Dossier HCFR : Construire votre PC HiFi, tout ce qu’il faut savoir

Dossier HCFR : Construire votre PC HiFi, tout ce qu’il faut savoir

Les optimisations Hifi

Vous avez votre ordinateur déjà optimisé au niveau de l’alimentation, il vous reste à travailler les derniers aspects de la machine. Les optimisations Hifi font appel à des pièces plus spécifiques et éventuellement du travail DIY car il y a des choses assez simples à faire soi-même.

1/ Connecter l’ordinateur Hifi au DAC

Les choix suivants dépendent encore du format de l’ordinateur mais aussi de sa finalité. En effet, vous pouvez souhaiter utiliser votre ordinateur audiophile comme source numérique connectée à un DAC ou un système intégré. Les démarches finales découlent évidemment de ce dernier axe principal. Il est évident qu’en usage intégré vous pourrez passer quelques étapes.

Cette variante implique une démarche importante : le choix d’une carte audio performante et appropriée. L’offre actuelle est assez vaste entre accessoiristes PC courant, marques et démarches spécifiquement Hifi ou encore les produits pro. A vrai dire, vous n’avez que l’embarras du choix et seuls vos critères personnels pèseront dans la balance. Prenez bien garde cependant au décodage du DSD rarement pris en charge par les cartes audio PCIe. Dans la liste des cartes “spéciales” Hifi, la Asus Essence STX II est un bon exemple de ce qui existe. Les solutions pro sont aussi bonnes à prendre. En effet les bonnes cartes pro comme celle de RME ou ESI, disposent d’un bon étage N/A et bien que ces cartes soient surtout faites pour la capture et le montage audio, elles peuvent aussi se substituer à un DAC. Certaines cartes disposent aussi d’une bonne sortie casque car elles peuvent servir au monitoring.

L’USB, la connectique la plus répandue

Lorsque votre ordinateur Hifi est utilisé comme une source audio numérique les choses, ne sont pas forcément plus simple. En effet, il faut faire coïncider la connectique optimale avec votre DAC. En général la liaison ordinateur / DAC se fera par connexion USB. Dans ce cas, les méthodes sont finalement assez simples, mais offrent déjà un panel varié de possibilités. L’approche la plus courante est d’installer une carte USB dite Hifi. D’une manière générale ces cartes tablent sur plusieurs points importants. L’alimentation de la carte elle même utilise des régulateurs et des filtres performants. Certains modèles proposent plusieurs modes d’alimentation. Soit une alimentation classique directement par le port PCIe, soit optionnelle par une prise Molex en provenance de l’alimentation interne de l’ordinateur, ce qui permet déjà de supprimer les risques de bruit en provenance des convertisseurs DC/DC de la carte mère, soit via une alimentation externe. Certaines cartes peuvent supporter les deux types d’alimentations optionnelles et basculent sur la Molex en cas de panne de l’alimentation externe.

L’option alimentation externe me semble la meilleure car il est alors possible d’utiliser une alimentation linéaire filtrée et régulée. Dans ce cas de figure la carte USB profite d’une qualité de courant maîtrisée et optimale à hauteur de la qualité de l’alimentation que l’on aura choisie. Il est aussi fréquent d’avoir des DAC dont le circuit pilote USB (XMOS le plus souvent) puise son courant fonctionnel sur le circuit d’auto-alimentation USB. L’usage d’une alimentation externe de qualité sur la carte USB va également optimiser le fonctionnement du XMOS et par conséquent celui du DAC.

Lorsque l’ordinateur est au format réduit Barebone, NUC, Portable et certaines tablettes il faudra s’orienter vers les solutions d’optimisation externes. La mise en oeuvre est alors certes plus simple mais tout aussi évolutives, tout aussi performantes (voir plus), mais malheureusement pas forcément moins coûteuses. Dans certains cas il s’agit même du contraire, le module externe coûtera plus cher qu’un équivalent interne et impliquera une cascade plus variée d’appareils complémentaires. La finalité peut conduire à un système encore plus performant. Un avantage commun est une possibilité d’évolution progressive ce qui permet d’amortir les investissements dans le temps et d’accroître progressivement la performance.

Les solutions d’optimisation USB sont très nombreuses. SOtM propose le panel de produit le plus vaste et le plus haut de gamme. La marque propose une carte interne USB sur laquelle il sera possible d’adjoindre une horloge optionnelle ultra performante et une alimentation externe optimisée. SOtM propose aussi des solutions USB externes également évolutives avec notamment une horloge maître capable de traiter jusqu’à 4 appareils et la possibilité d’adjoindre une alimentation performante.

SOtM solutions internes

SOtM solutions externes

La concurrence existe et se révèle aussi très intéressante, moins poussée certes, mais déjà plus abordable. Par exemple JCAT dispose d’une carte USB équipée d’origine d’une horloge Crystek CCHD-957, d’une gestion évoluée de l’alimentation et d’un filtre optionnel sur le circuit d’auto-alimentation USB. L’USB card FEMTO. La marque propose également un isolateur galvanique USB externe USB Isolator.

Pink Faun dispose aussi d’une carte USB Pink Faun USB Bridge avec horloge OCXO optionnelle. L’oscillateur OCXO est une solution reconnue dans le monde pro et Hifi très haut de gamme. Nous retrouvons cette approche sur de nombreuses horloges externes comme Antelope, Esoteric, SOtM, Teac et d’autres marques plus confidentielles et d’autres pro. Nous avons également eu des cartes OPPOMOD équipées de ce genre d’oscillateur afin de tweaker les lecteurs OPPO. l’oscillateur OCXO est utilisé pour sa précision et surtout pour sa stabilité. Le principe se base sur la température de fonctionnement élevée maintenue par un dispositif de chauffe contrôlé. Ce qui explique aussi la taille très importante de ce type d’oscillateur. Il faut tout de même se méfier de cette solution qui consomme beaucoup d’énergie surtout durant le temps de chauffe. Il faut donc s’assurer que les alimentations soient suffisantes.

Les solutions Paul Pang méritent qu’on s’y attarde, car bien que très artisanaux, les produits sont nombreux, abordables et déclinés dans des gammes logiques. Le principe est assez rationnel, les cartes et produits externes exploitent des optimisations d’alimentation et d’horloges internes ou externes. Suivant le niveau de gamme des cartes et des appareils, nous trouvons des oscillateurs TCXO ou OCXO. Dans certains cas Paul Pang propose des alimentations linéaires externes optionnelles. Les cartes USB Paul Pang

Plus abordable encore, Elfidelity vendu par Audiophonics propose une carte filtre USB AXF-100 Pro III qui se décline aussi en version externe AXF-101 Ultra. Toujours vendue par Audiophonics, Matrix, un spécialiste des DAC chinois, propose une carte USB MATRIX X-Hi de construction audiophile avec possibilité d’alimentation externe.

On trouve de nombreuses solutions externes d’optimisation USB chez d’autres marques comme Wyred4sound, TotalDAC, Uptoneaudio, iFI Audio, Light Harmonics, Ideon Audio, Acoustic Revive, Audioquest, AQVOX et bien d’autres. Le choix entre ces diverses solutions doit tenir compte des performances et des modes de fonctionnement. Certains sont de simples filtres, d’autres intègrent une isolation galvanique, d’autres sont des régénérateurs complets etc. Il existe aussi des solutions plus industrielles sur pont optique par exemple.

L’USB est donc très largement couvert. Nous disposons de produits très variés, à tous les prix et répondant à de nombreux besoins. Cependant l’USB n’est pas la seule connectique utilisable avec un ordinateur Hifi.

L’i2S, challenger de qualité supérieure.

L’i2S est une connectique des plus intéressantes. Théoriquement bien supérieure à l’USB pour l’audio, l’i2S peut s’avérer la solution ultime afin d’exploiter les DAC dans des modes de transmissions audio numériques très élevées comme le DSD1024 (vous avez bien lu). Le DSD512 peut encore passer en USB mais jusqu’à présent pas sur les cartes USB AMANERO, en i2S pas de problème ! La difficulté : il n’y a pas de normalisation parfaitement encadrée et on trouve de tout. La connectique peut être au format LVDS HDMI ou RJ45 et avec un brochage spécifique d’une marque à l’autre. Pink Faun propose une carte PCIe i2S HDMI Pink Faun Audio Bridge avec possibilité d’indiquer le brochage compatible avec le DAC. A l’instar de la carte USB de la marque, la version i2S peut aussi accueillir une carte horloge OCXO. Une autre solution est d’utiliser une interface de conversion. Certains constructeurs proposent des interfaces externes USB vers i2S. Le panel de choix est assez réduit mais suffisamment grand pour que l’on puisse mettre en concurrence plusieurs produits.

SPDIF, vintage et haute performance font bon ménage.

Les amoureux du vintage qui souhaitent conserver leur excellent DAC seulement équipé d’entrée SPDIF et AES/EBU peuvent se réjouir, car il existe d’excellentes interfaces USB qui permettent d’assurer une liaison numérique classique de qualité. Cette option est intéressante, bien que le DSD sera mis de côté (excepté les solutions DoP sur SPDIF et à condition que le DAC soit compatible), car en général la liaison permet de supprimer les interférences et le bruit issu du circuit d’auto-alimentation USB. Si vous n’écoutez que du PCM, alors l’interface peut être une solution d’optimisation unique simplifiant alors la mise en oeuvre. Cerise sur le gâteau, une bonne interface USB ne coûte pas forcément très cher.

2/ Les optimisations réseau

Utiliser un ordinateur Hifi implique la gestion d’une banque de fichiers : nous sommes dans le cadre de la dématérialisation. Il est tout de même possible d’utiliser l’ordinateur Hifi comme lecteur de disque optique, mais cela réduirait considérablement l’intérêt de l’appareil.

Deux possibilités s’offrent à vous : votre ordinateur est de grande taille et bâti sur la base d’une machine capable de se comporter comme un serveur et vous y avez logé les disques durs. Suivant le mode RAID adapté, votre ordinateur Hifi stocke également vos fichiers et les protège des pertes suite à une défaillance matérielle. A supposer que cette machine unique est la seule impliquée dans vos écoutes, vous avez alors presque achevé votre réflexion d’optimisation. Le présent chapitre ne vous concernera pas.

L’autre possibilité correspond au cas le plus courant, les fichiers sont stockés sur un NAS connecté à votre réseau ethernet ou LAN. Votre ordinateur devra alors se connecter au NAS pour y lire les données avant de les traiter et de les redistribuer le cas échéant aux appareils audio connectés (DAC USB en général). Il se passe alors encore des choses qu’il faut considérer … ou couper les cheveux en quatre.

Ce qui se passe sur le LAN de votre domicile est assez difficile a évaluer d’un point de vue usage Hifi. Dans l’absolu, une box, un NAS, un switch, utilise une alimentation à découpage qui va générer du bruit. On peut résoudre ce problème en remplaçant les alimentations ou par l’ajout de filtres secteur placés aux endroits stratégiques (appareils sensibles). A quel niveau les dispositifs sont néfastes et les solutions bénéfiques ? Cette question est sujette à discussion. Nous n’allons pas débattre et simplement admettre qu’il peut y avoir des pertes de performances pour X raisons et qu’il existe des solutions.

La solution actuelle SOtM consiste à supprimer l’horloge attenante au contrôleur réseau de la carte mère et de la remplacer par un connecteur compatible avec la fameuse carte horloge à plusieurs sorties. Solution qu’il faut combiner avec d’autres travaux fait sur la carte mère en vue d’exploiter au mieux la carte additionnelle, sans quoi le coût de l’opération ne se justifie pas.

JCAT propose une alternative, une carte dédiée à l’instar de la carte USB de la marque. Cette carte réseau NET Card FEMTO présente les mêmes avantages techniques. Horloge Crystek, Alimentation par prise Molex sur la PSU de l’odinateur ou alimentation externe dédiée.

Rien d’officiel mais SOtM devrait proposer également ce genre de carte. Inscrite dans la philosophie de la marque avec possibilité d’utiliser une horloge de compétition et une alimentation externe, à nouveau SOtM risque fort de proposer la solution la plus aboutie.

Les solutions externes existent également. SOtM dispose d’un switch de compétition évolutif par horloge externe et alimentation optimisée, snh-10g. Paul Pang propose un ensemble de produits allant de l’optimisation par TCXO, OCXO et alimentations. JCAT propose une solution Gigabit haut de gamme, M12 Switch Gold, AQVOX une gamme de switchs optimisés. Il existe très certainement de nombreuses autres solutions prêtes à l’emploi. Une approche plus simple consiste à ajouter un filtre réseau. Cela existe dans le monde pro (preuve qu’il y a bien une problématique de soulevée), certains ajoutant également une protection de sur-tension en cas de coup de foudre. Des marques audiophiles comme SOtM ou Etalon, Acoustic Revive, Pink Faun etc. proposent des filtres externes, TOTALDAC un câble filtre intégral.

 

Ma note personnelle sur les optimisations des switchs réseau : Tout dépend de vos besoins, exigences et capacités de bricoleur. Je ne mets pas en cause ni la performance, ni la pertinence des constructeurs qui proposent ces solutions, mais certaines choses peuvent se faire soi-même. Le choix du switch par exemple peut déjà être suffisant avec un simple remplacement de l’alimentation externe. Blinder le boitier si nécessaire n’est pas compliqué. Les tweakers les plus compétents et les mieux équipés pourront changer les condenseurs et régulateurs nécessaires à l’optimisation des conversions DC/DC interne. Dans certains cas le changement de l’horloge sera de la même difficulté que sur un OPPO et nous savons que des particuliers l’ont fait sans encombre. Au vu des coûts je vous conseille donc de faire le maximum par vous même. Évidemment si vous souhaitez aller plus loin dans la démarche ou si vous ne souhaitez pas risquer d’endommager votre switch, la solution commerciale est la plus viable.

La question des câbles réseau est un élément complémentaire. Le câble réseau est normalisé certes, mais long et passera à proximité d’éléments potentiellement perturbateurs. Même au sein du rack, le câble réseau sera soumis aux risques de capter du bruit en provenance des appareils et d’autres câbles non blindés qui peuvent alors rayonner. Il existe des câbles réseau dit haut de gamme comme chez AQVOX dotés d’une ferrite, ou TOTALDAC et son câble “filtre” très élaboré et de nombreuses autres variantes audiophiles parfois très coûteuses. Approche valable en application réseau ? En liaison numérique RJ45 i2S ? Je ne pourrai pas vous répondre. Toutefois considérez tout de même certaines choses qui vous permettront de réaliser vos câbles réseau de qualité vous même.

Un câble réseau obéit à des normes parfaitement ciblées qui déterminent au final la bande passante et le blindage appliqué. Afin d’être assuré d’éviter toute faiblesse du câble réseau vous pouvez opter pour du câble de catégorie 7 FTP, une bande passante de 600 MHz est déjà suffisante. Un rouleau de 50 mètres de câble Cat7 avec une bande passante de 1200 MHz ne vous coûtera pas 100€. Avec 50 mètres vous pouvez faire de nombreux câbles et probablement câbler l’ensemble de votre réseau Hifi. Optez pour des prises RJ45 Telegartner qui présentent plusieurs avantages : montage simple et repéré (impossible de se tromper), solidité à toute épreuve, blindage intégral, acceptent des câbles jusqu’à la Cat8, ne nécessitent pas d’outils spéciaux (pas besoin de pince à sertir RJ45) une simple clé multiprise suffira. Par contre, le prix est nettement plus élevé qu’une prise RJ45 ordinaire, 12,5 € contre quelques centimes. Mais dites vous qu’il y a encore plus cher et que Telegartner se retrouve sur la majorité des câbles RJ45 de marques audiophile : SOtM, AQVOX, Audioquest, Pachanko, JCAT etc. Finition et ajout de ferrite est à la portée de tout le monde. Je ne condamne pas les fabricants et je ne blâme pas les clients qui optent pour des câbles pré-monté coûteux, seulement l’alternative DIY me semble valable et permet de réduire le coût d’une démarche qui peut aboutir à un ensemble déjà onéreux.

3/ Filtrer les différents éléments de l’ordinateur

Certains composants de votre ordinateur vont générer du bruit et impacter la performance audio de certaines cartes ou de l’ensemble de la machine. Nous avons déjà vu quelles étaient les solutions côté alimentation, il reste à trouver des solutions qui permettront de réduire voire éliminer le bruit en provenance des ventilateurs et des convertisseurs DC/DC de la carte mère.

La meilleure approche est de résoudre le problème à la source. Le problème des ventilateurs est supprimé lorsque la machine est fanless, mais ce n’est pas toujours possible. SOtM et Elfidelity proposent un filtre qui se place entre le connecteur de la carte mère et le ventilateur. Ces filtres ont pour vocation de bloquer le bruit électrique en provenance des moteurs des ventilateurs et empêchent sa propagation dans les circuits de la carte mère.

Ces deux marques proposent également un filtre SATA dont l’objectif est de bloquer le bruit en provenance des disques durs ou optiques, cela concerne aussi les disques SSD qui, à priori, génèrent un taux de bruit électrique important. Évidemment, si vous optez pour un disque au format M2 il n’existe aucune solution directe. Filtre SATA SOtM, filtre Elfidelity AXF-94.

A ce stade, la machine est presque totalement optimisée. Il reste encore à savoir comment résoudre le bruit des convertisseurs DC/DC et des éventuels disques durs M2. Elfidelity propose des filtres internes complémentaires dont la destination est assez logique. La marque considère le passage obligatoire des données par la RAM et le risque de capter des perturbations EMI qui se retrouveront en fin de chaîne si le DAC n’a pas d’isolation galvanique sur son entrée USB ou si cette isolation n’est pas suffisante. De même cette réflexion s’applique aux ports PCIe qui fournissent l’alimentation des composants des cartes et éventuellement du circuit d’auto-alimentation USB si vous n’optez pas pour une liaison à la PSU de l’ordinateur ou à une alimentation externe. Elfidelity propose alors un filtre pour bus RAM DDR3 AXF-74 et un autre pour DDR4 AXF-75 ainsi qu’un filtre réversible qui s’adapte aussi bien aux ports PCI qu’aux ports PCI-Express toutes versions AXF-104.

4/ DIY, les dernières optimisations

Le fignolage de votre ordinateur Hifi revient à passer un peu de temps et à bricoler vous même. Rien de bien compliqué ni de très coûteux.

Optimiser le passage d’air.

Vous permettra d’obtenir un meilleur refroidissement et limiter la vitesse de rotation des ventilateurs. Pour ce faire, vous pouvez commencer par supprimer les éléments du boîtiers qui ne servent pas et qui se trouvent dans le chemin d’air. Ne supprimez pas les cloisons et supports qui permettent de diriger l’air sur les composants. Ajoutez des cloisons le cas échéant, même si cela réduit l’espace disponible car l’air doit être canalisé sur les composants et tant que possible ne pas se perdre en chemin. Favorisez les prises directes, un canal d’air coudé est une perte de flux. Comme pour tout appareil qui chauffe, favorisez de l’espace dans le rack, votre ordinateur doit pouvoir respirer.

Si votre ordinateur DIY est fanless, alors tout espace libre dans le boitier sera bénéfique.

Blinder les câbles internes afin d’éviter les risques d’interférences.

Cette opération est assez simple à réaliser mais demande un peu de patience. Vous pouvez appliquer un adhésif en cuivre sur les câbles. Un film d’aluminium ou une gaine de blindage peut également faire l’affaire. il vous suffira de recouvrir le blindage à l’aide d’une gaine de finition, ou d’une gaine thermo-rétractable ou encore de l’adhésif d’électricien. Le choix que vous ferez déterminera surtout la souplesse du câble après blindage, son gain en poids et en volume, sa finition. J’ai utilisé de l’adhésif en cuivre puis un adhésif Kapton comme isolant et protection. Le Kapton présente l’avantage d’être souple, fin, léger, résistant et thermorésistant. Par contre il est translucide et de teinte dorée / orangée, la finition finale est donc un peu particulière.

Certains câble d’ordinateurs sont déjà dans une gaine car ils sont composés de nombreux brins, suivant les cas de figure vous pourrez supprimer cette gaine avant d’y appliquer votre travail. Les câbles ordinateur haut de gamme existent, JCAT, PACHANKO, Paul Pang etc. en proposent. A vous de voir si l’investissement en vaut la chandelle. Si nous devions être rationnel d’un point de vue tarifaire nous conclurions que non. Il faut reconnaître que les câbles internes d’un ordinateur ne sont pas de bonne qualité et sans isolant, d’où l’étape du blindage. Utiliser de meilleurs conducteurs ne pouvant pas faire de mal, l’option câble informatique interne haut de gamme est viable mais coûteuse.

Isolez votre ordinateur des perturbations aérienne et des interférences

Vous pouvez appliquer un blindage sur le boitier. Les solutions sont diverses mais se présentent toujours de la même manière, une feuille d’isolant adhésif ou à coller dont le but est de bloquer les perturbations extérieures et les rayonnements. Tous les produits ne sont pas équivalents en terme d’absorption, les constructeurs indiquent un niveau en décibel par gamme de fréquence. Certains revêtements présentent une densité qui permet aussi d’amortir les vibrations, d’autres peuvent s’appliquer directement sur les composants électroniques.

En cherchant sur internet vous trouverez des solutions industrielles chez 3M, Parafix, Polymerscience, Tech-etch et d’autres. Certaines marques audiophiles proposent leur solution comme SOtM, Stillpoint ou Oyaide, le tweaker Fidelity Audio propose sa sélection qui s’avère de bonne qualité. Aliexpress et Alibaba permet de trouver d’autres pistes, mais je vous conseille de vous orienter vers les produits les mieux documentés comme ceux de 3M.

 

– lien vers le sujet HCFR dédié au pC HiFi : http://www.homecinema-fr.com/forum/source-dematerialisee-haute-fidelite-et-dac/un-pc-pour-la-hifi-t30091195.html

 

 

 

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