Master clock: quali benefici?

[Andrea Mori]

2 ore fa, bluenote ha scritto:

Ciao, approfitto della tua gentilezza e disponibilità per chiederti di questo che ne pensi.

https://www.denafrips.eu/gaia

Qui lo hanno misurato:

https://goldensound.audio/2021/10/04/denafrips-gaia-measurements-with-terminator-clock-sync-test/

Non ho trovato le misure del master clock della casa:

https://www.denafrips.com/terra

Come avevo detto precedentemente la misura del jitter con uno strumento come l'APx555 (quello usato anche da Amir) mi lascia parecchio perplesso perché presumo che la base dei tempi dello strumento non sia adatta a misurare oscillatori molto performanti. Per misurare un oscillatore con certe prestazioni la base dei tempi dello strumento deve essere almeno uguale o meglio superiore al dispositivo da misurare, e quella dell'AP non credo lo sia. Se poi si devono effettuare misurazioni di oscillatori allo stato dell'arte un hardware eccellente non è più sufficiente, è necessario anche un software che effettui la correlazione incrociata in modo da rimuovere il rumore del riferimento interno allo strumento ed estrarre soltanto il rumore del dispositivo in prova.

Detto questo, le misure del jitter del Gaia non sono eccellenti, parecchie decine di ps, quando un'oscillatore Crystek da 25 Euro ha un jitter inferiore di un ordine di grandezza (meno di 10 ps).

Del Terra non ci sono specifiche di jitter o rumore di fase quindi è difficile fare ipotesi.

 

Il Gaia è un buffer FIFO con reclock, ossia una delle opzioni che avevo precedentemente indicato come soluzione per isolare la sorgente dal DAC facendoli operare in domini del tempo diversi (l'altra opzione è l'interfaccia USB-I2S asincrona).

Praticamente il segnale che arriva dalla sorgente viene memorizzato in una RAM (appunto il buffer) e poi viene estratto in sequenza FIFO (il primo dato ad entrare è il primo ad uscire) e sincronizzato con un nuovo clock, che ovviamente deve essere migliore di quello della sorgente. In questo modo il jitter del segnale in uscita dal buffer FIFO dipende esclusivamente dal clock in uscita e quindi l'eventuale jitter della sorgente viene praticamente eliminato.

 

Anch'io ho progettato e realizzato un buffer FIFO per il mio sistema (immagine allegata), al quale connetto gli oscillatori molto performanti dei quali ho parlato per ottenere un segnale che pilota il DAC praticamente privo di jitter.

In realtà la mia scheda è configurabile collegandola ad un PC via USB, in modo da poter pilotare praticamente tutti i DAC presenti sul mercato ed anche altri gloriosi DAC oramai fuori produzione (come ad esempio l'AD1862 ed il TDA1541A).

La scheda accetta master clock da 5.6448/6.144MHz fino a 22.5792/24.576MHz, anche se le migliori prestazioni si ottengono con le frequenze più basse.  

  

[naim]

@Andrea Mori Leggo sempre pareri discordanti sull'utilità del clock nella sorgente. Mi riferisco a server musicali come ad esempio gli Aurender di alta gamma, all'Innuos Statement, al Grimm MU1 o all''Auralic Aries G2.1; i produttori di questi oggetti, nell'elencarne le caratteristiche, indicano appunto sezioni di clock sofisticate che porterebbero benefici. Ma poi, nei vari thread, alcuni scrivono che una volta connessi questi streamer a dac di buon livello (che a loro volta contengono la loro bella sezione clock), ad occuparsi del ''lavoro'' è appunto il clock del dac, e l'esistenza di quello inserito nella sorgente digitale diventa superflua. 

La domanda è: ha ragione chi sostiene questa teoria? E di conseguenza tutti i costruttori inseriscono un inutile oscillatore ocxo nei loro streamer (puro marketing). Oppure la sua presenza è comunque utile a qualcosa?

Non intendo utile alla connessione ad un dac obsoleto e senza ingresso usb asincrono, perché si presume che chi investe una certa cifra in un server, possegga anche un dac contemporaneo e adeguato. 

Chiedo il tuo parere a riguardo perché ho sempre notato una divisione su questo tema, e mi hanno sempre lasciato perplesso, da una parte la certezza di alcuni (altri li ritengono fondamentali) sulla loro totale inutilità, e dall'altra il fatto che praticamente tutti i costruttori li utilizzino e li ritengano fondamentali. 

Forse che la verità stia nel mezzo?

Grazie.  

[Andrea Mori]

1 ora fa, naim ha scritto:

Forse che la verità stia nel mezzo?

La verità è perfettamente individuabile caso per caso.

Dipende esclusivamente dal dominio temporale nel quale lavorano la sorgente ed il DAC: se la sorgente ed il DAC sono ben isolati e lavorano in domini temporali diversi il clock della sorgente è irrilevante, quindi utilizzare un super clock nella sorgente (ad esempio uno streamer)  è perfettamente inutile.

Nella realtà, se il sistema utilizza un buffer FIFO (come ad esempio il Gaia) oppure un'interfaccia da USB a I2S asincrona (come ad esempio l'Amanero) il DAC è isolato dalla sorgente e lavora in un dominio temporale diverso da quello della sorgente, poiché i dati che arrivano dalla sorgente vengono memorizzati per poi essere rigenerati a partire dai master clock a bordo delle interfacce. In questi casi, si capisce bene che il clock della sorgente è irrilevante in quanto non è più il clock della sorgente che scandisce il tempo per il DAC, bensì il clock collegato alle interfacce che si occupano di rigenerare i segnali per il DAC da zero.

Nel caso dell'interfaccia da USB a I2S asincrona (attenzione, deve essere asincrona perché se è sincrona il dominio temporale è sempre quello della sorgente) è il computer che funge da buffer per i segnali, in quanto il dispositivo chiede nuovi dati al PC quando ne ha bisogno a partire dal suo clock (asincrono).

Per fare un esempio di come si può isolare la sorgente dal DAC, in modo da farli lavorare in domini temporali diversi, allego un'immagine della mia scheda buffer FIFO corredata da alcune marcature ed annotazioni (in rosso).

Come si può vedere sulla sinistra della scheda sono presenti i connettori per collegare le sorgenti I2S (fino ad un massimo di 4 selezionabili). I segnali in ingresso dalle sorgenti, che sono temporizzati dal clock delle sorgenti stesse, non vengono inviati direttamente al DAC, bensì ai circuiti integrati marcati come FPGA e SRAM (che compongono proprio il buffer FIFO). Praticamente l'FPGA elabora i segnali in ingresso e li memorizza nella SRAM (la quantità di dati memorizzati dipende dalla profondità del buffer che può essere impostata da 65kb a 8Mb) anziché inviarli direttamente al DAC.

Nella parte in alto a destra della scheda sono presenti due connettori SMA ai quali devono essere necessariamente connessi i master clock necessari per le due famiglie di frequenza di campionamento (x44.1 e x48). Quindi i master clock utilizzati per generare i segnali per il DAC sono completamente indipendenti dal clock delle sorgenti, e da questi non possono essere influenzati, dal momento che i segnali in uscita dalla scheda verso il DAC sono rigenerati da zero ed il tempo viene scandito dai master clock connessi alla scheda.

Quindi l'FPGA si occupa di prelevare i dati dalla memoria e rigenerare i segnali bit clock e dati per il DAC a partire dai master clock collegati alla scheda, mentre il word clock viene rigenerato direttamente a partire dai master clock per mezzo di opportuni divisori. Infine i nuovi segnali per il DAC, totalmente rigenerati e quindi indipendenti dal clock delle sorgenti, vengono resi disponibili sui connettori u.fl di uscita (indicati come "uscite ri-sincronizzate).

Spero di aver chiarito il funzionamento di un buffer FIFO, ovvero della sua capacità di isolare completamente le sorgenti dal DAC in modo che il jitter delle sorgenti non possa in alcun modo raggiungere il DAC. Allora un super clock sulla sorgente diventa perfettamente inutile (soldi buttati).  

[Ggr]

In soldoni, i dac che bufferizzano i dati, e li rickoccano al loro interno, dovrebbero esswrw la soluzione migliore. A questo punto, dovrebbero essere praticamente tutti cosi. Perché invece non è cosi? Devo vedere il mio bryston bda1 come lavora. 

[Andrea Mori]

25 minuti fa, Ggr ha scritto:

dovrebbero essere praticamente tutti cosi.

In effetti si, la soluzione migliore è un buffer FIFO o un'interfaccia da USB a I2S asincrona. Non sono tutti così perché è una soluzione più complessa e costosa, per cui i produttori che vogliono risparmiare e facilitarsi il lavoro non usano queste soluzioni oppure usano un singolo master clock a 10 MHz che pilota un PLL frazionario in grado di generare i segnali per il DAC in base alla frequenza di campionamento utilizzata.

Da quello che posso capire dalla foto della scheda mi sembra che il tuo Bryston rigeneri i segnali per il DAC internamente, visto che sono presenti due oscillatori sulla scheda, presumo uno per famiglia di sample rate (nel rettangolo rosso).

Dalle dimensioni e dalla forma degli oscillatori a bordo posso ipotizzare che hanno utilizzati dispositivi economici. In ogni caso non è possibile fare una valutazione del jitter che questi introducono senza effettuare una misurazione, quindi rimane soltanto il giudizio "dell'orecchio".

[naim]

@Andrea Mori Continuo però a non capire a che serve l'uscita usb (con tanto di reclocker) di un Innuos Statement, che va a connettersi nell'ingresso usb di un dac (sicuramente asincrono). Idem l'Innuos PhoenixUSB che non è altro che la stessa scheda separata e alimentata che va inserita tra gli streamer che non l'hanno incorporata (tipo il loro ZENith Mk3) e lo stesso dac asincrono. A detta del costruttore, e anche di chi ha aggiunto il Phoenix o di chi l'ha solo provato, l'apporto qualitativo è importante.  

 

 

[Ggr]

@Andrea Mori grazie. Davvero esaustivo. 

[Andrea Mori]

42 minuti fa, naim ha scritto:

Continuo però a non capire a che serve l'uscita usb (con tanto di reclocker) di un Innuos Statement, che va a connettersi nell'ingresso usb di un dac (sicuramente asincrono). Idem l'Innuos PhoenixUSB che non è altro che la stessa scheda separata e alimentata che va inserita tra gli streamer che non l'hanno incorporata (tipo il loro ZENith Mk3) e lo stesso dac asincrono. A detta del costruttore, e anche di chi ha aggiunto il Phoenix o di chi l'ha solo provato, l'apporto qualitativo è importante. 

Se il DAC al quale si connette è asincrono ed effettivamente isola la sorgente dal DAC facendoli operare in domini temporali diversi ti confermo che la qualità del clock della sorgente è irrilevante, è una questione di fisica (elettronica).

Faccio notare che ho scritto "effettivamente isola la sorgente dal DAC" perché, pur con il DAC asincrono utilizzando una delle due tecniche che ho esposto precedentemente, non è detto che si ottenga un isolamento efficace.

Infatti nella mia scheda buffer FIFO ho utilizzato accoppiatori ottici per isolare la parte "sporca" del circuito (ingressi e FPGA) dalla parte "pulita" del circuito (master clock, divisori, word clock). Inoltre il mio DAC a discreti al quale deve connettersi prevede anch'esso accoppiatori ottici sugli ingressi "sporchi" (bit clock e dati) che vengono forniti direttamente dall'FPGA sulla scheda buffer FIFO (parte "sporca" della scheda), in modo che niente di quello che arriva dalla sorgente possa passare attraverso la scheda buffer FIFO ed arrivare al DAC.

Gli accoppiatori ottici non lasciano passare praticamente niente, sono piuttosto insensibili a disturbi EMI/RFI, per cui la sorgente risulterà efficacemente isolata dal DAC.

Per quel che ne so soltanto MSB Tech usa una tecnica di questo genere utilizzando connessioni in fibra ottica per isolare la sorgente dal DAC. 

[audio2]

5 minuti fa, Andrea Mori ha scritto:

Per quel che ne so soltanto MSB Tech usa una tecnica di questo genere utilizzando connessioni in fibra ottica per isolare la sorgente dal DAC.

scusa, stai parlando di una cosa diversa dal collegare una sorgente tipo lettore cd ad un dac con cavo ottico ?

[roop]

32 minuti fa, Andrea Mori ha scritto:

accoppiatori ottici non lasciano passare praticamente niente, sono piuttosto insensibili a disturbi EMI/RFI, per cui la sorgente risulterà efficacemente isolata dal DAC.

Quindi i dispositivi tipo sonore opticalrendu hanno la loro ragione di esistere? Così come usare i media converter prima di entrare nel dac? 

[Andrea Mori]

27 minuti fa, audio2 ha scritto:

scusa, stai parlando di una cosa diversa dal collegare una sorgente tipo lettore cd ad un dac con cavo ottico ?

Si, quello a cui ti riferisci è il metodo per collegare una sorgente S/PDIF ad un DAC con ingresso S/PDIF (il famoso TOSLINK), mentre la tecnica utilizzata da me e da MSB Tech serve per collegare direttamente i segnali I2S al DAC.

La differenza fondamentale è che l'interfaccia S/PDIF ad un solo conduttore ha il clock incapsulato tra i dati e quindi poi serve un PLL per estrarlo, mentre l'interfaccia I2S a 3 conduttori permette di trasportare i clock (bit clock e word clock) su linee separate, evitando così di dover utilizzare un PLL all'arrivo che inevitabilmente degrada il segnale.

[naim]

32 minuti fa, Andrea Mori ha scritto:

Faccio notare che ho scritto "effettivamente isola la sorgente dal DAC" perché, pur con il DAC asincrono utilizzando una delle due tecniche che ho esposto precedentemente, non è detto che si ottenga un isolamento efficace.

Quindi, se ho capito bene, incorporare un buon clock nello streamer ha un senso perché garantisce un beneficio nel caso l'isolamento abbia una qualche ''falla'', e da maggiori garanzie rendendolo più ''universale'' verso i più svariati dac, che, anche se corredati di ingresso usb asincrono, possono, in questo senso, non risultare ''perfetti''. 

[Andrea Mori]

9 minuti fa, roop ha scritto:

Quindi i dispositivi tipo sonore opticalrendu hanno la loro ragione di esistere? Così come usare i media converter prima di entrare nel dac? 

Non saprei dire, non certo per isolare la sorgente dal DAC in modo efficace visto che la sua uscita è USB e non I2S, quindi il DAC dovrà comunque avere a bordo un'altra interfaccia da USB a I2S asincrona per isolare i segnali in arrivo, poiché l'interfaccia USB da sola è carica di jitter.

[Andrea Mori]

25 minuti fa, naim ha scritto:

Quindi, se ho capito bene, incorporare un buon clock nello streamer ha un senso perché garantisce un beneficio nel caso l'isolamento abbia una qualche ''falla'', e da maggiori garanzie rendendolo più ''universale'' verso i più svariati dac, che, anche se corredati di ingresso usb asincrono, possono, in questo senso, non risultare ''perfetti''. 

Diciamo che in casi del genere potrebbe aiutare un minimo, ma purtroppo, come ho detto più volte, master clock a 10MHz non hanno niente a che vedere con le frequenze di campionamento utilizzate dal DAC, per cui si renderà indispensabile l'utilizzo di un PLL che inevitabilmente degrada il jitter del master clock, anche se questo è eccezionale.

[IlGavro]

Buonasera a tutti, sono un autocostruttore e sono circa 5 anni che faccio ricerca e sviluppo su tutta la catena per la musica liquida usando nel mio caso roon. Ho provato vari clock, compreso il newclassd ns2. Fermandomi con gli accusilicon sulla parte audio per andare in sincrono tramite un reclock fifo. Sulla parte di rete, (switch, nas, streamer) con il raltron.

Con questo materiale sono arrivato ad ottimi risultati, confrontando anche con una catena sotm alimentato da masterclock mutec. La maggior parte dei presenti preferirono la mia catena, questo mi ha ulteriormente convinto che l'utilizzo di un ottimo masterclock con pll non era la strada. Quando ho comprato i clock di @Andreamori ho fatto un notevole passo avanti, sia sulla parte audio che sulla rete. 

Premetto che sono probabilmente di parte in quanto ora conosco personalmente Andrea vivendo a Viareggio. 

Dopo 5 anni di soldi spesi, migliaia di chilometri per tutta Italia ad ascoltare impianti, fare prove e confronti, il materiale di Andrea è eccezionale, per me ad oggi la vera svolta. Rimango aperto all'ascolto e ai confronti genuini, che poi è quello che ci fa crescere. 

E premetto ho ascoltato materiale veramente caro e dozzine di impianti. 

Alcuni di voi hanno fatto esperimenti sulla rete dove vengono veicolati i flussi audio?