Anatomia di un DAC (anzi di molti DAC)

[domenico80]

vado OT :

il jitter ce lo dobbiamo tenere oppure esiste la possibilità di eliminarlo o ridurlo ?

Il DAC di Mori forse riesce ?

[alexis]

Penso che il jitter sia la madre di tutti i mali digitali, ovviamente ve ne sono altri.. mi ricordo che quando andavo di schede Audio PCI/e ne presi una della RME professionale a 16 canali.. non c‘era altro.. ma almeno aveva un ingresso clock, che permetteva di sincronizzare, appunto scheda e dac.. eravamo agli albori, circa 20 anni fa, ma sincronizzando tutto con il clock dcs o apogee big ben.di allora.. il tutto funzionava udibilmente meglio.

oggi come oggi c‘é pure lo switch router con la sua bella rete Ethernet a metterci del suo, e molti audiofili ancora ignorano che lo switch ha anche lui un clock all‘interno.. e che non è un caso che la Aqvox per prima si é messa a produrre switch audiophile.. il cui apporto é udibile e non certo suggestione.

a dirla tutta.. la via del buon o eccellente suono digitale é tutt‘altro che semplice, come qualcuno tende a illudere / credere.. vi sono insidie dappertutto.

[Andrea Mori]

6 ore fa, Zap67 ha scritto:

Su rj45, utilizzato da Metrum/Sonnet e Aqua, è meglio?

ho già letto il post successivo, in ogni caso ti chiedo: ha senso utilizzare filtri usb tra pc/mac e dac, come ad es. IFI, Topping, Holo audio?

Per il trasporto dei segnali I2S, sicuramente l'RJ45 è migliore dell'LVDS su HDMI perché di suo non aggiunge Jitter.

Tuttavia, essendo un semplice mezzo di trasporto, non potrà eliminare il Jitter proveniente dalla sorgente, che verrà inevitabilmente trasmesso al DAC.

Per quanto riguarda l'USB, nel prossimo commento descriverò una tecnica volta ad eliminare o ridurre il jitter della sorgente utilizzando appunto il bus USB.  

[Andrea Mori]

2 ore fa, fmr59 ha scritto:

Andrea, quindi questo potrebbe spiegare perché gli streamer suonano diversi? Iniettano diversi livelli di jitter? E il reclocking, se effettuato dal dac, o se il dac in altro modo è in grado di eliminare questo jitter iniettato dallo streamer, potrebbe anche spiegare perché con alcuni dac cambiare lo streamer non ha effetto sul suono prodotto?

Esattamente, in assenza di reclocking lato DAC o di altre tecnologie delle quali parlerò più avanti, tutto il jitter intrinseco della sorgente viene iniettato nel DAC (o addirittura peggiorato se si usa I2S su HDMI). Pertanto è il jitter dello streamer che influenza il DAC, e quindi differenti livelli di jitter provenienti da streamer diversi influenzeranno più o meno negativamente il processo di conversione implementato nel DAC.

Allo stesso tempo, se nel DAC si usano tecniche volte a isolare la sorgente, il jitter proveniente da quest'ultima potrà essere ridotto o eliminato, tanto che alla sezione di conversione del DAC arriveranno sempre gli stessi segnali puliti, generati nel suo dominio temporale, e quindi la sostituzione di uno streamer con un altro non sarà rilevante a prescindere dal jitter che contiene. 

[Andrea Mori]

1 ora fa, domenico80 ha scritto:

vado OT :

il jitter ce lo dobbiamo tenere oppure esiste la possibilità di eliminarlo o ridurlo ?

Il DAC di Mori forse riesce ?

Non necessariamente dobbiamo tenercelo, ci sono diverse tecniche per ridurlo od eliminarlo. La prima è quella del reclocking lato DAC che ho descritto nell'ultimo commento sul tema, delle altre parlerò nei prossimi commenti.

Per quanto riguarda i miei DAC, mi dispiace ma, come ho già detto, non ne parlerò. 

A maggior ragione visto che qualcuno continua ad insinuare che io abbia secondi fini.

[5mare]

Dopo molto tempo si legge sul forum un argomento molto molto interessante e anche condotto dall'opener con maestria.

Mi piacerebbe avesse uno sviluppo più fluido e che la voglia di protagonismo di certi forumer si plachi.

Spero che @Andrea Mori non abbandoni.

[Andrea Mori]

Un altra tecnica utilizzabile per ridurre od eliminare il Jitter proveniente dalla sorgente si può implementare avvalendosi del bus USB.

Anche questa tecnica si applica facendo lavorare la sorgente ed il DAC in domini temporali diversi, implementando una comunicazione asincrona tra la sorgente (PC o streamer) e DAC.

Come si evince dalla prima immagine, il dominio temporale della sorgente (riquadro rosso) utilizza il proprio oscillatore (e PLL) che alla fine dei giochi produrrà un bel po' di jitter all'uscita.

Tuttavia, il DAC lavora nel proprio dominio temporale (riquadro verde), separato da quello della sorgente, dato si avvale di un diverso oscillatore a basso jitter che rigenera e sincronizza i segnali provenienti dalla sorgente.

Ne consegue che, avendo separato i domini temporali, il jitter proveniente dalla sorgente non transita al DAC, in quanto quest'ultimo si avvale di una base del tempo assai più stabile di quella della sorgente.

Nella seconda immagine si descrive un'implementazione reale della suddetta tecnica avvalendosi di un'interfaccia USB asincrona commerciale JLSounds I2S over USB.

Anche da questa immagine si evince la separazione dei domini temporali tra sorgente e DAC. Il dominio temporale della sorgente è quello nel riquadro rosso, dove si trova il connettore di ingresso USB al quale collegare il PC e lo streamer.

Mentre il dominio temporale del DAC è completamente separato (riquadro verde) e rigenera e sincronizza i segnali I2S a partire dai propri oscillatori a basso rumore (XO1 per la famiglia di frequenza di campionamento x44.1 kHz e XO2 per la famiglia x48kHz). Inoltre la parte "pulita", ossia il dominio temporale del DAC, è alimentata separatamente per evitare loop di massa con la sorgente. Infine è stata implementato anche un isolamento galvanico dei segnali provenienti dalla sorgente con isolatori digitali, in modo da annullare anche le interferenze EMI/RFI provenienti dal PC o dallo streamer. Un cavo RJ45 può essere utilizzato per collegare l'interfaccia USB al DAC, ovvero per trasportare i segnali I2S senza aggiungere jitter.

Con questa tecnica si ottiene un buon isolamento dal jitter e dalle interferenze provenienti dalla sorgente che inevitabilmente verrebbero trasmesse al DAC. 

[Ospite]

@Andrea Mori @ilmisuratore voi che siete esperti che ne pensate di questa affermazione di Esoteric sul passaggio dai 32 bit a i 34 bit? Da questo grafico si evince che con soli due bit in più ci si avvicina in modo incredibile alla curva analogica...secondo voi pubblicità o verità? Io penso che la svolta epocale sia avvenuta quando siamo passati dal campionato a 16 bit ai 20-24 bit oltre non ho mai sentito significative differenze.

 

   

[serbel]

approfitto di questo contesto per chiedere , l interfaccia usb amanero , italiana mi pare , si occupa di ricevere i dati dallo streamer , sembra lavorare meglio con cavi usb senza alimentazione , in pratica passa poi i dati al riclock interno spiegato prima , ma questo riclock effettuato su pacchetti di dati , scartando il clock dello streamer come riesce a sincronizzarsi al meglio ?  cioè ogni inizio traccia parte da zero 

[AudioLover]

1 ora fa, Andrea Mori ha scritto:

Un altra tecnica utilizzabile per ridurre od eliminare il Jitter proveniente dalla sorgente si può implementare avvalendosi del bus USB.

Anche questa tecnica si applica facendo lavorare la sorgente ed il DAC in domini temporali diversi, implementando una comunicazione asincrona tra la sorgente (PC o streamer) e DAC.

Come si evince dalla prima immagine, il dominio temporale della sorgente (riquadro rosso) utilizza il proprio oscillatore (e PLL) che alla fine dei giochi produrrà un bel po' di jitter all'uscita.

Tuttavia, il DAC lavora nel proprio dominio temporale (riquadro verde), separato da quello della sorgente, dato si avvale di un diverso oscillatore a basso jitter che rigenera e sincronizza i segnali provenienti dalla sorgente.

Ne consegue che, avendo separato i domini temporali, il jitter proveniente dalla sorgente non transita al DAC, in quanto quest'ultimo si avvale di una base del tempo assai più stabile di quella della sorgente.

Nella seconda immagine si descrive un'implementazione reale della suddetta tecnica avvalendosi di un'interfaccia USB asincrona commerciale JLSounds I2S over USB.

Anche da questa immagine si evince la separazione dei domini temporali tra sorgente e DAC. Il dominio temporale della sorgente è quello nel riquadro rosso, dove si trova il connettore di ingresso USB al quale collegare il PC e lo streamer.

Mentre il dominio temporale del DAC è completamente separato (riquadro verde) e rigenera e sincronizza i segnali I2S a partire dai propri oscillatori a basso rumore (XO1 per la famiglia di frequenza di campionamento x44.1 kHz e XO2 per la famiglia x48kHz). Inoltre la parte "pulita", ossia il dominio temporale del DAC, è alimentata separatamente per evitare loop di massa con la sorgente. Infine è stata implementato anche un isolamento galvanico dei segnali provenienti dalla sorgente con isolatori digitali, in modo da annullare anche le interferenze EMI/RFI provenienti dal PC o dallo streamer. Un cavo RJ45 può essere utilizzato per collegare l'interfaccia USB al DAC, ovvero per trasportare i segnali I2S senza aggiungere jitter.

Con questa tecnica si ottiene un buon isolamento dal jitter e dalle interferenze provenienti dalla sorgente che inevitabilmente verrebbero trasmesse al DAC. 

esistono interfacce come quella da te citata ma che non usino l’ i2s? Molti streamer non hanno quella uscita 

[AudioLover]

@Andrea Mori per esempio io ho un Innuos Zen mk3 collegato in usb con il dac del mio pre McIntosh c2600 un sabre 9018. 

[Andrea Mori]

3 ore fa, veidt ha scritto:

@Andrea Mori @ilmisuratore voi che siete esperti che ne pensate di questa affermazione di Esoteric sul passaggio dai 32 bit a i 34 bit? Da questo grafico si evince che con soli due bit in più ci si avvicina in modo incredibile alla curva analogica...secondo voi pubblicità o verità? Io penso che la svolta epocale sia avvenuta quando siamo passati dal campionato a 16 bit ai 20-24 bit oltre non ho mai sentito significative differenze.

 

   

Dal punto di vista teorico una maggiore profondità in bit consente una rappresentazione più dettagliata del segnale convertito. 

Dal punto di vista pratico non saprei dire, non ho mai avuto modo di fare tale confronto.

Tuttavia, materiale a 32 non ne conosco, quindi i 32 o 34 bit sarebbero comunque frutto di un'elaborazione in hardware o in software, con tutte le conseguenze del caso.

L'ampliamento della risoluzione a 32 bit, sempre con conversioni da formati a risoluzione inferiore, normalmente viene usata nei DAC che offrono il controllo di volume digitale, in modo da avere più headroom e quindi minor perdita di accuratezza ai livelli più bassi. Questo perché, normalmente, il controllo del volume digitale non fa altro che diminuire la risoluzione man mano che si va verso livelli più bassi. Praticamente, ad ogni dimezzamento del volume si perde 1 bit di risoluzione. 

[domenico80]

6 minuti fa, Andrea Mori ha scritto:

Questo perché, normalmente, il controllo del volume digitale non fa altro che diminuire la risoluzione man mano che si va verso livelli più bassi. Praticamente, ad ogni dimezzamento del volume si perde 1 bit di risoluzione. 

ma esiste differenza tra controllo del volume digitale 

ed un controllo di volume da Player come , esempio , in HQ player ?

[corrado]

17 minuti fa, domenico80 ha scritto:

ma esiste differenza tra controllo del volume digitale 

ed un controllo di volume da Player come , esempio , in HQ player ?

Anche io ho questo dubbio.

[Andrea Mori]

2 ore fa, serbel ha scritto:

approfitto di questo contesto per chiedere , l interfaccia usb amanero , italiana mi pare , si occupa di ricevere i dati dallo streamer , sembra lavorare meglio con cavi usb senza alimentazione , in pratica passa poi i dati al riclock interno spiegato prima , ma questo riclock effettuato su pacchetti di dati , scartando il clock dello streamer come riesce a sincronizzarsi al meglio ?  cioè ogni inizio traccia parte da zero 

Si, l'Amanero viene prodotta e venduta da Domenico Vellante, che conosco personalmente dato che abita vicino a me.

Che io ricordi l'Amanero non ha l'isolamento galvanico tra i due domini temporali del circuito, pertanto alimentandola direttamente tramite USB potrebbe passare del rumore da questa al DAC. Questo dovrebbe essere il motivo per cui lavora meglio con alimentazione esterna.

Per quanto riguarda la sincronizzazione dei dati, questa è intrinseca nel sistema di reclock, dato che questo lavora ad una frequenza almeno doppia di quella del bit clock in ingresso. Quindi non c'è una sincronizzazione a livello di traccia, bensì a livello di singolo bit.

L'immagine allegata è proprio relativa alla scheda Amanero che utilizza oscillatori a 22.5792 e 24.576 MHz.

Come si può vedere la scheda riesce ad effettuare il reclock con segnali in ingresso fino a 176.4 KHz (192 kHz per la famiglia x48 kHz non indicata), mentre non riesce ad eseguire il reclock con segnali di ingresso a 352.8 kHz.

Questo perché il bit clock per frequenze di campionamento a 176.4 kHz è pari a 11,2896 MHz (176,4 kHz * 64 bit, ossia 32 bit per canale nel formato I2S, = 11,2896 MHz), che è esattamente la metà della frequenza di reclocking pari a 22,5792 MHz. I 3 segmenti verdi verticali indicano il fronte di salita del segnale di reclock che permette ai flip-flop di spostare il dato dall'ingresso all'uscita. come si può evincere al fronte 1 viene portato in uscita il livello alto del segnale in ingresso, al fronte 2 il livello basso dello stesso segnale, e così via. Come si vede il fronte di salita del segnale di reclock utilizzato per sincronizzare è leggermente spostato dal fronte del segnale in ingresso, e questo permette di ottenere una sincronizzazione perfetta dei segnali senza incorrere in problemi di meta-stabilità.

Per contro, con frequenze di campionamento a 352.8kHz il circuito non riesce più ad eseguire il reclock, questo perché il bit clock per frequenze di campionamento a 352.8.4 kHz è pari a 22,5792 MHz (352,8 kHz * 64 bit, ossia 32 bit per canale nel formato I2S, = 22,5792 MHz), che è esattamente la stessa frequenza di reclocking pari a 22,5792 MHz.

In questo caso si creano evidenti problemi di meta-stabilità ed il circuito di reclock non funziona più, tanto che all'uscita si ottiene un livello 0 continuo, l'uscita non è più sincronizzata con l'ingresso.