Der HifiBerry DAC – Ein audiophiles Juwel für deinen Raspberry

HiFi Berry und Raspberry Pi – eine Kombination, die das Audioerlebnis revolutioniert. Du suchst nach einer Möglichkeit, die Klangqualität deines Raspberry Pi zu verbessern? In unserem neuesten Blog-Beitrag erfährst du alles über HiFi Berry, den Game-Changer in der Welt der digitalen Audiowiedergabe. Entdecke, wie HiFi Berry deinem Raspberry Pi zu ungeahnten Audiohöhen verhilft und warum es das Must-have für jeden Audiophilen ist.

Als Kind der 70er habe ich die Entwicklung der Musikmedien aus erster Hand erlebt: In meiner Kindheit dominierten Musikcassetten (MCs) und Schallplatten (LPs) die Szene. Als Teenager entdeckte ich die CD, die sich als das bisher langlebigste Musikmedium erwiesen hat. Für persönlich zusammengestellte Musik waren Mixtapes unübertroffen – sie waren die liebevoll handgefertigten Playlists jener Zeit.

Das Problem und seine Lösung

Ein Digital-Analog-Converter, kurz DAC, ist die magische Brücke zwischen der digitalen Musikbibliothek und dem klassischen Hörerlebnis. Er wandelt digitale Audiodateien, die im Kern nichts weiter als eine Serie von Nullen und Einsen sind, in ein analoges Signal um, das unsere Ohren als reichhaltige Töne und Melodien wahrnehmen können.

Der Raspberry Pi bietet unzählige Möglichkeiten – aber wenn es um Audio geht, stoßen Standardlösungen schnell an ihre Grenzen. Hier kommt der “Head” ins Spiel: Ein Aufsteckmodul, das auf die GPIO-Pins des Raspberry Pi aufgesetzt wird, um ihm neue Fähigkeiten zu verleihen. Die HifiBerry DAC-Heads von “Modul 9” sind solche Erweiterungen, die deinem Pi helfen, Dateiformate wie MP3, FLAC, Ogg Vorbis und AAC in ein hochwertiges Audioformat umzuwandeln, das deiner Stereoanlage würdig ist.

Möglicherweise denkst du jetzt: “Aber Musik abspielen kann mein Pi doch bereits.” Doch wer einmal versucht hat, die Standard-Klinkenbuchse für ernsthaftes Audio-Streaming zu verwenden, kennt das Problem: Grundrauschen und Verzerrungen, die sich wie ungeladene Gäste in dein Klangerlebnis einmischen. Für ein wahrhaft hochwertiges Hörerlebnis reicht die Standardausgabe einfach nicht aus.

HiFi-Enthusiasten und diejenigen mit einem feinen Gehör verlangen nach mehr – und sie sind nicht allein. Die Industrie hat reagiert und bietet nun spezialisierte Module für eine verbesserte Klangqualität an. Die Firma “Modul 9” steht hier an vorderster Front und hat mit ihren HifiBerry DAC-Heads eine Palette an Lösungen im Angebot, die sowohl für Audio-Neulinge als auch für Veteranen des Klanges keine Wünsche offenlassen.

Was ist ein DAC-Head?

Das Wort „DAC“ steht generell für “Digital-Analog-Converter”, also einen Wandler, der aus einem digitalen Datenstrom aus lauter Nullen und Einsen ein hörbares analoges Audiosignal macht, welches dein Ohr über die Umwandlung in Schallwellen eines Lautsprechers als Töne in Form von Sprache oder Musik wahrnehmen kann.

Ein Raspberry Pi „Head“ ist ein Aufsteckmodul für den Raspberry Pi und wird in der Regel auf die GPIO-Pins Deines kleinen Rechenknechtes gesteckt und so mit Signalen versorgt.

Die HifiBerry DAC-Heads der Firma „Modul 9“ wurden entwickelt, um digital abgelegte oder gestreamte Audiodaten (wie MP3, Flac, Ogg-Vorbis, AAC und andere) von deinem Raspberry Pi so umzuwandeln, dass deine Lautsprecher oder Deine Stereoanlage damit umgehen können.

Nun wirst du vielleicht zu Recht sagen: „Aber das kann ich doch jetzt schon…“, doch ist das nur eine recht unvollkommene Wahrheit: Die Audio-Augabe über die Klinkenbuchse Deines Raspberry Pi ist nichts, was auch nur entfernt mit HiFi-Ausgabe zu tun hat.
Zu hoch sind Grundrauschen, Verzerrungen, Übersprechen und Wandlungsgeräusche im Hintergrund. Richtig auffallen tut dir das meist erst, wenn du einmal versuchst eine Stereo-Anlage an diesen standardisierten 3,5mm-Klinken-Ausgang anzuschließen.

Also: Nichts für empfindliche Ohren! Da muss etwas Besseres und Hochwertigeres her!

Das wissen natürlich die HiFi-Enthusiasten unter euch auch und es ist genauso auch anderen Firmen aufgefallen, die heute Module für bessere Klangqualität entwickeln und vertreiben.

Die Firma „Modul 9“ zum Beispiel bietet mit ihren HiFiBerry-Produkten eine breite Palette von DAC-Modulen an. Da ist für jeden Anwendungsfall etwas dabei.

Was ist der HifiBerry DAC?

Der HifiBerry DAC ist eine Erweiterungsplatine für den Raspberry Pi, die es ermöglicht, hochwertige Audioausgaben zu erzielen. Vergiss die eingebaute 3,5-mm-Klinkenausgabe des Pi! Mit dem HifiBerry DAC betrittst du garantiert neue Dimensionen der Klangqualität.

Technische Spezifikationen

– Verbauter DAC-Chip: Burr-Brown (Texas Instruments) PCM1796, PCM5122

– Auflösung: Bis zu 24 Bit/192 kHz

– Anschlüsse: analog: RCA und 3,5-mm-Klinke – digital: SPDIF und Toslink

– Stromversorgung: Über den Raspberry Pi GPIO-Header

– Kompatibilität: Raspberry Pi Model A+/B+/2B/3B/3B+/4B (und vermutlich auch 5).

Installation und Konfiguration

1. Hardware-Setup:
   • Stecke den HifiBerry DAC einfach auf den GPIO-Head deines Raspberry Pi.
2. Software-Setup:
   • Aktualisiere Raspbian und füge die HifiBerry DAC-Treiber zum Kernel hinzu.
3. Audioausgabe umleiten:
   • Ändere die `alsa-base.conf` Datei, um die Audioausgabe auf den HifiBerry DAC umzuleiten.
     
     Bash:
     # sudo nano /etc/asound.conf
     
     Füge folgende Zeilen in der Datei /etc/asound.conf hinzu:
     

        pcm.!default  {
         type hw card 0
        }

        ctl.!default {
         type hw card 0
        }

Typische Anwendungsgebiete

High-End-Audio-Player: Verwandle deinen Raspberry Pi in einen audiophilen Musikplayer

Sammelst du MP3-Musik auf alten Festplatten? Möchtest du Spotify, Deezer, Tidal oder Qobuz in toller HiFi-Qualität auf deiner Anlage streamen? Dann bist du hier bei uns richtig, denn vorab können wir dich schon einmal für kommende Projekte auf dem BerryBase Blog aufwärmen. Wir beabsichtigrn die HiFi-Sparte des Raspberry demnächst auch in diesem Blog gesondert und ausführlich zu beleuchten:

Projekte wie Volumio, MoOde, RuneAudio, piCorePlayer, Libre Elec, OpenMediaVault, Max2Play, Symphonic-Mpd, SqueezeBox Server oder pi MusicBox sind nur einige der bekanntesten Basteleien, welche um die Gunst ihrer Benutzer buhlen. Wir werden in einem Folgeartikel die Vor- und Nachteile der Systeme beleuchten und geben dir Tipps zur Auswahl und Konfiguration der HiFi-Perlen und stellen dir das ein- oder andere Tool aus dieser Sammlung zum Selbstbau vor.

Heimkino: Verbessere die Audioqualität deines DIY-Heimkinosystems

Auch auf dem heimischen Fernseher gibt es einiges zu entdecken. Neben einem tollen Klang in Verbindung mit den DAC-Modulen öffnen sich auch visuelle Welten und Streaming-Plattformen, von denen du bisher nur träumen konntest:
Kodi, XBMC oder Plex sind hier die bekanntesten Vertreter ihrer Gattung. Stremio, MediaPortal, Mezzmo, Emby, TVersity und der Universal Media Server runden das Programm weiter ab. Sie ermöglichen dir neben einer Verwaltung deiner eigenen medialen Inhalte wie Musik, Filme und Fotos auch das Streamen von legalen und illegalen Inhalten. Wenn wir an dieser Stelle schon ausdrücklich vor dem Streamen von illegalen Musik- und Filminhalten warnen (Du tust alles auf eigene Verantwortung!), so sei besonders auch davor gewarnt, dass deine IP-Adresse wie eine Art Fingerabdruck im Netz hinterlassen wird. VPN heißt hier das Zauberwort der ach so weißen Handschuhe, vielleicht ein zusätzliches Projekt für deinen Raspberry, wenn du schon nicht hören willst…

Audio-Streaming: Nutze den DAC für hochwertiges Audio Streaming

Musikdienste gibt es mittlerweile, wie Sand am Meer: Apple Music, Spotify, Tidal, Qobuz, Amazon Music, Deezer. Sie alle vertreten diese Gattung bezahlter Audio-Inhalte.
Die meisten kannst du, ein Abo vorausgesetzt, auch über deinen Raspberry Pi in höchstmöglicher Qualität auf die heimische Stereoanlage streamen. Viele dieser Dienste lassen sich zudem auch noch über dein Smartphone komfortabel bedienen und so steht nach ein wenig Bastelei dein alter Verstärker einem hochwertigen Multimedia-Receiver in Klangqualität, Bedienung und Komfort kaum nach.

Vor- und Nachteile eines Zusatz DAC-Heads (wie z.B. HifiBerry)

Vorteile:

• Hochwertige Audioausgabe
• Einfache Installation
• Gute Dokumentation
  

Nachteile:

• Höherer Preis im Vergleich zu billigeren DACs
• Nimmt GPIO-Pins in Anspruch

Welche HifiBerry DACs gibt es überhaupt? Die ganze Palette des Wohlklangs

HifiBerry ist ein Produkt der Schweizer Firma „Modul 9“. Der Hersteller hat verschieden HifiBerry Boards in seinem Sortiment und unterscheidet zunächst einmal grob zwischen Modulen mit analogem und Modulen mit digitalen Ausgängen. Die Module mit digitalen Ausgängen sind hierbei die Königsklasse. Jedoch ist dabei zu beachten, dass deine Hifi-Anlage auch in der Lage sein muss, solch digitalen Signale zu verarbeiten. Hast du Eingänge wie SPDIF oder Toslink, stehen die Chancen gut.
DAC steht generell für “Digital-Analog-Wandler”. Er wurde entwickelt, um digitale Audiodaten von deinem Raspberry Pi in einen analogen Ausgang zu konvertieren, den Sie an einen externen Verstärker oder Empfänger anschließen können. Die Firma „Modul 9“ bietet mit ihren HiFiBerries eine breite Palette von DAC-Produkten an. Da ist für jeden Anwendungsfall etwas dabei. Alle unsere Soundkarten sind mit Blick auf die Audioqualität entwickelt worden. Alle unsere Karten unterstützen nicht nur Audio in CD-Qualität (44,1kHz/16bit), sondern auch hochauflösende Audiowiedergabe mit 192kHz/24bit.

Alle hier gezeigten Karten funktionieren mit allen Raspberry Pis, die mit dem 40-poligen GPIO-Header ausgestattet sind!

HifiBerry Boards mit analogen Ausgängen

DAC+ Light

Der HifiBerry DAC der Einstiegsklasse. Wenn du eine gute Audioqualität suchst, aber keine Funktionen wie automatische Konfiguration über HAT oder Hardware-Lautstärkeregelung benötigst und dein Budget knapp ist, ist dies das richtige Board für dich.

DAC+ Standard

Die DAC+-Funktion bietet eine automatische Erkennung mittels eines On-Board-EEPROMs und eine Hardware-Lautstärkeregelung. Es ist auch eine Version mit Mini-Klinkenanschluss erhältlich.

DAC+ Pro

Du willst mehr? Werfe einen Blick auf den DAC+ Pro. Er verfügt über eine eigene Taktquelle, die einen stabilen Systemtakt liefert, der unabhängig vom Raspberry Pi ist. Viele Leute bevorzugen den DAC+ Pro.

DAC+ Standard

Dieser basiert auf dem gleichen Design wie der DAC+ Pro. Er verwendet eine symmetrische Ausgangsstufe, die dafür ausgelegt ist, auch sehr lange Kabel (wie z.B. von einem Mischpult in der Veranstaltungstechnik) zu treiben. Er ist eine gute Wahl, wenn dein Verstärker über symmetrische (XLR) Eingänge verfügt.

DAC2 HD

Du suchst nur das Beste? Bleib dran für den DAC2 HD. Im Vergleich zum DAC+ Pro bietet der neue DAC2 HD noch geringere Verzerrungen und einen noch größeren Dynamikbereich. Dies ist das Spitzenmodell unter den HifiBerries. Es wird außerdem mit einem DSP-Header geliefert, der das Hinzufügen eines DSP-Moduls (Digitaler Signal Prozessor) ermöglicht, um zusätzliche digitale Signalverarbeitungsmöglichkeiten für Dinge wie Hall, Echo und andere Effekte zu erhalten – direkt in der Hardware.

Wir sind uns ziemlich sicher, dass es die meisten externen DACs schlagen wird! Du glaubst uns nicht? Probiere es einfach aus! Du wirst begeistert sein.

HifiBerry Analoge Boards mit Aufnahmefunktion

Manchmal benötigt man nicht nur Wiedergabefunktionen, sondern möchte auch Audio aufnehmen. Für diese Anwendungsfälle kombinieren HifiBerry DAC+ ADC-Produkte den DAC+ mit einem zusätzlichen hochauflösenden Analog-Digital-Wandler (ADC).

DAC+ ADC

Diese Karte kombiniert einen DAC+ mit einem zusätzlichen Eingang. Der Eingang ist für Line-Level-Eingänge ausgelegt, kann aber auch mit dynamischen Mikrofonen verwendet werden. Er unterstützt keine Elektret Mikrofone, die eine Stromversorgung durch die Karte benötigen. Die Eingangsverstärkung wird über Jumper auf der Platine eingestellt.

DAC+ ADC Pro

Dies ist eine Kombination aus dem DAC+ Pro mit einem zusätzlichen Eingang. Der Eingang ist flexibler als der des DAC+ ADC. Du kannst die Eingangsverstärkung per Software (alsamixer) konfigurieren, er kann Elektret Mikrofone mit Strom versorgen und es gibt sogar einen symmetrischen Eingang (auf einer Stiftleiste, Sie müssen ein Adapterkabel verwenden, um ihn mit XLR-Steckern oder 6,3mm-Klinkensteckern zu verwenden.

HifiBerry DACs für besondere Zwecke

Für eine weitere Signalbearbeitung bietet sich zum Beispiel ein DAC mit einem digitalen Signalprozessor an. Dieser DSP kann in Echtzeit Effekte wie Hall, Echo. erweiterten 3D-Raumklang und ähnliche Effekte erzeugen und dem Audiosignal untermischen.

DAC+ DSP

Diese Karte kombiniert einen leistungsstarken digitalen Signalprozessor mit einem hochwertigen DAC-Ausgang. Mit dem integrierten Filterdesigner von HiFiBerryOS oder SigmaStudio kannst du Entzerrungen, Audio-Routings und vieles mehr erstellen.

DAC+ RTC

Der DAC+ RTC wurde speziell für OEM-Kunden entwickelt, die eine Echtzeituhr benötigen, und ist eine Kombination aus einem DAC der Einstiegsklasse und einer batteriegepufferten Echtzeituhr an Bord. Das bedeutet, dass du immer die richtige Zeit OnBoard zur Verfügung hast. Wir wissen, dass dies besonders für Systeme wichtig ist, die auf die korrekte Zeit angewiesen sind, aber nicht immer eine perfekte Internetverbindung haben.

Die einfachste Lösung mit analogem Ausgang

DAC+ Zero

Ein einfacher, aber preiswerter DAC für den Raspberry Pi Zero. Er kommt ohne Features wie HAT EEPROM oder Lautstärkeregelung, bietet aber dennoch hochauflösendes Audio bei sehr geringer Größe und einem niedrigen Preis.

HifiBerry DACs mit Digitalausgang

HiFiBerry Digi Boards erweitern Ihren Raspberry Pi um digitale Audioschnittstellen in Form von SPDIF/Toslink. SPDIF stellt eine digitale 2-Kanal-Audioschnittstelle dar. Unsere Boards bieten nicht nur Unterstützung für Audio in CD-Qualität (44,1kHz/16bit), sondern ermöglichen auch die hochauflösende Audiowiedergabe mit 192kHz/24bit. Diese Boards sind mit allen Raspberry Pi-Modellen kompatibel, die über einen 40-poligen GPIO-Header verfügen.

Digi+ Standard

Unser Digi-Board der Einstiegsklasse. Es verfügt bereits über optische und elektrische SPDIF-Ausgänge.

Digi2 Pro

Der Digi2 Pro verfügt über mehrere Verbesserungen gegenüber dem Digi+ Standard. Mit seiner Dual-Domain 44.1/48kHz-Taktschaltung kann er alle Audio-Sampleraten perfekt anpassen. Außerdem ist er mit einem Ausgangstransformator zur galvanischen Trennung ausgestattet. Zudem ist zusätzlicher Platz für einen optionalen BNC-Anschluss auf der Platine, den Sie selbst hinzufügen können. Ferner ist auch eine Stiftleiste vorhanden, an die Sie unsere DSP-Zusatzplatine anschließen können.

Digi+ I/O

Dieses Board ähnelt dem Digi+ Standard, aber es fügt einen elektrischen und einen optischen Eingang hinzu. Damit können Sie auch Audiodaten auf dem Pi aufzeichnen.
Beachten Sie die folgenden Einschränkungen:
– Sie müssen genau wissen, welche Abtastrate und welche Bits/Kanäle die Quelle sendet, sonst schlägt die Aufnahme fehl oder die Daten sind falsch.
– Es wird nur 2-Kanal-PCM-Audio unterstützt. Sie können damit keine Dolby Digital- oder DTS-kodierten Daten aufnehmen.

Alternativen zum HifiBerry

Die HifiBerry Produkte sind bekannt für ihre hohe Qualität und den Anspruch auf ein ultimatives Hörvergnügen. Aber natürlich gibt es auch weitere Mitbewerber auf dem Markt: JustBoom, IQaudIO, Allo, Pimoroni und Audiophonics sind nur einige Mitstreiter auf dem breiten Markt. Einige dieser Firmen kommen ursprünglich aus dem Hi-Fi-Bereich und haben erst mit dem Aufkommen der RaspBerry Pis in diesem Marktsegment angefangen die Bastler unter euch zu berücksichtigen. So gibt es neben den auf den GPIO-Pins aufsteckbaren DAC-Heads auch externe DAC-Geräte, welche meist über die USB-Buchse angeschlossen werden. Diese Lösungen sind qualitativ sogar manchmal noch etwas hochwertiger, aber sprengen oft auch den Preisrahmen des Hobby-Bastlers. Externe DACs aus dem High-End Bereich können auch durchaus mehr als 2.000€ kosten.

Fazit

Der HifiBerry DAC ist ein absolutes Must-Have für jeden Raspberry Pi-Besitzer, der Wert auf exzellente Audioqualität legt. Die Installation ist ein Kinderspiel, selbst für Anfänger, und die Ergebnisse sind einfach überzeugend. Ein echtes Juwel in der Welt der Raspberry Pi-Erweiterungen!

HifiBerry im Shop

F.A.Q.:

F: Ist die Tonausgabe bit-perfekt?

A: Das Digi+ gibt die Daten genau so aus, wie sie von den Anwendungen gesendet werden, ohne irgendwelche Änderungen.

F: Digitale Ausgabe – werde ich einen Unterschied zwischen verschiedenen Karten hören?

A: Theoretisch solltest du das nicht. Allerdings ist SPDIF nicht perfekt. Ein Problem ist die Taktrückgewinnung. Da es nur ein Kabel für SPDIF gibt, werden Audio- und Taktdaten über das gleiche Kabel übertragen. Dein externer DAC muss diese nun wieder aufteilen. Je besser der DAC ist, den du hast, desto besser sollte das Ergebnis sein. Von einem perfekten DAC erwarten wir, dass die Quelle keine Rolle spielt, solange die Parameter innerhalb der zulässigen Grenzen liegen.

F: Aber ich habe viel über Jitter-Probleme gelesen…

A: Jitter bedeutet, dass die Taktintervalle nicht genau gleich sind. Das ist völlig normal. Eine der wichtigsten Aufgaben eines externen DACs ist die Taktwiederherstellung. Das bedeutet, dass er sich auf die externe Quelle synchronisieren muss und ein internes Taktsignal erzeugt, das die für diesen DAC benötigte Qualität haben sollte. Je teurer der DAC ist, desto besser sollte er diese Aufgabe erfüllen.

F: Brauche ich ein teures Netzteil für den Digi+?

A: Wir wissen, dass diese Empfehlung oft in DIY-Audioforen diskutiert wird, aber wir empfehlen sie nicht. Wenn das Netzteil an der Quelle wirklich einen großen Einfluss auf die Audioqualität hat, die du aus deinem externen DAC herausholen kannst, scheint es, dass es einige Dinge nicht sehr gut macht. In diesem Fall würden wir eher empfehlen, Geld für einen besseren DAC auszugeben. Oder sogar einen DAC direkt auf dem Pi zu verwenden, wie den DAC2 HD.

F: Was ist mit Mehrkanal-Audio?

A: SPDIF wurde als 2-Kanal-Audio-Interface entwickelt. Es gibt Tricks, um mehr Kanäle zu unterstützen. Bei Filmen können komprimierte Mehrkanal-Audiodaten in SPDIF-Daten gekapselt werden, indem Codierungen wie Dolby Digital oder DTS verwendet werden. Das Digi+ kümmert sich nicht um diese. Vom Betriebssystem aus sieht es einfach wie eine 2-Kanal-Soundschnittstelle aus. Wenn die Anwendung einen kodierten Dolby Digital- oder DTS-Datenstrom an das Digi+ senden kann, wird es diesen einfach ausgeben. Während die Erkennung auf fast allen Heimkinosystemen einwandfrei funktioniert, sind bei einigen Systemen einige Konfigurationen erforderlich, um diese zu akzeptieren, und bei einigen Systemen funktioniert es möglicherweise überhaupt nicht. Auch wenn es auf 99,9% aller Systeme funktioniert, können wir keine Garantie für die Kompatibilität mit bestimmten Systemen geben. Du musst es einfach selbst ausprobieren.

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So, jetzt bist du dran! Schraube, löte und code los, um deinem Raspberry Pi das audiophile Upgrade zu verpassen, das er verdient!