Perché non basta il cavo USB da stampante

[ClaveFremen]

20 minuti fa, captainsensible ha scritto:

potrebbe benissimo farlo in condizioni "standard" con impedenze caratteristiche e livelli dichiarati a diverse velocità di trasferimento.

Non avrebbe senso perché a meno di cavi orribili il BER è talmente basso da essere ininfluente in ambito audio.

21 minuti fa, captainsensible ha scritto:

Ma d'altronde con l'USB ormai in modo asincrono, avrebbe senso ? No

Vedi sopra, ad ogni modo lo USB asincrono non migliora il BER, non c'è ritrasmissione...

[captainsensible]

@ClaveFremen il BER non c'entra con la ritrasmissione.

Il BER è un problema di canale, non di protocollo, da quello che mi ricordo.

 

CS

[ClaveFremen]

2 ore fa, captainsensible ha scritto:

il BER non c'entra con la ritrasmissione.

Il BER è un problema di canale, non di protocollo, da quello che mi ricordo.

Concordo ma allora quando hai scritto questo:

 

4 ore fa, captainsensible ha scritto:

Ma d'altronde con l'USB ormai in modo asincrono, avrebbe senso ? No

 

Cosa intendevi? Si stava parlando del BER...

[ClaveFremen]

6 ore fa, scroodge ha scritto:

mi puoi spiegare un po' meglio il fenomeno che hai descritto e che io ho quotato? Sopratutto su quel "possono"..

 

Premetto che la spiegazione che segue è semplificata ed omette certi dettagli ma è abbastanza precisa per far capire il fenomeno.

 

Quando dobbiamo trasmettere un segnale digitale (sequenza temporizzata di 1 e 0) lo rappresentiamo con un segnale analogico analogo all'onda quadra:

 

 

In realtà, come per l'onda quadra, il segnale analogico sarà leggermente diverso per via della larghezza di banda:

 

(fonte immagine) 

ed ancora non siamo arrivati al cavo, all'uscita del cavo, per via della sua banda passante (dati da capacità ed induttanza), delle riflessioni dovute alle variazioni d'impedenza, dal rumore captato il segnale somiglierà a questo:

(fonte immagine)

 

Come puoi vedere i fronti d'onda non sono più corrispondenti a quelli di origine ma sono traslati (ogni volta in modo diverso).
 

Quando il ricevitore interpreta il segnale analogico produce in output un segnale simil-onda quadra dove la distanza tra le singole cifre (1 e 0) non è più costante (ovvero con jitter).

Da questo stesso segnale viene anche generato il clock che lo scandisce.

Un chip digitale che riceva questo segnale jitterato non avrà problemi ad interpretarlo in quanto il clock ha lo stesso identico timing e non perdo informazione.

 

Fino a qui abbiamo (semplificando un po') descritto come funziona lo SPDIF/AES-EBU.

Il problema arriva quando questo segnale con jitter (assieme al suo clock) arriva al DAC:

(fonte immagine)

 

In altre parole il jitter modifica (distorce) la forma d'onda analogica sonora e, a seconda del livello di distorsione indotto dal jitter, potrebbe suonare diversamente.

 

Nel caso di USB asincrono invece il nostro segnale digitale jitterato viene correttamente trasmesso alla successiva componente digitale che lo ritemporizza in base al clock locale, quindi al DAC arriva un segnale teoricamente privo di jitter.

 

Questa ingegnosa soluzione però funziona perfettamente solo in astratto, nell'implementazione reale del chip il jitter rientra dalla finestra attraverso le linee di alimentazione... 😉

 

 

[ClaveFremen]

5 ore fa, scroodge ha scritto:

come correla all'ascolto? E questa correlazione è univoca?

 

Non ho né i mezzi né il tempo di fare studi approfonditi ma posso citarti da un articolo su TNT-Audio:
 

 

Effetti del jitter sul suono

 

Molto meno chiari sono gli effetti del jitter sull'udito, e la sua tollerabilità.

Gli studi "ufficiali" [6] sembrano dimostrare che il minimo valore di jitter che produce una differenza sensibile è di 10ns RMS con un tono puro a 17KHz; con la musica, il valore minimo è di 20ns RMS.

(...)

Nella mia personale esperienza, e oserei dire nell'opinione generale, c'è una enorme differenza nel suono di sistemi a basso od alto jitter. Quando la quantità di jitter è molto elevata, come nei cd player economici (2ns), l'effetto è in qualche modo simile al wow and flutter, il ben noto problema di cui erano affette le compact cassette e, in minor misura, i giradischi analogici, ed era causato dalla velocità non perfettamente costante del supporto: l'effetto è simile, ma qui le variazioni hanno una frequenza molto più elevata e per tale ragione sono meno facili da percepire, ma ugualmente spiacevoli. Molto spesso in questi casi il messaggio ritmico, il passo degli intrecci musicali più complessi è parzialmente o completamente compromesso, la musica diviene noiosa, scarsamente coinvolgente e in apparenza senza senso. A parte la durezza, il tipico suono "digitale", insomma.

In quantità inferiori, l'effetto di cui sopra è difficile da percepire, ma il jitter è ancora in grado di causare problemi: riduzione della larghezza e profondità della scena, scarsa messa a fuoco, talvolta un velo sulla musica. Questi effetti sono comunque più difficili da ricondurre con certezza al jitter, dato che possono essere causati da molti altri fattori.

 

 

[Ggr]

29 minuti fa, ClaveFremen ha scritto:

nell'implementazione reale del chip il jitter rientra dalla finestra attraverso le linee di alimentazione... 😉

Vero sino ad un certo punto. Ci sono anche quelli fatti bene, e poi, comunque i jitter non si eludono, ma se sono due si sommano,  quindi sempre meglio un piccolo jitter generato all'interno dello stesso dac, che comunque ci sarebbe a prescindere, che quello piu quello esterno.

Alla fine,  la miglior cosa è miaurare gi effetti del jitter direttamente all'uscita della rca, che poi è quello che alla fine conta.  Ho letto svariate prove e misure di svariati dac, oramai hanno distorsioni jitterali abbondantemente sotto la soglia della umana udibilita'

 

[ClaveFremen]

2 minuti fa, Ggr ha scritto:

Vero sino ad un certo punto. Ci sono anche quelli fatti bene, e poi, comunque i jitter non si eludono, ma se sono due si sommano,  quindi sempre meglio un piccolo jitter generato all'interno dello stesso dac, che comunque ci sarebbe a prescindere, che quello piu quello esterno.

Attenzione non ho detto che lo USB asincrono non sia migliore di quello normale, lo è e riduce di molto gli effetti del jitter indotto dal cavo, soprattutto nelle migliori implementazioni, ma non li elimina.
 

4 minuti fa, Ggr ha scritto:

Alla fine,  la miglior cosa è miaurare gi effetti del jitter direttamente all'uscita della rca, che poi è quello che alla fine conta.

E qui torniamo alla solita diatriba tra misure ed ascolto, personalmente gli effetti li sento ed a me tanto basta.
 

6 minuti fa, Ggr ha scritto:

Ho letto svariate prove e misure di svariati dac, oramai hanno distorsioni jitterali abbondantemente sotto la soglia della umana udibilita'

Sicuramente le misure dicono che nulla si sente, anche quelle del mio Qutest, eppure quando cambio cavo USB sento la differenza, probabilmente non sono umano... 😉

[Ggr]

Il jitter c'è esiste, ed è misurabile. Quindi in linea di principio, non è impossibile che si possa sentire, e non c'è nulla da dissentire se una persona dice di sentirlo. Io dissento quando vogliono farmi sentire cose che non esistono nelle misure 😀

Io sento il danno che fa un adattatore usb/spdif quando lo uso. Non so però se sia perché aumenta il jitter, ma potrebbe anche essere.

[loureediano]

Ma il jittet è causato dal cavo?

 

 

[Mighty Quinn]

6 ore fa, Ggr ha scritto:

Il jitter c'è esiste, ed è misurabile

Ma non lo possiamo sentire 

Basta provare

È più facile vedere ad occhio nudo la bandiera americana piantata sulla luna che sentire il jitter medio di una apparecchiatura audio da pochi euro 

Ed è facilissimo provarlo 

Dimostrazione ulteriore che non basterà mai l'evidenza dei fatti a scardinare certe leggende,  in genere ben impostate da marketing e recensioni e poi ripetute da appassionati in perfetta buona fede.

Per sentire qualcosa bisogna aumentare il jitter di 4/5 ordini di grandezza, rispetto ad un valore medio/alto da apparecchiatura audio 

 

http://archimago.blogspot.com/2018/08/demo-musings-lets-listen-to-some-jitter.html

 

 

Sorprendente come a volte la realtà sia lontana da ciò  che si è  indotti a credere eh?

O forse non sorprende manco un pò 

 

[Ifer2]

@ClaveFremen

9 ore fa, ClaveFremen ha scritto:

nell'implementazione reale del chip il jitter rientra dalla finestra attraverso le linee di alimentazione... 😉

Molto interessante!

Puoi spiegare meglio questo punto?

[scroodge]

@ClaveFremen Grazie per la tua disamina (perdona, ma ho esaurito i melius), come sempre semplice e comprensibile. Fino al funzionamento degli standard di trasmissione spdif/aes-ebu, c'ero, con la connessione usb, un po' meno, lo ammetto.

Si evince, mi sembra, che tutto si gioca sulla entità/grandezza dei fenomeni potenzialmente dannosi per un corretto trasferimento del segnale.

Domanda: rimane che il valore minimo perchè il jitter possa essere udito (il come per il momento mettiamolo da parte) è 20nsec?

Se è così, un cavo a standard spdif o aes ebu o usb (lunghezza poniamo 1mt), quanto jitter può introdurre?

Poi: ok, che il jitter in una connessione USB può rientrare dalla linea a 5 volt, ma anche qui, in che quantità?

E non è sufficiente adottare un buon isolatore galvanico come moltissimi DAC oramai fanno?
 

[Ggr]

Se la porta usb del dac è autoalimentata, e normalmente lo è,  nel cavo usb non circola neanche la 5v di alimentazione. È praticamente come se non ci fosse. Io ho capito che intendesse il jitter che il dac, inteso priorio come chip, e non come apparato, genera comunque in loco assieme all'oscillatore che lo temporizza. 

[ClaveFremen]

16 ore fa, FabioSabbatini ha scritto:

Ma non lo possiamo sentire 

Basta provare

(...)

http://archimago.blogspot.com/2018/08/demo-musings-lets-listen-to-some-jitter.html

Peccato che nello stesso articolo che citi a supporto l'autore stesso afferma di sentirlo...
 

Ed anche sull'articolo ci sarebbero diverse cose da dire...

• Si riferisce al solo Jitter periodico e l'autore, onestamente, lo mette in evidenza
• Il jitter è solo simulato mediante DSP e non c'è alcuna garanzia che l'effetto del jitter reale sia il medesimo
• Per valutare l'entità del jitter simulato usa il J-Test elaborato da Dunn negli anni 90 e di cui cita il relativo paper
  • Obbiettivo del paper è misurare la sensibilità degli apparecchi al data-Jitter, che può portare a veri e prori errori di trasmissione
  • In altre parole il J-Test più che altro ci dice se il ricevitore è in grado di decodificare il segnale digitale (con il suo data-Jitter) senza errori, non quanto la forma d'onda sarà deformata dal jitter.
  • Il segnale del J-test è formato da un'onda quadra sovrapposta ad una sinusoide che la modula, in modo periodico

Il jitter reale di un segnale distorto dal cavo però non è modulato in modo periodico in quanto funzione del segnale digitale (che varia continuamente in modo aperiodico), delle sue riflessioni e del rumore captato dal cavo.

 

Quindi, a mio parere, il J-Test (usato anche per tutte le misure che si vedono in giro) ci dà l'importante informazione su quanto l'interfaccia sia accurata nel ricostruire lo stream di dati del segnale di test senza errori nonostante il jitter ma questo non ci dice quanto lo sia nel ricostruire una forma d'onda aperiodica soggetta a jitter aperiodico, che è poi il caso reale.

 

 

 

[ClaveFremen]

16 ore fa, Ifer2 ha scritto:

Molto interessante!

Puoi spiegare meglio questo punto?

Ci provo...

 

Lo USB asincrono assume che il clock locale sia assai più preciso di quello ricostruito dal segnale in ingresso, più stabile e non influenzato dal segnale in ingresso.
 

Ed in astratto è esattamente così.
 

Nella pratica però il ricevitore per ricostruire un segnale jitterato usa più potenza ed in maniera dipendente dal segnale in ingresso, questo si rifletterà sulla sua linea di alimentazione.
 

Anche le componenti puramente digitali del chip di decodifica USB (succede la stessa cosa nei chip DAC) avranno dei picchi di potenza in funzione dei cambiamenti di stato, funzione anch'essi del segnale.
 

Quindi sui piedini di alimentazione del chip USB avremo delle oscillazioni ad alta frequenza della tensione dipendenti dal segnale.
 

In molti casi la linea di alimentazione del chip USB è la medesima che alimenta il clock od il quarzo anche se normalmente sono presenti condensatori di disaccoppiamento su ogni chip e nelle implementazioni migliori regolatori di tensione locali per diminuire per quanto possibile queste interferenze.

 

Questi accorgimenti però non eliminano mai del tutto questi disturbi sulla linea di alimentazione e l'alimentazione del clock/quarzo è critica per la precisione del cristallo, ogni piccola variazione genererà jitter sul clock.

 

Essendo queste variazioni funzioni del segnale in ingresso il clock locale avrà jitter funzione del segnale in ingresso, da qui il jitter che rientra dalla finestra.

 

Naturalmente la quantità di questo jitter sarà decisamente più bassa di quella che si avrebbe a parità di condizioni con lo USB sincrono, da qui la netta superiorità di quello asincrono.

 

Netta superiorità però non vuol dire perfezione o totale immunità al jitter indotto dal cavo.

[ClaveFremen]

10 ore fa, Ggr ha scritto:

Io ho capito che intendesse il jitter che il dac, inteso priorio come chip, e non come apparato, genera comunque in loco assieme all'oscillatore che lo temporizza.

 

Quasi, come avrai capito dal post precedente mi riferivo al jitter generato nell'oscillatore dai disturbi delle linee di alimentazioni indotte dal chip ricevitore in funzione del jitter indotto dal cavo.

[ClaveFremen]

11 ore fa, scroodge ha scritto:

Domanda: rimane che il valore minimo perchè il jitter possa essere udito (il come per il momento mettiamolo da parte) è 20nsec?

Ci sono diversi studi contrastanti, l'articolo su TNT-Audio che ho citato parla di 20 ns per la musica, altri scendono fino a 8 ps per dac a 20 bit (quelli a 24 bit dovrebbero essere ancora più bassi), altri ancora di 20 ps per jitter correlato al segnale.

 

11 ore fa, scroodge ha scritto:

Se è così, un cavo a standard spdif o aes ebu o usb (lunghezza poniamo 1mt), quanto jitter può introdurre?

Non ho trovato misure quindi non ho dati in merito.

 

11 ore fa, scroodge ha scritto:

Poi: ok, che il jitter in una connessione USB può rientrare dalla linea a 5 volt, ma anche qui, in che quantità?

E non è sufficiente adottare un buon isolatore galvanico come moltissimi DAC oramai fanno?

No, qui forse non mi sono spiegato...non c'entra nulla l'alimentazione che arriva dal cavo.

 

Come puoi leggere dalla mia risposta a ifer2 sto parlando delle linee di alimentazione della sezione digitale interna al DAC (apparato, non chip).

 

Poi se il DAC è alimentato dal cavo USB o privo di isolamento galvanico il jitter del clock può ulteriormente salire ma questo vale per qualunque tipologia di interfaccia.

[Mighty Quinn]

3 ore fa, ClaveFremen ha scritto:

Peccato

 

Peccato che per te valgono ovviamente solo i caveat,

peccato che in sostanza le cose stanno come sostengo io e lo so bene che non basterà l'evidenza di tutto il mondo a convincere un audiofilo che sente quello che la pubblicità gli ha detto che deve sentire (pochi femtosecondi)

 

BTW: If you want to read a good research paper on jitter audibility, have a look at this one from AES 1998: Benjamin & Gannon "Theoretical and Audible Effects of Jitter on Digital Audio Quality". Thresholds of audibility in the review are in the tens to hundreds of nanoseconds with more sensitive test material, better with trained listeners (no surprise).

Centinaia di nanosecondi 

Ma gli audiofili credono di sentire i dieci femtosecondi coi loro violini setosi e la scansione dei piani sonori dei femtosecondi 

Sei ordini di grandezza di differenza 

Basta essere felici

In fondo,  beati loro

🙂