iPhone 7 nachgemessen: Audio-Adapter liefert schlechteren Sound

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Bild: c't

Die wegrationalisierte Buchse des iPhone 7 erhitzt derzeit die Gemüter. Ausbaden soll es ein kurzer Lightning-Adapter. Doch statt den Sound zu verbessern, verschlechtert sich die Signalqualität, wie unsere Messungen zeigen.

Man kann darüber streiten, ob Apples Entscheidung, die Klinkenbuchse im iPhone 7 wegzulassen, ein Fort- oder Rückschritt ist. Wer Kopfhörer mit Kabeln liebt, mag sich mit dem kleinen Adapter-Kabel arrangieren, das Apple dem Smartphone beilegt. Selbst bei einem Verlust des Lightning-Adapters ist der Schaden überschaubar, schließlich kann man für 9 Euro einen Ersatz kaufen.

Unbestreitbar ist jedoch, dass sich die Klangqualität mit Einführung des Adapters verschlechtert hat. Wir haben den kurzen Kabelstummel in unserem Audiomesslabor durchgecheckt. Dabei kam der Adapter am neuen iPhone 7 und 7 Plus, an einem iPhone 6S und an einem iPad Air zum Einsatz. Zum Vergleich maßen wir am iPhone 6S und iPad Air die Signalqualität der internen Klinkenbuchse.

Die Ergebnisse sind eindeutig: Am iPhone 6S verschlechtert sich die Dynamik um 4,5 dB(A), wenn man eine 24-Bit-Musik-Datei über den Adapter statt über die interne Buchse ausspielt. Am iPad Air verschlechtert sich das Signal um 3,8 dB(A). Auch bei 16-Bit-Musikdateien sind die Einbußen deutlich spürbar, wenn auch nicht ganz so drastisch: Hier verschlechtert sich die Dynamik um 1,8 dB(A) am iPhone und um 3,1 dB(A) am iPad.

Bei den Messungen war es unerheblich, ob der Adapter am iPhone 7, 7 Plus oder iPhone 6S angeschlossen war: Die Ergebnisse gleichen sich bis in die Nachkommastellen. Auffällig war jedoch, dass der Adapter am iPad deutlich bessere Ergbnisse liefert als am iPhone. Das mag darauf hindeuten, dass in dem Adapter gar kein separater D/A-Wandler sitzt, sondern das Audio-Signal bereits in analoger Form über die Lightning-Buchse übertragen wird. Da die Lightning-Chips im Kabel mit ihrer Gegenstelle im iPhone/iPad jeweils aushandeln können, was übertragen wird, wäre das durchaus möglich. Solange Apple zu dem Thema schweigt, können hier nur weitere Tests Gewissheit bringen.

Nutzt man die bisherige Klinkenbuchse als Line-Anschlusses, so gibt das iPad Air mit knapp 1,0 Volt (-0,2 dBV) eine rund doppelt so hohe Spannung aus wie das iPhone 6S mit 0,5 Volt (-6 dBV). Auch hier sieht der Adapter schlechter aus, um rund rund 1 dBV lässt die Ausgangsspannung nach. Bei höherer Belastung der Ausgangsbuchse mit einem niederohmigen Kopfhörer (16 Ohm) sackt die Spannung am Adapter jedoch nicht so stark ab wie zuvor bei den internen Buchsen. Musste man an letzterer noch einen Abfall von 1 bis 2 dBV hinnehmen, so bleibt die Spannung am Adapter weitgehend stabil und bricht nur um 0,2 bis 0,3 dBV ein.

Nach diesen Messwerten zu urteilen hat Apple den Ausgangswiderstand des Adapters gegenüber den Buchsen des iPhone 6S und iPad Air deutlich verringert. Liegt er bei der iPhone-6S-Buchse noch bei knapp 5 Ohm und am iPad bei 1,6 Ohm, so ist er im Adapter auf etwa ein halbes Ohm geschrumpft.

Für Kopfhörer mit 30 Ohm macht es bei der Lautstärke keinen Unterschied, ob sie am Adapter oder an der internen Buchse des iPhone 6s / iPad Air betrieben werden. Kopfhörer mit niedrigerer Impedanz spielen am Adapter lauter auf, Kopfhörer mit höherer Impedanz (bis etwa 80 Ohm sind am iPad zu empfehlen) sind an den internen Buchsen des iPone 6S und iPad Air lauter.

Der Klirrfaktor wird davon indes nicht beeinflusst. Über unsere gesamten Messreihen auch mit höherohmigen Widerständen von 30, 80, 250 und 600 Ohm blieb er konstant bei sehr guten 0,001 beziehungsweise 0,002 Prozent.

Kurios waren die Messergebnisse mit verschiedenen Sampling-Raten. iTunes kann unter iOS keine Dateien mit 96 kHz abspielen, sondern nur mit 44,1 und 48 kHz. Das hat einen guten Grund, denn auch die D/A-Wandler der iOS-Geräte sind nur bis 48 kHz ausgelegt. Trotzdem gibt es einige iOS-Programme, die trotzdem 96-kHz-Dateien abspielen, dazu gehören etwa die DAW Cubasis und das Datei-Programm Goodreader (mit dem wir letztlich alle Messungen unter iOS10 absolvierten). Allerdings wandeln beide Programme die 96-kHz-Dateien vorher um und schneiden dazu mit einem Tiefpassfilter die hohen Frequenzen ab. Cubasis setzt hier schon bei etwa 18 kHz das Messer an, der Goodreader erst bei 19 kHz. Die besten Frequenzwerte bekamen wir noch bei 44,1 kHz, hier übertrugen alle Geräte Frequenzen bis 21 kHz. In allen Fällen blieb der Frequenzgang darunter mustergültig linear.

Bei 44,1 kHz bleibt der Frequenzgang über das gesamte Hörspektrum mustergültig linear. Bild: c't
96-kHz-Dateien werden jedoch je nach Software bereits bei tieferen Frequenzen abgeschnitten, beim Goodreader bei etwa 19 kHz. Hören können das aber allenfalls Kinder und Jugendliche. Bild: c't

Die optimale Klangqualität erreicht man auf einem iPhone/iPad also mit Musikdateien, die mit 44,1 kHz und 24 Bit kodiert sind. Doch während die höhere Wortbreite von 24 Bit gegenüber 16 Bit am Buchsenausgang des iPhone 6S und iPad Air noch eine Dynamik-Verbesserung von 5 bis 7 dB(A) ausmacht, schrumpft der Unterschied am neuen Lightning-Adapter auf gerade einmal 2,3 dB beim iPhone und 6 dB beim iPad Air zusammen.

Es lohnt sich also nicht, Musik mit 24 statt 16 Bit für das iPhone 7 und 7 Plus zu kodieren, da der Adapter-Ausgang den Qualitätsvorteil zunichte macht. Um bei 24-Bit-Musik auf dem iPhone 7 tatsächlich einen Vorteil gegenüber 16 Bit hören zu können, müsste man die Musik digital über ein anderes Audio-Interface oder digital anschließbaren Kopfhörer ausgeben. Spitzenmodelle schafften bei unseren Messungen der letzten Jahre mit 24 Bit bis zu 122 dB(A) Dynamik und Spannungen bis 10 Volt (können also weit über die für Kopfhörer- und Line-Anschlüsse nötigen Spannung hinausgehen).

Mit der Einsparung der Klinkenbuchse verschlechtert Apple die Ausgabequalität der Musik am iPhone. Während die Ausgangsbuchsen des iPhone 6S und iPad Air selbst im Vergleich mit professionellen Audio-Interfaces gut abschneiden, erreicht die Ausgabe am neuen Lightning-Adapter des iPhone 7 und 7 Plus nur noch die Note befriedigend.

Die Unterschiede dürften im Vergleich bereits bei analog angeschlossenen Kopfhörern in der Preisklasse ab 100 Euro auffallen, insbesondere bei unkomprimierten Musikdateien mit 24 Bit. Bei verlustbehaftet komprimierten Musikstücken (MP3, AAC) dürften die meisten Anwender hingegen kaum einen Unterschied feststellen. Bluetooth-Köpfhörer und digitale Audio-Interfaces sind von der Verschlechterung nicht betroffen.

Update 20.9.16: Inszwischen haben wir weitere Hörtests vorgenommen, die recht ungewöhnliche Eigenschaften des Adapters zutage förderten. Zusammengefasst haben wir sie im Artikel

IPhone 6s Buchse iPhone 6s Adapter iPhone 7 (Plus) Adapter iPad Air Buchse iPad Air Adapter
Spannung (Line, 200 kOhm) 0,50 Volt / -6,0 dBV 0,44 Volt / -7,1 dBV 0,44 Volt / -7,1 dBV 0,98 Volt / -0,18 dBV 0,89 Volt / -1,0 dBV
Spannung (16 Ohm) 0,39 Volt / -8,2 dBV 0,43 Volt / -7,3 dBV 0,43 Volt / -7,3 dBV 0,89 Volt / -1,0 dBV 0,86 Volt / -1,3 dBV
Ausgangswiderstand (bei 1 kHz) 4,5 Ohm 0,37 Ohm 0,37 Ohm 1,6 Ohm 0,56 Ohm
Dynamik (16 Bit Datei) 99,1 dB(A) 97,3 dB(A) 97,3 dB(A) 99,9 dB(A) 96,8 dB(A)
Dynamik (24 Bit Datei) 104,1 dB(A) 99,6 dB(A) 99,6 dB(A) 106,7 dB(A) 102,9 dB(A)
Grenzfrequenz (44,1 kHz Datei) 21,2 kHz 21,2 kHz 21,2 kHz 21,2 kHz 20,8 kHz
Grenzfrequenz (96 kHz Datei) 19,1 kHz 19,1 kHz 19,1 kHz 19,1 kHz 19,4 kHz
Klirrfaktor 0,001 Prozent 0,002 Prozent 0,002 Prozent 0,002 Prozent 0,002 Prozent
Note + 0 0 + +

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Infos zum Artikel

Kapitel
  1. Höhere Pegel nur bei niederohmigen Kopfhörern
  2. 44,1 kHz besser als 96 kHz
  3. Fazit
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