FiiO K11 R2R Schwarz

FiiO K11 R2R, Desktop-D/A-Wandler und Kopfhörerverstärker

D/A-Wandler mit Widerstandsleiter sind aus den Audio-Katalogen fast verschwunden, als Delta-Sigma-Chips den Markt eroberten: zu teuer in der Herstellung, zu heikel bei der Kalibrierung. FiiO hat sich dafür entschieden, seinen eigenen zu entwickeln, statt einen fertigen Chip zu kaufen, und ihn im kompakten Gehäuse des K11 unterzubringen. Das Ergebnis behält dessen Anschlüsse und Format bei, verfügt jedoch über eine vollständig andere Wandlerstufe.

Ein eigener D/A-Wandler mit 192 Widerständen

Das R2R-Prinzip lässt sich in einem Satz erklären: Jedes Bit des digitalen Signals schaltet ein Widerstandsnetzwerk, das direkt eine analoge Spannung erzeugt, ohne Hochfrequenzmodulation oder Rauschformung. FiiO setzt auf eine sogenannte Sign-Magnitude-Wandlung mit zwei Dünnschicht-Widerstandsnetzwerken mit jeweils 48 Widerständen pro Kanal, also 96 pro Kanal und 192 insgesamt, auf 0,1 % abgeglichen und mit einer thermischen Drift von 30 ppm angegeben. Das Ganze arbeitet vollsymmetrisch über vier Kanäle, was den Rauschpegel gegenüber einer unsymmetrischen Schaltung senkt.

Der Signalweg führt über einen SA9312L-USB-Empfänger, eine Audio-Bridge und anschließend einen FPGA, der die Widerstandsnetzwerke ansteuert. Nach der Wandlung übernehmen zwei OPA1642 von Texas Instruments die Tiefpassfilterung und die Umwandlung in ein unsymmetrisches Signal, die Lautstärke wird von einem elektronischen NJW1195A-Controller geregelt, und die Ausgangsstufe basiert auf zwei SGM8262-Modulen. Die Stromversorgung umfasst 17 rauscharme LDO-Regler und zwei DC-DC-Wandler zur Trennung der analogen und digitalen Schaltungen; das Metallgehäuse integriert eine Abschirmung aus Phosphorbronze und einen Aluminium-Kühlkörper.

Die Präzision eines R2R-Wandlers hängt vollständig von der Abstimmung der Widerstände ab, während ein Delta-Sigma-Chip das Rauschen rechnerisch außerhalb des hörbaren Bereichs verlagert. Die von FiiO veröffentlichten Messwerte spiegeln dies wider: 0,025 % Klirrfaktor, 115 dB Signal-Rausch-Abstand, 107 dB Dynamikbereich. Solide Werte, ohne jedoch die einer massiv oversamplenden Stufe zu erreichen. Die Marke steht zu dieser Positionierung und beschreibt ihren R2R als geschmeidiger im Bass und körperhafter bei Stimmen als den K11 mit Delta-Sigma-Chip, während Letzterer bei der reinen Detailauflösung im Vorteil bleibt.

NOS oder Oversampling, zwei wählbare Verarbeitungsarten

Der OS-Modus setzt alle Datenströme vor der Wandlung auf 384 kHz hoch. Der NOS-Modus dekodiert mit der ursprünglichen Datenrate, ohne Interpolationsfilter: Der Frequenzgang fällt in den höchsten Frequenzen leicht ab, und Spiegelbilder oberhalb des Audiobereichs werden nicht mehr unterdrückt, was zu einer Wiedergabe führt, die einige bei 44,1-kHz-Aufnahmen als direkter empfinden. Der Unterschied zwischen den beiden Modi bleibt subtil, und die Wahl ist eher Geschmackssache als eine Frage der Leistung.

Dieser Umschalter ersetzt die Auswahl digitaler Filter des K11, die hier nicht verfügbar ist, da die R2R-Wandlung anders arbeitet. PCM wird über USB bis 384 kHz bei 32 Bit akzeptiert und DSD256 wird unterstützt, mit einem wichtigen Vorbehalt: Der DSD-Datenstrom wird intern in PCM umgewandelt, bevor er die Widerstandsnetzwerke erreicht, und die Quelle muss auf native DSD-Ausgabe eingestellt sein, damit die Erkennung funktioniert.

1.300 mW an 32 Ohm symmetrisch

Die Kopfhörerverstärkung folgt derselben differentiellen Struktur. Der 4,4-mm-Anschluss liefert 1.300 mW pro Kanal an 32 Ohm, 520 mW an 16 Ohm und 220 mW an 300 Ohm; der 6,35-mm-Anschluss liefert entsprechend 460, 660 und 50 mW. FiiO gibt einen Impedanzbereich von 8 bis 350 Ohm symmetrisch und von 8 bis 150 Ohm unsymmetrisch an, mit drei Gain-Stufen und drei zugehörigen Lautstärkekurven.

Diese Unterschiede haben konkrete Folgen. Ein dynamischer Kopfhörer mit 300 Ohm profitiert deutlich stärker von der symmetrischen Ausgabe, deren Kanaltrennung 107 dB gegenüber 72 dB unsymmetrisch erreicht. Bei sehr empfindlichen In-Ears verhält es sich umgekehrt: Der gemessene Rauschpegel beträgt symmetrisch 14,1 µV gegenüber 7,2 µV unsymmetrisch, und die Ausgangsimpedanz 1,5 Ohm gegenüber weniger als 1 Ohm. Der 6,35-mm-Anschluss mit niedrigem Gain bleibt der beste Ausgangspunkt für niederohmige Kopfhörer. Eine Kopfhörerschutzschaltung und eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Schaltgeräuschen ergänzen die Ausgangsstufe.

Der RCA-Ausgang macht ihn zum Vorverstärker

Auf der Rückseite liefert der RCA-Line-Ausgang 2,7 Vrms und arbeitet mit festem Pegel oder variablem, über den Drehregler gesteuertem Pegel. Im ersten Fall dient das Gerät als D/A-Wandler für einen Vollverstärker; im zweiten Fall steuert es direkt Aktivlautsprecher oder eine Endstufe an, ohne zwischengeschalteten Vorverstärker. Diese Doppelfunktion erklärt einen großen Teil seiner Vielseitigkeit auf einem Schreibtisch, auf dem Kopfhörer und Lautsprecher nebeneinander genutzt werden.

Die Digitaleingänge umfassen USB-C, optisches Toslink und Koaxial, mit unterschiedlichen Obergrenzen: 384 kHz bei 32 Bit über USB, 192 kHz bei 24 Bit über Koaxial, 96 kHz bei 24 Bit optisch. Der Koaxialanschluss dient als Ein- und Ausgang, wobei die Ausgangsfunktion nur im USB-Modus aktiv ist, wodurch ein Datenstrom vom Computer an einen anderen D/A-Wandler weitergeleitet werden kann.

Die Bedienung erfolgt über einen Drehregler

Das gesamte Gerät wird über einen Drehencoder und ein kleines monochromes LCD-Display bedient, das Lautstärke, Gain, aktiven Ausgang und aktuelle Abtastrate anzeigt. Das hinterleuchtete Logo auf der Oberseite verändert sein Erscheinungsbild je nach Art des empfangenen Datenstroms – Standardauflösung, hochauflösend oder DSD –, wodurch sofort erkennbar ist, was die Quelle tatsächlich sendet. Im Vergleich zum K11 wurde eine automatische Standby-Funktion ergänzt.

Das Gehäuse misst einschließlich Füßen 147 × 133 × 32,3 mm bei 420 g, ein Format ähnlich einer CD-Hülle, das unter einen Computerbildschirm passt. Die Stromversorgung erfolgt über ein externes 12-V-/2-A-Netzteil, und Firmware-Updates werden über den USB-Anschluss durchgeführt.

Technische Eigenschaften

Highlights

• Von FiiO entwickelter passiver 24-Bit-R2R-DAC
• Hi-Res-Audio-Wiedergabe bis 32 Bit / 384 kHz und DSD256
• Hohe Leistung von bis zu 1300 mW pro Kanal
• Symmetrischer 4,4-mm- und unsymmetrischer 6,35-mm-Kopfhörerausgang
• Kompatibel mit Kopfhörern von 8 bis 350 Ω
• USB-DAC-, Kopfhörerverstärker- und Vorverstärkerfunktion

Digital-Analog-Wandler

• Hochpräziser R2R-DAC
  • Vollständig differenzielle Architektur
  • Passive R2R-Wandlung mit 192 Präzisionswiderständen
  • 96 Widerstände pro Kanal
  • Toleranz: ±0,1 %
• Zwei Wandlungsmodi:
  • NOS (ohne Oversampling)
  • OS (Oversampling bis 384 kHz)
• Kompatible Formate:
  • PCM bis 24 Bit / 384 kHz
  • DSD256
  • Hi-Res Audio

Kopfhörerverstärkung

• Vollständig differenzielle symmetrische Architektur
• Kompatibel mit Kopfhörern von 8 bis 350 Ω
• Drei Verstärkungsstufen: niedrig, mittel, hoch
• Ausgangsleistung:
  • Symmetrischer 4,4-mm-Ausgang: bis zu 1300 mW pro Kanal an 32 Ω
  • Unsymmetrischer 6,35-mm-Ausgang: bis zu 460 mW pro Kanal an 32 Ω

Vorverstärkerfunktion

• Analoger RCA-Ausgang
• Betriebsmodi:
  • Fester Pegel
  • Variabler Pegel mit Lautstärkeregelung per Drehknopf

Integrierte Technologien

• Operationsverstärker Texas Instruments OPA1642
• Verstärkermodule SG Micro SGM8262
• Digitale Lautstärkeregelung NJW1195A
• Schutz vor Gleichstrom (DC)
• Reduzierung von Schaltgeräuschen (Pop)

Komponenten und Konstruktion

• Vollständig differenzielle Dual-Mono-Architektur
• 17 hochpräzise LDO-Regler
• Beryllium-Festkondensatoren
• Interne Abschirmung aus Phosphorbronze
• Kühlkörper aus Aluminium

Anschlüsse

• Digitale Eingänge:
  • 1 × digitaler USB-C-Audioeingang
  • 1 × optischer TosLink
  • 1 × koaxial
• Ausgänge:
  • 1 × 6,35-mm-Klinken-Kopfhöreranschluss
  • 1 × symmetrischer 4,4-mm-Kopfhöreranschluss
  • 1 × XLR-4-Kopfhöreranschluss
  • 1 × analoger RCA-Ausgang
  • 1 × digitaler Koaxialausgang

Benutzeroberfläche

• Multifunktions-Drehknopf
• Monochromes LCD-Display mit hoher Sichtbarkeit
• Angezeigte Informationen: Lautstärke, Verstärkungsstufe, Ausgangsmodus, Abtastrate
• RGB-Logo zur Anzeige des Audiostream-Typs

Audioleistung

• Symmetrischer 4,4-mm-Ausgang:
  • Leistung: 1300 mW an 32 Ω
  • Verzerrung: 0,025 %
  • Signal-Rausch-Verhältnis: 115 dB
  • Frequenzgang: 20 Hz – 50 kHz
  • Kanaltrennung: 107 dB
• Unsymmetrischer 6,35-mm-Ausgang:
  • Leistung: 460 mW an 32 Ω
  • Verzerrung: 0,025 %
  • Signal-Rausch-Verhältnis: 115 dB
  • Frequenzgang: 20 Hz – 50 kHz
  • Kanaltrennung: 72 dB

Allgemeine Informationen

• Typ: USB-DAC, Kopfhörerverstärker und Vorverstärker
• Abmessungen (B × H × T): 147 × 32 × 133 mm
• Gewicht: 420 g