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Android-Smartphones & Hi-Res Audio: der aktuelle Stand – aptX Lossless als Heilsbringer?

Die Hersteller von Smartphones stecken viel Mühe und Liebe in ihre Displays. OLED ist mittlerweile zum Standard in der Mittelklasse geworden, die Auflösungen steigen im High-End Bereich weiter an und zuletzt sind schnelle Bildwiederholraten zum Trend geworden. Smartphones wie das Sony Xperia 1 III geben den Ton an – ein OLED-Bildschirm mit 4K-Auflösung und 120 Hertz, viel mehr kann aktuell eigentlich nicht geboten werden. Deutlich behutsamer sind hingegen die Bemühungen, Audioliebhabern ein möglichst ideales Erlebnis zu bescheren. Irgendwelche Dolby Atmos Zertifizierungen oder Tuning von Harman Kardon konnte uns bislang kaum überzeugen.

Sony Xperia 1 III 33

Das beginnt schon damit, dass viele Smartphones mittlerweile auf den Klinkenanschluss verzichten. Hier ist z.B. Sony das Positivbeispiel – alle großen Hersteller wie Samsung, Xiaomi und Apple verbauen den über 100 Jahre alten Anschluss nicht mehr. Das mag aufgrund des Alters dieses Standards erst einmal sinnvoll erscheinen. Leider hat es die Industrie verpasst, uns gleichwertige oder gar bessere Alternativen vorzusetzen. Bluetooth beschränkt die Qualität der Musik teils deutlich, während Audio über USB-C mittlerweile zu einer unfreiwilligen Lachnummer verkommen ist. Wie sieht die Zukunft für Liebhaber von Hi-Res-Audio aus?

Taxonomie: Was bestimmt die Wiedergabequalität von Musik?

Digital gespeicherte Audiodateien lassen sich mit einigen Begriffen umschreiben und definieren, die aber kaum jemand wirklich auseinanderhalten kann. Deswegen beginnen wir mit einer kleinen Begriffserklärung.

Abtastrate

Ein entscheidender Begriff ist die Abtastrate, die in Hertz angegeben wird. Wenn ein analoges Audiosignal digitalisiert oder aufgenommen wird, werden von diesem Signal in definierten zeitlichen Abständen Stichproben – sogenannte Samples – entnommen. Wenn etwa ein Lied mit 44.100 solcher Abtastvorgängen pro Sekunde digitalisiert wurde, spricht man von einer Abtastrate von 44,1 kHz.

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Eine höhere Abtastrate bedeutet dementsprechend mehr Stichproben im analogen Signal und ein genaueres Abbild des ursprünglichen Materials. Zwar reichen 44,1 kHz theoretisch aus, um das gesamte Spektrum der von Menschen hörbaren Frequenzen abzubilden – auf technischer Seite haben hohe Abtastraten aber weitere Vorteile.

Bittiefe

Eng mit der Abtastrate verwoben, ist die Bittiefe. Hat ein digitales Audiosignal eine Bittiefe von 16 Bit, können 65.538 (2^16) verschiedene Werte angenommen werden, welche die eben erklärte Stichprobe abbilden. Allein eine hohe Abtastrate ist also wenig sinnvoll, wenn eine niedrige Bittiefe anliegt und nur wenige Informationen aus jeder Stichprobe gespeichert werden.

Bitrate

Die Bitrate wird zumeist in Kilobit pro Sekunde (kbit/s) angegeben und bezeichnet die Ausgabemenge an Bits innerhalb eines Zeitraums – hier also innerhalb einer Sekunde. Bei unkomprimierten Audiodateien ist das ein rein rechnerischer Wert aus den eben erklärten Begriffen und der Anzahl der Audiokanäle. Bei einer normalen CD habt ihr zwei Spuren (Stereo) mit einer Abtastrate von 44,1 kHz und einer Bittiefe von 16 Bit – 16 Bit x 44,1 kHz x 2 Tonspuren entspricht also 1.411,2 kbit/s. Eine unkomprimierte oder verlustfrei komprimierte Audiodatei mit einer hohen Bitrate ist also besser als eine solche Datei mit einer niedrigen Bitrate.

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Bei verlustbehaftet komprimierten Audiodateien bedeutet eine hohe Bitrate hingegen, dass eine große Datenmenge innerhalb einer Sekunde enkodiert werden kann. Das allein sorgt allerdings nicht zwingend für eine bessere Audioqualität, da das Dateiformat (oder besser: der verwendete Codec) entscheidend ist. AAC ist beispielsweise sehr gut darin, die wichtigen Daten innerhalb einer Stichprobe zu erkennen und dementsprechend unwichtige Daten zu reduzieren. Dadurch kann eine per AAC komprimierte Audiodatei mit 256 kbit/s besser klingen, als eine mp3-Datei mit 320 kbit/s.

Analog & Digital – Was genau ist eigentlich ein DAC?

Musik ist letztendlich nichts anderes als Schallwellen, die von einer Membran erzeugt werden. Digitale Schallwellen sind bisher allerdings noch nicht erfunden worden – die Dateien von eurem Smartphone oder Computer müssen also irgendwie zurück ins Analoge umgewandelt werden. Dafür sorgt ein sogenannter DAC – ein Digital-Analog-Wandler. Ein solcher Konverter ist in jedes Smartphone, jeden Computer und sogar in jeden Bluetooth-Kopfhörer integriert.

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Not every DAC is created equal – einige sind besser, andere sind schlechter. Sony wirbt bei seinen Smartphones mit einer besonders guten Signalverarbeitung. Andere Hersteller verzichten hingegen komplett auf den Klinkenanschluss und verbauen teilweise keinen DAC in ihren Smartphones. Wenn die Musik nämlich sowieso per Bluetooth übertragen wird, muss das Empfangsgerät die digitalen Funksignale in analoge Signale umwandeln. Bei sehr hochwertigen Kopfhörern kann das unter Umständen sogar dazu führen, dass die Musik bei Wiedergabe per Bluetooth besser klingt, als wenn ihr sie per Kabel an euer Handy (mit einem schlechten, integrierten DAC) anschließt.

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Wir fassen also nochmal zusammen. Ein analoges Audiosignal wird digitalisiert und dann auf eurem Smartphone gespeichert. Dann muss das digitale Signal wieder analog gemacht werden, wofür der DAC zuständig ist. Da der Klinkenstecker ein analoger Standard ist, muss das bei kabelgebundenen Kopfhörern euer Handy übernehmen. USB-C und Bluetooth sind hingegen digitale Standards, weswegen das Endgerät (meistens) für die Umwandlung zuständig ist. Es scheint so, als wäre die letztgenannte Methode sinnvoller, oder? Dann müsste nicht in jedem Handy ein besonders hochwertiger DAC verbaut sein, sondern die Umwandlung wird von einem dafür vorgesehenen Audiogerät – einem hochwertigen Kopfhörer beispielsweise – durchgeführt.

Musik via USB-C oder Bluetooth – Ist das echtes Hi-Res-Audio?

Leider nicht. Wenn ihr auf eurem Smartphone Musik mit besonders hoher Bittiefe und Abtastrate abspielt, wird genau dieses Signal an den internen DAC weitergegeben, der es dann an eure per Klinkenstecker angeschlossenen Kopfhörer weitergibt. Die Bandbreite ist hierbei nicht entscheidend, da die Umwandlung ja bereits innerhalb des Geräts vonstattengeht. Es würde also keinen Sinn ergeben, das Signal zu komprimieren oder anderweitig zu beschneiden.

Das Bluetooth-Problem

Per Bluetooth sieht das schon ganz anders aus. Die Bandbreite des Funkstandards ist begrenzt – ziemlich begrenzt, sogar. Die liegt beim aktuellen Bluetooth 5.0 dank Enhanced Data Rate (EDR) immerhin bei 3 Mbit/s. Ursprünglich hat Bluetooth hingegen maximal 1 Mbit/s unterstützt. Erinnert ihr euch an unsere Rechnung von eben? CD-Qualität erfordert 1.411,2 kbit/s, also 1,4 Mbit/s. Das ist mit den ursprünglich in Bluetooth integrierten Standards gar nicht möglich gewesen. Noch schlimmer sieht es aus, wenn wir eine solche Beispielrechnung für eine Hi-Res-Datei vom Streamingdienst Tidal durchführen. 24 Bit, 192 kHz – das ergibt 9,2 Mbit/s – das wäre selbst aktuell via Bluetooth nicht zu realisieren.

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Die vermeintliche Lösung des Problems sind verlustbehaftet komprimierte Codecs, die dennoch eine relativ hohe Bittiefe und Abtastrate bieten. Aktuell sind das vor allem aptX HD und LDAC. Leider halten sich (fast) alle dieser Codecs für eine möglichst gute Abwärtskompatibilität an die 1 Mbit/s-Beschränkung der ersten Bluetooth-Versionen.

Bluetooth-Codecs in der Übersicht

maximale Bitrate maximale Bittiefe maximale Abtastrate
SBC 328 kbit/s* 16 Bit 48 kHz
AAC 264 kbit/s* 16 Bit 44,1 kHz (selten auch 96 kHz)
aptX 384 kbit/s 16 Bit 48 kHz
aptX LL 352 kbit/s 16 Bit 44,1 kHz
aptX HD 576 kbit/s 24 Bit 48 kHz
aptX Adaptive 420 kbit/s* 24 Bit 48 kHz
aptX Lossless 1.000 kbit/s* 16 Bit 44,1 kHz
LDAC 990 kbit/s* 24 Bit 96 kHz
LHDC 900 kbit/s* 24 Bit 96 kHz


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Wenn ihr unsere Rechnung – Bittiefe x Abtastrate x Anzahl der Kanäle – auf die Codecs in der Tabelle anwendet, dann fällt auf: Die sind alle nicht verlustfrei komprimiert oder gar unkomprimiert, sondern verlustbehaftet komprimiert. Die maximal 96 kHz bei 24 Bit von LDAC sehen auf den ersten Blick toll aus, haben aber dennoch nichts mit der unkomprimierten Übertragung via Klinkenanschluss – Hi-Res-Audio also -zutun. Dem am nächsten kommt das brandneue aptX Lossless, das die für CD-Qualität nötigen 1,4 Mbit/s ausreizt und die Musik ohne weitere Komprimierung überträgt.

Das Sternchen hinter der maximalen Bitrate bedeutet übrigens, dass der jeweilige Codec diesen Wert dynamisch anpasst. Bei nicht idealer Empfangssituation sind also auch deutlich niedrigere Bitraten möglich. Zusammengefasst ist aptX Lossless ein Schritt in die richtige Richtung, aber bis wir Hi-Res-Audio über Bluetooth übertragen können, ist es leider noch ein langer Weg. Entweder sind Einbußen bei der Bittiefe und Abtastrate zu machen oder das Signal wird zusätzlich verlustbehaftet komprimiert, um die Bandbreite zu schonen.

Hi-Res-Audio via USB-C

Per USB-C besteht das Problem mit der Bandbreite nicht, immerhin handelt es sich um einen sehr aktuellen Standard. Selbst per USB 2.0 angebundene USB-C-Anschlüsse schaffen unter idealen Voraussetzungen bis zu 480 Mbit/s – mehr als genug für jedes Audiosignal also. Via USB 3.1 sind sogar 5 Gbit/s (Gen. 1) bis 10 Gbit/s (Gen. 2) möglich. Seltsamerweise hat sich trotzdem irgendein schlauer Kopf im Entwicklerteam von Android gedacht, dass man die Abtastrate von via USB-C wiedergegebener Musik doch lieber einmal begrenzen sollte.

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Klingt dumm, ist aber so. Android ändert die Abtastrate von allen Audiostreams, die über den USB-Anschluss laufen, auf 48 kHz. Dabei ist es egal, ob die ursprüngliche Datei nur 44,1 kHz oder sogar 192 kHz bietet – sogar die Abtastrate von Dateien, die bereits 48 kHz haben, wird erneut auf 48 kHz geändert. Damit geht sogar bei Audiostreams mit der passenden Abtastrate unter Umständen die Bitgenauigkeit verloren. Dieses Problem könnte vermutlich von einem Entwickler innerhalb weniger Minuten gelöst werden – scheinbar interessiert sich einfach keiner für USB-C-Audio. Eine Ausnahme ist hier Tidal, denn der Streamingdienst umgeht die Beschränkung, wenn ein externer DAC erkannt wird – dann sind 192 kHz und 24 Bit, also echtes Hi-Res-Audio per USB-C plötzlich doch kein Problem mehr.

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Ein weiterer Fallstrick ist die zuvor erklärte Umwandlung des digitalen Audiostreams in ein analoges Signal. Per USB-C angeschlossene Kopfhörer können entweder aktiv oder passiv auftreten. Bei aktiven Kopfhörern erfolgt die Umwandlung im Kopfhörer, bei passiven Kopfhörern im Smartphone. Welche der beiden Methoden gerade Anwendung findet, lässt sich leider nur schwer herausfinden. USB-C hat also definitiv das Potenzial, den Klinkenanschluss endlich abzulösen und hochauflösende Audioübertragung zu ermöglichen. Dafür müsste Google nur das Resampling auf 48 kHz entfernen und die Audiohersteller müssten gute Kopfhörer und Lautsprecher präsentieren, die sich mit dem Standard verstehen.

Fazit: Hi-Res-Audio mit Android-Smartphones

Aktuell lässt sich echtes Hi-Res-Audio mit Android-Smartphones nur per Klinkenanschluss realisieren. Dann ist jedoch die Frage, wie gut der integrierte DAC tatsächlich ist. Dazu machen die meisten Hersteller keine Angaben. Eine Alternative ist USB-C in Kombination mit einem externen DAC, der MQA unterstützt und an den ihr eure Kopfhörer oder ein Hifi-Setup anschließen könnt. Bluetooth oder USB-C-Kopfhörer sind aktuell leider immer mit einer schlechteren Audioqualität verbunden.

Mich würde interessieren, ob euch eine hohe Audioqualität überhaupt wichtig ist oder ob euch die Bordmittel von Android vollkommen ausreichen. Schreibt es uns gerne in die Kommentare!

Quellen


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Jan
Gast
Jan (@guest_81574)
11 Tage her

Benutze seit Jahren LG V Serien, völlig unterschätzte Handies (durch schlechte Update Politik von LG leider immer in der Kritik – laufen aber stabil seit eh und je).

High End DACs, immer einen Focus auf High Res Audio. 32-bit/192kHz Audio, 24-bit/192kHz audio recording.

Speicher erweiterbar 😁🤘🏻

Hab mein V50 GSM entsperrt für 250 Euro über ebay aus den USA bekommen. LTE usw klappt.

Oliver König
Gast
Oliver König (@guest_81226)
28 Tage her

Zu Hause fahre ich Deezer Hifi mit Chromecast Audio in den dspeaker 2.0 in den dac und dann in den Mcintosh. Prima Kombi.

Thomas
Gast
Thomas (@guest_81206)
28 Tage her

Hi ..ja super Beitrag…mich würde jetzt interessieren welche Smartphones gut für Audio(Bearbeitung) geeignet wären .. welche Soundchips drin sind usw…bei Apple zb ist ja bekannt daß die “hochwertige” Soundchips verbauen..

BlueMoon
Mitglied
Mitglied
BlueMoon (@bluemoon)
29 Tage her

Super, dass sich diesem Thema bei CN ab und zu mal gewidmet wird. Sehr informativer Artikel! Für unterwegs nutze ich immer noch mein nunmehr 10 Jahre altes Setup bestehend aus HiRes Sony Walkman NW-ZX1 (importierte japanische Version, nicht die EU-Version NWZ-ZX1) und dem auf meine Ohrformen angepassten InEar UltimateEar UE 11Pro. Nimmt nicht viel Platz weg, die Qualität ist hervorragend! Ich habe selten ein Problem, ein separates Gerät als Quelle zu nutzen. // Wenn ich mal kabellos möchte und die Hörsituation sowieso nicht soviel Qualität erfordert, dann nehme ich auch mal mein Handy (Mi 9T) und ein Haylou oder Sennheiser… Weiterlesen »

lars
Gast
lars (@guest_81211)
28 Tage her
Antwort an  BlueMoon

Noch jemand der Sony die Treue hält in Sachen Musik.
Ich kann mich noch gut daran Erinnern in den 2000er wo Sony für jeden User das entsprechende Gerät zur Verfügung stellte.
Sei es ein MP3Player wie in deinem Fall oder die Handys die als moderner Walkman verkauft wurden oder die Cypershot Handys die eine gute Kamera hatten wo einige digitalen Kameras total auf verloren Posten standen von der Qualität der Fotos her. 

sound_mixer
Gast
sound_mixer (@guest_81172)
29 Tage her

Ich kann dem Artikel zustimmen darin dass Bluetooth Audio erbärmlich ist. Häufig genug wird nämlich noch nicht mal die theoretisch mögliche Qualität erreicht – stattdessen läuft oft SBC 32kbit.
Bei der Audioqualität auf USB-C sieht es leider nicht besser aus: was helfen HiRes Labels wenn der DAC rauscht wie blöd?

Offensichtlich gibt es einfach zu wenige Verbraucher, die minderwertige Produkte erkennen und beanstanden würden.

Da helfen wohl nur Testberichte von Experten, die schlechte Audioqualität schonungslos anprangern.
Bitte mehr davon!

lars
Gast
lars (@guest_81180)
29 Tage her
Antwort an  sound_mixer

Du weißt aber Testberichte sind immer ein zweiseitiges Schwert. Sie können einem die Kaufendscheidung erleichtern oder erschweren.
Da gibt es zu einem Kunden die ihrer Marke treu bleiben egal wie der Test ausfällt.
Dann gibt es Internetseiten und Zeitschriften die unabhängig sind (wie chinahandys.net)
Dann gibt es auch noch solche Internetseiten und Zeitschriften die alles über den Klee loben.
(suche mal zurzeit nur Berichte über das neue IPhone raus die sind nur positiv obwohl es noch keiner zu einem Test hatte)

Jan
Gast
Jan (@guest_81168)
1 Monat her

Mich würde z. B. auch mal interessieren wie denn so die Audio Übertragung bei NFC ist als auch per WLAN vom Handy aus und wie ist das eigentlich bei nem kleinem Pocket Radio mit DAB+ an dem ein Bluetooth Transmitter angeschlossen ist sowie wenn das DAB+ Radio direkt in die Kopfhörer 🎧 integriert ist von der Sound Qualität?

Welches ist da eigentlich das beste űberhaupt?🤔

lars
Gast
lars (@guest_81177)
29 Tage her
Antwort an  Jan

Jan bevor du auf DAB+ umsteigst würde ich mich erst mal schlau machen wie bei dir der Empfang ist. Ich komme aus Bremen und dort ist der Empfang schon grenzwürdig, wenn man unterwegs ist. Ich habe hier das Technisat Bike1 in Betrieb und der Empfang ist mehr als schlecht. Diese Empfang schwäche konnte ich nur beheben mit einer längeren Teleskopantenne am Technisat.(original Antenne 10cm ,Teleskopantenne 50cm lang) (willst du guten Empfang achte auf die Länge der verbauten Antenne) Ferner nutze ich noch ein Dab+ Radio von Lidl für den Hausgebrauch und bin damit sehr zufrieden. Was mir aber aufgefallen ist… Weiterlesen »

foax
Gast
foax (@guest_81166)
1 Monat her

Lasst euch keinen Quatsch erzählen. Hohe Abtastraten und Bitraten bringen maximal im Studio etwas. Wer was anderes braucht als 16bit/44khz zahlt Geld für Esoterik.
https://www.xiph.org/video/

Uli
Gast
Uli (@guest_81174)
29 Tage her
Antwort an  foax

Das ist leider Blödsinn.
Man kann den Unterschied hören, deutlich.

lars
Gast
lars (@guest_81179)
29 Tage her
Antwort an  Uli

Man hört den unterschied aber nur wenn man das perfekte Gehör hat oder Geräte nutzt die preislich an Studioqualität heranreichen.
Wenn jemand der arbeitet immer dem Lärm ausgesetzt ist der merkt die Unterschiede nicht mehr die den Klang ausmachen würden.

H. E.
Gast
H. E. (@guest_81163)
1 Monat her

Auf jeden Fall ein wichtiges und vernachlässigtes Thema. Ich verwende auch einen externen DAC, weil der Klinkenanschluss meines Huawei P30, so sehr ich das Handy auch mag, einfach grottenschlecht ist.

Mit Abstand am besten war der übrigens bei meinem uralten Nokia 5800, bei dem sonst alles schlecht war. Das benutze ich immer noch als MP3 Player.

Würde mich freuen, wenn ihr die Audioqualität auch in euren Tests stärker berücksichtigen könntet. Zusätzlich zum Kameravergleich vielleicht ein Klangvergleich?

H. E.
Gast
H. E. (@guest_81197)
29 Tage her
Antwort an  Benjamin Kalt

Naja, aber selbst ich als Nicht-Handy-Experte kann hören, dass die Klangunterschiede zwischen manchen Handys riesig sind, auch ohne Referenzgeräte. Bei den Testberichten gibt es regelmäßig 3 Seiten über Kamera und Display und einen Satz über Audio. Möchte nur anregen, dem Thema mehr Aufmerksamkeit zu geben. Grüße!

Oliver2
Mitglied
Mitglied
Oliver2 (@oliver2)
28 Tage her
Antwort an  Benjamin Kalt

Auch ohne teurem Referenzgerät lassen sich Frequenzgang & Co mit nur einmalig zu erwerbenden Messinstrumenten easy erstellen und objektiv bewerten.

Oliver König
Gast
Oliver König (@guest_81225)
28 Tage her
Antwort an  Benjamin Kalt

Doch, ist möglich. Klang ist ja oft subjektiv. Oft kann man ja die Tendenz bzw. den Eindruck schildern. Höre ausschließlich über das Handy Musik.

J.R.
Gast
J.R. (@guest_81155)
1 Monat her

Schön dass das Thema aufgegriffen wird und mit guter Erklärung. Benutze derzeit einen externen USB-C DAC mit Libelle drauf, sowie dem oben genannten fähigen Streaming Dienst als zuspielen im Auto oder Treiber für die mobilen Kopfhörer. Es gibt noch z.B. die App USB Audio Player Pro der diese Hürde meistert, ist aber etwas bulky in der usage und offlineinhalte von streaming Diensten funktionieren natürlich nicht ….
Ist erstaunlich was die kleine DAC’s leisten. Schön wäre natürlich wenn das downgraden via Android Update abgestellt wird.

Tobias
Gast
Tobias (@guest_81154)
1 Monat her

Ja schon, der Aufwand ist halt enorm. Iphone mit Tidal, externem DAC und Kabelgebundenen Kopfhörern, das kann man unterwegs so oder so vergessen. Ich würde mir schon wünschen, dass dies per Bluetooth oder Wlan möglich gemacht wird.

lars
Gast
lars (@guest_81146)
1 Monat her

Erstmal danke für diesen guten Beitrag.
Ich war ja jahrelang mit Sony unterwegs bei Handys und ihren Kopfhörern die dabei waren.
Xperia z2 ,z3,z5mit ihren Kabelkopfhörern die sogar ANC beherrschten was für ein Klang.
Da ich zurzeit ein Redmi 10Pro verwende mit einen Sennheiser Kopfhörer (Kabel) und die Mi True Wireless Earphones Lite(der klang ist echt bescheiden bei dem MI) sogar mit einem extra Programm um Musik zu hören egal welche Qualität sie hat.
Wenn es nach mir geht gibt immer noch Sony die Maßstäbe in Sachen Musik an, wenn sie von digitalen Medien kommen.

Shorty2020
Gast
Shorty2020 (@guest_81145)
1 Monat her

Mir total egal, hab billigste Bluetooth Kopfhörer (9€) am Smartphone dran und die haben schönen Bass, ausgewogen ist anders, aber fürs Smartphone reicht mir das völlig. Ansonsten steht eine gute alte Hi-Fi Anlage aus den 90igern zu Hause, da hängt ein altes Smartphone per Klinke auf Cinch dran um die Streams der Welt durch den guten alten Verstärker zu jagen, der macht den Rest und da kommt eh nix aus der neuen Zeit ran.