Le transport digital, comment ça marche ?

[Dur_de_la_feuille]

Vous êtes vous jamais demandé comment était transporté le signal audio digital entre le streamer (ou lecteur CD, ordi, serveur, DAP,...) et le DAC ? Et quelles sont, par nature, les avantages et défauts des différentes solutions qui s'offrent à nous parmis : le S/PDIF, l'USB, l'I2S, l'AES/EBU ?

Quel que soit le support (cable coaxial de 75 ohms, fibre optique, connecteurs types HDMI, USB ou XLR) et le protocole d'échange d'informations, il leur revient de transporter des informations qualifiant le quel son jouer (fréquence et intensité) , quand (timing) et sur quel canal (gauche, droite, voir plus).

La gestion du timing semble être un point critique parfois (en PCM plus qu'en DSD peut-être, pour les DAC delta-sigma plus que les R2R il semblerait, mais c'est à creuser). Selon les modes de transport choisis (ci-dessus), le traitement du timing est plutôt confié à la source (streamer, ordi...), au DAC, ou à un élément intermédiaire appelé convertisseur numérique ou DDC.

Parce-que j'enquête moi même sur le sujet en ce moment et que certains d'entre vous en savent probablement déjà beaucoup, j'ai choisi d'ouvrir ce fil pour regrouper les connaissances utiles et tâcher de synthétiser progressivement pour notre communauté.

Peut-être existe-t-il ailleurs une ressource très complète sur le sujet, mais à défaut de l'avoir identifiée, je commence ci-dessous par un premier partage d'article sur le fonctionnement du S/PDIF et vous mets à contribution pour alimenter le fil d'informations, commentaires et autres partages utiles à notre bonne compréhension des enjeux et solutions.

[Dur_de_la_feuille]

Espace réservé à la synthèse qui émergera progressivement

[Dur_de_la_feuille]

Je commence donc par partager à ceux que ça intéresse cet article du blog passionhifivintage qui décrit le fonctionnement du S/PDIF, format de transport à l'oeuvre dans nos liaisons digitales coaxiales et TOSlink (fibre optique).

https://passionhifivintage.wordpress.c ... /23/spdif/

A retenir (corrigez moi si je me trompe) :

• Le signal numérique S/PDIF est porté par un signal analogique de forme rectangulaire (créneaux)

• La transmission S/PDIF est conçue pour être synchrone : c'est un flux continu d'octets imposé au DAC selon une cadence contrôlée par la source et inscrite dans la fréquence porteuse du signal.

• Le signal audio codé en S/PDif est au plus de 24 bits (pour passer un fichier 32 bits il faut se tourner vers l'USB ou l'I2S)

• Les 0 et les 1 sont codés ainsi : il y a changement de niveau du signal rectangulaire au moins à la fréquence F si le bit à passer est un 0 ou à la fréquence 2F si c'est un 1.

• Puisque l'écriture du signal et la lecture sont gérés par deux horloges différentes, le S/PDif contient des "balises" (l'article parle de "pattern") de synchronisation distinctes du signal audio car contenant des 0 ou des 1 s'étalant sur 1 temps et demi quand il change à minima tous les temps pour l'audio. Ces balises servent aussi à indiquer le canal audio concerné par les octets à venir.

• La précision de la transmission (des signaux bien carrés et sans dérives de tempo) dépend de la qualité des horloges de la source (et de leur alimentation), la qualité des sorties RCA (condensateurs, masses et contacts), ainsi que la qualité des cables (blindage et bande passante car un signal carré parfait suppose une bande passante infinie) et connecteurs respectant une impédance de 75 ohms.

[Dur_de_la_feuille]

L'AES utilise semble-t-il le même protocole mais fiabilisé :

• en augmentant la tension du signal analogique porteur pour une meilleure résiliance à l'atténuation du signal sur de grandes distances (usage professionnel)

• en utilisant un cablage symétrique pour gommer les signaux parasites extérieurs

[Vigne_à_sang]

Les câbles Curious Cable - entrepreneur autres - notamment séparent le flux de données de l’alimentation électrique par exemple
Ce sont des câbles assez onéreux

[Dur_de_la_feuille]

A ce que je vois, les curious cables, dédiés au transfert audio par USB, isolent le signal audio proprement dit du fil d'alimentation 5V de l'USB. Bien qu'il s'agisse normalement d'une tension continue fixe, cette alim est potentiellement polluée par divers signaux alternatifs parasites pouvant contaminer l'audio par induction. Moins chers, mais je ne sais pas si c'est aussi efficace, et facile à mettre en oeuvre, il existe aussi des splitters USB pour séparer le 5V et les données dans 2 cables distincts.

Globalement il nous faut garder en tête que toute information numérique reste immanquablement portée par un signal électrique analogique par nature. Ne pas prendre soin de ce signal, c'est tôt ou tard induire dans une puce numérique une mauvaise lecture des bits. Un signal carré trop amorti ou décalé dans le temps (avance ou retard) peut induire la lecture d'un 0 à la place d'un 1.

[Dur_de_la_feuille]

Pour rester un moment sur la connection S/PDIF, il y a encore plusieurs choses que je ne comprends pas :

• La qualité des horloges de la source importent-elles ici plus que celles du DAC ? J'imagine que des erreurs peuvent advenir autant au décodage qu'à la génération du signal.

• Comment la stratégie "PLL" mise en oeuvre dans certains DAC (sorte de boucle de rétroaction) réduit-elle les décalages temporels (jitter) entre la source et le DAC ?

[TheDecline01]

Alors perso, et pour prendre la part des je m'en foutistes immédiatement, un transport numérique transporte fondamentalement des 0 et des 1 comme tu dis. Et perso, je ne vois pas, à moins d'une qualité effroyable, un câble ou une connectique te défoncer tes 0 et tes 1, ce qui est bien la force du numérique, son ignorance des perturbations faibles.

Donc désolé, mais je n'apporterai pas plus de grain à moudre que ça. De plus, sur de l'image et pas de l'audio certes mais nos yeux sont bien plus sensibles que nos oreilles, j'ai lu des tests montrant que la commun des mortels ne faisaient pas la différence entre 2 câbles HDMi, l'un à plusieurs centaines d'euros, l'autre à que dalle (oui ok c'est que 1 seul etc blabla...)

Bref, à moins d'évoquer des distances professionnelles en dizaines de mètres ou des voltages délirants, POUR MOI, il n'y a rien à attendre d'un transport numérique.

[Dur_de_la_feuille]

Il y a de la place pour discuter de bien d'autres choses sur le transport digital que les câbles. L'objet de ce fil de discussion est de comprendre comment ça marche. Je comprends que le comment puisse ne pas intéresser tout le monde, mais ça me paraît pouvoir être une discussion objective.

Des protocoles de corrections d'erreurs / vérification de l'intégrité des données ne sont-ils pas intégrés dans le transfert par USB ? A vérifier mais il me semble. Le cas échéant pourquoi dont ? D'où viendraient ces erreurs ?

[Dur_de_la_feuille]

... un transport numérique transporte fondamentalement des 0 et des 1...

Oui, les voici mesurés à l'oscilloscope les bits d'un signal S/PDif


C'est de cela qu'il s'agit dans nos circuits électroniques, avant d'être des chiffres binaires à la sortie d'un compilateur.

[DaveStarWalker]

Alors ça tombe bien car avec mon Musician MDP-2, je suis en pleine comparaison entre la liaison i²s et AES.

Pour i²s j'utilise ça :

https://the-ear.net/review-hardware/tub ... entus-i2s/

Pour l'aes, un de mes potes potes va m'envoyer deux câbles, un "entrée de gamme / sympa ceci dit", d'après lui (et j'ai toutes les raisons de le croire...) :

https://www.amplitude.be/produit/supra- ... l-aes-ebu/

Et un cable (t)thdg / summit-fi (mon Everest personnel pour ces produits : tous mes autres câbles, depuis la prise murale jusqu'au cul des enceintes et des appareils viennent de là, et c'est du définitif depuis presque 10 ans à présent ; rien ne résiste en face : silence et transparence et dynamique, et.... in fine naturel comme réalisme absolu*) :

https://www.murmure-audio.com/cables-numeriques

Sinon, j'ai hésité à racheter cela, uniquement pour test (avant que mon pote... ) :

https://www.leboncoin.fr/ad/photo_audio ... 2910743512

Conception thdg et surtout très intelligente (PTFE alvéolaire et écran intégral en mumétal : le top de l'isolation diélectrique et du blindage, outre d'autres choses et détails de conception vraiment bien pensés...), comme tout ce que fait Jean Claude Tornior...

More to come 🫴

P.s. : mon système sédentaire est détaillé dans ma signature.

* Évidemment, ces câbles n'inventent rien. Dépendent du reste...

[Binos]

Bonjour,

dans le cadre d'une reconversion professionnelle, j'étudie les systèmes et réseaux. Du coup j'ai une autre théorie, je pense qu'il peut y avoir des perturbations, seulement pas dans le message binaire qui est envoyé.
Pourquoi? Tout me porte à croire que les informations Binaires sont envoyé avec un protocole TCP. En clair, tu as un processus de vérification pour certifier l'intégrité des bloc binaires reçus, et si ce n'est pas le cas un message d'erreur est renvoyé et le processus recommence.
Et après ces données sont stocké par la mémoire de ton DAC (probablement RAM) avant d'être traité par le DAC.
Par contre, je crois à la pollution électrique qui peut-être généré par l'alimentation de ton ordinateur ou streamer... un peu comme avec le secteur.
Le mieux rapport au cable, serait plutôt d'employer de la fibre optique, car contrairement au cuivre, la fibre est insensible au champs magnétiques. Et selon moi, ça n'engage que moi, utilisé une batterie plutôt que passer par des alimentations sur secteur.
Je pense que les gents entendent des différences entre leur streamers, mais quand tu connais le protocole c'est dur à imaginer que ce soit du a une altération des 0 et des 1, ce serait le cas si le protocole utilisé était l'UDP (protocole qui sert pour les conversations téléphonique).
En tout cas, même si les anticables, fusibles ect, l'expérience me porte à croire que les champs électriques magnétiques sont un vrai problème pour l'audio, et plus ou moins à soigner dans tous les maillons de la chaine.

Voilà, je ne sais pas dans quelle mesure cela peut faire avancer le shmilblick. Un peu comme beaucoup, je n'ai pas la science infuse, c'est une piste, par contre pour le protocole TCP et la fibre, c'est du tangible.
Le sujet est intéressant, et douter, c'est aussi réfléchir... même si on ne détient pas obligatoirement la vérité (le prendre comme un message que je m'adresse à moi-même)
restons humbles devant ce que l'on ne comprends pas

[Glacier78]

A ce que je vois, les curious cables, dédiés au transfert audio par USB, isolent le signal audio proprement dit du fil d'alimentation 5V de l'USB. Bien qu'il s'agisse normalement d'une tension continue fixe, cette alim est potentiellement polluée par divers signaux alternatifs parasites pouvant contaminer l'audio par induction. Moins chers, mais je ne sais pas si c'est aussi efficace, et facile à mettre en oeuvre, il existe aussi des splitters USB pour séparer le 5V et les données dans 2 cables distincts.

Globalement il nous faut garder en tête que toute information numérique reste immanquablement portée par un signal électrique analogique par nature. Ne pas prendre soin de ce signal, c'est tôt ou tard induire dans une puce numérique une mauvaise lecture des bits. Un signal carré trop amorti ou décalé dans le temps (avance ou retard) peut induire la lecture d'un 0 à la place d'un 1.

Cela faisait longtemps que je n’étais pas satisfait de la sensation rendue pas mes dac-amp lorsque ces derniers étaient branché en USB à mon PC. J’avais également l’impression que le rendu n’était pas le même lorsque ces dac-amp étaient branchés en USB à ma tablette sou à mon téléphone.
Suite à ce poste j’ai ressorti mon ancien IFI iUSB3.0 que je viens de compléter avec un câble Ibasso CB19.
Si l’apport du câble CB19 mérite encore quelques tests, la différence apportée par le iUSB est subtile mais bien là. A mes oreilles, l’iUSB apporte une certaine douceur au rendu. C’est moins ciselé, globalement plus doux voir plus homogène.
Je ne sais pas si le signal est plus propre avec iUSB ou si ce dernier modifie quelque chose (comme une certaine forme d'EQ) ou encore s'il injecte un peu de snake oil dans les câbles mais à mes oreilles il y a bien une différence.
A noter que le câble reliant mon PC au iUSB et de bien meilleur qualité que le ‘bête’ câble USB-C que j’utilisais avant.