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Tous les câbles : modulation, alimentation, enceinte

Quel câble numérique pour l'audio : si on testait ?

Message » 02 Nov 2016 20:56

Comme la question « la qualité des câbles de transfert numérique pour mon système audio est-elle importante ?» donne régulièrement lieu à des débats interminables, j’ai effectué une série de tests afin d’apporter une réponse. Libre à tous de réfuter ce test en démontrant qu’il est insuffisant.


Voici d’abord la réponse qui vous donnera, j’espère, envie de lire la suite et, éventuellement, d’effectuer vous-même le test si vous doutez de ma démonstration.

Question : « la qualité des câbles de transfert numérique pour mon système audio est-elle importante ?»

Réponse : « N’importe quel câble USB de moins de 5m, n’importe quel câble SPDIF coaxial de moins de 5m, convient pour un transfert numérique audio parfait. »


Voilà, ça c'est fait :ko: , donc maintenant,
Préambule :

Je fais partie du camp de ceux qui choisissent le câble le moins cher : les protocoles de transferts utilisés sont solides et cela fait bien longtemps maintenant que les chipsets gérant le transfert sont au point.

Mais les partisans du câble audio numérique « de qualité » répondront que dans les protocoles de transfert SPDIF, mais aussi pour l’USB audio, il n’y a pas de contrôle d’erreur ni de renvoie des données erronées. Il est donc possible d’avoir une perte de donnée, soit car la source ne lit pas correctement ses données, soit car une perturbation rend des données illisibles, soit car la source et le récepteur ne sont pas/plus en phase et des données sont loupées.

A force de lire ici et là des personnes ayant changé de câbles numériques et entendant des différences, je finis par avoir un doute : soit mes certitudes vont s’effondrer, soit ces personnes entendent une différence mais elle ne provient pas du transfert numérique. Elles sont, cela va de soi, de bonne foi : tout le monde n’est pas actionnaire d’Audioquest. :bravo:

La question est donc de quantifier ses erreurs et, s’il y en a, d’en connaître l’impacte sur l’écoute.

L’idée est de remplacer le convertisseur numérique/analogique (DAC) par une carte son qui enregistrera le flux audio reçu et de comparer celui-ci à l’original. Puis d’effectuer ce test avec différents câbles USB et SPDIF, par exemple de plus en plus long, jusqu’à ce qu’une différence existe ou une erreur se produise.

Vous pouvez reproduire strictement le même test chez vous est ainsi vérifier l’intégrité numérique de votre système, si vous possédez un carte son munie d’une entrée SPDIF (test du SPDIF). Pour tester un câble USB, il vous faudra un convertisseur USB/SPDIF.

Le test :

Pour la lecture j’utilise mon PC de salon équipé d’une carte son interne RME HDSP9632. Le player audio Foobar est paramétré en WASAPI sur la sortie audio SPDIF de la carte son.

Pour l’enregistrement, j’utilise mon PC de bureau équipé d’une carte son M-audio delta192 interne.

Les deux PC ont une alimentation à découpage ATX classique, plusieurs disques durs, plusieurs ventilos, bref des environnements « bruyants ».

Tous les volumes numériques des deux PC sont bien entendu à 100%, pas d’équalizer ni de replay gain.

Pour l’enregistrement, j’utilise Audacity ainsi que Goldwave : ce dernier permet de sauvegarder les enregistrements sous forme de fichiers texte et ainsi de faire des comparaisons précises, sample par sample.

Audacity doit-être paramétré en Wasapi sinon on perd 1 bit de définition à l’enregistrement.

J’utilise pour mon test un extrait de 30s du « petit pain au chocolat » de Joe Dassin, en 16 bits 44100 Hz sauvegardé en FLAC. C’est tout de même moins chiant que les Variations Goldberg par Glenn Gould. :hehe:

Si l’enregistrement obtenu sur Audacity est strictement identique au fichier initial, c’est bien que le transfert numérique est parfait : un DAC, remplaçant la carte son M-audio, recevrait strictement les mêmes données, dans le bon ordre. Le DAC possède donc tous les éléments nécessaire à la reconstitution du signal analogique, l’horloge pouvant être générée en local.
Pour les décalages temporaires de fréquences (jitter ou gigue), ce n’est pas le rôle du câble ni de la source de les limiter mais bien celui du DAC, en réception.
Idem pour les éventuelles perturbations pouvant affecter la sortie analogique du DAC : celui-ci doit être isolé calvaniquement.
Concernant la gigue ou les perturbations électromagnétiques, Il s’agit donc uniquement de constater si elles affectent les données numériques transmises en les modifiant.

1/ Test avec un Câble SPDIF no-name de 1.5m :

Image

je lance l’enregistrement sur Audacity. Puis j’ouvre le fichier original dans Audacity pour les comparer. Visuellement les deux pistes stéréo ont l’air identiques.

Image

Si j’inverse les pistes de l’enregistrement (dans Audacity sélection des pistes Effet/Inverser) puis je somme les deux pistes (Pistes/Mix and Renderer to new track), je devrais obtenir une piste stéréo nulle. Ce n’est pas le cas :

Image

Si on zoom le début des pistes on constate qu’elle sont identiques, si on zoom la fin des pistes, elles sont identiques mais décalées.
Je sauvegarde les pistes gauche de l’enregistrement ainsi que l’original sous forme de fichier texte à l’aide du logiciel GoldWave, pour les comparer sample par sample : je vous passe le détail, mais j’ai fait une petite moulinette qui compare chaque sample au sample +1 et -1 de l’enregistrement et recale quand un sample est sauté ou répété. Pour mieux comprendre, voilà un extrait de la piste gauche sur la première seconde d’enregistrement dans Excel :

Image

6 fois par seconde, un sample est répété sur l’enregistrement par rapport à l’original. Le reste est parfaitement identique. Ce décalage est régulier ( ici, tous les 6990 samples).

C’est sans doute le décalage entre l’horloge des 2 cartes son qui en est la cause : Les détracteurs pourraient dire que cela peut provenir du câble (jitter de transfert ?). Ok, voyons la suite.

2/ Test avec un câble SPDIF maison de 3m :

Image

Voici le câble, pas vraiment « audiophile » : j’ai scotché 2 vieux câbles RCA de 1.5m avec en jonction du câble électrique (prévu pour la lampes de chevet de mami). Inutile de dire que ni l’impédance de 75 ohms, ni le blindage du câble ne sont respectés.

J’obtiens le même résultat que précédemment : 6 samples répétés par seconde, tout le reste strictement identique.Le décalage est identique et ne change pas en fonction du câble. L’horloge de la carte M-audio est plus lente que celle de la RME (de 6/44100 seconde).

3/ test avec un câble SPDIF maison jusque 6m :

Même montage mais, cette fois, en rallongeant le câble électrique au milieu.

Image

Image

Jusque 5m de longueur totale, je ne constate aucune différence. A partir de 6m, on voit, sur l’enregistrement Audacity des différences par rapport à l’original : il y a des trous.

Image

L’export et la comparaison à l’original sur Excel permettent de constater qu’il y a toujours le décalage de 6 samples par seconde lié donc aux différences d’horloges. Les autres samples sont soit identiques à l’original, soit à zéro. A l’écoute, cela se traduit par des trous ou des micro coupures : c’est la loi du tout ou rien qui prévaut. Je ne sais pas si les samples à zéro sont liés à un contrôle de parité faux, donc données ignorées dans le protocole SPDIF, ou autre.

A propos des 6 samples supplémentaires à l’enregistrement :

Dans mon test, l’enregistrement est fait sur le SPDIF IN de ma carte son M-audio paramétrée sur son horloge interne. La non-synchronisation des horloges génère 6 répétitions d’un sample précédent par seconde.

Sur « Le petit pain au chocolat », à l’écoute attentive de l’enregistrement (avec les 6 samples supplémentaires par secondes), il ne me semble pas entendre de différence. J'ai refais le même test avec une sinusoïde à 20 000 hz car je ne l'entends pas et donc des erreurs s'entendraient immédiatement. C'est bien le cas : l'enregistrement donne une nouvelle fois cette répétition de samples qui produit à l'écoute des clics réguliers.

Pourquoi une sinusoîde de 20 000 hz et pas un fichier de silence : car la répétition d'un sample sur un fichier de silence reste un "silence", alors que sur une sinusoïde de 20 000 hz, cela va modifier le sinus et créer un son différent. Je pense que l'écoute d'un sinus 20 000 hz est un excellent moyen de tester l’intégrité numérique de son matos, mais attention tout de même à ne pas mettre trop fort : même si vous n'entendez pas, le HP l'entend. :ko:

On peut paramétrer la carte son M-audio pour qu’elle soit synchronisée sur la source SPDIF, comme le fait un DAC grâce à sa PLL : dans ce cas, voici ce que j’obtient en comparant l’original et l’enregistrement sur Audacity avec le câble de 6m :

Image

la différence entre l’original et l’enregistrement donne une piste parfaitement plate : les deux sont strictement identique.

En conclusion n’importe quel câble SPDIF fera parfaitement le boulot : si le câble est beaucoup trop long, cela s’entend par des micro-coupures ou des coupures franches. Dans le cas très improbable ou la PLL décrocherait, on entendrait des clics.

L’USB :

Pour effectuer ce test, j’utilise mon DAC Hifimediy Sabre USB DAC2 qui fonctionne en asynchrone. Le DAC peut aussi jouer le rôle de convertisseur USB/SPDIF et dispose d’une sortie SPDIF coaxiale.
Le PC + foobar est connecté par USB sur le DAC qui est raccordé par SPDIF à l’entrée coaxiale de ma carte son M-audio pour enregistrement. Le câble SPDIF utilisé est celui de 1.5m testé positivement plus haut. La carte son M-audio est paramétrée sur l’horloge SPDIF externe pour ne plus avoir le décalage de 6 samples et s’occuper uniquement de la transmission USB.

1/ Test avec un câble USB no-name de 1m

Image

J’obtiens un enregistrement identique à l’original.

2/ Test avec le même câble USB et une rallonge no name pas blindée de 2m :

Image

Toujours le même résultats : tous les samples sont parfaitement identiques.

La liaison USB asynchrone à l’air solide, je vais tester avec un câble très long puis le réduire progressivement :

3/ Test avec un câble USB bricolé (de 20m jusque 6m) :

Image

Image

Comme on peut le voir j’ai utilisé ce qui traînait pour faire ce câble pas du tout audiophile.. Un bout de câble USB no name coupé est relié à un câble réseau, liaison assurée 4 fils sur 4 fils à l’aide d’un vulgaire bout de scotch gris. De l’autre coté même trafic pour relier un vieux connecteur USB de PC puis mon câble USB bleu testé plus haut.

Je peux réduire la longueur totale du montage en réduisant le câble réseau.

- Avec une longueur totale de 20m, rien : le DAC n’est pas détecté sous Windows.

- Même test mais en réduisant le câble à 10m, 9m puis 8m : toujours rien, le DAC n’est pas détecté sous Windows.
- Test en réduisant à 7m : je vois une réaction dans la barre de tache Windows mais le DAC n’est pas détecté. Je pense que Windows détecte le 5V de L’USB mais le protocole d’initialisation échoue.
- Test en réduisant à 6m : le DAC est détecté par Windows. Je peux donc lancer le processus d’enregistrement. J’obtiens un fichier strictement identique à l’original.

Il semble que dès que le câble USB permet l’initialisation du protocole USB audio, alors le transfert audio se fait parfaitement. Je vais donc utiliser ce câble de 6m qui est à la limite du fonctionnement pour un test de « parasitage » :

- Test en faisant 3 fois le tour d’un micro-onde cuisant une soupe à la citrouille maison. Le micro onde est branché sur la même multiprise que le DAC et le PC :

Image

J’obtiens un fichier strictement identique à l’original et ma soupe est chaude.

On peut donc réchauffer la soupe au potiron tout en écoutant le petit pain au chocolat de Joe Dassin avec un câble USB no-name : le chocolat garde tout son arôme et l’odeur de citrouille n’interfère jamais.

Le transfert audio par câble USB est extrêmement solide lui aussi : n’importe quel câble USB permet un transfert parfait de l’audio numérique, même s’il fait trois fois le tour d’un micro onde en train de réchauffé une soupe au potiron maison (c‘est dire).

L'erreur de transfert due à un câble inadapté entraîne soit des coupures ou micro-coupures, soit des clics. Une erreur de transfert numérique ne se traduit pas par une perte de définition, de scène sonore, ou je ne sais quoi d'autre, en tout cas sur mes 3 DACs et mes deux cartes son.


Image

EDIT du 28/11 :
Le principal argument qui ressort des discussion sur ce fil et d'autres ici et ailleurs, c'est que l'intégrité des données n'est pas suffisantes, il y a les pollutions engendrées par la source.
Mon test montre que si il y a pollution, elle n’altère pas le signal numérique lui-même vu qu'il est parfaitement reçu.
Que reste-il alors ? Une pollution qui altérerait la sortie analogique du DAC ou l'horloge du DAC en transitant par "les fils conducteurs" ? Dans ce cas, il y a la fibre optique.
Nous avons alors les opposants au Toslink car celui-ci est générateur de jitter : j'ai testé le seul câble optique dont je dispose pour obtenir le même résultat, démontrant l’intégrité des données en réception. Une gigue créée par ce câble, ou plus certainement les connecteur Toslink, pourrait-elle "passer" la PLL du DAC sans qu'il décroche mais être tout de même audible ? Je n'en sais fichtre rien, mais la solution serait alors l'optique et un DAC pourvu d'un buffer en entrée permettant de réduire cette gigue à des niveaux inaudibles.
Dernière édition par robob le 25 Jan 2017 12:00, édité 3 fois.
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Message par Google » 02 Nov 2016 20:56

Publicite

 
Encart supprimé pour les membres HCFR

Message » 02 Nov 2016 20:56

Réservé :

Ici je vais tester de la même manière, différentes configurations sous Windows 10 :
- intégrité du Mixer de son Windows ("bit-perfect" tant qu'un autre logiciel n’interfère pas sur le son)
- impacte d'un stress test CPU (aucun normalement)
- impacte des accès disques durs (aucun normalement)

Je vais tester différente configuration sous Linux :
- j'ai déjà une configuration Delphi + Amarok (player audio) + pulsaudio qui n'est pas "bit-perfect" (étonnant).
- test de LMS (logitech media server), de daphile, de max2play...

Test d'un smartphone Android :
- j'ai déjà contrôlé USB audio player pro et Hibymusic, deux players bit-perfect.
- Je vais contrôler, si possible, les dernières versions de Android si elles disposent de l'USB audio et s'il passe le 44.1khz (à priori uniquement le 48 khz).

Peut-être aussi faire des tests en 96khz.
Dernière édition par robob le 02 Nov 2016 21:18, édité 2 fois.
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Message » 02 Nov 2016 20:57

Réservé
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Message » 02 Nov 2016 21:12

:bravo:
Fallait oser. :lol:
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Message » 02 Nov 2016 21:22

Bain d'sang en prévision :zen:
Sinon, les fils électriques étaient rodés ? :ane:
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Message » 02 Nov 2016 21:33

J'espère que notre grand amateur de petits pains au chocolat qu'est Peg Harty va tomber là-dessus (ou alors il faudrait lui envoyer) : ça va lui donner plein de nouvelles idées pour écouter ses petits pains au chocolat!

En tout cas chapeau! :ohmg:

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Message » 02 Nov 2016 21:45

You make my day ! :D


Bravo pour la manip. Tes conclusions sont a rapprocher ce celles que nous avions constaté lors d'une manip sur le jitter : en numérique, on entend aucune différence jusqu'au moment où cela "décroche" et le signal sonore est alors affecté par ces clic, clac, crouic flagrants.

general-haute-fidelite/kangourou-abx-5-27-6-le-jitter-tout-ce-que-vous-t29915550.html

Nous avions fait progressivement monter le niveau de jitter sur l'entrée de différents DAC, grâce à un générateur de jitter.
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Message » 02 Nov 2016 22:54

Super boulot, bravo.

Oui, le décalage régulier tous les 6990 samples est très probablement lié à un écart entre les deux horloges.
La cartes son pro sont équipées pour ça d'entrées/sorties pour l'horloge afin d'être synchro.

Pour l'USB, peux-tu mettre un analyseur de flux USB sur ton PC et voir quel est le protocole utilisé par ton DAC Hifimediy Sabre USB DAC2 ?
Il serait intéressant de voir si c'est isochrone ou un vrai asynchrone genre bulk.

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Message » 02 Nov 2016 23:24

:bravo:

Merveilleux ! Et bel hommage à Peg Harty, ainsi qu'à Mr. Suave (qui avait à l'époque utilisé un godemiché comme générateur de parasites :ane: )
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Message » 03 Nov 2016 1:52

:bravo: :bravo: :bravo:
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Message » 03 Nov 2016 8:38

robob a écrit:« la qualité des câbles de transfert numérique pour mon système audio est-elle importante ?»

aahh, c'est intéressant..

robob a écrit:La question est donc de quantifier ses erreurs et, s’il y en a, d’en connaître l’impacte sur l’écoute
Le test : Pour la lecture j’utilise mon PC...

mais non, cette démonstration la n'a pas d'intérêt car tu ne poses pas la bonne question
(et la réponse à cette question la était déjà connue)
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Message » 03 Nov 2016 11:00

JAVA Alive a écrit:Pour l'USB, peux-tu mettre un analyseur de flux USB sur ton PC et voir quel est le protocole utilisé par ton DAC Hifimediy Sabre USB DAC2 ?
Il serait intéressant de voir si c'est isochrone ou un vrai asynchrone genre bulk.

Non, pas de correction et renvoie d'erreur (pas Bulk) dans ce transfert : c'est le protocole USB audio standard (pas de pilote, le DAC est directement reconnu par Windows). le transfert de donnée est isochrone avec un controle asynchrone : en gros, c'est le recepteur USB du DAC qui dit au PC de ralentir ou d'accélérer, mais les donnée sont bien envoyées par paquet, non corrigées.
Dans tous les cas, le protocole USB audio standard n'a pas de correction d'erreur, donc un câble mal foutu pourrait générer une erreur : j'ai essayé de produire cette erreur voir ce qu'il se passe alors : il faut vraiment un câble pourri. Dans le protocole USB, il y a une phase d’initialisation entre les deux appareils connectés, et je n'ai pas réussi à passer cette phase avec mes tests : donc câble limite => non fonctionnement. J'ai essayé le parasitage après initialisation (CF le micro-onde), mais c'est plus pour la blague : le micro-onde en marche génère-t-il quoi que ce soit qui puisse affaiblir ou modifier le signal ? Ça donne tout de même une bonne idée du peu de risque de perturbation dans un environnement domestique habituel.
Dernière édition par robob le 03 Nov 2016 11:12, édité 1 fois.
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Message » 03 Nov 2016 11:05

corintin a écrit:
robob a écrit:« la qualité des câbles de transfert numérique pour mon système audio est-elle importante ?»

aahh, c'est intéressant..
robob a écrit:La question est donc de quantifier ses erreurs et, s’il y en a, d’en connaître l’impacte sur l’écoute
Le test : Pour la lecture j’utilise mon PC...

mais non, cette démonstration la n'a pas d'intérêt car tu ne poses pas la bonne question
(et la réponse à cette question la était déjà connue)


Vas-y, rentre dans les détails pour voir... Exprime toi plus clairement... :roll:
robob
 
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Message » 03 Nov 2016 11:28

robob a écrit:Comme la question « la qualité des câbles de transfert numérique pour mon système audio est-elle importante ?» donne régulièrement lieu à des débats interminables, j’ai effectué une série de tests afin d’apporter une réponse. Libre à tous de réfuter ce test en démontrant qu’il est insuffisant.
....

Il y a des forums où on en a viré pour moins que ça ! :grr:
Belle manip! :bravo:
Une suggestion: sait-on établir un lien entre une caractéristique particulière de la liaison (adaptation, TOS, pertes, jitter....) et le fait que cette liaison décroche ou pas? Ce qui permettrait de dire ce qu'est "un bon câble " numérique. Ou au moins une idée de manip pour le faire?
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Message » 03 Nov 2016 11:32

MLudovic a écrit::bravo:

Merveilleux ! Et bel hommage à Peg Harty


Bien que les boutades de Peg Harty m'aient bien fait marrer, je tiens à préciser, avant toutes comparaisons inopportunes, deux points :

1 - Peg Harty cite à plusieurs reprises l'oeuvre de Joe Dassin, mais en écorchant le titre : il n'y a qu'un seul pain au chocolat, "le petit pain au chocolat". Ceci n'est pas digne d'un audiophile mélomane (on peut-être les deux en même temps).
2 - mes test ne sont pas une plaisanterie et ont été véritablement réalisés : je tiens à la disposition de quiconque les différents enregistrements. Moyennant quelques euros pour la livraison, je peux même envoyer mes câbles bricolés. Mais il faudra me les rendre : mami aime bien disposer de sa rallonge électrique pour rapprocher sa lampe de chevet et pas moyen de le faire avec un câble Audioquest (sauf avec un coupe boulon et un sécateur).
Dernière édition par robob le 03 Nov 2016 11:51, édité 2 fois.
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