The ultimate TDA1541A DAC ?

[tron_ic]

Bonjour à tous,

Il est probable que certains d'entre vous connaissent déjà ce sympathique personnage qui partage sa passion via différentes vidéos Youtube.

Je vous partage celle-ci qui montre un DAC complet assemblé avec différents module IAN Canada qui sont ici associés à une célèbre puce de conversion le : Philips TDA1541A que j'apprécie également beaucoup



Salutations. Tony

[Flo]

Merci pour la vidéo Tony, le gars s'est fait plaisir et il a l'air heureux. Evidemment, perso j'aurais bien aimé avoir quelques mesures

Rien à voir avec le DIY, mais je me suis penché sur cette fameuse puce Philips R2R, dans sa première version TDA1541, puis TDA1541A incluant les version couronnées évidemment.

Et sans vraiment chercher, je suis tombé sur une implémentation atypique de cette puce Philips par... Sony! Marrant, puisque Sony faisait aussi ses puces de conversions à l'époque. C'est dans la platine Sony CDP-337ESD qu'on trouve cette curiosité, avec deux TDA1541 (A ou pas).

La vraie originalité, c'est la conversion en mode "décalé", et c'était écrit sur la façade du lecteur ("Staggered Converter") et pour une fois ce n'était pas du marketing, mais de la vraie technique. Certains croient encore que c'est du pipo de Sony, mais pas du tout, même Lampizator s'est fait avoir  

Le petit secret, c'est que Sony a fait appel à son propre filtre oversampling 8x. Déjà, ça m'a fait tilt, car si la TDA1541A peut accepter un flux 8x, la TDA1541 s’arrête à 4x. Donc comment cela est-il possible? Tout simplement parce que la puce Oversampling Sony CXD1144 possède une sortie digitale sous un format particulier que voilà:




Dans cette représentation, L1 signifie 1er mot digital gauche, et donc L2 est le second mot digital. On voit que s'ils sont en séquence, ils ne sortent pas sur le même canal. Du coup, une moitié des informations est entrelacée dans chaque canal de sortie standard droite/gauche.

Sony désentrelace ce signal en envoyant le L1 dans le canal de gauche de la première puce TDA, et le L2 dans le canal gauche de la seconde puce. A la sortie des deux TDA, le résultat de conversion est mis en parallèle, ce qui effectivement augmente la finesse du résultat analogique final. Ainsi la précision de conversion augmente.

Le désentrelacement se fait sur la base de WS = Word Select. C'est ce signal qui indique quel mot prendre quand. WS avec la barre dessus signifie WS inverted, donc ça permet d'inverser le canal sélectionné. Ce flux indicateur de quel mot prendre quand est également envoyé dans les TDA, de sorte que les deux canaux gauches des deux puces sont complémentaire en sortie.

Ainsi, il est donc possible d'utiliser un filtre d'oversampling 8x avec des puces qui ne tournent qu'à 4x maximum. C'est très certainement également le principe utilisé par Wadia à l'époque qui pouvait proposer de l'oversampling 32x avec des DACs qui ne tournaient qu'à 8x max. Il "suffisait" de séquencer la sortie du filtre, en séparant les signaux et en alimentant les DACs légèrement décalés. Wadia utilisait des DSP programmables pour arriver à ses fins puisque rien n'était disponible chez les fabricants de puces dédiées.

L'intérêt de tout cela est d'améliorer la conversion, évidemment, et en particulier le filtrage de sortie. L'oversampling 8x permet plus de flexibilité de filtrage tout en affinant le résultat de conversion analogique et en plus réduit le jitter. A la mesure, j'avais comparé à l'époque une TDA1541 avec son filtre Philips standard (SAA7220) dans une Marantz CD-60 et le filtrage de la Sony:



On voit que le filtrage 4x Philips présente des rebonds typiques au-delà de la bande audio et il est moins raide que celui du Sony. Il atténue moins bien le signal en-dehors de la bande audio.

Le filtrage 8x permet à Sony d'atténuer nettement mieux les artefacts de conversions, ces images miroir du signal audio qui sont recopiées au delà de la fréquence de Nyquist. On voit ci-dessous que le Marantz peine à supprimer les recopies miroir de sinus 18k et 20k (à respectivement 26.1kHz et 24.1kHz):



Tandis que le Sony, avec les mêmes TDA tournant aussi à 4x mais en mode décalé, parvient à tout supprimer:



Il en résulte évidemment un bruit diminué et une meilleure distorsion d'intermodulation. Le reste des performances que j'ai mesurées sur cette platine Sony sont excellentes, et effectivement les meilleures atteintes par une TDA1541A dans celles que j'ai mesurées.

A+

[magnusson]

Bonjour Flo

Le signal provient du générateur de REW. Comment est il injecté dans le lecteur?

Cdlt

[Flo]

Ciao Magnuson,

REW permet de générer des fichiers WAV à partir de son générateur BF. Il suffit ensuite de les graver sur un CD. Pour que la gravure soit de bonne qualité, il faut enlever le "Adjust level" dans Windows, sinon il introduit de la distorsion bas niveau.

J'ai comparé les résultats de mes gravures avec des CD de test produits par Sony, Denon et certains studios. La gravure que je peux faire à partir des fichiers REW est au moins aussi bonne que les CD de tests créés en usine.

Certaines platines haut de gamme proposent des entrées numériques aussi, auquel cas je les utilise directement pour les tests en envoyant le signal digital du générateur REW depuis mon interface audio (sortie Optique ou Coax).

Pour la génération des signaux de tests, je respecte maintenant le standard AES et ses recommandations (Standard and Information Documents AES17-2020 - Measurement of digital audio equipment), sauf pour le rapport S/N où je ne rajoute pas de dither dans le signal, contrairement à ce que recommande l'AES car sinon cela limite (restreint) le résultat final et ne montre pas les vraies performances du lecteur pour cette mesure particulière. Je pense qu'aucun constructeur ne respecte cette mesure, du reste.

A+

[tron_ic]

Bonjour Flo,

Et sans vraiment chercher, je suis tombé sur une implémentation atypique de cette puce Philips par... Sony!

La vraie originalité, c'est la conversion en mode "décalé", et c'était écrit sur la façade du lecteur ("Staggered Converter") et pour une fois ce n'était pas du marketing, mais de la vraie technique. Certains croient encore que c'est du pipo de Sony, mais pas du tout.

Whaaou ! Super cette idée et bravo pour un, l'avoir dénichée et deux nous la présenter et la partager. C'est je trouve super intéressant et me donner presque l'envie de m'y replonger.

Dès que j'aurais un peu plus de temps je vais essayer d'y regarder de plus près et pourquoi pas réfléchir à réaliser un prototype dans ce mode spécifique.

Encore merci pour la mise à jour et le partage de cette idée originale.

Salutations. Tony

[Vintage02]

Bonjour
Merci Florent pour ces détails techniques, comme quoi même 30 ans après on peut encore découvrir des choses.

[magnusson]

@ FLORENT

Merci pour toutes tes infos.
C'est bien mieux que discourir sur le sexe des anges.

[Flo]

D’ailleurs, en passant, quand on pense à la cadence 8 fois plus élevée et le décalage entre les deux signaux d’un même canal sur les deux puces, certains pourraient en avoir des cheveux blancs à propos du Jitter et de s’imaginer une bouillie analogique à la sortie. Que neni, le Sony montre le jitter présent sur mon CD de test, le sien n’est donc pas mesurable, et en tout cas inférieur à quelques pico secondes