Satter Sound für Mini-PCs und Notebooks

Brummen, Knacken bei Start und Stop eines Audiosignals sowie miserabler Pegel: Der analoge Audioausgang vieler Onboard-Soundchips ist gerade mal gut genug für Telefonie und für Videoclips aus dem Netz. Je hochwertiger der verwendete Kopfhörer oder angeschlossene Stereoanlage ist, desto deutlicher macht sich dieses Defizit bemerkbar. Eine besonders schlechte analoge Tonqualität liefern ausgerechnet die praktischen Ein-Platinen-PCs wie der Raspberry Pi, die eigentlich aufgrund ihrer Größe und Fähigkeiten als Player und Streaming-Client sehr gut geeignet wären. Das Problem dieser Geräte ist eine Kombination von unterentwickelter Firmware und mangelnden Hardware-Voraussetzungen. So ist beispielsweise auf der Platine des Raspberry Pi gar kein ausgewachsener Digital-Analog-Konverter (DAC) vorhanden.

Die 3,5-Millimeter-Klinke des analogen Kopfhörerausgangs wird über Pulsweitenmodulation (PWM) bedient, die direkt im System-on-Chip (SoC) untergebracht ist. Diese Technik moduliert ein Rechtecksignal über eine feste Basisfrequenz. Das muss nicht zwangsläufig schlecht klingen, schließlich arbeiten auch viele hochwertige CD-Player mit PMW. Allerdings ist die PWM-Schaltung dort mit aufwendigen Tiefpassfiltern versehen, um störende Hintergrundgeräusche auszuschalten, die zwangsläufig als Vielfaches der Modulationsfrequenz entstehen. Das Problem ist aber keinesfalls auf Mini-PCs begrenzt, denn auch Notebooks liefern nur selten guten Analog-Sound, bei dem man wirklich von Hörgenuss sprechen kann.

Besserer Sound für den Raspberry Pi

Schnelle Bastellösung mit externem Lautstärkeregler

Ein besonders simpler Ansatz, der auf die Schnelle bei Notebooks mit konstanten Hintergrundgeräuschen hilft, die bei höheren Lautstärken nicht mehr auffallen, ist eine externe Lautstärkeregelung direkt am Kopfhörer oder an einem Verlängerungskabel. Verlängerungskabel mit separatem Regler, 3,5-Millimeter-Buchse und Klinke sind für rund sechs Euro zu haben, falls der verwendete Kopfhörer selbst keine Regelung besitzt.

Setzen Sie die Lautstärke auf dem Linux-System im Mixer-Applet auf das Maximum, und regeln Sie den Pegel am Kopfhörerkabel auf ein angenehmes Maß herunter. Konstante Nebengeräusche treten so relativ zur Lautstärke der Klangausgabe in den Hintergrund.

Digital ist besser: Sound über HDMI abzapfen

Ist das Gerät über einen HDMI an ein Ausgabegerät wie etwa ein TV angeschlossen, gibt es selten Mängel in Sachen Audioqualität. HDMI überträgt neben dem Videosignal auch den Ton direkt auf digitalem Weg. Das Endgerät übernimmt dann die Wandlung mit dem eigenen DAC. TV-Geräte liefern oft Hi-Fi-Qualität und sind PCs überlegen. Schließt man Kopfhörer oder eine Hi-Fi-Anlage am Analogausgang dieser Endgeräte an, ist die Sound-Qualität entsprechend besser. Das typische Brummen von Erdschleifen, die über ein Antennenkabel entstehen, lässt sich mit einem Mantelstromfilter am Antenneneingang wirksam bekämpfen ( ab drei Euro ).

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Über HDMI können Sie statt eines TV-Geräts auch einen Splitter anschließen, der nur das Audiosignal der HDMI-Schnittstelle weitergibt und dieses digital über SPDIF/Toslink sowie über Analoge Cinch-Ausgänge verfügbar macht. Diese HDMI-Splitter wie etwa der Ligawo HDMI-Decoder sind bei Amazon ab 40 Euro zu haben.

Externer Soundchip und DAC: USB-Soundkarten

Soll das Notebook oder der Mini-PC ohne Umwege über HDMI gute Audioqualität für Kopfhörer oder Stereoanlage liefern, dann ist ein Stück zusätzlicher Hardware nötig: Externe Soundkarten mit eigenem DAC lassen sich auch über USB anschließen, um Audio-Output und -Input nicht mehr der Platine zu überlassen. Der Aufwand dieser Lösung ist niedrig, denn fähige USB-Soundkarten gibt es bereits ab 12 Euro. Wer mehr ausgibt, erhält natürlich einen besseren DAC. Nach oben gibt es hier wie immer bei Hi-Fi-Equipment keine Grenze.

Die Auswahl eines passenden Soundchips für ein Linux-System ist nicht ganz trivial, denn es muss ein Chip gewählt werden, für den ein Treiber im Linux-Kernel vorliegt. Dazu gibt es eine Faustregel: Viele USB-Audiogeräte richten sich nach dem USB-Standard und sind „Class compliant“. Diese Chips funktionieren ohne Treiber und zusätzliche Firmware-Dateien unter Linux, da die Unterstützung dafür fester Bestandteil des Kernels ist. Eine USB-Soundkarte (USB 1.1 oder 2.0), die ganz ohne Treiber unter Windows oder am Mac arbeitet, sollte also auch ohne Schwierigkeiten am Raspberry Pi laufen.

Eine günstige Lösung ist etwa die Speedlink Vigo für rund 13 Euro . Wer auf ausgezeichnete Sound-Qualität und einen leistungsfähigen Kopfhörerverstärker Wert legt, bekommt für etwa 50 Euro mit dem Hires USB-DAC Sabre 24/96 eine unscheinbare, aber hochwertige USB-Soundkarte . Diese Geräte funktionieren auch am Raspberry Pi.

Störende Geräusche am PC-Lautsprecher eliminieren

Konfiguration: Eine USB-Soundkarte aktivieren

Generell ist es notwendig, USB-Soundkarten erst an das jeweilige Gerät anzuschließen und dieses erst danach zu booten. Mit dem Kommandozeilenbefehl

lässt man sich dann die Liste aller USB-Geräte anzeigen. In der Liste sollte nun der Hersteller und oft auch die Modellbezeichnung der USB-Soundkarte mit auftauchen, beispielsweise „C-Media Electronics, Inc. CM108 Audio Controller“. Die USB-Soundkarte ist einsatzbereit und kann bei Linux-Systemen mit Pulseaudio (Ubuntu, Fedora, Open Suse) sofort über die Sound-Einstellungen ausgewählt und eingesetzt werden.

Bei Systemen, die lediglich Alsa nutzen (Debian, Raspbian), muss noch eine Konfigurationsdatei angepasst werden, damit nicht mehr der Onboard-Soundchip das Standardgerät ist. Bearbeiten Sie dazu mit root-Rechten die Datei „/etc/modprobe.d/alsa-base.conf“, indem Sie die Zeile „optionssnd-usb-audio index=-2“ nach

ändern. Danach ist ein Neustart nötig, damit die USB-Soundkarte von Alsa eingebunden wird.