Au coeur de la conversion Numérique/Analogique

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Au coeur de la conversion Numérique/Analogique Empty Au coeur de la conversion Numérique/Analogique

Message  tron_ic le Lun 17 Juin - 14:34

Bonjour, bonsoir à tous,

Parallèlement aux divers autres fil dédiés j'ouvre ce fil par cet article qui tends à présenter les divers aspects de la conversion N/A. [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

On pourra bien sûr l'actualiser avec différents autres documents liens et/ou commentaires en rapport.

Salutations. Tony
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Au coeur de la conversion Numérique/Analogique Empty Is I²S interface better for DACs than S/PDIF or USB?

Message  Guy2 le Jeu 20 Juin - 10:38

Bonjour,

Un article intéressant (en anglais) et assez détaillé, trouvé sur Audio Science Review concernant les différents modes d’échanges de données (Spdif – i2S- USB) et la problématique des horloges associées.

C’est dans un fil concernant l’intérêt, ou non, de liaison par I2S, page 3, poste #45.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

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Message  maxitonus le Jeu 20 Juin - 11:53

@Guy2= A l'exception d'Amir, il s'agit d'une quantité invraisemblable de blas-blas pour ne rien prouver et donc, à la fin,bien entendu ne rien conclure.

La seule différence entre I2S et SPDIF/AES c'est que le signal d'horloge est séparé, et donc que celà protège -en théorie- contre le JITTER qui SERAIT provoqué par les DATA c'est à dire les "bits significatifs" sur le signal d'horloge WORD qui est donné par un bit en tête de chaque mot de 32bits*.(*sous réserve -ensuite-, que ce signal d'horloge séparé soit resynchronisé correctement avec les data, comme dit Amir)

Encore plus simplement dit, si le signal SPDIF/AES a un JITTER d'horloge word maitrisé, le passage en I2S ne sert strictement à "que dalle".

Il faut et il suffit donc, de réaliser une bonne transmission du signal SPDIF/AES entre la source digitale et le DAC, et il devient, dans ce cas, complètement inutile d'avoir recours a un mode de transmission I2S avec horloge séparée, car I2S ne peut rien apporter du tout !

Les solutions pour réduire le jitter d'horloge dans la TRANSMISSION ENTRE LES DEUX APPAREILS tiennent exclusivement à deux dispositions:

1/Réaliser une ligne de transmission bien foutue, notamment: des cables SPDIF/AES ayant une très large BP, comme le prouve l'article passionnant de Malcolm Hawksford "Is the digital AES/EBU SPDIF interface flawed?", et notamment faire attention a la conception des cables , les faire COURTS, et les adapter a l'IC en bout de ligne.
En effet tout le pb du JITTER tient dans l'effet des reflections non maitrisées dans les cables, et a l'inclinaison des fronts de montée de chaque bit due à une BP insuffisante, ce qui se voit sur les "eye patterns".

2/ Prévoir en entrée de DAC un étage réducteur de JITTER performant, il existe deux techniques: -1/ "PLL" par ex le "Jet PLL" de mon DAC ou du TC BMC2, et bien d'autres PLL largement utilisés dans tous les DAC's... 2/ ASRC pour asynchronous sample rate converter, technique utilisée par exemple par les DAC's Benchmark et aussi par toutes les cartes ESS les plus récentes, par ex la ESS9038.. C'est aussi ce que j'ai rajouté sur mon installation pour réduire le jitter (voir mon post).

Voilà!

Bien sur, je dis ce que je crois, je peux me tromper, vous pouvez avoir des idées différentes sur le sujet.. Cordialement Jean Claude
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Message  Guy2 le Jeu 20 Juin - 12:11

@Max
Merci pour la traduction en Français ...
(Mais je ne suis pas sur que tu ais lu entièrement l'article que j'ai cité)

Guy

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Message  maxitonus le Jeu 20 Juin - 12:39

@Guy= Tu as raison! Very Happy
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Message  tron_ic le Jeu 20 Juin - 12:41

Bonjour Guy,

Guy a écrit:Un article intéressant (en anglais) et assez détaillé, trouvé sur Audio Science Review
Excellent article et directement en rapport avec le sujet ici. Merci

maxitonus a écrit:Bien sur, je dis ce que je crois, je peux me tromper, vous pouvez avoir des idées différentes sur le sujet..
Il y à quelques année j'ai souhaité réaliser un DAC complet et je me suis mis à potasser et expérimenter le sujet. Cela m'à conduit par la suite à réaliser mon DAC Nos que certains ici connaissent déjà. Pour ceux que ça intéresse voici l'article sur mon Blog : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

Avec ce projet, les tests et les écoutes comparatives je peux sans autre affirmer que j'ai beaucoup appris et que cela à forgé certaine de mes convictions à ce sujet. En particulier sur la liaison I2s et voici quelque éléments...

D'emblée, j'avoue privilégier la liaison I2s ! Je la privilégie d'autant plus qu'à l'heure actuelle on peut si on s'en donne les moyens n'utiliser que ce protocole.

En effet, comme vous le savez la liaison S/Pdif nécessite un conditionnement pour sa sortie et bien évidemment pour son décodage dans le DAC ou l'ensemble qui le compose. Cette opération est ou plutôt était (parce qu'obsolète aujourd'hui) généralement réalisée par un DIR (Digitale Interface Receiver) qui s'occupait d'extraire données et horloge du flux numérique. Une fois cette opération réalisée ce dernier transmettais les données au DAC selon le protocole qu'on lui avait indiqué à l'aide par exemple de cavaliers de sélection.

On peux rapidement considérer que c'est un peu la même chose avec une liaison de type USB sauf que ça se complique un peu car 1) on exploite une liaison (USB) qui n'à pas été développée pour l'audio 2) qu'il y à un plus un noyau SW (Windows) puis matériel (USB) qu'il faut bien sûr gérer.  L'innovation suivante à été faite par la suite ou nombre de constructeurs on développé leurs propres SW associé pour sortir dans de meilleures conditions et sans autres interférences les données sur l'USB. En réception et comme vous vous en doutez il faut faire une opération inverse.

Dans ces deux cas il y à plus ou moins de SW et d'intermédiaires. La finalité de mon propos est qu'on peut supprimer nombres des ces derniers si on exploite directement la liaison I2s. C'est pourquoi je privilégie et recommande ce mode.

Pour l'exemple un Rasperry Pi est capable de sortir les données audio directement en I2s. L'optimisation sur ce dernier à été de gérer Horloges et timings ce qui est réalisé brillamment avec [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] qui est un reclocker I2s.

Dès lors avec cet arrangement Raspberry Pi + carte Kali + Volumio pour obtenez un formidable et performant système apte à gérer et à offrir une très grande puissance de gestion et commande

Salutations. Tony
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Message  maxitonus le Jeu 20 Juin - 14:58

Guy2 a écrit: les différents modes d’échanges de données (USB) et la problématique des horloges associées.
Concernant l'interfaçage USB> AES ou SPDIF entrée DAC, avec suppression quasi totale du JITTER D'HORLOGE, j'ai indiqué dans le post " Linkwitz " ouvert par Tony dans " [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] ", l'interface la plus performante du marché mais hélas aussi la plus chère ('snif') qui a été sélectionnée par Linkwitz Labs. (elle est faite en Allemagne)

Bien sincèrement JC
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Message  guytou le Dim 30 Juin - 18:09

Bonjour , juste une petite remarque par rapport à l'article cité en début de fil ( extrait ) :

Article de La république du Son a écrit:Il faut aussi rappeler que les connectiques SPDIF ou AES/EBU ont un mode de fonctionnement différent, puisque l’horloge est transmise avec le signal. Ces interfaces doivent donc être traitées de manière différente si on veut les exploiter au mieux.
Différent de quoi ? De L'USB , puisque c'est de ça que le monsieur parlait juste avant ?
 
USB , AES ,SPDIF ont toutes les trois une horloge multiplexée avec les  datas , qu'il faudra récupérer à la réception .Ce sont des liaisons à deux fils ( enfin trois pour l'AES et l'USB , car ce sont des liaisons symétriques , donc data + , data- , et la masse , mais ça ne change rien au raisonnement ) prévues pour relier des appareils entre eux ., alors que l'IIS est prévu plutôt pour relier des puces entre elles dans le même appareil.

On peut trouver les distances max conseillées pour ces liaisons dans les normes AES ou USB , pour ce que je me souviens 10 m Max pour le SPDIF , et 30 cm Max pour l'  IIS .

Je ne vois pas ce qu'il y a de différent entre ces liaisons , à part l'algorithme de multiplexage qui change entre USB et AES .
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Message  tron_ic le Dim 30 Juin - 18:54

Bonjour guytou,

guytou a écrit:Bonjour , juste une petite remarque par rapport à l'article cité en début de fil...
Différent de quoi ? De L'USB , puisque c'est de ça que le monsieur parlait juste avant ?
Effectivement guytou c'est pas du tout clair et c'est très bien de l'avoir relevé. Merci

Suis d'accord avec ton propos. Pour rappel le wiki pour 'l'AES/EBU : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

Au fait si tu as des idées tu pourrais peux être faire quelques suggestions et/ou propositions dans ce sujet ici : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

D'avance je t'en remercie.

Salutations. Tony
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Message  guytou le Sam 20 Juil - 11:14

tron_ic a écrit:Pour l'exemple un Rasperry Pi est capable de sortir les données audio directement en I2s. L'optimisation sur ce dernier à été de gérer Horloges et timings ce qui est réalisé brillamment avec la carte Kali qui est un reclocker I2s.

Dès lors avec cet arrangement Raspberry Pi + carte Kali + Volumio pour obtenez un formidable et performant système apte à gérer et à offrir une très grande puissance de gestion et commande .
ça me paraît une solution trés élégante , que je tenterais bien ... Mais je ne sais pas trop quoi acheter . Tony , tu te sentirais de faire un mini tuto pour les quiches , ou un lien ?

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Message  tron_ic le Sam 20 Juil - 11:42

Bonjour Guytou,
guytou a écrit:ça me paraît une solution trés élégante , que je tenterais bien ... Mais je ne sais pas trop quoi acheter . Tony , tu te sentirais de faire un mini tuto pour les quiches , ou un lien ?
Non seulement c'est élégant mais c'est également très performant ! Avec un tel système on à toutes sa bibliothèque à la portée de son doigt et on peut y raccorder n'importe quel puce de conversion si tenté que cette dernière supporte l'I2S. Ce qui est le cas de pratiquement n'importe quel puce actuellement.

Dans ce contexte et aussi dans l'utilisation en général les intermédiaires SW/HW sont réduits.

Pour le tutoriel, j'en avais commencé un mais faute de temps je n'ai pas pu terminer comme je voulais. Je vais voir si je retrouve le dossier et si j'ai un peu de temps j'actualiserais et bien sûr publierais.

Je fais noter au passage que Volumio depuis sa création et son avènement à fait de très grandes améliorations ! Ce programme et presque devenu un incontournable. Sans compter qu'il donne accès à d'innombrables autres options. Radio, compatibilité Air Play, spotify et bien d'autres...

A tout bientôt. Salutations. Tony

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Message  guytou le Sam 20 Juil - 12:28

... petite Foire aux Questions  :

- La lecture réseau , le Wifi ,ça ne m'intéresse pas , je veux juste un lecteur basique . une framboise suffit ? Il y a un USB dessus , , je peux y brancher mon DAC USB ?

- Comment on fait pour le piloter , il n'y a ni clavier ni souris . On peut faire ça par télécommande ? Il faut acheter quoi ?

- Si je veux brancher mon DAC en IIS , il faut acheter une carte en plus , ou le Raspberry a une sortie I2s ?  Pour l'exemple un Rasperry Pi est capable de sortir les données audio directement en I2S ( Ah oui , sur le port GPIO ) .

Merci à toi Tony , si tu trouves le temps de répondre .


Dernière édition par guytou le Sam 20 Juil - 18:33, édité 1 fois

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Message  guytou le Sam 20 Juil - 18:31

Bon , j'ai commandé un Pi3B , je verrai bien avec le machin en main !

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Message  François HD Aujourd'hui à 10:38

Bonjour à tous,

juste une petite remarque pour rebondir sur le post de Jean-Claude du 20 juin concernant les réflexions en bout de ligne de transmission numérique (entre source et convertisseur) par désadaptation d'impédance.

Chez moi, cela se traduisait par une instabilité de l'image sonore qui ne survenait que sur certains disques, le phénomène étant net avec l'enregistrement Decca de l'intégrale des Trios avec piano de Schubert par le Grumiaux Trio et le Beaux Arts Trio (enregistrements de 1966 et 1969).

C'était l'impédance caractéristique des connecteurs du câble de liaison S/P Diff (lui-même 75 ohms) qui en était la cause : les prises RCA standard ont une impédance caractéristique de 25 ohms (de mémoire), leur remplacement par des versions 75 ohms (Canare, WBT, certaines Monacor) a résolu le problème. L'usage de BNC 75 ohms résout aussi le problème et doit être privilégié dans le "DIY".

Cordialement,
François


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Message  maxitonus Aujourd'hui à 11:14

François HD a écrit:C'était l'impédance caractéristique des connecteurs du câble de liaison S/P Diff... qui en était la cause
Bonjour François, cette question est quelquefois mal comprise. En gros l'IC (impédance caractéristique) d'un cable si on néglige sa résistance, (donc pour une longueur raisonnable) est égale à "racine carrée de L:C", L étant l'inductance série et C la capacité // du cable. Il faut comprendre que si on réduit C// on augmente la bande passante du cable mais en même temps on augmente son IC..Les valeurs standardisées ont été 75ohm pour SPDIF et 110 ohm pour AES3, je pense pour correspondre a la fabrication habituelle des cables qui fixe à peu près la capacitance et l'inductance linéique compte tenu des épaisseurs habituelles de gaine isolante.
Si on fait un cable avec une très faible C//, il a une meilleure bande passante, malheureusement son IC peut monter à environ 250ohm..
Le phénomène simple a comprendre, c'est que= si l'on met des deux cotés du cable une résistance // égale a l'IC du cable, eh bien il n'y a plus aucune réflection dans le cable! A contrario, si les résistances en bout de cable ne correspondent pas à l'IC du cable (qui ne dépend que des valeurs Lsérie et C//), eh bien on va avoir des "aller-retour "  de réflections du signal qui ne s'atténueront qu'après un tas d'aller-retour,.. peu à peu,.. mais en provoquant des DEGATS au signal qui est constitué d' une suite de créneaux de tension représentant les 0 et les 1.Créneaux de l'ordre de 1Volt pour SPDIF.
La vitesse de PROPAGATION des réflections est énorme, en gros 0,7X vitesse de la lumière, soit environ 200000Kilomètres/ seconde. A chaque aller-retour, l'amplitude de la réflection s'atténue par l'effet de la résistance du cable et des résistances en bout.
DEGATS:
-Si la réflection a un niveau de tension énorme, de l'ordre du volt, il peut modifier un bit en le passant de 1 à 0 ou réciproquement. Ce cas parait extrême et donc rare, mais possible.D'autant que si le cable est long, il y a atténuation du signal..
-Si le désaccord existe mais est plus faible, la réflection parasite ne sera pas capable de modifier des bits, mais PAR CONTRE elle sera capable de perturber et déplacer légèrement le bit d'horloge, en tête de chaque mot de 32bits, et donc DE CREER DU JITTER, eventuellement de façon importante. C'est le dégat le plus fréquent.

QUE FAUT IL FAIRE QUAND IL Y A TELLEMENT DE JITTER QUE LA LIAISON NE MARCHE PLUS?
-changer le cable pour un cable dont l'IC n'est pas perturbée par une malfaçon (dans le cas de François, la fiche de capacité trop faible créait un problème, du fait que l'épaisseur d'isolant entre le + axial et la masse périphérique etait insuffisante.)
-TOUT SIMPLEMENT= RACCOURCIR LE CABLE !!! Très important de comprendre celà!! A chaque aller-retour, la réflection s'atténue un peu à cause des résistances en bout de cable..Elle ne s'atténue qu'un peu car on suppose qu'il y a désaccord..Il faut donc augmenter le nombre d'aller-retours entre deux bits d'horloge, plus on l'augmente et plus la réflection va s'atténuer et donc deviendra insignifiante et ne pourra plus décaler le bit d'horloge en créant du JITTER. Pour augmenter le nombre d'A/R, il faut évidemment raccourcir le cable (entre deux bits d'horloge il y a 1/44100° de seconde).
En résumé, avec un cable de 20cm de long, on se fiche complètement de l'accord de l'impédance caractéristique IC du fait que les réflections s'atténuent avant le bit d'horloge suivant.

Bien cordialement JC

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Message  François HD Aujourd'hui à 11:44

Bonjour Jean-Claude, et tous,

mon câble de liaison numérique fait en effet 30 cm maxi, mais ça ne mange pas de pain de mettre des Cinch "quivontbien". Mon propos était juste de souligner l'intérêt de ton intervention sur le sujet.

Cordialement,
François

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