Vos DAC ont-ils bien 16, 24 ou 32 bits? 358 appareils testés
À l'instar de ma filière sur les tests de distorsion harmonique de plus de 700 sources numériques (Cliquez ici), je vous propose un nouveau tableau récapitulatif à ma connaissance unique sur la Toile : un document synthétisant les performances en terme de linéarité de plus de 350 appareils numériques de toute nature (lecteurs de CD, de SA-CD, de DVD, convertisseurs, lecteurs réseaux, ampli/préampli à entrée numérique, etc...) telles que mesurées par Miller Audio Research pour les revues AVTech puis Hifi News et Hifi Choice depuis plus de dix ans.
Appareils_num_Test_DAC_Linear.pdf- Dernière mise à jour le 13/08/2015 (corrections de coquilles).
- (432.15 Kio) Téléchargé 3115 fois
L'idée principale est tout simplement de vérifier si les DAC embarqués dans les appareils, DAC fièrement présentés comme étant des "24 bits", voire "32 bits" (quand on ne découvre pas des bits plus nombreux encore dans les publicités), si ces DAC donc ont bien une précision qui correspond au nombre de bits annoncés. Contrairement aux tests de distorsion harmonique que j'ai présentés, qui montrent la qualité de conception à haut niveau de sortie et permettent surtout de vérifier la qualité des étages de sortie analogiques, la linéarité se vérifie sur les très bas niveaux et permet de vérifier la qualité de conception des DAC eux-mêmes et de leur implantation. Pour plus de détails, voir les explications à la fin de ce message, après la liste des appareils testés.
En consultant ce document, vous allez peut-être prendre conscience que, dans la vraie vie, il est bien difficile d'atteindre proprement ne serait-ce que 18 ou 19 bits de précision ou bien, si vous le saviez déjà, découvrir des choses qui pourront vous surprendre !
Ce document n'est qu'un condensé synthétique de mesures beaucoup plus complètes. Il ne fait que donner une première approche indicative, mais tout de même assez significative, des performances de chaque appareil. Pour prendre connaissance de ces mesures dans le détail et vérifier ces indications, je vous invite à vous inscrire et à consulter le site de Miller Audio Research, qui recense sans nul doute les mesures les plus détaillées et les plus complètes disponibles sur le Web (Voir mon post : post178588470.html#p178588470).
Extrait :
Liste des appareils testés (par ordre alphabétique) :
Abbingdon Music Research (AMR) CD777
Accuphase DP-510
Accustic Arts Drive 1 mkII + DAC1 mkIV
Accustic Arts Drive II + Tube-DAC II
Antelope Zodiac Plus
Anthem Statement D2V
Arcam AVP700
Arcam CD17
Arcam CD37
Arcam DIVA CD73
Arcam DIVA DV135
Arcam DV29
Arcam DV137
Arcam FMJ CD36
Arcam FMJ D33
Arcam FMJ DV139
Arcam irDAC
Arcam Movie Solo
Arcam rDAC
Arcam Solo Mini
Arcam Solo Neo
Astin Trew AT3500
Astin Trew AT3500 Plus
Astin Trew Concord DAC 1
Audia Flight CD Two
Audio Analogue Enigma
Audio Analogue Maestro CD Player
Audio Analogue Primo VT
Audio Research CD7
Audio Research CD9
Audio Research DAC7
Audio Research DSPre
Audio Research Reference DAC Media Bridge
Audiolab 8200CD
Audiolab M-DAC
Audiolab Q-DAC
Aura Note Completer
Aura Note Premier
Auralic Vega
Ayre C-5xe
Bel Canto CD-2
Bel Canto DAC3
Benchmark DAC1 Pre
Benchmark DAC1 USB
Benchmark DAC2 HGC
Bricasti Design M1
Bryston BCD-1
Bryston BDA-1
Bryston BDA-2
Bryston BP24DA/MP52
Burmester 069
Burmester 102
Burmester 111 Musiccenter
Burson Audio DA-160
Cairn Tornado
Cambridge Azur 640R
Cambridge Azur 650BD
Cambridge Azur 650C
Cambridge Azur 740C
Cambridge Azur 751BD
Cambridge Azur 752BD
Cambridge Azur 840C
Cambridge Azur 851C
Cambridge DacMagic
Cambridge DacMagic 100
Carat C57 mkII
Cayin CDT-17A
CEC DA3N
CEntrance DACmini
Chapter Audio Sonnet-S
Chord QBD76HD
Chord Chordette QuteHD
Chord DSX1000
Chord Red Reference
Chord Red Reference mkII
Classé CDP-102
Classé CDP-202
Classé CDP-300
Classé SSP-800
Consonance Droplet CDP5.0
Consonance Forbidden City Turandot
Consonance Reference CD 2.2 mk II
Consonance Resolution CD 2.2 Linear
Creek Classic
Creek Destiny CD Player
Creek Evolution 2
Creek Evolution CD Player
Cyrus CD XT SE2 + XP32
Cyrus CD6 SE
Cyrus CD6 SE2
Cyrus CD8 SE2
Cyrus CD8x
Cyrus DAC-X + PSX-R
Cyrus DAC X+
Cyrus DAC XP+
Cyrus Discmaster 8.0
Cyrus Stream XA
Cyrus Stream XP Qx
Cyrus Streamline
Cyrus XP32 + PSX-R
dCS Debussy
dCS Puccini
dCS Scarlatti
dCS Vivaldi
Denon AVP-A1HD
Denon DCD-700AE
Denon DCD-1510AE
Denon DVD-1920
Denon DVD-2930
Denon DVD-3910
Denon DVD-A1UD
Denon DVD-A1XV
Denon DVD-A11
Denon RCD-CX1
Devialet 170 ADH
Devialet D-Premier
DLS CD one
EAR Yoshino 192 DACute
Eastern Electric MiniMax
Electrocompaniet ECC 1
Electrocompaniet ECD 1
Electrocompaniet ECD 2
Electrocompaniet PD-1
Elipson MC-1
emmLabs CDSA SE
Ensemble Dirondo + Dichrono hi-dac
Esoteric DV-60
Esoteric P-05 + D-05
Esoteric UX-1
Exposure 3010S
Fidelity Audio DAC-150
Firestone Audio Fubar II
Firestone Audio Fubar III
Firestone Audio Spitfire
Fischer AD-800
Gato Audio CDD-1
Harman Kardon DVD29
Harman Kardon DVD47
Harman Kardon HD990
Heed Dactilus 3
HRT Music Streamer
HRT Music Streamer II+
Jadis Symphonia
Jolida Glass FX Tube DAC
Jolida JD100A
Krell Evolution 505
Krell Evolution 525a
Krell Home Theater Standard
Lavry DA11
Lector CDP-0.6T
Leema Acoustics Antila
Leema Acoustics Elements Precision
Leema Acoustics Elements Precision DAC
Leema Acoustics Stream
Light Harmonic Da Vinci
Linn Exotik
Linn Majik
Linn Majik DS-I
Loit Passeri
Luxman D-38u
Luxman D-N100
M2Tech Young
MacCormack UDP-1
MacIntosh C50
MacIntosh D100
MacIntosh MCD301
MacIntosh MCD1100
Marantz BD8002
Marantz CD6003
Marantz DV-12S2
Marantz DV7001
Marantz DV9500
Marantz DV9600
Marantz NA-11S1
Marantz SA-7S1
Marantz SA-11S1
Marantz SA-11S3
Marantz SA-15S2 LE
Marantz SA7001
Marantz SA7001 KI Signature
Marantz SA7003
Marantz SA8003
Marantz SA-KI Pearl
Marantz SA-KI Pearl Lite
Marantz UD9004
Mark Levinson N° 512
MBL 1511F
MBL 1531
MBL Corona Line C31
Meridian 808.2 Signature Reference
Meridian Director
Meridian G08
Meridian G95
Meridian Sooloos Control 15 + Media Source 600
Métronome Technologie Kalista
Métronome Technologie Kalista Ultimate + Nausicaa
Metrum Acoustics Hex
Micromega AS400
Micromega CD-10
Micromega CD-20
Micromega CD-30
Micromega MyDAC
Mimetism MA20.1
MSB Technology Power DAC Gold 4
Musical Fidelity A1 CD Pro
Musical Fidelity A5.5
Musical Fidelity A1008
Musical Fidelity A1008 CD Pro
Musical Fidelity CLiC
Musical Fidelity M1 DAC
Musical Fidelity M1CDT + M1SDAC
Musical Fidelity M6 DAC
Musical Fidelity M6CD
Musical Fidelity M6Pre
Musical Fidelity M3CD
Musical Fidelity V-DAC
Musical Fidelity V-DAC II
Musical Fidelity V90-DAC
Musical Fidelity X-DAC
Musical Fidelity X-DAC v8
Musical Fidelity X-Ray v8 CD Player
Myryad Mi
Myryad Z112
NAD C565 BEE
NAD D1050
NAD M2
NAD M5
NAD M51
NAD T533
NAD T585
Nagra CDC Concept
Naim CD5i
Naim CD5i-2
Naim CD555 + PS
Naim CDX2
Naim DAC
Naim DVD5
Naim HDX
Naim n-Vi
Naim ND5 XS + XP5 XS
Naim UnitiQute
North Star Design Essencio
North Star Design Essencio Plus
North Star Design Fluxio
North Star Design USB DAC32
Onix SACD-15A
Oppo BDP-95EU
Oppo BDP-105EU
Oracle CD-2500 mkII
Oracle DAC1000
Panasonic DMP-BD10
Panasonic DMP-BD30
Panasonic DMP-BD50
Pathos Digit
Pathos Endorphin
Peachtree Audio Grand Integrated
Perreaux Audiant DP32
Perreaux Silhouette SXD2
Philips CD100
Philips CD303
Philips MCi50H Streamium
Pioneer BDP-LX70
Pioneer BDP-LX91
Pioneer DV-585A
Pioneer DV-668AV
Pioneer DV-868AVi
Pioneer DV-989AVi
Pioneer PD-30
Pioneer PD-50
Pioneer PD-D6
Pioneer PD-D6 mkII
Pioneer PD-D9
Pioneer PD-D9 mkII
Plinius CD-101
PrimaLuna ProLogue Eight
Primare BD32
Primare CD21
Primare CD32
Primare CDI10
Primare DAC30
Primare DVD26
Prism Sound Orpheus
Pro-Ject DAC Box DS
Pro-Ject DAC Box FL
Pro-Ject DAC Box USB
Pro-Ject USB Box
PS Audio Digilink III
PS Audio NuWave
PS Audio Perfect Wave
Qsonic Q100
Quad Elite
Quad Platinum Digital Music Player
Red Wine Audio Isabellina LFP-V
Rega Apollo
Rega Apollo R
Rega DAC
Rega Isis
Rega Saturn
Resolution Audio Opus 21
Resonessence Labs Invicta
Restek Epos
Roksan Caspian M Series
Roksan K2 CD2
Roksan Kandy K2
Roksan Kandy KC-1 mkIII
Rotel RA-1570
Rotel RCD-06
Rotel RCD-1520
Rotel RCD-1570
Rotel RCX-1500
Rotel RSP-1068
Russ Andrews DAC-1 USB
Saxon CD500
Saxon CD700mkII
Shanling CD-T1000SE
Shanling CD-T1500
Shanling CD500 Reference
Shanling CD2000
Shanling DAC-50
Shanling MC-30
Shanling MC3000
Simaudio Moon 230D
Simaudio Moon 300D
Simaudio Moon 380D
Simaudio Moon 750D
Simaudio Moon CD.5
Slim Devices Transporter
Sony BDP-S300
Sony BDP-S350
Sony BDP-S5000ES
Sony CDP-101
Sony DVP-NS999ES
Sony SCD-XA5400ES
Soulution 540
System Fidelity CD-300SE
T+A DAC8
T+A MP 3000 HV
T+A Music Player balanced
TAD C-2000
TAD D-600
Talk Electronics Thunder 3.1SE
TEAC CD-3000
Technics SL-P1200
Tri Triode TRV-CDASE Vaccum Tube
Tube Technology Fulcrum CD Transport + Fulcrum DAC
Unison Research Unico CD
Vincent CD-S6MK
Vitus Audio RCD-100
Wadia 151 Power DAC mini
Wadia 381i
Wadia S7i
Weiss Minerva
Wyred 4 Sound DAC
Yamaha CD-S700
Yamaha CD-S1000
Yamaha CD-S2000
Yamaha CD-S3000
Yamaha DVD-S2500
Explication détaillée de la démarche :
Je vous propose d'aborder l'évolution des sources numériques à travers une approche quantitative prenant sa source dans les mesures effectuées pour trois revues anglaises (AVTech, Hifi News et Hifi Choice). Ces revues font effectuer depuis 2003 des mesures extrêmement détaillées avec le même matériel (un Miller Audio Research QC Suite), la même méthodologie et la même présentation. Elles ne publient cependant que de faibles extraits de ces mesures, qui sont en réalité beaucoup plus nombreuses. Les rapports d'analyse complets sont toutefois publiés sur le site de Miller Audio Research, où ils sont accessibles gratuitement après inscription : http://www.milleraudioresearch.com/avtech/.
Malheureusement, la lecture et l'interprétation de ces rapports sont peu accessibles aux néophytes. Pour vous aider à les aborder, j'ai conçu un tableau qui synthétise les résultats de l'une des mesures effectués sous la forme d'une grille où les valeurs sont codées en couleur très simple : vert, c'est bon ! rouge, c'est moins bon !
La mesure en question est un test de linéarité des convertisseurs numériques/analogiques (CNA ou DAC en anglais).
La linéarité, qu'est-ce que c'est ? Pour le comprendre, il faut d'abord expliquer sommairement ce que fait un DAC. Un DAC est un circuit qui convertit des nombres en grandeurs physiques (tension ou courant). Un DAC parfait ne doit pas se tromper : à chaque nombre qu'on lui présente en entrée, il doit sortir la tension ou le courant qui correspond à ce nombre. Tant qu'il ne se trompe pas, on dit qu'il est linéaire. Quand il commence à se tromper, c'est-à-dire lorsqu'il produit une tension (en volt) ou un courant (en ampère) qui ne correspond plus à celle que l'on attend, il devient non linéaire*.
Un système numérique fonctionne en base binaire (on compte en base 2) : un bit vaut 0 ou 1. Lorsqu'on dispose de 16 bits, on peut composer 2 exposant 16 combinaisons de 0 et de 1, soit 65 536 nombres binaires auxquelles peuvent correspondre autant de valeurs de tension ou de courant. Lorsqu'on dispose de 24 bits, ont peut composer 2 exposant 24 combinaisons de 0 ou de 1, soit 16 777 216 nombres binaires.
Il est possible d'exprimer ces valeurs binaires en échelle logarithmique grâce à la formule suivante : 1,76+Nx6,02 (où N est le nombre de bits). Ainsi, 16 bits correspondent à 98,08 dB (1,76+16x6,02) et 24 bits à 146,24 dB (1,76+24x6,02). Ces échelles peuvent signifier deux choses : le rapport signal sur bruit de quantification théorique maximal (dans le cas d'un signal sinusoïdal) correspondant à chaque profondeur de bits et l'écart maximal entre le plus grand signal qui peut être numérisé et le plus petit signal qui peut (du moins en principe) être numérisé. J'écris en principe, car il existe une technique qui permet de numériser un signal inférieur au plus petit nombre qui peut être codé : le dithering. Mais cette technique a pour contrepartie une diminution du rapport signal sur bruit (on a rien sans rien). Plus à ce sujet plus bas.
Ainsi, un DAC linéaire sur 16 bits devrait sortir des valeurs de tension ou de courant exactes jusqu'à un niveau -98 dB par rapport à 0 dB (le niveau maximal) ; un DAC linéaire jusqu'à 24 bits devrait sortir des valeurs exactes jusqu'à un niveau de -146 dB par rapport à 0. Le problème est que ces niveaux sont extrêmement, excessivement faibles, surtout dans le second cas, dans lequel le signal devrait être à un niveau inférieur au meilleur rapport signal/bruit qu'on peut obtenir en électronique usuelle avec des résistances, de la tension et du courant.
Un test de linéarité est tout simplement destiné à évaluer jusqu'à quel niveau un DAC est capable de sortir un signal avec précision. Le principe du test est aussi simple à expliquer que délicat à mettre en œuvre : on envoie au DAC une série de nombres binaires, du plus grand au plus petit et on mesure la tension (ou le courant) généré par le DAC à chaque pas pour la comparer à la valeur que l'on devrait obtenir. Le produit de ces mesures est habituellement restitué sous forme graphique de deux façons. La première consiste à tracer la courbe des résultats avec en abscisse l'échelle des nombres binaires et en ordonnée l'échelle des tensions (ou courants) effectivement mesurées. Si le DAC était parfait, la courbe devrait être une droite. Si le DAC n'était pas parfait, la courbe cesserait d'être une droite et commencerait à s'incurver. La seconde méthode consiste à tracer une courbe qui représente l'erreur de linéarité avec en abscisse l'échelle des nombres binaires et en ordonnée l'écart (en plus ou en moins) entre la valeur de sortie mesurée et la valeur théorique. Si le DAC était parfait, la courbe devrait être une droite alignée sur le niveau 0 en ordonnée (erreur nulle). Si le DAC n'était pas parfait, la courbe cesserait d'être une droite et commencerait à s'incurver (l'erreur n'est plus nulle). Pour une illustration vivante de ce test de linéarité, je vous invite à consulter une vidéo de l'indispensable jipihorn que j'ai mise en lien ici : post178427942.html#p178427942 (à partir de 21'59'').
Avec les DAC modernes de qualité, la linéarité est en générale parfaite (erreur nulle ou infinitésimale) jusqu'à des niveaux de l'ordre de -70 dB à -90 dB (soit l'équivalent d'environ 11,5 à 14,5 bits). C'est dans les très faibles niveaux que les choses se corsent.
Pour réaliser les mesures de linéarité, le Miller Audio Research QC Suite génère une suite de nombres binaires décroissants correspondant à une fréquence donnée (1 kHz ou 20 kHz), ou se synchronise avec un signal décroissant numériquement gravé sur un disque, et il mesure la sortie de chaque appareil. Le nombre de points de mesure est très élevé : 121 (sauf pour les lecteurs de SA-CD, pour lesquels il n'y en a que 5 à 1 kHz à très bas niveau pour des raisons pratiques).
Comme exploiter de façon ludique et pédagogique une série de 121 mesures est très malcommode, j'ai établi un tableau à partir d'un échantillon de mesures à très bas niveaux : -90, -100, -105, -110, -115, -120 et -130 dB. Ces niveaux correspondent grosso modo à 15, 16, 17, 18, 19, 20 et 21 bits (je vous laisse le soin de calculer l'équivalent exact en bits à l'aide de la formule ci-dessus). Les niveaux choisis sont, par comparaison avec les résultats de mesures situées dans les intervalles, suffisamment représentatifs du comportement d'un DAC (un DAC qui diverge à -110 dB a généralement déjà divergé dans des proportions comparables à -106, -107, -108 et -109 dB et/ou va continuer à diverger à -111, -112, -113 et -114 dB). Il existe cependant des exceptions ou des comportements idiosyncratiques, surtout lorsque l'erreur est faible et/ou isolée. Le tableau est donc avant tout indicatif et il vaut mieux vérifier le détail des mesures sur le site de Miller Audio Research pour avoir une vision complète et précise des performances d'un appareil.
Le tableau comporte 13 colonnes. De gauche à droite :
- le mois et l'année de parution du numéro de la revue dans laquelle les mesures ont été originellement publiées ;
- la marque du modèle testé dans ce numéro ;
- le nom du modèle, avec quelques précisions si nécessaire (exemple : lorsque des lecteurs de CD Naim sont testés avec une alimentation séparée de la marque, l'alimentation est mentionnée) ;
- autant que possible, l'identification de la puce ou du circuit de conversion numérique/analogique de l'appareil ;
- la nature du média numérique de test (CD, SA-CD, DVD, ou bien signal PCM sur entrée numérique, comme S/PDIF ou USB) ;
- l'indication du canal testé ;
- l'écart en dB entre la valeur du signal de sortie mesurée et la valeur théorique qui correspondrait à chaque niveau d'atténuation numérique.
Pour visualiser les valeurs de l'erreur à partir de laquelle un DAC n'est plus linéaire, il a fallu fixer un seuil. Il n'existe pas à ma connaissance de norme en la matière. On voit parfois qu'une erreur de +/-2 dB est admissible dans les bas niveaux. Lorsqu'on observe les deux méthodes de présentation de la mesure de linéarité exposées plus haut, on constate qu'avec des échelles usuelles, la droite qui représente le niveau du signal commence à s'infléchir de façon notable lorsque l'erreur avoisine 1,5 dB. En fait, tout est une question de seuils plus ou moins arbitraires en fonction des tolérances qu'on choisit d'imposer. Pour mon tableau, j'ai choisi de fixer le seuil de non-linéarité à 1 dB : toutes les erreurs inférieures sont en vert, toutes les erreurs égales ou supérieures en rouge. Il conviendra ensuite de pondérer les premières impressions en jugeant la valeur de l'erreur. Il est évident qu'une erreur de 1,5 à 3 dB qui ne bouge pas trop est un meilleur résultat qu'une erreur de 5, 10 ou 20 dB, sinon plus. Pour donner une idée, on tolère en général que la réponse en fréquence d'une enceinte acoustique tienne dans un canal de +/-3 dB. Mais il est aussi évident qu'on est en droit d'attendre une bien meilleure performance de la part d'une électronique.
Un dernier mot important : il peut paraître impossible de tester la linéarité à partir d'un CD, dont la norme prévoit que le signal est codé sur 16 bits, pour des valeurs d'atténuation inférieures à -100 dB, puisque ces valeurs correspondent à plus de 16 bits (17, 18...) ! En réalité, ces niveaux d'atténuation sont effectivement encodés sur un CD grâce à la technique du dithering. En principe ces niveaux ne peuvent pas "exciter" le bit le plus faible, car ils sont inférieurs à la moitié de la valeur codée par le plus petit bit significatif : ces signaux sont donc toujours insuffisants pour qu'un convertisseur analogique/numérique sorte un nombre en leur présence. Pour encoder ces signaux, il suffit de les mélanger à un bruit en moyenne suffisant pour que les bits les plus faibles soient excités et que le convertisseur sorte un nombre qui code le contenu du bruit+le signal. Le signal va alors être mélangé à ce bruit. Après conversion numérique analogique, le bruit va être réparti sur toute la bande passante (c'est sa nature) alors que le signal correspond à une fréquence fixe. Pour observer le signal, il faut donc (i) que celui-ci soit stable et entretenu et (ii) il faut filtrer le bruit en-dessous et au-dessus de la fréquence du signal pour que ce dernier soit observable de façon fiable. Le technique du dithering est donc un compromis entre la résolution et le rapport signal sur bruit : augmenter la première s'obtient en sacrifiant (légèrement) le second. Pour en savoir plus sur le dithering, je vous invite à consulter l'Audio Measurement Handbook de Bob Metzler, d'Audio Precision, à partir de la page 125.
Voilà ! Merci à ceux qui auront eu le courage de me lire jusqu'au bout !
Bonne consultation et n'hésitez pas à commenter et à critiquer tant la méthodologie que le tableau !
Note :
* On pourrait ajouter que non seulement le DAC doit sortir la bonne valeur qui correspond à chaque nombre, mais aussi une valeur et une seule. Lorsque le DAC se trompe et associe la même valeur en volt ou en ampère à plusieurs nombres différents, il commet une forme d'erreur particulière. L'aptitude d'un DAC à sortir une valeur et une seule à chaque nombre qu'on lui présente s'appelle la monotonicité.
