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WADIA X32 - revu par TVC


La guerre des mondes


Tout le monde sait que la terre est plate et que le soleil tourne autour, que les étoiles sont suspendues dans le ciel et qu’il faut les allumer et les éteindre sans cesse. Enfin, ce n’est pas exactement tout le monde qui sait cela, ce sont uniquement les personnes du camp des subjectivistes, autrement nommés “audiophiles”.


Il existe un autre camp, un camp dont les membres s’imaginent que la terre est ronde et qu’elle tourne autour du soleil. Dans ce camp, certains spécialistes de l’audio numérique s’échinent à utiliser la science pour effectuer des mesures. Les mesures sont utilisées en tant qu’outil - parmi d’autres -  pour comparer, mettre au point et construire des équipements souvent utilisés par l’autre camp. Ceux qui font des mesures sont des “objectivistes”.


Comment savoir qu’un appareil est meilleur qu’un autre ? L’audiophile dispose d’une méthode infaillible. Cela s’appelle le “foot taping” : derrière cette locution aux accents anglo-saxons se cache une idée simple : un appareil (audio) est bon lorsque durant une “écoute” (il s’agit en réalité d’une cérémonie de baptême ou de damnation de tel ou tel élément audio) l’auditeur-audiophile ne peut retenir son pieds et le laisse vibrer au rythme de la musique.


Le scientifique dispose d’un système très empirique qui consiste a effectuer des mesures. Comme les audiophiles donnent des avis positifs sur des appareils (fabriqués par les scientifiques)  mauvais aux mesures et donnent des avis très négatifs aux appareils excellent aux mesures, les mesures ne servent pas à grand chose, si ce n’est à faire plaisir aux scientifiques et à accroître la distance entre les deux camps. Une des pierre à mettre à l’édifice du schisme est certainement cette absurde idée d’amplificateur à tubes : des appareils à la technologie obsolètes et aux mesures très mauvaises, que régulièrement les audiophiles préfèrent à leur homologues à transistors.


Les audiophiles ne s'embarrassent pas des mesures, par contre ils sont dotés d’une grande expérience acquise selon deux sources principales : d’une part l’audiophile du modèle standard a emmagasiné une grande sagesse par le truchement des ses nombreuses lectures (les magasines financés par la publicité), d’autre part il a pu expérimenter par lui même des effets plus ou moins prononcés sur la qualité sonore modifiée par tel ou tel changement dans tel ou tel système. En général l’ignorance de l’audiophile lui permet de tirer des conclusions erronées d’expériences mal menées.


Les scientifiques ont quelques victoires à leur actif. Par exemple le téléphone portable, les ordinateurs, le GPS : tout cela se voit et l’on ne peut en nier l’existence. Curieusement ce qui est du domaine de la vue est évident, mais pour ce qui s’entend, l’évidence disparait et les deux mondes, scientifiques et audiophiles s’affrontent.


Aujourd’hui la guerre (de l’audio) est en passe d’être terminée puisque les travaux scientifiques sont validés par l’écoute : enfin une théorie du Grand Tout qui unifie les deux théories inconciliables de l’audio moderne (la scientifique et l’audiophile). Après la conception du module SPDIF Input, l’heure est venue de greffer la chose dans un DAC afin que les audiophiles constatent le bien fondé de la démarche !


Introduction


Le Wadia X32 est le “petit” de la famille des convertisseurs Wadia première génération. Aussi sophistiqué que ses aînés dans la mise en oeuvre de l’algorithme maison, la machine est construite autour de deux DSP qui réalisent le filtre de suréchantillonnage.

La caractéristique des Wadia est de réaliser une interpolation de Lagrange dont la réponse impulsionnelle est reconaissable entre mille :



Aujourd’hui régulièrement disponible d’occasion, il présente de nombreux avantages :

  • il ne coûte désormais pas plus cher qu’une vilaine chinoiserie

  • le boîtier est aéré, ce qui facilite l’ajout de modules supplémentaires

  • intégration du système Wadia avec le filtre polynomial de Lagrange d’ordre 12 avec la réponse impulsionnelle visible sur le graphe ci-dessus !


Hors deux ou trois exceptions, tous les convertisseurs ont une réponse impulsionnelle qui a le défaut... De son filtre d’interpolation ! Pour observer cette réponse, il suffit de jouer un fichier wav spécifique ( ce n’est pas de la musique) et regarder sur la sortie analogique avec un oscilloscope.


Le tour du proprietaire

Dans le but d’installer quelques modules TVC (le tout nouveau SPDIF Input de TVC et de nouveaux modules d'horloge 22.5792 et  24.576 Mhz) on commencera par faire un état des lieux avec quelques oscillogrammes pour comprendre la conception du Wadia X32 avant modifications. C’est la seule méthode viable (une sorte de rétro-conception) car avec les appareils Wadia des années 90, il n’y pas de Service Manual disponible.


Entrées SPDIF


Le X32 a deux entrées BNC visibles en haut à gauche de la carte et une entrée optique plastique (Toslink) ou sur option en verre ( carte visible à droite du boitier, on voit la longue nappe entrer à l'opposée des BNC sur la carte). 

Les chemins sont très différents car les BNC entrent par le coté gauche de la grande carte et l’optique par le coté droit - nappe bleue. En cas de besoin, l’entrée optique pourrait être équipé d’un module SPDIF Input pour avoir 3 entrées BNC. Cette perspective est très intéressante, car nous sommes audiophiles confrontés a de multiples sources numériques et dans le Wadia X32.3 nous trouvons tout ce qu’il nous faut.

Ci-dessuos le détail de l'arrivée des BNC sur la carte, les connecteurs vissés en bas à droite, et le 74HCU04 un peu plus haut :




L’entré SPDIF est mise en forme par un réseau de résistance suive d’une série de 3 amplificateurs 74HCU04 pour élever le niveau du signal de 0.5 à 5V. Dans un premier temps, le signal est aplati  avec des pentes de 15 ns pour 5V puis raidi jusqu’a 5 ns pour 5V par l’amplification des portes HCU. La voie A est pris en charge par coté gauche sur la photo du 74HCU04 et sort pin 6 et la voie B par le coté droit et sort pin 8.



Les clocks

Le Wadia X32 en tant que DAC doit traiter 2 familles de signaux numériques : la famille du 44.1 Khz pour le CD, et le 32 et 48 Khz. Ces oscillateurs sont construit autour d’un transistor 2N2222  (Q1 et Q2) et avec un condensateur variable (C60 et C63). La piste qui traverse de gauche à droite en passant pas le symbole sérigraphié Y1 est l’entré SPDIF optique. La piste passe juste en dessous du quartz 24.576 Mhz.



Détail de l'horloge du Wadia X32 : au centre on trouve 2 quartz dont un Y1 ou on peut lire la fréquence “24.57R9M” qui est un quartz fondamental à 24.576 Mhz, et l’autre Y2 est le 22.5792 Mhz. Les signaux sont amplifiés par le circuit 74HCU04 de National Semiconductor, un coté pour le 24.576 (sortie pin 4) et l’autre le 22.579 (pin 8).  Les composants CP4 et celui C61 sont des varicap indices que se sont des VCXO.  Les comparateurs de phase (IMI4345BB) calcule la différence la bit clock et un autre, la différence est introduite par les varicaps et la frequence du VCXO est modifié.


Horloge 22.5792 Mhz

La logique 74HCU04 est au maximun de ce qu'elle peut, 24 Mhz c’est beaucoup pour elle. Mais fin des années 80, il n’y avait que cela.

Avec un oscilloscope normalement on ne peut pas mesurer le jitter, mais ici on peut le voir quand il y en a beaucoup. C’est le cas quand le Wadia n’est pas synchronisé :

Horloge 24.576 Mhz



Autre bizaritude : les oscillateurs ne sortent pas de niveau et il nécessaire d’amplifier les horloges avec le passage par 3 portes HCU.  Mais le 22.5792 MHz et le 24.576 MHz sont traités par le même boîtier et cela n’est pas la meilleure solution pour éviter l’influence d’un oscillateur sur l’autre.


Avant d’installer les modules TVC même s’ils laissent présager une amélioration certaine des horloges et même de l’entré SPDIF,  on ne peut pas résister à l'envie de doter l'appareil de fiches SMA pour réaliser des mesures de bruit de phase de l’entrée SPDIF et des clocks.


Conditions de mesure

Pour faire le mesure de bruit de phase, il faut absolument fournir un signal SPDIF afin que le Wadia soit verrouillé.

Bruit de phase de l’oscillateur 22,5792 Mhz :



Bruit de phase de l’oscillateur 24.576 Mhz :


Le 24 est meilleur que le 22 et donne quand même 217 ps.  Ce sont des chiffes commun en audio numérique mais la marge de progression est grande (un facteur dix sur cette mesure).


Ce que l’on peut tirer des allures de spectre de bruit de phase, est que se sont des VCXO et non de simples oscillateurs XO. Le bruit de phase dépend du jitter à l’entrée car en faisant la mesure sur l’entrée SPDIF, le bruit de phase a baissé de manière non négligeable. Remplacer le quartz par un oscillateur TVC n’est pas une bonne idée. Le Wadia est une machine complexe, il faut maintenant refaire le schéma de l’oscillateur pour comprendre la forme du bruit de phase.


Parallèlement à cela, il faut se doter d’une source SPDIF de haut qualité. L’installation d’un module TVC dans le lecteur a carte GLS QA 550 est une solution sympathique car le lecteur est compact, leger dispose d’une sortie BNC.


Cela est réalisé, on va procéder à de nouvelles mesures...


Les entrées SPDIF :


Pour faire une comparaison entre le module SPDIF et l’entrée standard du Wadia, le point de mesure est choisi pour être au même niveau dans la chaîne de traitement de ce que le Module TVC SPDIF Input délivre juste avant le entrée dans le CPLD ( circuit logique programmable). Les deux entrés SPDIF entrent dans ce circuit, le choix de l’entrée est  faite à l’intérieur du circuit et le Wadia l’indique sur sa face avant :


Voila la comparaison entre l’entrée standard et le module SPDIF Input TVC : nettement mieux il y a 20 dbc d’écart, c’est à dire un immense écart. Ces mesures permettent de valider la démarche, l’évolution est validée d’un point de vue scientifique.  



Installation des modules

L’installation du module d’entrée SPDIF dans le Wadia X32 est le contraire d’un massacre : l’appareil dispose deux deux entrées BNC d’origine. On enlève une des deux entrées et l’on installe un module à la place : la comparaison sera possible entre les deux !.


Tout d’abord, il faut se dire que le changement de l’entrée SPDIF est important à plus d’un titre :

    • entrée isolée galvaniquement

    • meilleures performances en bruit de phase


L’isolation galvanique est un point important. Suivant les drives  il se produit de temps en temps ( d’une installation à une autre) des problèmes de boucle de masse produisant de la ronflette. L’utilisation d’un transformateur en entrée est peu classique et rare dans les DAC mais avec les courbes de bruit de phase ci-dessus, on a la preuve que les solutions avec transformateurs ne sont pas toutes mauvaises contrairement à ce que l’on peut lire sur des forums audio de bricoleurs (“fais le toi-même”).


Le vaste boitier du X32 est appréciable, on y est à l’aise pour mettre des modules :


Le modules est placé dans le perçage de la BNC Wadia qui a été démontée et agrandi légèrement pour recevoir la BNC du module :

A gauche,  avec son connecteur orange (power 5V) , on fait attention à prendre le 5V digital :



Le signal passe par une fiche SMB pour être injecté a la place de l’ancien signal.



Pour cela, on coupe à ras du boîtier la pin 6 qui la sortie du dernier ampli de la solution. On nettoye le perçage de la pin, pour y souder à la place, le câble sans toucher la sortie au ras du boitier. Le blindage du câble est soudé sur la pin 7 du circuit qui est la masse. Si on veut revenir en arrière, alors il  faudra changer le MM74HCU04 qui est encore en production.


Le résulat est un signal SPDIF symphatique. On ne peut pas faire mieux (la source est un lecteur Kenwood DP 990 SG équipé des modules TVC) :

 





Conclusion technique et premières écoutes

Les mesures sont bonnes et d’un point de vue technique, c’est suffisant.


Concernant l’écoute, c’est tout simplement formidable ! Supprimer un petit tas de Jitter, et le gain dans la scènes 3D, dans l’ampleur du son est développé comme jamais. Pourtant le Wadia X32 d’origine est au dessus de la moyenne, mais avec la nouvelle entrée la différence est flagrante.


Une chose est sure, on ne revient pas en arrière avec l’entrée originale de Wadia (le X32 de test disposait d’une SPDIF input originale et du module SPDIF input sur la seconde entrée). Lors de l’essai, l’opérateur (délégué au changement d’entrée) que j’ai été, a vu les bras se lever parmi l’auditoire en signe de protestation véhémente !


Le naturel reprend le dessus

Tout cela, après réflexion, confirme que le comportement du X32 est similaire aux circuits Cristal CS841x, que leur PLL ne peuvent pas éliminer le jitter. Dans la version d’origine du X32, le circuit d’entrée a un bruit de phase autour de 125 ps. Mais pour l’époque il s’agit d’une performance exceptionnelle. Avec les lecteurs de CD  l’ajout des modules TVC a changé la donne : les drives équipés des modules TVC ne présentent plus que que quelques pico-seconde. Avec l’installation du module TVC SPDIF Input, on fait sauter un bouchon téchnologique et c’est en toute logique qu’a l’écoute les résultats sont imédiatement accessibles à nos oreilles. Et tout cela avec une câble secteur digne d’un ordinateur et des pieds en caoutchouc gris qui fondent avec le temps, c’est à dire loin des canons de l’audiophilie.


Une deuxième analyse me vient : Concernant le Wadia X64, l’entrée optique glass est réputée meilleure que les entrés BNC, d’après des lecteurs de TVC (et la littérature de l’époque). Maintenant tout s’éclaire : l’entrée optique évite la remise en forme et la “taxe” de 125 ps en Jitter.


Je suis a peu près sur que le X64 peut bénéficier des mêmes avancés avec le modules TVC.  Même si le circuit de remise en forme est différent (MC3430), la conception à cette époque ne disposait pas des outils d’aujourd’hui. Et le reste est similaire avec une PLL externe et 2 VCXOs.


La traque du jitter

La traque du jitter est un art difficile car il nécessite de moyens techniques que l’on ne trouve pas chez les amateurs.


L’audiopathe moyen s’en remet à l’empirique et ses faibles connaissances techniques le poussent à invoquer la magie des câbles (signal, secteur) et des gris gris (supports spécifiques et onéreux, démagnétiseurs, etc...) pour faire progresser son système. Bien entendu (si j’ose dire) une chaîne numérique mal maîtrisée est forcément sensible aux câbles puisque la médiocrité des interfaces électroniques sera plus ou moins modifiée.


Loin de la magie (des câbles secteur pare exemple), la réduction du jitter passe par la science des ingénieurs. Sans mesures, pas de progrès possibles : seule une démarche rigoureuse permet de mettre au point des solutions solides, répétables.


L’exemple du module SPDIF input est assez parlant : le coût est mesuré, sans rapport avec les objets magiques cités plus haut et ce sont à la fois les mesures et les résultats d’écoutes qui permettent de le qualifier : le lecteur choisira !


Maintenant, pour allez plus loin, il faut refaire des mesures avec l’entrée TVC, et peut être faudra t-il concevoir un module VCXO, qui soit proche de la qualité des clocks TVC afin de l’intégrer dans les  PLL du Wadia X32. Rendez vous dans 6 mois !



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