TVC Audio - The Vintage Corner

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SPDIF INPUT


Trois lignes d’introduction

Durant les travaux sur la qualité de la transmission du signal SPDIF depuis le lecteur CD vers le convertisseur numérique analogique (DAC), il a été surprenant de constater que le traitement du signal était généralement très mauvais entre le connecteur d’entrée et le circuit de conversion : on peut s’échiner à amener le meilleur signal SPDIF possible au convertisseur, mais l’électronique d’entrée dégrade tout !

C’est à partir de cette constatation qu’est née l’idée d’un module SPDIF IN pour les convertisseurs. Cet article propose une approche technique et objective, l’article suivant proposera une implémentation du module au sein d’un DAC et des commentaires subjectifs sur les résultats d’écoute. Difficile de retenir l’enthousiasme, mais restons pour l’instant dans le domaine de l’objectif.


Le jitter de transport

Après avoir mesuré avec soin la clock TVC, il est intéressant de voir ce que l’on peut nomer “jitter ajouté par le transport”. Par le transport on entend la chaîne qui part du lecteur de CD jusqu’a réception dans un DAC. Cette mesure vient après la mise au point du module TVC d’entrée SPDIF pour convertisseur.

En d’autres termes, dans le cas qui nous intéresse, l’objectif est de mesurer la dégradation du signal en utilisant les différents modules TVC. Pour rappel TVC développe le module super clock et le module SPDIF pour la sortie des lecteurs CD, ainsi que le “câble TVC”.

Le nouveau module s’inscrit dans la logique en s’installant en tant que récepteur du signal SPDIF dans le boîtier du convertisseur. D’un point de vue physique, le module “Input SPDIF” propose une prise BNC visible à l’extérieur du convertisseur. Dans le boîtier le module Input est connecté au plus proche du circuit de conversion...

Le module prend le signal SPDIF 75 ohms, le met en forme pour une plate-forme donnée ( 5V ou 3V3).  La finalité de ce module est de remplacer l’électronique d’entrée SPDIF dans les convertisseurs, car en général un beau signal sur le connecteur d’entrée est très fortement dégradé par l’électronique indigente du convertisseur.



Le module de sortie mis au point.


La mesure

Le principe de la mesure consiste à prendre un signal carré (une clock en fait) à très faible bruit de phase et le transmettre par un module TVC SPDIF out et réception par le dernier né des modules TVC. Ainsi on peut ainsi regarder la dégradation du transmetteur, du câble et du récepteur.


Notes : Agilent E5052B est l’appareil qui mesure le bruit de phase.

Tout d’abord l’oscillateur de référence avec un bruit de phase de -110 dbc à 10 Hz est le meilleur que nous avons construit. Il nous sert de référence.




La courbe en brillant est la clock, en sombre c’est le signal un fin de chaîne.

En sortie du connecteur BNC du module SPDIF out on a une légère dégradation du bruit de phase, mais cela reste excellent. Il y a des raies ( une foret en fait) avec un beau 50, 100, 150 Hz, c’est bruit capté lors de la mesure.. Satané 50 hz si difficile a maîtriser.



Après le câble RG179 BNC-BNC d’un demi mètre, on a :



On perd encore un peu mais c’est faible. La plancher de bruit (point 6 à 100 Khz) est supérieur de 5 dbc et par contre, le bruit a 10 Hz n’est pas impacté ! Cela laisse présager d’une bonne performance...


Et pour finir le signal en sortie du module “SPDIF In” :


Le signal utile subit une dégradation du plancher de bruit perdant d’un coup 20 dbc.

En référence on a une autre version du module SPDIF Input. La solution du haut demande encore des analyses.

Conclusion pour les applications SPDIF

Si il est malheureux de voir un Jitter rms passer de 250 fs (au niveau du module d’horloge) à 2,5 ps rendu dans le convertisseur, il faut noter que le bruit de phase qui nous intéresse est la bande fréquence de 10 hz  à 20 kz  où les performances du module restent excellentes : -111 dBc à 10 Hz.

Les circuits comme le CS8214 de Cristal Semiconductor laissent passer le jitter entrant jusqu'à 25 Khz, et donc avoir un très faible bruit en basse fréquence est bien utile pour les applications audio. La courbe ci-après montre les capacités de réjection du jitter.

Le principe est d’injecter un signal dont on maîtrise le jitter et de le comparer en sortie. Ensuite on trace la courbe suivante (tirée de la data sheet du CS8214) :


Ici voit que même le jitter entrant est amplifié jusqu’a 2 db dans la zone 2 Khz à 20 Khz. L'atténuation est de 20 db / décade. Le CS8416 a le même comportement mais les fréquences sont légèrement différentes avec des pentes plus forte.  Le SRC4392 souffre des même maux. Se sont des passoires en ce qui concerne le jitter entré en dessous de 40 Khz. Cela impose l’utilisation de solution à très faible jitter pour alimenter le DAC. Tous les DAC fabriqués à partir des circuits de Crystal ou TI sont très sensibles au jitter.

A la vue des mesures du module Input SPDIF de TVC, l'impatience d’une implémentation dans un convertisseur est difficilement contenue ! Pour passer à la pratique, le Wadia X32 est le candidat idéal. La suite est développée dans l’article “Wadia X32 - revu par TVC”, article dans lequel on confirme que le X32 est une formidable (mais accessible) machine !



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