Septembre 2007

nouvelle entrée numérique #########

Niveau 2 : assez difficile

 

Un peu de théorie, mais pas trop

Je vous en avais parlé avant l'été en Juin, le DCX2496 est affublé par conception d'un triste défaut : il est à peu près incapable d'échantilloner correctement à la fréquence de 96KHz.

En soi (ou en soie si vous avez un penchant pour le luxe) cette tare ne présente rigoureusement aucun inconvénient, après tout la galette argentée que vous glissez dans votre lecteur est irrémédiablement gravée au format d'échantillonage de 44.1KHz choisi par Sony et Philips pour le standard Compact Disc. Le (sur)échantillonnage à 192KHz n'est donc pas l'objectif du tweak. Pour ceux ignoreraient ce que le mot échantillonnage (sampling en anglois) signifie, je les invite à consulter ce lien afin d'en comprendre les principes et rendre par la même occasion un hommage à Harry Nyquist et Claude Shannon qui ne se doutaient certainement pas qu'un jour un détraqué opérant à la tresse à dessouder leur ferait révérence ici.

Le théorème de Nyquist-Shannon énonce ceci : "Exact reconstruction of a continuous-time baseband signal from its samples is possible if the signal is bandlimited and the sampling frequency is greater than twice the signal bandwidth". Ce qui signifie à peu près que la reconstruction exacte d'un signal est possible si le signal est limité en largeur de bande et que la fréquence d'échantillonnage retenue est plus grande que deux fois la largeur de bande de signal. Bingo, vous commencez à entrevoir pourquoi le standard du CD a été fixé à 44,1KHz : la largeur de la bande de fréquences à reproduire est de 20KHz. Si vous connaissez votre table de 2 vous avez compris. Le théorème de Nyquist-Shannon (ah les braves hommes) est assorti d'une montagne de formules et j'éviterai de vous noyer sous des explications complexes, sachez simplement que pour nous autres les coupeurs de décibel en 96 le suréchantillonage (oversampling) présente entre autres les trois avantages suivants :

C'est pourquoi beaucoup d'appareils audionumériques utilisent le suréchantillonage, je vous laisse décortiquer les argumentaires et les notices des constructeurs.

Où l'on découvre le lourd secret du DCX2496

Revenons à notre DCX2496, qui comme son nom l'indique, traite le signal numérique à 96KHz, c'est à dire 96.000 fois par seconde. Bien suffisant me direz vous, et je répondrai : non.  Car le DCX2496 est affublé d'une tare congénitale et définitive dans ses chromosomes, un maudit bug gravé pour la nuit des temps dans le logiciel de la puce d'échantillonage Cirrus Logic CS8420 choisie par Behringer. Ce bug provoque un fonctionnement erratique du SRC (Sample Rate Converter) que le chip contient, et cela de manière tout à fait imprévisible.

Lorsque le SRC se met à déc... euh, à décrocher, cela s'entend immédiatement. La seule solution consiste alors à éteindre puis à remettre sous tension le DCX2496, ce qui revient à faire CTRL+ALT+DEL avec le clavier de votre PC, autrement dit réinitialiser le CS8420 et ainsi à le faire sortir du mode dégradé dans lequel cet abruti est entré sans qu'on le lui demande. A croire que c'est Microsoft qui a conçu le circuit.

Ce mode, Cirrus, toute honte bue, le décrit à la page 49 de sa datasheet :

 

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Le reste des pages décrivant les Application issues est à l'avenant. En clair, de temps à autre et sans que l'on sache vraiment pourquoi le SRC tombe à genoux et implore grâce en postillonant sévère. Au point que l'on se rue sur le bouton de volume du système, persuadé qu'un amplificateur se prend soudain pour un membre d'Al Qaïda (branche Youkaïdi) et balance de joyeuses rafales d'AK47 dans la pièce. Si si, je vous assure cela m'est arrivé régulièrement, d'ailleurs faites l'essai : si vous disposez d'un upsampler tel que celui-ci pour alimenter votre DCX, commutez le sur la fréquence d'échantillonage de 96KHz et écoutez un disque un peu chargé en modulation, vous m'en direz des nouvelles. C'est ce phénomène que Cirrus décrit pudiquement comme "notches occuring in the frequency response and spurious tones being generated in response to some input frequencies". Sur certains fora en langue anglaise des utilisateurs déconfits parlent de " frying egg " pour évoquer le bruit que provoque ce phénomène, ce que je trouve bien imagé. Voilà donc déjà au moins une bonne raison de se pencher sur cette zone du Behringer : son SRC. Et par extension sur l'étage d'entrée numérique. Vous allez voir qu'il y a plein d'autres bonnes raisons.

 

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Où la cavalerie arrive (une fois encore) au bon moment

Après moultes recherches tous azimuts je me suis tout à coup souvenu qu'un copain audiophile allemand avait drastiquement résolu le problème en utilisant un chip Cirrus Logic CS8416 , sorti après le CS8420 et débarrassé de la tare de son aîné, mais mon copain s'y prenait de manière très délicate pour le DIYer bi-sénestre, voire Parkinsonien : il fallait couper certaines pattes de la puce CS8420 (composant CMS dois-je souligner) et greffer sur les minuscules et fragiles pads du circuit imprimé un circuit maison additionnel via une nappe savament éfilochée, un peu à la manière d' Alien tentant de se reproduire avec la délicieuse Ellen Ripley dans le film de Ridley Scott (ah quelle scéne mythique). Bref, de quoi faire rebrousser chemin aux plus courageux. Je vous rappelle que cette puce est au format SOIC 28 , c.à.d. le pitch, l'espacement des pattes de connection sur le circuit imprimé. Autant dire que l'opération équivaut à effectuer l'ablation des testicules d'une mouche avec une tronçonneuse. Oui je sais, je suis originaire du Sud et j'ai une tendance à galéjer, mais à peine.

Je m'en suis ouvert à Selectronic qui après une étude approfondie du problème m'a proposé de réaliser un circuit plug&play lequel, je ne cache pas mon admiration, présente une foule d'avantages et pas des moindres. Les anglos-saxons disent dans un cas semblable qu'ils "tuent deux oiseaux avec une seule pierre" (kill two birds with one stone). Vous allez voir qu'ici on dispose d'un sac de pierres et que nous allons manquer d'oiseaux :

Et maintenant, place aux images car je suis au bord du clavier-elbow et je préfère vous laisser admirer la bête.

Bien entendu je rédigerai une page sur l'installation de la carte dans le DCX. Les trous apparaissant en haut à gauche du circuit correspondent à l'emplacement de la deuxième horloge TCXO optionnelle, celle qui remplace l'horloge interne. De la belle ouvrage crénom de nom !

Aussitôt que je serai en mesure de le faire je rédigerai un compte rendu d'écoute circonstancié des apports de cette ultime modification. Pour faire bonne mesure nous équiperons deux DCX qui seront écoutés à l'aide de la méthode de comparaison par contraste au sein de deux systèmes de référence différents et par deux auditeurs afin de bien identifier ce qui se passe. Je pressens tout de même qu'en raison d'un filtre FIR plus performant dans la puce CS8416 par rapport à la CS8420, du transformateur haut de gamme et de l'horloge ultrastable la transparence du DCX devrait faire un nouveau bond en avant.

 

version de base

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Echelle #########

2 - installation dans le DCX2496