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À propos de Convertisseurs AD DA et qualité audio .

  • 51 réponses
  • 12 participants
  • 2 968 vues
  • 1 follower
Sujet de la discussion À propos de Convertisseurs AD DA et qualité audio .
Posté le 01/01/2003 à 18:53
Re: Carte USB Quattro = meilleure qualité que la Delta Audiophile 24/96 ou la USB audiophile ?

--------------------------------------------------------------------------------
Vous semblez tous vous attacher beaucoup, voire même exclusivement,
au modèle de convertisseur(s) utilisé(s) sur une carte audio pour en évaluer
la qualité .....

C'est bien sùr le composant principal et souvent le maillon faible dans la chaine
de conversion ... mais il y a beaucoup d'autres facteurs qui influent notablement
sur le comportement d'un convertisseur :

Influence directe sur le convertisseur (plus forte):
- L'alimentation électrique de la carte (+5V ou +-5V ou +12V)
- Les ampli opérationels qu'il y a généralement sur les entrées ou sorties analogiques
- Les modes et paramètres du convertisseur lui-même (ils peuvent généralement être utilisés dans de nombreux modes, ceci dépend du Firmware ou des Drivers ...)
- La qualité du Clock (précision, stabilité, jitter ...)

Influence indirecte (plus faible) :
- La qualité de l'alim du PC utilisé et du bruit électrique ambiant
- Les séparations d'alimentation(s) avec les autres composants
- Les perturbations issues des autres composants (de la carte et du PC)
- Le routage des pistes
- Les plans d'alim et de masse
- La température moyenne de fonctionnement
- Les variations de température dans le temps
etc ...

Bref, une quantité de paramètres impossibles à évaluer en "regardant" une carte !!!

Alors, sans vous froisser, SEUL un test en conditions réelles, soit à l'oreille (au casque, et encore c'est très dur et assez subjectif : de toutes façons avec de très petits signaux ...)
soit avec du matériel de précision et sur toute la bande (bande passante avec du bruit blanc, mesures de distorsions harmoniques, séparation des canaux etc ...) permet de déterminer les performances et la qualité d'une carte !

Vous seriez surpris de voir quel résultat médiocre on peut obtenir avec des convertisseurs
de bonne qualité, et vice-versa !!!

Essayez plutôt d'obtenir un test avec des mesures electriques chiffrées ... d'un même labo
pour comparer 2 cartes ...

SINON, une astuce de derrière les fagots : le Loopback analogique

1) Utiliser un fichier wave de référence contenant divers signaux significatifs (...) et aussi des zones de silence (pour le bruit de fond !)
2) "Player" ce fichier sur une sortie "Analogique" de la carte.
3) Relier cette SORTIE "Analogique" à une ENTREE "Analogique" de la carte
4) "Recorder" sur cette entrée en même temps que le play ... (nécessite full-duplex !!!)
5) Comparer les fichiers en effectuant des analyses (statistiques, spectre, etc) sur
le fichier d'origine et le fichier enregistré, et quantifier le résultat (c'est le plus dur !!!)


Voila, alors méfiez vous des idées reçues et soyez prudents dans les comparaisons.


William
Willy, zicos electronicien et algorithmes mathématiques
Afficher le sujet de la discussion
26
Et hop ! me re-voila ...
Effectivement je suis hyper occupé, je bosse 70 heures par semaine, alors je
n'ai plus trop de temps pour venir sur Audiofanzine ... mais le coeur y est !

Je ne connais pas précisément les performances de l'EMU 1820 dont vous parliez en avril, mais je peux dire ceci sur les cartes audio en général :

La plupart des convertisseurs DA (Digital Analogique) ont maintenant des performances
excellentes, quelque soit la marque, sauf peut-être quelques composants très
"cheap", mais je ne pense pas qu'un fabricant de cartes à plusieurs centaines d'euros
s'amuse aujourd'hui à économiser quelques euros de ce coté là, puisque la première
chose qu'on verra sur leur carte c'est le choix de convertisseur qu'ils ont fait !

Le problème est "autour" des convertisseurs :
- L'alimentation
- Le clock et les drivers et/ou le soft

Alimentation :
Que ce soit un convertisseur à 1 euro ou à 100 euros l'unité, dans tous les cas, son point faible c'est sa sensibilité au bruit d'alimentation.
Pour toutes les cartes audio-numériques internes, la question est de savoir si l'alimentation vient directement du bus Pci (c.a.d. de la carte mère).
Dans ce cas, le résultat sera souvent décevant, parceque l'alim PC est hyper bruitée, à des fréquences telles que ce n'est pas filtrable ... On pourrait croire que si le bruit est de fréquence élevée ça ne sera pas génant, et pourtant, il existe un phénomène de démodulation, qui fait qu'un bruit électrique à 100 Mhz sera audible dans la bande 0 - 20Khz comme un bruit blanc ou rose ou bleu ... infiltrable lui aussi.
Donc la seule parade, c'est un circuit d'alimentation embarqué sur la carte, très bien foutu, très cher, gros et qui dissipera de la chaleur ... on en trouve rarement sur les cartes grand public ! Disons que si c'était un V8 Ferrari, le faire tourner sans filtres à air et à essence, ça risque de se sentir très vite, rien qu'à l'oreille ...
Alors les seules cartes qui n'auront pas ce problème sont des cartes (ou modules) externes
équipés de leur propre alimentation qui ne vient PAS du PC !!!

Horloge/Drivers/Softs :
Malheureusement, un peu comme une voiture, le gars derrière le volant compte autant que ce qu'il y a sous le capot !
Ceci est vrai surtout en acquisition (analogique-Numérique).
Là, le problème est la précision de l'horloge, sa stabilité (Jitter) et sa sensibilité aux changements de température. Pour info, il existe des oscillateurs à près de 1000 euros dont la seule caractéristique est d'être très bons dans ces 3 domaines (genre design Apogee ...)
La précision est moyennement grave, mais le Jitter introduit un bruit à l'échantillonnage, quand à la stabilité en température, je n'ai pas besoin de faire un dessin !
Les drivers aussi peuvent jouer un rôle, quand on sait que certains design de drivers peuvent "perdre" un buffer de données de temps en temps, ou effectuer des conversion de fréquence d'échantillonnage par exemple de 44100 Hz vers 44099 Hz (cas typique des entrées numériques, soit disant sans bruit!) en "jetant purement et simplement un échantillon à la poubelle, voyez le résultat !!!

Bref, j'ai aussi eu ce reflexe de regarder la référence des convertos, mais croyez moi, ça n'est vraiment pas (ou plus) le plus important dans une carte.
Ce qu'il faut c'est une attention particulière aux problèmes d'alimentation, de clock et de design de drivers, mais il y a peu de monde équipé pour pouvoir mesurer précisément tout ça.

Moi j'irais plutôt vers un module externe avec son alimentation séparée, dans une techno éprouvée (n-ième produit du fabricant depuis plusieurs années) pour être à peu près sûr de leur maitrise de tous ces aspects techniques qui demandent quand même un peu d'expérience.

Désolé pour la longueur de la réponse, en espérant vous avoir un peu éclairé sur le sujet.
Pour la 1820, je trouve justement que les caractéristiques annoncées semblent bien, et coté technologie, EMU à de quoi faire valoir ses droits ... alors c'est aussi un produit que j'aimerais essayer pour en avoir le coeur net (j'ai un pauvre sampleur EMU Ultra, et la 1820 semblerait pouvoir le remplacer ... avec un PC derrière quand même !)

A+
Willy, zicos electronicien redevenu étudiant ...
Willy, zicos electronicien et algorithmes mathématiques
27

Citation : Et hop ! me re-voila ...


En vla une nouvelle qu'elle est bonne! :bravo:

« What is full of redundancy or formula is predictably boring. What is free of all structure or discipline is randomly boring. In between lies art. » (Wendy Carlos)

28
Ben ça alors, tout le monde dort avant minuit maintenant ???!!!
:oo:

Willy, zicos electronicien
Willy, zicos electronicien et algorithmes mathématiques
29
Pour celui (je sais pas besoin de mettre ou celle ;-)) qui demandait des précisions sur la 1820M de EMU, voici un truc extrait de leur newsletter:

This month we've invited Brent Elder, E-MU's Director of Hardware Engineering, to share his insights into the circuit design of the new Digital Audio Systems (and Emulator X systems). Brent was Director of Engineering for Apogee Electronics prior to joining E-MU about six years ago, and developed the AD-1000 and AD-8000 professional audio interfaces, among others, during his years there. Besides being the primary circuit designer of E-MU's new desktop products, Brent previously managed the development of E-MU's legendary Proteus 2000 line of sound modules, keyboards and command stations, as well as the RFX-32 card for E-MU's Emulator 4 Ultra family of samplers.

Here's what Brent had to say about creating the hardware circuits for the new Digital Audio Systems:

"We certainly enjoyed the challenge that the 1820M and 1212M presented, particularly in the design of the analog input and output stages. We made the decision early on to use two of the best converters available, the AK5394 and CS4398, and even now, almost a year and a half later, no other vendor has improved on the specifications of the AK5394. The AK5394 analog-to-digital converter has a flat noise floor all the way out the 96 kHz (Nyquist frequency for a 192 kHz sample rate) unlike most ADCs which are flat only to 40 kHz. In addition, this ADC has outstanding SNR (123 dB A-weighted) and THD+N (-110 dB). The CS4398 is one of very best digital-to-analog converters available as well, with THD+N of -105 and SNR of 120 dB.

Having made the decision to use these advanced ADC's and DAC's that can achieve signal-to-noise ratios of 120 dB or better, it was no longer possible to use 'cookie-cutter' circuit designs. Getting close to what these converters can achieve requires attention to every detail, and could be compared to peeling an onion. Peel one problem away, and there's another one lurking underneath. We had to redesign our clock circuits to minimize jitter, develop new analog circuit topologies and components that could reduce thermal and amplifier noise while keeping amplifier loading to a minimum, design new low-noise switching power supplies, make extensive use of balanced circuit design techniques throughout the input and output stages, and use isolated system grounds to prevent ground loops from introducing 60 Hz noise. We also took great care to virtually eliminate stereo crosstal k in this product line, with separation exceeding 115 dB.

We're also proud to include TFPro™ microphone preamplifiers in this product, with 48V phantom power for condenser microphones. For the DJ's out there, we've included a low-noise phono preamp, with less than 0.5 dB deviation from the RIAA equalization curve, that can handle a wide range of MM cartridge output levels.

The end result is a product we hope will delight our customers with it's unprecedented dynamic range, extremely low levels of distortion, and wide variety of professional I/O at an unbelievable price."
30
Ben, ce Brend Elder m'a l'air tout plein de bon sens, tout ce qu'il faut pour qu'on devienne potes :lol: en tout cas ça sonne bien.
Il s'attarde un peu trop sur le 120 db de SNR, et il ne parle que du 60 Hz ...
mais il faut bien être un peu commercial et dire ce que les clients veulent entendre.
J'aurais préféré qu'il nous donne le CMR (Common Mode Rejection) et le PSR (Power Supply Rejection), et surtout, le niveau de bruit de l'alim qu'ils ont mis là dedans .... parceque c'est CA qui fout la merde ... mais bon, ils ont l'air d'avoir chiadé le truc, c'est donc surement du tout bon !

donc, je crois bien que je vais l'essayer prochainement la petite bête ...
(va faloir casser la tirelire ...)

Au fait, GuyTareiro, j'ai posté un truc sur une reverb à convolution, je crois que tu y étais aussi, non ?

A+

Willy, zicos electronicien
Willy, zicos electronicien et algorithmes mathématiques
31
Oui j'y ai d'ailleurs répondu ;)
32
Ah ah j'avais loupé ce post :)

Oue donc deja petit truc, j'ai une RME 32/8 je l'ai payé d'occase au USA 125euros.. frais de port compris (mais pas les frais de douane de 19euros.. ca c t pas prévu et c un coup de malchance c la première fois que je paye des taxes sur un truc venant des USA...). Et en enregistrement (c du tout numérique), elle utilise la fréquence issus du signal d'entré, donc pas de problème de rééchantillonage ou koi!

bref ce que je voulais dire, ou plutot demander, c'était des infos electronique ;)
Car je suis en ce moment entrain de bosser sur un convertisseur AD/DA (pour aller avec la rme...), et donc je pense que william tu pourai m'etre d'une aide précieuse :) Pas facile de trouver des gens caller sur le sujet.
Pour la partie conversion, j'utilise les ADC de chez Alesis, y'avait bcp de doc sur le sujet, j'ai meme un schéma de chez RME, donc j'ai quasiment betement copié, en intercallant un PGA de chez TI pour le control du gain.
La partie DAC heeeuuu on/je vais utiliser un DAC de chez Ti (on car on est plusieur sur le projet ADAT).

Mais la clock :) Pour l'instant j'utilise une clock meme pas à 48Khz, je divise 64 fois un 12Mhz (pas de quarts 12.288 sous la main...), le schéma (simple) est issus du datahseet de l'evaluation board du ADC de chez alesis. Bref je voulas savoir si tu avait un schéma correct de clock. Correct c'est a dire je veux pas un truc trop complexe, je changerai peut etre par la suite, mais pour le moment c'est pas telement la priorité... je veux enregistrer (j'ai deja du réécrire le driver pour la 32/8 sous linux, j'en voit plus la fin de ce projet).
Et tant qu'on est sur les alims :) J'ai posté un truc ce matin la dessus, car je suis dans le flou entre alim à decoupage et alim linéaire, si tu as des astuces à ce niveaux je suis preneur. Mais je pense opté pour une linéaire...

voilou Merci!
;)

P.S. : ils font des convertisseurs ensoniq??
33
Pilo,
Pour l'alim, -> linéaire !!! avec un mega filtrage en entrée :
- capas (petites + moyennes + grosses)
- plan de masse séparé en entrée
- filtres LC (en PI)
- Ferrites
- nec plus ultra : grosses selfs

Ne pas oublier que 5 à 10% du bruit d'alim sera directement DANS le AD ou DA ...

Pour le quartz et/ou oscillateur, je n'ai pas tout compris ...
Bon, tu divise par 64 pour l'instant, ok. Mais tu veux quoi comme conseil ?
Si c'est pour le choix d'un quartz que tu va acheter à la bonne fréquence, déja c'est pas un quartz qu'il faut mais un oscillateur (c'est dur de faire aussi bien que ces petites bêtes)
Ensuite, il faut choisir qqchose de stable et précis :
genre 20 ppm (point-par-million)
Si tu me dit que tu as un composant là dedans qui nécessite un quartz direct sur 2 pattes, je te répond qu'il y a forcément un mode d'entrée directe du bon clock sur 1 seule patte ... voir la data sheet.
Et il faut alimenter l'oscillo avec un petit filtre, genre au minimum ferrite + capas.
Willy, zicos electronicien et algorithmes mathématiques
34
Mmm merci ;)
tu aurai pas des liens pour l'alim? donc maintenant c sur ca sera linéaire ;)

j'ai pas été clair pour la clock :
la j'ai un quartz et un compteur (2 74HC161) pour diviser sa fréquence. Donc oui ok un oscillateur c'est mieux c'est déja un bon élément de réponse.
Mon convertisseur ne demande qu'une clock à 48Khz (ou 44.1Khz ou ce ke je veux entre 30 et 50 ou un truc du genre peu importe). J'avais d'abord pris un adc de chez ti (le pcm1804) qui lui nécéssiatait du 24.576 ou 12.288... Bref donc la mon problème c'est de passer du 12.288 (Master Clock, c ca?) au 48Khz, donc es-ce que la méthode avec diviseur est "correct" ou alors c'est une horreur (à l'oscillo, mais je pense que ca suffit pas, c'est "stable").
35
Tu veux dire que tu dois fournir 2 clock : 1 à 12,288 Mhz et 1 autre à 48Khz ???
et tu n'a qu'un 12,000 sous la main ?
mais 12Mhz / 64, ça fait ...hummm... 187,5 Khz !
faudrait peut être encore rediviser par 4 ...

pour la vérification à l'oscillo, non ça suffit largement pas.
tu dois vérifier des caractéristiques dans les 50 à 100 ppm (0,005% à 0.01%)

mais je pense que tu peux effectivement développer avec ce que tu as si déja
ça veut bien démarrer.
Quand tu aura fini, tu pourra te concentrer sur la stabilité des clocks, et passer un peu de temps dessus.
Je ne connais pas ton budget, mais il existe des fabricants d'oscillateurs de précision, qui vendent ça dans les 50 à 100 euros, c'est du top de top.
(un petit oscillateur std coute environ 2 à 3 euros, amis c'est du 100 ppm, ce qui est quand même mieux que bricoler avec un quartz, lui aussi à 100 ppm d'ailleurs, mais bonjour les dégats autour ...)
Willy, zicos electronicien et algorithmes mathématiques
36
Pour les schémas d'alim, non pas de lien, mais tu peux regarder de coté des bricoleurs de préamplis, ils ont le même souci, et on trouve souvent des sites à thème genre "Do it yourself" en electronique musicale.
mots clé : DC power supply / no noise / stability / accuracy

Une autre source, c'est les data sheets de CIs préamplis, par exemple chez AD, Ti, Burr-Brown, Linear Technology etc ...
Willy, zicos electronicien et algorithmes mathématiques
37
Merci :)

oui ca démare et fonctionne, pardon je divise par 256 (et non pas 64, c'est la fréquence du bitclock ca!), j'ai deja fait quelque test. La je met tout "en boitier", parceke mon bureau devient un peu remplit c'est le bordel.

j'ai pas de budget en fait, mais ok je verrai après pour la clock ;)
merci pour tes conseils!
Pour l'alim j'ai deja regarder dans tout les schéma que j'ai, et j'ai rien trouver de bien extra ordinaire.. je vais encore rechercher quand meme

Merci!!
38
Ok, tiens nous au courant.
si tu as une question sur un schéma, envoie un petit mail avec un PDF ou un Jpeg
Willy, zicos electronicien et algorithmes mathématiques
39
Pas de problème c'est sympa ;)
la je regarde ce que je trouve pour l'alim... mais diy + preamp dans google c'est 60% de tube... on va affiner mais j'ai peur de perdre de bon liens.

merci bcp!
40
Généralement, les alims pour montages à tubes sont supra excellentes, mais bêtement presque toujours aussi à tubes ....
une bonne piste : une alim pour la partie préchauffage des circuits à tubes, environ 13V je crois, ensuite si c'est propre, tu peux mettre derrière un régulateur std.
Willy, zicos electronicien et algorithmes mathématiques
41
Ça fait plaisir de te revoir dans le coin ;)
42
C'est clair ... on se régale à chaque post !
Un peu de musique ?
43
Bon!
pour la clock, la solution a moindre cout semble etre le pll1700 de chez TI, qui, dixit le datasheet, à un ppm error de 0... et un jitter de 150ps (la je sais pas trop ce que ca veut dire).

Pour l'alim, le chauffage des tubes peut ne peut etre reguler, et quand il l'est c'est juste avec diode + condo... par contre la HT est filtré par condsentateur + self, c'est un truc du meme genre qu'il me faut? mais comment calculé la taille de la self? (je cherche depuis hier...)
D'ailleur c'est génant si je met un transfo de 50VA 2x12V pour avoir du +12/-12 +5/-5 et du 3.3V? je pensais mettre un 7812 et 7912 pour le 12V, et le reste mettre 7812->7805 et un regulateur 3.3V ensuite... je sais que c'est pas top, mais c'est peut etre mieux ca que direct le 7805 et le regulateur 3.3V sur 17V (12V redréssé).

Encore merci!!
44

Citation :
.. et un jitter de 150ps (la je sais pas trop ce que ca veut dire).



Ca veut pas tout simplement dire qu'il y a une déviation max de 150 ps ?
45
Oui quel con... ca doit etre ca ;) c'est assez faible, mais je me rends pas compte ce que ca donne par rapport à d'autre valeur (dur d'en trouver des mauvaise!!)

merci!
46
Hello !

Le Jitter c'est effectivement la déviation max d'un front de clock par rapport à sa position "normale".
Pour apprécier le "150ps", tu dois le ramener à la période de ton clock, par ex.:
12Mhz -> période 83,333 ns donc 83333 ps
alors 150 ps de déviation, c'est comme 0,18 %
Si tu as un clock carré, donc 50% de rapport cyclique, alors avec 150ps ça pourrait
aller de 49,82% à 50,18% ...
Ca semble être hyper correct !
Mais tu dois regarder dans la data sheet du convertisseur, normalement ils te donnent les déviations max autorisées.
Willy, zicos electronicien et algorithmes mathématiques
47
Mais le jitter final ne dépend que de la clock ?

Parce que des horloges stables, hyper rapides, on sait faire (nettement plus facile de faire du 10 Mhz que de faire un convertisseur 24 bits bien linéaire et tout), pourtant, le jitter, c'est une plaie du numérique ?
48
Oki donc pas de problème pour la clock je prendre ca comme circuit... par contre la il semble qu'il est besoin uniquement d'un quartz, pas d'un oscillateur, c'est grave? (quartz a 27Mhz meme chez Radiospares y'en a pas pffff).
Pour l'entré de mon ADC, je n'avais que des schéma pour entrée asymétrique, j'ai donc rajouter un désymétriseur en entrées (avec un ampli op) ce qui fait que je peut mettre du sym et du asym, et ensuite ajouter un control de volum (en l'occurence un pga, mais ca pourrait etre un potard aussi). Ensuite le signal est resymétriser pour rentré dans le ADC (meme schéma que le RME AEB8-I). J'utilise des condo mica argenté et wima et des electrolityque pour les valeurs plus grosses. J'ai bon? (je peux vous faire passer le schéma si vous voulez).
D'ailleur une fois que j'aurai cablé un DAC, il faudra que je fasse des tests.. mais quel tests exactement? genre j'envois un signal blanc/rose, une sinosoide à 1Khz et je regarde ce qui rentre?

merci!
49
Je sais pas torp comment bien tester des convertisseurs, mais en envoyant des trucs genre des bruits blancs ou rose, tu peux déjà avoir une idée de la réponse en fréquence de ton convertisseur.
50
Salut à tous,
j'ai une question assez terre à terre par rapport à notre niveau de discussion mais bon...jme lance.
comme j'ai pu lire sur de nombreux post, la 1820M (tout comme la 1212M) reviennent souvent comme carte son préférée.
pour ma part, ma seule utilisation est de connecteur mon lecteur dvd pc à ma carte son et elle même à mon preamp Rotel 24b/192 Khz...donc seule cette connectique m'est principalement utile.
la 1212M suffit-elle (par rapport à la 1820M) ?
certains disent qu'elle ressort un son un peu metallique de carte son et non un son chaud qui fait oublier que l'on a une carte son de pc derrière tout cà.
pour finir, j'ai des enceintes quad 11L.