die ADAT-Schnittstelle, welche es erlaubt, das Interface ohne große Probleme um einige Kanäle zu erweitern.

Was macht welcher Anschluss?

Interfaces werden mit einer ganzen Reihe von Anschlüssen produziert, manchmal weiß man garnicht mehr, was die verschiedenen Ein-/Ausgänge machen und ob man sie eventuell benötigt. Hier deswegen eine Liste mit den meisten Anschlüssen, die ihr an einem Interface finden werdet. Die Liste ist vermutlich nicht vollständig, da viele Interfaces auch spezielle Anschlüsse für Break-Out Kabel haben, jedoch sollte sie als Referenz ausreichen.


Mikrophoneingang
Der Mikrophon Eingang hat normalerweise die Form einer XLR-Buchse, kann jedoch auch in einer XLR/6,3mm-Klinke Combuchse oder (eher ungewöhnlich) in einer normalen 6,35mm Klinkenbuchse gefunden.
Mikrophoneingänge haben oftmals einen Mikrophonvorverstärker direkt dahinter in der Schaltung verbaut, nicht jedes Signal ist hierfür geeignet.
xlr-a.pnga-combo.png
Quelle: NEUTRIK
Instrumenteneingang
Ein Instrumenteneingang ist normalerweise in einer 6,35mm Klinkenbuchse oder in einer XLR/6,35mm-Klinken-Combibuchse verbaut.
Instrumenteneingänge sind häufig Hi-Z (Hohe Impendanz) oder haben einen Instrumentenvorverstärker eingebaut. Auch hier lässt sich nicht ohne weiteres jedes Signal anschließen.

Line In
Line ist ein standardisierter Audio-Pegel, der zwischen den leiseren Mikrophon / Instrumentensignalen und den lauteren Kopfhörer / Lautsprechersignalen liegt. Dieser Pegel wird von Mikrophon/Instrumentenvorverstärkern, CD spielern, DSP etc ausgegeben. Der Line-In wird normalerweise in einer 6,35mm Klinkenbuchse oder per Chinch verbaut.

Line Out
Wie Line In nur als Ausgangssignal zum anschließen von z.B. aktiven Monitorboxen.

Insert
Insert werden ebenfalls in einer 6,35mm-Stereo-Klinkenbuchse verbaut, wobei ein Kanal als Send-Signal für ein Effektgerät dient, der andere Kanal als Return. Dies erzwingt jedoch, dass das Signal als Mono-Signal durch das Effektgerät geschickt wird und man ein Y-Klinkenkabel benötigt, hat das Effektgerät keinen entsprechenden "Comboeingang".

Send/Return
Wie "Insert" nur mit getrennten Buchsen.
Klinke 6,35mm Buchse / Stecker
m1gy6wjw3tx9.jpg
Quelle: Unknown

Cinch Buchse / Stecker
57749.jpg
Quelle: Unknown
MIDI I/O
MIDI ist ein digitaler Standard zur Übertragung von Musikalischen Daten / Kontrollwerten. Die häufigste Verwendung ist der Anschluss eines MIDI-Keyboards.
Midi_ports_and_cable.jpg
Quelle: http://mididrumfiles.com/content/category/midi-set-up/
S/PDIF I/O (coaxial / optisch)
S/PDIF ist ein digitaler Anschluss der das Übertragen von digitalen Audiodaten ermöglicht. Er tritt bei günstigeren Interfaces meist als Coaxialer Stecker auf, bei anderen wiederum als optischer TOSLINK stecker.
Meist wird der Anschluss dazu verwendet, verschiedene Geräte im Studio miteinander zu verbinden oder ein Interface um Kanäle (z.B. per ADAT) zu erweitern.

AES/EBU
Die professionelle Version von S/PDIF die bei professionellen Interfaces verwendet wird, um Qualitätsverluste zu minimieren.
SPDIF.GIF
Quelle: http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/S/PDIF
WORD CLOCK
Dieser Anschluss wird dazu verwendet, in Studios Audiogeräte zu synchronisieren.
[TBODY] [/TBODY]

Welchen Anschlusstyp?

Normalerweise hat man nur die Auswahl zwischen einem, maximal zweien der normalen Anschlusstypen zur Auswahl. Sollte man sich dennoch brennend dafür interessieren, wo die Vorteile der verschiedenen liegen, hier eine kleine Übersicht.

Vorweg: Bei Datenraten gilt Mbps = Megabit per second, MB/s = Megabyte per second. Dabei gilt: 1 MB/s = 8Mbps.

Um mal eine Idee davon zu geben, welche Datenrate ein Interface für eine Tonspur benötigt, wir ein bisschen Mathematik: Ein quantitativ guter A/D-Wandler hat eine Datenmenge von 24bit bei einer Abtastrate von 192kHz. Ohne es genauer zu erklären, dass heißt dass diese Tonspur eine Datenrate von 24bit * 192Hz = 4,6mpbs = 0,58 MB/s es ist also relativ wenig Datendurchsatz von Nöten für ein relativ gutes Signal ;).

Ein schöner Artikel, der die theoretischen Geschwindigkeiten der verschiedenen Ports vergleich findet sich auf macspeedzone.com oder auf Wikipedia. Dies sind jedoch alles quantitative daten, keine qualitativen daten. Die Latenz beschreibt eine Zeit, die benötigt wird, bis das Signal einen gewissen Weg zurück gelegt hat, dementsprechend, je kleiner die Latenz, desto besser. Ein toller Beitrag wurde von ars ultima zum Thema Latenz verfasst.

1. USB
Der Universal Serial Bus ist standard bei allen modernen PCs; heute noch in USB2.0, morgen gibt es dann schon USB3.0 ;). Der Vorteil dieses Anschlusstyps ist, dass das Interface nicht fest im PC verbaut ist und quasi an jedem PC verwendet werden kann - vorausgesetzt man hat funktionierende Treiber, welche ein kritischer Punkt bei dem Kauf eines Interfaces sind. Die Geschwindigkeit ist bei USB allerdings so ein Ding. Gehen wir vom aktuellen USB2.0 aus, kann es theoretisch bis zu 60MB/s an Daten übertragen, meist wird es jedoch im 12MB/s Modus betrieben. Ein weiteres Problem liegt darin, dass dies die theoretischen Maxima der jeweiligen Modi sind und der tatsächliche Datendurchsatz darunter liegt. Genauere Werte werde ich versuchen nachzuliefern, sobald ich mich genügend eingelesen habe. Letztendlich sei jedoch gesagt, dass USB für fast alle Anfänger / Fortgeschrittenen Interfaces ausreicht.

2. FireWire
Der FireWire Bus (Anschluss) ist ein mehr oder weniger von Apple entworfener Anschluss, welcher in verschiedenen Datenraten-Ausführungen existiert. Da Apple früher der fast unumstrittene Künstler Computer war, ist es auch nicht sonderlich verwunderlich, dass noch immer einige Interfaces besonders in der teureren Ecke auf FireWire statt USB setzen. Die im Moment gängigste Version ist FireWire 800, welche 800 Mbps Datenrate schafft, umgerechnet wären das knapp 100Mb/s . Firewire gibt es natürlich noch schneller. Ich habe jedoch noch Audio-Interface gesehen, dass dies wirklich unterstützt. Nutzerberichten zufolge ist der tatsächliche Datendurchsatz bei Firewire näher am theoretischen Maximum als USB, was man dadurch begründen könnte, dass USB auch von vielen anderen Geräten verwendet wird, was bei FireWire nicht der Fall ist und der Bus somit weniger ausgelastet ist.

3. PCI / PCIe
Auch hier gibt es verschiedene Versionen. Das wichtigste bei diesem Anschluss ist jedoch, dass das Audio-Interface hier fest in den PC / Mac verbaut wird und deswegen so gut wie garnicht mobil ist. Auf der anderen Seite bietet PCI mit normalerweise (PCI 32bit/33Mhz) 1300mbps / 130 MB/s deutlich schneller ist als die externen Anschlussmöglichkeiten. PCIe ist dann nochmal ne Klasse schneller und lässt absolut keine Geschwindigkeits-Wünsche offen, weder theoretisch noch praktisch. Die Besonderheit von PCIe liegt darin, dass der Anschluss in sogenannte Links unterteilt ist, welche jeweils eine gewisse Datenmenge übertragen können, und je mehr es sind, desto mehr Daten kommen demnach auch durch.

PCIe 1.0 1 Link unterstützt bereits 2Gbps / 250MB/s und PCIe 2.0 1 Link 4Gbps / 500MB/s. Vergleichen wir das mit der Rechnung weiter oben sehen wir, dass wir damit mehr als 1730 Spuren bei 24bit, 96kHz aufnehmen könnten, und das geht mit den Links noch weiter nach oben :great:. Informationen über das Verhältnis theoretischer Datendurchsatz / tatsächlicher Datendurchsatz liegen mir nicht vor, das spielt bei so großen Möglichkeiten jedoch wirklich keine Rolle mehr.

Letztendlich lässt sich sagen, dass kein Anschluss wirklich gravierende Vorteile hat gegenüber dem anderen. Da die Datenübertragung zwischen Audio-Interface und PC rein digital abläuft und es den Bits relativ egal ist, wie gut die Leitung ist, solange sie ankommen. (Quelle morry)

MfG, Xaser
 
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