Réglage de volume sur carte son

[FauxFrodon]

Il fut un temps où j'étais un petit homme naif. Je me disais: "quand je règle le volume de ma Sound Blaster via mon merveilleux mixer, le contrôle du volume est fait en analogique... en sortie des DAC" or il semblerait que ça ne soit pas toujours le cas (voire jamais). Pour les RME en tout cas le contrôle du volume est fait en numérique... en gros pour diviser le volume par deux on enlève 1 bit à droite, sur 16 bits de CD il en reste 15, et ainsi de suite.
Le signal à faible niveau sonore est donc "massacré". Il s'avère que ce comportement doit se retrouver sur la majeure (si ce n'est toute) partie des cartes sons.
La carte son seule ne peut donc faire office de préamp... il faut y rajouter derrière un vrai préamp analogique qui lui réglera le volume sonore (style un Signature 1.0 pour du multicanal).

Voilà je viens peut-être de faire une remarque evidente pour tout le monde, mais c'est ma découverte du jour

[Emmanuel Piat]

>or il semblerait que ça ne soit pas toujours le cas (voire jamais).

Tu peux retenir l'option "jamais"

>en gros pour diviser le volume par deux on enlève 1 bit à droite, sur 16 bits de CD il en reste 15, et ainsi de suite.

oui. diviser par 2^n revient à décaler de n bit vers la droite (en faisant entrer des zéro à gauche). Astuce bien connue des adeptes de l'assembleur car généralement consommant peu de cycles d'horloge

>Le signal à faible niveau sonore est donc "massacré". Il s'avère que ce comportement doit se retrouver sur la majeure (si ce n'est toute) partie des cartes sons.

Si la carte son est 16 bits, c'est indiscutable.

Si maintenant la carte son est 24 bits, c'est faux car il faut placer les 16 bits du signal ds les 24 bits que va convertir le DAC.

Pour implanter la chose, if faut caler les 16 bits sur le bit de poids fort des 24 bits (donc calage à gauche) puis complèter par 0000 0000 en binaire.

Un signal nul de 16 bits va donner :
0000 0000 0000 0000 0000 0000 = 0x00 = 0

Un signal =1 de 16 bits va donner :
0000 0000 0000 0001 0000 0000 = 0x100 = 256

Un signal =2 de 16 bits va donner :
0000 0000 0000 0010 0000 0000 = 0x200 = 512

etc.

Un signal = 2^16-2 de 16 bits va donner :
1111 1111 1111 1110 0000 0000 = 0xFFFE00 = 16776704

Un signal = 2^16-1 de 16 bits (soit plein pot) va donner :
1111 1111 1111 1111 0000 0000 = 0xFFFF00 = 16776960

Donc à chaque incrément de 1 sur un signal de 16 bits correspond un incrément de 256 sur le mot de 24 bits que convertit le DAC

par contre, à chaque incrément de 1 sur un signal de 24 bits correspond un incrément de 1 sur le mot de 24 bits que convertit le DAC

Autrement dit, en sortie de DAC l'incrément en tension sera plus important pour un signal 16 bits que pour un signal 24 bits. Ceci est normal puisqu'un signal 24 bits à une résolution en amplitude beaucoup plus grande (256 fois plus grande pour être exact).

Dit autrement, le pas d'incrémentation en tension est 256 fois plus petit sur un signal 24 bits que sur un signal 16 bits.

Entre un signal "plein pot" 24 bit et un signal "plein pot" 16 bit il y a un écart de :

0000 0000 0000 0000 1111 1111 = 0xFF = 255

Ce qui est totalement insignifiant en pratique puisque c'est l'écart entre deux niveaux consécutif sur un signal 16 bits !!! (cf. les 256 au dessus). L'exemple qui suit montre ce que cela donne en terme de tension.

Exemple pratique
================
imaginons que la carte sorte une tension comprise entre 0 et 10V

- le pas d'incrémentation en tension sur un signal 24 bits est de :

Delta24 = 10/((2^24)-1) = 5,9604648328104515558750364705942e-7 Volt, soit 0.596 µV

et il y a 2^24 tensions possibles entre 0 et 10V

- le pas d'incrémentation en tension sur un signal 16 bits est de :

Delta16 = (10-Delta24)/((2^16)-1) = 1,52590209871877877759286555466489e-4 Volt, soit 0.152 mV
soit 256 fois plus que delta24

et il y aura que 2^16 tensions possibles entre 0 et 10V


La tension max en 16 bits sera de :

V16max = Delta16 * (2^16-1) = 10-delta24

La tension max en 24 bits sera de

V24max = Delta24 * (2^24-1) = 10

Cette quasi égalité explique pourquoi un signal "plein pot" 16 bit ou un signal "plein pot" 24 bits donne un niveau sonore que l'oreille ne peut distinguer et heureusement car sinon, selon que la source soit 16 ou 24 bits, il faudrait sans cesse jouer avec le potar !


Pour en revenir a ton problème de réglage du niveau, si tu divises par 2 un signal 16 bits "plein pot", tu passes de :

1111 1111 1111 1111 0000 0000

à

0111 1111 1111 1111 1000 0000

Il n'y a donc aucune perte de données

Tu commencera à perdre si tu divise par plus que 2^8 = 256 ! Tu peux donc dormir sur tes 2 oreilles et utiliser ta RME comme préamp

@+
Emmanuel

[Emmanuel Piat]

J'ai corrigé qq points sur l'explication (la 1ère version avait été tapée assez vite...).

Ca devrait être un peu plus clair comme ça.

Il faut qd même être un peu familier sur le principe de la perte de résolution des converto NA ou NA pour comprendre... (avoir par exemple fait un peu de programmation de µcontrolleurs comme les PIC de chez microchip ou autre bestiole du même genre).

Donc si vous ne comprenez pas, c'est pas bien grave. Il y a juste le résultat à retenir : sur une carte 24 bits, toute division du volume inférieure à 256 n'altère pas la qualité numérique d'un signal 16 bits.

en dB ça donne :

20log256 = 48,1647993062369912341982231559189

Donc vous pouvez baisser le niveau de 48dB sans le moindre soucis.

@+
Emmanuel

[FauxFrodon]

Brillante explication, il est vrai que j'avais oublié que certaines cartes son peuvent fonctionner en 24 bits. Pour un signal 16 bits, 48 db c'est vrai ça laisse de la marge... par contre pour un 20 bits (cas de certains encodage Dolby Digital et DTS), on ne peux plus baisser le volume sans perte que de 2^4 = 16, soit en db, 20 * log 16 = 24 db.
Dans ce cas il faut commencer à faire chauffer les enceintes pour utiliser toute la résolution du signal (bien sûr tout dépend de l'ampli de puissance derrière)
(et dans le cas de signaux 24 bits, plus trop le choix, on est soit plein pot, soit faut un préampli analogique).

En tout cas merci beaucoup pour tes explications, elles sont très claires et très détaillées !

[Emmanuel Piat]

100% d'accord

néanmoins pour un signal 24 bits, la réso est telle qu'on peut se permettre de perdre entre 2 et 4 bits de poids faible.

Si le filtre derrière le DAC est bien fait, mon sentiment est que monter en fréquence est bcp plus important que monter en résolution, notamment à cause des perf S/N des cartes actuelles.

[FauxFrodon]

RME confirme que sur leur carte, le réglage du volume est quasiment purement numérique.

The HDSP9632 provides analog volume control in three steps for inputs
and outputs: -10 dBV, +4 dBu and Lo/HiGain. Anything else is digital.

Regards
Matthias Carstens
RME

[kbil69]

J'ai corrigé qq points sur l'explication (la 1ère version avait été tapée assez vite...).

Ca devrait être un peu plus clair comme ça.

Il faut qd même être un peu familier sur le principe de la perte de résolution des converto NA ou NA pour comprendre... (avoir par exemple fait un peu de programmation de µcontrolleurs comme les PIC de chez microchip ou autre bestiole du même genre).

Donc si vous ne comprenez pas, c'est pas bien grave. Il y a juste le résultat à retenir : sur une carte 24 bits, toute division du volume inférieure à 256 n'altère pas la qualité numérique d'un signal 16 bits.

en dB ça donne :

20log256 = 48,1647993062369912341982231559189

Donc vous pouvez baisser le niveau de 48dB sans le moindre soucis.

@+
Emmanuel

Baisser le niveau de 48dB par rapport à quoi ?

[rycil]

par rapport à 0 db = volume max

[TiJay]

Baisser le niveau de 48dB par rapport à quoi ?

comme le dit rycil baisser de 48dB par rapport au niveau de pression acoustique que tu aurais si tu sortais vers ton ampli de puissance en ayant tout tes volumes à fond sous windows.

ou ce que tu aurais eu si tu avais branché ta xonar sur les entrées 5.1 d'un de tes précédents intégrés et que tu avais mis le volume à -48dB sur celui-ci (en ayant tout à fond sous windows).

D'ailleurs en parlant de baisser le niveau, si l'OS gère bien le volume en linéaire alors mettre le volume à 1 dans le mixer windows reviendrait au même que d'avoir mis à l'époque tes intégrés à -40dB, le volume à 2 -> -34dB , 3 -> -30dB , 4 -> -28dB , ...

tu comprends mieux pourquoi ça "gueule" dés que tu touches au volume ?

[rycil]

peut être qu'avec windows 8, le réglage de volume sera logarithmique

[TiJay]

on peut toujours y rêver à la limite ce serait pas plus mal d'avoir le choix

[kbil69]

A ce sujet, c'est faisable sous windows de modifier l'incrémentation du volume ?

Sur ma Asus Xonar HDAV1.3, lorsque je clique une fois sur le bouton VOLUME+ de ma telco ca monte de 4.
mini = 0
1 clique sur le bouton du volume de la telco = 4
1 autre clique = 8
.... = 12
...

J'aimerai qu'il y ai des intermédiaires, mais je ne sais pas comme faire via mon soft de gestion de telco, INTELLIREMOTE http://melloware.com/products/intelliremote/

Peut être sous la BDR ?

[kbil69]

Baisser le niveau de 48dB par rapport à quoi ?

comme le dit rycil baisser de 48dB par rapport au niveau de pression acoustique que tu aurais si tu sortais vers ton ampli de puissance en ayant tout tes volumes à fond sous windows.

ou ce que tu aurais eu si tu avais branché ta xonar sur les entrées 5.1 d'un de tes précédents intégrés et que tu avais mis le volume à -48dB sur celui-ci (en ayant tout à fond sous windows).

D'ailleurs en parlant de baisser le niveau, si l'OS gère bien le volume en linéaire alors mettre le volume à 1 dans le mixer windows reviendrait au même que d'avoir mis à l'époque tes intégrés à -40dB, le volume à 2 -> -34dB , 3 -> -30dB , 4 -> -28dB , ...

tu comprends mieux pourquoi ça "gueule" dés que tu touches au volume ?

Donc:
- volume à fond à 100% dans mon MIXER de carte son = 0dB
- volume de mes sorties à 35% dans mon MIXER de carte son => combien de dB ?

Il ne faut pas confondre pourcentage et dB ?

Comment faire la conversion ou ratio entre les pourcentages du MIXER et les dB ?

Je dis pourcentage, mais ce n'est peut être pas l'unité de mesure, à fond c'est 100, au milieu 50 et au mini 0.

[TiJay]

Emmanuel Piat avait mis la formule dans un de ses posts au dessus :

20 Log(différence de niveau appliquée au signal) = nombre de dB

si tu es à 100 sur le master volume ça fait :

20 Log(100/100) = 20 Log(1) = 0 dB donc.

si tu es à 50 :

20 Log(100/50) = 20 Log(2) = 6 dB d'atténuation

si tu es à 35 :

20 Log(100/35) = 9 dB d'atténuation

C'est vraiment très peu, d'ailleurs il me semble que tu as baissé d'autres volumes en plus du master pour pallier à ça et avoir quelque-chose d'utilisable.

Par ex si tu as mis les volumes indépendant de chaque canal à 55%, ça te donne alors pour un master à 35 :

20 Log(100/35/0.55) = 14 dB d'atténuation

Si tu as en plus collé le volume de l'application à 50% par exemple ça te donne alors :

20 Log(100/35/0.55/0.5) = 20 dB d'atténuation

[tobal]

Ouah put1 le déterrage !

2003 !

J'avais même pas de hc digne de ce nom, juste un ampli av HK et un crt 82cm.
Et les pc encore moins.

@+,
Xavier.