Le transport digital, comment ça marche ?

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Dur_de_la_feuille
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Le transport digital, comment ça marche ?

Message par 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.
:jap:
Dernière modification par Dur_de_la_feuille le 16 janv. 2025 12:47, modifié 3 fois.
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Message par Dur_de_la_feuille »

Espace réservé à la synthèse qui émergera progressivement
:geek:
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Message par 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.
Dernière modification par Dur_de_la_feuille le 16 janv. 2025 17:59, modifié 3 fois.
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Message par 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
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Message par 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
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Dur_de_la_feuille
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Message par 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.
Dernière modification par Dur_de_la_feuille le 16 janv. 2025 18:38, modifié 1 fois.
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Message par 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 ?
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Message par 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.
En nomade : Hiby R8 > Final Audio A8000/Spiral Ear SE-6 Edge
En sédentaire : Hiby R8 > Quloos QH1 > Hufiman Susvara (!!)

Je crois qu'on peut dire que je suis bien là.
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Message par 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 ?
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Message par Dur_de_la_feuille »

TheDecline01 a écrit : 16 janv. 2025 22:42 ... un transport numérique transporte fondamentalement des 0 et des 1...
Oui, les voici mesurés à l'oscilloscope les bits d'un signal S/PDif
Image

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

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... :soumis:

More to come 🫴

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

* Évidemment, ces câbles n'inventent rien. Dépendent du reste...
ΑΩ : QLS "QA361 - Super Slow ~ Mellow ~ High Voltage ~ Low Gain ~ Fw 1.4.8" + 台灣Aure "PrimeS" + câble EA "Cadmus Founders Edition - 10/100" symétrique.:bravo:
缘分 : Aune "M1s - MP ~ Low Gain ~ Fw 1.06" / Aune "M1p - LA ~ Low Gain ~ Fw 1.078" + 台灣Aure "Ringo" + câble EA "Ares S Founders Edition - 4/10" symétrique. (l)
יְדִיעָה : Google "P7 pro" + Zorloo "Ztella" + Fidue "A83" + Câble NiceHCK "Black Foster" asymétrique. :diplome:
계시 : Embouts Canal Works "肉球 Gel, Large Bore" L - "Whirlwind tips" L - Cartes SD SanDisk "Ultra". (Y)
निर्वाणम् : Holo "Spring 3 KTE", Nuprime "Cdt9 + Lps212", Musician "MDP-2", McIntosh "Mc501" (x2), Focal "Micro Utopia Be", REL "T/7x" (x2), DSW "REL True Link" (x2), Murmure Audio "Ultimate" (XLR, HP, AES, Secteur, Barrette), Klinger "Floating Board", Synergistic Research "Master et Purple fuses", Ingress Audio "Rollerblocks", Marigo "Virtuoso Black CD Mat", résonateur de Schumann "Chartres Mk II", pièce dédiée. :soumis:

"Avec le temps et la patience, la feuille du mûrier devient de la soie..." :jap:
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