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Les Lecteurs CD & SACD

Le bruit haute fréquence du SA-CD/DSD, ce croquemitaine

Message » 09 Aoû 2022 1:39

Je me suis livré à une petite expérience ludique pour essayer de mettre en évidence un effet, s’il y en a un, du fameux bruit haute fréquence produit par la lecture d’un SA-CD (ou d’un fichier DSD).

Beaucoup d’encre a été versée sur le sujet depuis plus de vingt ans et beaucoup de batailles ont été livrées, y compris sur ce forum, notamment à coup de courbes publiées par le magazine américain Stereophile. Les commentaires récemment émis par Amirm sur le désormais fameux forum Audiosciencereview.com au sujet de la lecture d’un SA-CD du commerce dans le test d’un Marantz SA-10 ont éveillé en moi une inquiétude.

J’ai donc réfléchi à ce que je pouvais faire à mon modeste niveau pour vérifier si ce bruit haute fréquence produisait un effet détectable sur du matériel analogique.

Comme Amirm, je suis d’abord et avant tout limité par la rareté des sources de signaux. Les disques SA-CD de test publiés respectivement par Philips et par Sony à l’occasion du lancement du format sont introuvables. Le seul disque un peu utile que l’on peut se procurer est le Denon Audio Check SACD. Il comporte quelques fréquences à -16 dB FS et -16 dB SA-CD (le 0 dBFS le 0 dB SA-CD étant alignés sur le même niveau) : 100 Hz, 1 kHz, 10 kHz, 15 kHz (et 30 kHz en SA-CD, en mode stéréo comme en mode multicanal), ainsi que deux séquences de sinus glissant jusqu’à 20 kHz en CD et 30 kHz en SA-CD. Les autres signaux de test de ce disque sont dédiés aux mesures des enceintes en acoustique.

J’ai essayé de mesurer la distorsion harmonique+bruit de mes deux lecteurs de SA-CD à l’aide des fréquences fixes de la couche SA-CD du disque Denon, mais toutes les pistes produisent un signal qui perturbe mon distorsiomètre automatique (Boonton 1130), qui n’arrive même pas à identifier la fréquence du signal. Ça commence mal.

Pourtant, à l’oreille, tout est normal et j’éprouve les plus grandes difficultés à entendre une différence entre couche CD et SA-CD d’un même disque (quand j’en entends une) dans des conditions d’écoute ordinaire. Le fait que le distorsiomètre ne retrouve pas ses petits n’est pas forcément significatif sans plus ample investigation.

Ce que je peux encore faire, c’est essayer de vérifier si ces signaux de test produisent une différence détectable entre couche CD et couche SA-CD sur des appareils analogiques à galvanomètre.

Voilà mon modeste dispositif expérimental :

P1040295.JPG


Sur la table, de gauche à droite, un psophomètre Rohde & Schwarz UPGR et un millivoltmètre alternatif Leader LMV-181A, tout deux en parfait état de fonctionnement, et le fameux disque test Denon, qui sera lu sur le lecteur de SA-CD Sony SCD-555ES, lui-même en parfait état de marche.

Un psophomètre est un voltmètre très sensible conçu spécialement pour mesurer des tensions de bruit dans la bande audio. Celui-là dispose de plusieurs types de détecteur (un circuit qui réagit d’une façon déterminée à la forme du signal pour produire la valeur du signal de commande du galvanomètre) et de filtres. Il y a deux détecteurs RMS, l’un avec un temps de réaction beaucoup plus court que l’autre (pour les mesures selon les normes CCITT) et un détecteur de crêtes pour les mesures de bruit selon la norme CCIR 468 (une méthode beaucoup plus sensible aux phénomènes transitoires dans le bruit). Pour l’expérience, le filtre linéaire dans une bande de 15 Hz à 100 kHz sera utilisé (les limites à -3 dB de la bande de mesure sont, d'après les spécifications de l'appareil, 3 Hz et 300 kHz).

Le millivoltmètre est calibré pour réagir à la valeur RMS d’un sinus. Il a une bande passante beaucoup plus large, jusqu’à 1 MHz, et une impédance d’entrée de 10 MΩ.

Les deux appareils ont des galvanomètres de très bonne qualité, très bien étalonnés et des aiguilles très fines qui facilitent grandement la lecture. Néanmoins, ils restent des appareils à galvanomètre : il existe donc une marge d’erreur de lecture due à l’opérateur, qui doit apprécier au jugé lorsque l'aiguille se place entre deux graduations du cadran.

Ce que les deux aiguilles vont indiquer, c’est évidemment une tension qui intègre à la fois le niveau du signal sinus de test, que l’on espère dominant, et la somme des tensions de tout le reste : distorsions en tout genre et bruits (ronflement ou souffle). L’idée est donc de vérifier si, à la lecture de la couche SA-CD, l’aiguille dévie de manière significative vers le haut par rapport à la lecture de la couche CD, ce qui serait le signe qu’il se passe quelque chose qui nécessite une interprétation, peut-être la détection d’un bruit supplémentaire ou un autre effet.

Première expérience, brancher le millivoltmètre directement sur une sortie du lecteur de SA-CD. La valeur de la tension de sortie à 1 kHz en mode CD est bien celle attendue d’un signal à -16 dB  par rapport à environ 2 V (niveau de sortie nominal du lecteur à 0 dB) : 340 mV.

J’ai effectué une suite de mesures sur toutes les fréquences fixes et sur une plage de fréquence glissante.

Résultats :

1er/ En mode SA-CD, le niveau de sortie (en volt) est rigoureusement identique au niveau de sortie en mode CD, quelle que soit la fréquence. C’était attendu de ce lecteur en particulier (c’est loin d’être le cas de tous) et cela facilite énormément la comparaison entre les deux modes.

2°/ Corollaire : il n’existe aucune différence détectable avec le millivoltmètre qui pourrait laisser penser qu’il se passe quelque chose de pas catholique en mode SA-CD par rapport au mode CD. À l’œuil nu, les aiguilles restent rivées à la même place pour chaque fréquence de test. Tout ce qu’on peut constater, c’est l’effet, identique dans les deux modes, du filtre passe-bas analogique en sortie du lecteur, lequel filtre atténue progressivement le niveau des hautes fréquences (-1 dB à 30 kHz par rapport à 1 kHz en mode SA-CD).

Si le millivoltmètre ne permet pas de constater quelque effet que ce soit, qu’en sera-t-il du psophomètre ? Même si sa bande passante de mesure est moins large, ses détecteurs particuliers réagiront peut-être à du bruit qui aurait été ignoré par le millivoltmètre.

Deuxième expérience. Résultat : chou blanc ! Aucune différence détectable à l'aide du psophomètre entre couche CD et couche SA-CD.

Je ne me décourage pas et je persévère.

Évidement, avec le dispositif employé jusqu’ici, la puissance du signal utile domine largement et est susceptible de masquer la puissance de tous signaux indésirables, notamment ce bruit haute fréquence que l’on cherche à trouver.

J’ai donc l’idée de passer par le préamplificateur en mesurant cette fois-ci sa sortie lorsque le lecteur de SA-CD est sélectionné en entrée. Le préampli est un Cabasse PST 16. Sa bande passante à -3 dB mesurée par mes soins est de 400 kHz. Il laissera donc passer le bruit haute fréquence émis en mode SA-CD. L’idée est, d’abord, de vérifier si l’électronique de ce préamplificateur d’âge canonique est perturbée par quelque chose. Surtout, il sera possible de se servir des filtres et des correcteurs de grave du préamplificateur pour diminuer considérablement la puissance du signal de 100 Hz et obtenir une mesure plus fine de tout ce qui reste dans le haut de la bande passante.

Troisième expérience : mesurer une des sorties du préamplificateur en mode « source directe » (correcteur de grave et d’aigu court-circuités), successivement avec le millivoltmètre et avec le psophomètre. Pour l’occasion, le réglage du volume du préampli est positionné à -10,5 dB par rapport au maximum, la même position sur laquelle j'avais réalisé la mesure de la bande passante du préampli. Le niveau de sortie est d'environ 115 mV.

Résultat : aucune différence détectable entre couche CD et couche SA-CD. Quelle que soit la fréquence, les aiguilles des galvas de l’un et l’autre appareils sont toujours rivées à la même position en passant d’un mode à l’autre.

Il est maintenant temps de passer aux choses sérieuses dans une quatrième expérience.

Le filtre passe-haut anti-rumble du préamplificateur est activé (coupure : 30 Hz à -3 dB). Les correcteurs de grave et d’aigu sont activés. Les correcteurs de grave sont réglés au minimum (effet : -18 dB à 20 Hz, -14 dB à 100 Hz et -3 dB à 500 Hz d’après un vieux banc d’essai de l’appareil). Les correcteurs d'aigu sont laissés en position neutre. Les correcteurs de grave et d'aigu sont indépendants pour chaque canal, ce qui ne permet pas de garantir un réglage identique sur les deux canaux, mais comme un canal sera mesuré au millivoltmètre et l'autre au psophomètre, chaque appareil de mesure sera placé dans des conditions identiques relativement au canal sur lequel il est branché. Dans cette configuration, non seulement le signal de test à 100 Hz sera assez fortement atténué, mais aussi sa distorsion harmonique (H2 dominant très largement, d’après mes propres mesures), ainsi que le bruit de fond du préampli en basses et très basses fréquences. Les appareils de mesures seront donc plutôt excités par ce qui reste du signal en haut de la bande.

Effectivement, la tension mesurée par le millivoltmètre et le psophomètre baisse notablement, ce qui permet de placer ces appareils sur des calibres plus petits (-20 dB par rapport à la situation précédente) et d’obtenir une résolution de lecture plus fine. On peut enfin déceler une petite différence entre mode CD et SA-CD !

Résultats de la mesure au millivoltmètre :

#1A en mode CD : 0,0196 V (19,6 mV)
#2A en mode SA-CD : 0,0202 V (20,2 mV)

Résultats de la mesure au psophomètre :

#1B en mode CD :

- 0,0187 V (18,7 mV) avec le détecteur de crête ;
- 0.0191 V (19,1 mV) avec les détecteurs RMS* ;

#2B en mode SA-CD :

- 0,023 à 0,0232 V (23 à 23,2 mV) avec le détecteur de crête (la valeur oscille entre les deux extrêmes) ;
- 0,021 V (21 mV) avec les détecteurs RMS*.

*Détecteur rapide ou lent, cela ne change rien au résultat final, même si le détecteur lent met quelques fractions de secondes à atteindre sa position d’équilibre alors que le détecteur rapide n’a pas ce délai de réaction.

En mode SA-CD, le psophomètre lit une tension supérieure à la tension mesurée par le millivoltmètre malgré la bande passante de mesure plus réduite du premier, qui intègre donc beaucoup moins de bruit en haute fréquence. Cela est sans doute dû à la qualité des détecteurs du psophomètre. Cela veut peut-être dire aussi que les choses se passent plus en-dessous de 100 kHz que très au-dessus de cette fréquence. Ou que le fameux bruit HF du DSD, si c'est bien lui qui est la cause de cette différence, est très changeant. Ou alors, c'est tout simplement le correcteur d'aigu qui est un chouïa plus bas sur le canal sur lequel est branché le millivoltmètre.

Pour confirmer que ces différences mesurées proviennent bien de signaux en haute fréquence, le filtre passe-bas à 10 kHz du PST 16 est commuté (effet mesuré par mes soins : -3,5 dB à 10 kHz et -20 dB à 30 kHz) en plus des autres filtres déjà en action. Dans ces conditions, la tension de sortie mesurée par le psophomètre est quasiment identique, environ 0,019 V, entre mode CD et mode SA-CD à 0.0001 V près (0,1 mV près ou la marge d'erreur de la lecture à vue du galvanomètre). C'est à peu près pareil avec le millivoltmètre.

Je précise également que répéter les différentes mesures donnent toujours les mêmes résultats.

J’en déduis donc, à titre provisoire et sous les réserves de rigueur, que la légère différence de niveau mesurée par le psophomètre lors de la dernière expérience est probablement liée au bruit en haute fréquence du noise-shaping lors de la lecture de la couche SA-CD.

Le détecteur de crête a donc mis en évidence de 4,3 à 4,5 mV de niveau en plus en mode SA-CD par rapport au mode CD (1,87 dB de plus dans le pire des cas) et le détecteur RMS seulement 1,9 mV de plus (+0,82 dB). Cela jusqu'à 100 kHz ou plus.

Il est intéressant de constater qu’en mode CD, le niveau mesuré à l’aide du détecteur RMS est un peu plus élevé qu’avec le détecteur de crêtes alors que c’est le contraire en mode SA-CD.

Voilà. Tout cela ouvre plus de questions que cela n'apporte de réponses.
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Message » 09 Aoû 2022 8:43

Je suis baba devant ton boulot, bravo!
Avec les réservés que tu as émise, on peut conclure qu'il n'y a pas de différences c'est ça?
1 a 2db en dehors de la bande audible?

Je me dis, un peu naïvement, que ce genre d'écart on pourrait aussi l'observer avec des tests sur les filtres de dacs non?
Ou le problème est fondamentalement différents ?
HoberM
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Message » 09 Aoû 2022 18:37

HoberM a écrit:Avec les réservés que tu as émise, on peut conclure qu'il n'y a pas de différences c'est ça?
1 a 2db en dehors de la bande audible?


Comme je l'ai écrit en conclusion de mon message, je me pose à ce stade plus de questions que je n'ai de réponses.

A priori, il y a des différences. La question est de savoir si elles sont significatives ou pas. Notamment dans mon contexte personnel d'utilisation.

Je me dis, un peu naïvement, que ce genre d'écart on pourrait aussi l'observer avec des tests sur les filtres de dacs non?
Ou le problème est fondamentalement différents ?


Je ne vois pas exactement de quoi tu veux parler, mais je pense que c'est un tout autre sujet.

Pour revenir aux termes du sujet, j'ai continué mes manipulations à l'aide d'un analyseur d'ondes Hewlett Packard 3581A. On peut voir cet appareil comme un voltmètre qui, contrairement aux deux autres déjà employés, ne mesure la tension que sur une bande très étroite de fréquences (bande ajustable de 3 Hz à 300 Hz) en filtrant tout le reste du signal. Cela permet, par exemple, de mesurer précisément la tension du signal fondamental ou la tension de chaque harmonique. Le fréquence central du filtre passe-bande peut être accordée jusqu'à 50 kHz environ. Cet appareil va être utilisé en mesure relative : le niveau du signal fondamental enregistré sur le SA-CD de test sera aligné sur le 0 dB du galvanomètre et les harmoniques seront évaluées en dB par rapport à ce 0. La dynamique d’affichage du HP 3581A est très grande (90 dB) et il a une large gamme de sensibilités, qui permettent de mesurer des signaux très faibles.

P1040301.JPG
Le HP 3581A accordé sur la fréquence de 15 kHz pour mesurer la sortie du SCD-555ES à cette fréquence à -16 dBFS enregistrée sur le SA-CD hybride Denon Audio Check SACD.


Édition du 10/08/2022 : le passage orignal mis en bleu ci-dessous relate des constations qui se sont révélées erronées (voir plus bas) :

J'ai commencé par mesurer une sortie du SCD-555ES lorsqu'il lit la couche CD du disque test Denon. Tous les signaux sont normaux, aucun problème. J'ai ensuite recherché les distorsions harmoniques de chaque fréquence. Toutes celles qui tombent à l'intérieur de la bande passante de 50 kHz de l'analyseur d'onde peuvent être trouvées et leurs niveaux mesurés sans aucun problème. Compte tenu du niveau très faible de ces harmoniques par rapport au niveau du signal fondamental (340 mV rappelons-le), il faut tomber de deux gammes sur l'analyseur (-20 dB) pour pouvoir mesurer ces harmoniques. Leurs niveaux est grosso modo à -80 dB ou moins sous la fondamentale, soit l'équivalent de 0,01 % ou moins, ce qui correspond à une tension de 34 µV ou moins par harmonique.

Ensuite, j'ai tenté de réaliser les mêmes opérations en lisant la couche SA-CD du disque test Denon. Mais cela n'a pas fonctionné. L'analyseur d'ondes n'a aucune difficulté pour mesurer le signal fondamental à -16 dB SACD (soit 340 mV), quelle que soit la fréquence. Le comportement de l'analyseur est en tout point identique que lors de la lecture de la couche CD. Aucune distorsion harmonique n'est repérable en restant sur la gamme de sensibilité qui permet de mesurer la fondamentale. Mais en passant sur des gammes inférieures pour pouvoir rechercher les harmoniques, je constate que le voyant de saturation de l'étage d'entrée de l'analyseur s'allume.

Ah ! On rencontre donc un problème de saturation. Quelque chose dans le signal qui sort du SCD-555ES lorsqu'il lit la couche SA-CD (et qui n'était pas là lorsqu'il lit la couche CD) fait saturer l'étage d'entrée de l'analyseur. En consultant la documentation technique du 3581A, je constate que la gamme sur laquelle le voyant de saturation s'allume admet une tension maximale de 100 mV. La gamme immédiatement au-dessus, qui n'avait pas de problème de saturation, admet, elle, une tension maximale de 320 mV. Ce qui fait saturer l'étage d'entrée de l'analyseur a ou génère une tension comprise entre 100 mV et 320 mV. A moins que j'ai fait une erreur quelque part, ces valeurs paraissent étonnamment très élevées par rapport aux résultats de l’expérimention précédente. D'autant plus qu'à l'entrée de l'analyseur, le signal est passé par le filtre passe-bande très étroit. Changer la bande passante du filtre ne change d'ailleurs rien : le voyant de saturation reste allumé.

À ce stade, ma perplexité croît. Il faudra réfléchir à la question.


J'ai malgré tout réalisé une série de mesures en passant par le préamplificateur, en source directe, réglage de volume positionné à -10,5 dB. Préalablement à l'usage du SACD Denon, j'ai confirmé à l'aide d'un autre CD test Denon comportant des signaux fixes à 0 dBFS que la distorsion harmonique produite par le préamplificateur lorsqu'il est attaqué avec un niveau d'entrée d'environ 2 V (2,150 V RMS exactement) n'est composé que de l'harmonique 2, quelle que soit la fréquence d'entrée (tout le reste de la distorsion, s'il en y a, est noyé dans le bruit). Compte tenu de la dynamique du HP 3581A, il n'est pas nécessaire de changer de gamme de sensibilité pour mesurer cette H2. Avec les signaux enregistrés à -16 dB sur le SA-CD de test Denon, le signal produit en sortie par le préampli n'est que de 110 mV environ, ce qui fait 10 dB de moins que 340 mV. En raison d'un signal d'attaque plus faible et d'une tension de sortie réduite (par le réglage de volume), le préampli ne produit aucune harmonique qui émerge du bruit de fond. Le fait de lire la couche CD ou la couche SACD ne change rien à l'histoire. Augmenter le volume sur le préampli ne change rien non plus : toujours la même absence d'harmonique repérable. Ce qui perturbe l'analyseur en mode SA-CD semble être transparent pour le préampli (en tout cas, cela ne provoque pas une grossière distorsion harmonique).

J'ai un peu avancé, mais pas beaucoup plus.
Dernière édition par Scytales le 11 Aoû 2022 18:21, édité 2 fois.
Scytales
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Message » 09 Aoû 2022 23:01

Bonjour,

tu te trompes sur la saturation de l'ampli d'entrée
c'est normal, les filtres sont bien plus loin, il n'y a aucun filtre entre la prise d'entrée et le préampli, seulement les atténuateurs
j'ai le même en panne, mais je m'en suis servi pas mal, puis j'ai eu le même avec tube cathodique à la place du galva (analyseur de spectre HP-3580)
remplacé par un 3585A un poil plus "moderne"

Michel...
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Message » 10 Aoû 2022 9:13

HoberM
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Message » 10 Aoû 2022 9:45

Est-ce que la détection de saturation de l'entrée n'est pas juste simplement la plage de tension ?
Si l'entrée est prévue pour 100mV mais que tu lui envois 150mV, c'est clair qu'elle va saturer et donc de la disto va apparaitre ... non ?

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Message » 10 Aoû 2022 10:11

Dès que ça sature, un voyant s'allume
sur la photo, c'est le voyant "non calibré" qui est allumé
voilà le synoptique des étages d'entrée du millivoltmètre :

Image

d'abord l'atténuateur, ensuite le préampli, et plus loin les filtres
MickeyCam
 
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Message » 10 Aoû 2022 11:57

MickeyCam a écrit:Bonjour,

tu te trompes sur la saturation de l'ampli d'entrée
c'est normal, les filtres sont bien plus loin, il n'y a aucun filtre entre la prise d'entrée et le préampli, seulement les atténuateurs


Ah ! Oui ! :ane: Merci Michel. Je viens de relire le mode d'emploi et le manuel de service, dont tu viens de poster un extrait, et effectivement, j'étais dans l'erreur.

Je me rends compte aussi que j'ai sans doute fait quelques erreurs de manipulation de cet appareil complexe que je n'utilise pas très souvent et les valeurs que j'ai mentionnées dans mon message précédent ne sont pas forcément exactes.

Je vais refaire quelques manipulations pour confirmer ou infirmer mes observations.
Scytales
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Message » 10 Aoû 2022 17:57

Après vérification, le seuil de saturation que j'ai indiqué plus haut en mode SA-CD est erroné. J'ai dû m'emmêler les pinceaux dans mes observations. L’étage d'entrée de l'analyseur sature sur la même gamme que ce soit en mode CD ou en mode SA-CD. Contrairement à ce que j'ai écrit plus haut, il n'y a donc rien qui sort du lecteur en mode SA-CD qui fasse saturer plus tôt l'analyseur qu'en mode CD. Désolé pour cette erreur. Le seuil de saturation de l'étage d'entrée de l'analyseur est manifestement bel et bien lié uniquement à la valeur du signal utile et à rien d'autre.

Je ne suis pas parvenu à reproduire mes mesures d'harmoniques à partir de la couche CD du disque SA-CD Denon. Je ne comprends pas ce qui s'est passé. il vaut mieux ignorer ce passage, qui n'est de toute façon pas le cœur du sujet. Je ne suis d'ailleurs parvenu cette-fois-ci à mesurer d'harmonique ni en mode CD, ni en mode SA-CD : rien n'émerge du bruit de fond de l'analyseur dans les deux modes.

En revanche, je peux confirmer que le lecteur produit bien rigoureusement le même niveau en mode CD et en mode SA-CD, quelle que soit la fréquence du signal de test. Le HP 3581A peut en effet être utilisé en voltmètre sélectif pour mesurer la valeur absolue du signal à une fréquence donnée, tout le reste du signal étant filtré. Sur la largeur de fenêtre de mesure la plus étroite (3 Hz), après la calibration de rigueur pour ce type de mesure, les tensions de sortie sont strictement identiques en mode CD qu'en mode SA-CD. On peut donc bien insister sur le fait que ce lecteur peut servir de base de comparaison fiable entre les modes CD et SA-CD.

Beaucoup plus intéressant pour le sujet, je suis parvenu à réaliser une mesure du bruit de fond ultrasonique en mode SA-CD.

Pour cela, j'ai utilisé le 3581A en mode de mesure relatif en utilisant la fenêtre de mesure la plus large (300 Hz) et j'ai balayé toute la plage de réglage en fréquence de l'accord du filtre jusqu'à 50 kHz, la limite haute de l'analyseur.

En mode CD, le bruit de fond en dessous du niveau du signal à -16 dBFS n'est pas mesurable. Il doit se situer sous le plancher de la plage dynamique d'analyse du HP 3581A, qui n'est pas de 90 dB comme je l'ai écrit plus haut un peu hâtivement, mais de 80 dB (c'est seulement l'afficheur qui a une dynamique de 90 dB, mais ce qui est affiché sous le repère -80 dB n'est pas fiable).

En mode SA-CD, l'appareil de mesure commence à détecter du bruit à partir de 25 kHz. À partir de cette fréquence, l'aiguille du galvanomètre a un mouvement significatif au-dessus du repère -80 dB. Comme je parviens à répéter les mesures sans problème, je pense ne pas avoir commis d'erreur, cette fois-ci. J'ai résumé les résultats de mesure dans un tableau, en prenant soin de les transposer de 16 dB pour les référencer à partir du 0 dB SA-CD (le niveau de sortie maximal*) plutôt que le niveau de -16 dB SA-CD du signal de mesure. C'est possible, car le niveau du bruit semble être totalement indépendant du signal utile (voir plus loin). Voici le tableau des résultats :

bruit-dsd-sony-scd-555es.jpg
Cliquez sur l'image pour l'agrandir.


Ces résultats sont corroborés par toutes les mesures tierces dont j'ai pu prendre connaissance dans des bancs d'essais de revues, soit de ce lecteur en particulier, soit d'autres lecteurs Sony qui appartiennent à la même famille technique, essais qui font tous apparaître sur des analyses par FFT un bruit de fond ultrasonique qui atteint son maximum à 60 kHz, avec un niveau de -60 dB sous le niveau du signal utile. Je pense donc que mes mesures sont fiables. En passant, on appréciera le fait qu'un appareil comme le HP 3581A, dont le mode d'emploi a été imprimé en 1974, est capable de reproduire des mesures obtenues au XXIème siècle à l'aide d'analyseurs numériques modernes de la mort qui tue. :mdr:

Tout aussi intéressant, j'ai observé la valeur du bruit de fond ultrasonique à 50 kHz sur les différentes plages du SA-CD de test Denon. Toutes les plages qui contiennent des signaux de mesure produisent la même tension de bruit. Toutes, sauf la plage n°7, qui contient du bruit rose, sur laquelle le bruit atteint -59 dB par rapport à 0 dB SACD, 10 dB de plus que sur les autres plages. Plus intéressant encore, j'ai observé le bruit ultrasonique à 50 kHz sur les différentes plages musicales de démonstration que contient ce SA-CD. Comme la mesure a été effectuée sur le calibre -10 dB du commutateur de sensibilité, j'ai pu observer en même temps la diode d'indication d'écrêtage s'allumer plus ou moins fréquemment sur l'analyseur. Les passages pendant lesquels la diode s'allume correspondent nécessairement aux moments où le niveau du signal musical dépasse les possibilités d'admission de l'entrée de l'analyseur sur la gamme sélectionnée. On peut donc considérer que l'allumage de la diode est un indicateur grossier de la dynamique du signal audio : diode éteinte = signal audio qui reste inférieur ou proche du nominal (-16 dB, soit 340 mV en sortie) ; diode allumé = signal audio beaucoup plus élevé que le nominal. Grâce à cette observation, j'ai pu constater que le niveau de bruit ultrasonique ne change pas, quel que soit le contenu ou la dynamique des plages audios. C'est la raison pour laquelle je n'ai pas hésité à référencer les mesures ci-dessus sur le 0 dB SA-CD par simple calcul bien que je les ai obtenues à partir d'un signal d'un niveau de -16 dB SA-CD. Entre les plages qui produisent le moins de bruit, d'un niveau équivalent au bruit produit par les plages contenant des signaux de test, et les plages qui contiennent le plus de bruit, il y a 9 à 10 dB d'écart.


*Sous réserve que le DSD peut surmoduler de +3,1 dB tout en restant dans la norme.
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Message » 10 Aoû 2022 18:04

Perso, j'avais regardé il y a quelques temps à l'analyseur de spectre un lecteur CD Sony ordinaire
CD de test avec diverses fréquences, et repéré des porteuses diverses dans les 30/40 kHz
ça se déplaçait en fonction de la fréquence test
j'en avais déduit des battements avec les divers oscillateurs internes
mais comme c'est après le filtre de sortie interne du lecteur, c'est très faible
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Message » 10 Aoû 2022 20:13

HoberM a écrit:J'ai trouvé ce lien aussi qui peut aider ?
http://archimago.blogspot.com/2015/04/analysis-dsd-to-pcm-2015-foobar-sacd.html?m=1


Merci. Je connais très bien l'exceptionnel blog d'Archimago et tous les travaux très intéressants qu'il publie. Mais le sujet de cet article en particulier n'a pas de rapport avec ce que je cherche à observer : ce bruit haute fréquence inhérent au DSD perturbe-t-il les appareils d'une chaîne ?

A ce sujet, je suis enfin arrivé à quelque chose avec le distorsiomètre !

Lorsque le distorsiomètre est branché sur les sorties du lecteur lisant le signal à 1 kHz de la couche SA-CD du disque test, il parvient à mesurer la tension de sortie, mais il ne reconnaît par la fréquence. Il croît qu'elle est d'environ 2 kHz et il est incapable de mesurer la THD+N ou le SINAD. Activer le filtre passe-bas à 30 kHz (alignement Butterworth du 3e ordre, 60 dB d'atténuation par décade) du distorsiomètre n'y change rien.

Je viens d'essayer en branchant le distorsiomètre sur une sortie du préamplificateur, volume réglé, comme d'habitude, à -10,5 dB. Le résultat est le même : la tension de sortie (plus faible de deux tiers qu'en sortie du lecteur) est correctement mesurée, mais les fonctions de mesure de la THD+N ou du SINAD sont perturbées et inutilisables. Le filtre passe-bas du distorsiomètre demeure inefficace pour résoudre le problème.

J'ai ensuite réessayé en enclenchant le filtre passe-bas à 10 kHz du préamplificateur. Surprise (ça n'était jamais arrivé), le distorsiomètre est cette fois-ci opérationnel ! Il reconnaît correctement la fréquence du signal et parvient à calculer un taux de distorsion harmonique+bruit. Je passe sur la couche CD du disque test pour effectuer une rapide vérification avec le même signal de 1 kHz. Le distorsiomètre affiche la même THD+N qu'avec le signal SA-CD. Je déclenche le filtre passe-bas du préamplificateur pour remesurer le signal de 1 kHz de la couche CD en large bande : la THD+N demeure pratiquement identique.

P1040304.JPG


Enfin un résultat indubitablement positif : les automatismes du distorsiomètre sont manifestement perturbés par le contenu en haute fréquence du signal lu sur un SA-CD, mais par contre, sur le critère de la THD+N (plus le N que la THD à ce niveau de signal), les circuits du préamplificateur situés en amont de son filtre passe-bas ne semblent pas l'être, du moins à 1 kHz.
Scytales
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Message » 12 Aoû 2022 18:06

Je viens de refaire quelques manipulations avec le HP 3581A, branché cette fois-ci sur une sortie du préamplificateur.

Les mesures ont été réalisées comme pour la mesure de bruit de fond ci-dessus. Elles ont été faites en relatif sur l'échelle 90 dB, avec la fenêtre de filtrage de 300 Hz, lissage minimal, 0 dB de l'analyseur aligné sur le niveau du signal sinusoïdal à -16 dBFS ou -16 dB SA-CD. Le réglage de volume du préamplificateur, placé en "source directe", était sur la position sur laquelle j'écoute habituellement mes programmes musicaux. À ce niveau, avec ce signal d'entrée constant plutôt faible, aucune harmonique du signal ne peut être détectée par l'analyseur dans sa plage dynamique, que ce soit en mode CD ou SA-CD. En poussant le volume du préamplificateur à fond, il n'y a pas plus d'harmonique visible. Le signal d'entrée à -16 dB est manifestement trop faible pour faire émerger la distorsion H2 du bruit du dispositif (préampli+analyseur), normalement très visible avec un signal d'entrée plus élevé.

Seuls deux faits utiles peuvent être constatés en mode SA-CD :

1°/ Les niveaux relatifs des signaux sont très exactement les mêmes que lorsqu'ils sont mesurés par l'analyseur directement en sortie du lecteur de SA-CD : le 30 kHz, qui est atténué de -1 dB par rapport aux signaux de fréquences inférieures à la sortie du lecteur de SA-CD, est très exactement atténué de -1 dB à la sortie du préamplificateur. Le préamplificateur ne rencontre donc aucun problème de gain lorsqu'il lit les signaux sinusoïdaux de la couche SA-CD, malgré le bruit ultrasonique.

2°/ Le profil du bruit de fond intrinsèque au DSD mesuré à la sortie du préamplificateur est identique à celui mesuré ci-dessus directement à la sortie du lecteur. Je ne constate rien de particulier à ce niveau sur quelques plages que j'avais auparavant testées sur le lecteur.

Pour le moment, avec mes maigres moyens, je n'ai encore pu mettre en évidence rien qui semble indiquer que le préamplificateur est perturbé par le bruit ultrasonique inhérent au DSD. À ce stade, je me suis fait tout de même une réflexion. Si on part de l'analyse de certains, qui est de dire que ce bruit ultrasonique peut intermoduler avec le signal, il serait peut-être pertinent de raisonner comme lorsqu'on mesure de la distorsion d'intermodulation avec la méthode à deux fréquences proches de niveaux identiques. Ainsi, si la fréquence de 30 kHz intermodulait avec le bruit de fond, disons entre >30 kHz et 35 kHz pour les besoins du raisonnement, peut-être devrait-on observer ce qui se passe dans la bande audible entre le début de bande et 5 kHz (5 kHz étant la différence entre 30 et 35 et les différences successives entre les fréquences inférieures à 35 kHz et 30 kHz nous rapprochant progressivement des basses fréquences, jusqu'à 1 Hz). Personnellement, je n'ai rien constaté dans la zone inférieure à 5 kHz à l’observation du galvanomètre, mais ce moyen n'est pas suffisant pour vérifier ce qui se passe. Il faudrait un appareillage plus moderne, avec une dynamique plus importante. Néanmoins, je peux essayer quelque chose : brancher le HP 3581A sur la sortie moniteur du distorsiomètre, en programmant celui-ci pour que son filtre bouchon soit centré sur 30 kHz et pour qu'il sorte le résidu du signal après filtrage avec un gain déterminé. En supprimant l'énergie du signal sinusoïdal, il sera possible de mesurer avec le HP 3581A des signaux ou des bruits beaucoup plus faibles qu'en sa présence, laquelle fait saturer l'étage d'entrée de l'analyseur. Ce sera peut-être pour une prochaine fois.

Deux derniers mots. D'une part, je me suis amusé à observer, avec les mêmes paramètres que ci-dessus, la déviation de l'aiguille de l'analyseur à la lecture du contenu de deux plages de la piste SA-CD stéréo du disque. Il semble qu'il y ait de la vie sur la plage de musique orchestrale n° 27 entre 20 et 25 kHz, mais à des niveaux extrêmement faibles (-75 dB sous le niveau d'un signal sinus de -16 dB SA-CD, c'est à dire autour de -91 dB sous le 0 dB SA-CD !). D'autre part, ce que je prenais pour du bruit ultrasonique plus élevé que d'ordinaire sur la plage de bruit rose n'en est pas : c'est semble-t-il le contenu fréquentiel du bruit rose de cette plage qui monte jusqu'à 50 kHz, la limite des possibilités de mesure du HP ! Je ne sais pas trop à quoi ça peut bien servir, mais ça me semble manifestement bien être le cas.

Personnellement, je n'en ai pas les moyens, mais je sais qu'il existe des possibilités informatiques d'analyser le contenu d'une piste SA-CD. Si quelqu'un de compétent est intéressé, il pourrait acquérir ce disque et analyser informatiquement le contenu de sa couche SA-CD pour en avoir le cœur net :

Denon-COGQ-28.jpg
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Message » 12 Aoû 2022 19:05

Merci Scytales !
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Message » 13 Aoû 2022 9:30

Salut Alain !

Toujours à la Roque d'Anthéron ? :wink:
Scytales
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Message » 13 Aoû 2022 9:34

Scytales a écrit:Salut Alain !

Toujours à la Roque d'Anthéron ? :wink:


NOn, rentré et fait mon dernier papier qui a été publié hier.

J'attends maintenant de partir pour le Concours de piano Edvard Grieg à Bergen en Norvège qui m'a invité du 30 août au 4 septembre (quel calvaire :lol: ) pour en suivre les épreuves... J'adore ça, car on découvre des jeunes artistes chaque fois !
PS. Je ne souffrirais pas de la chaleur comme à La Roque où une journée a été insupportable...
haskil
 
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