Mesures du contrôle de volume V3
Protocole de test des fonctions:
Les signaux numériques sont injectés en entrés du contrôle de volume en TOSLINK depuis le PC en passant par une carte son ASUS ESSENSE STX II. Le traitement DSP est effectué en interne par le MINISHARC, les signaux I2S sont envoyés aux DAC puis aux PGA. Les sorties analogiques sont mesurées par l’entrée analogique de la carte son ASUS.
Réponse en fréquence et en temps:
La bande passante des 8 canaux est identique aussi bien en amplitude qu’en fréquence avec une légère perte de gain en de dessous de 10Hz. La fréquence de coupure est de l’ordre de 44KHZ.
Le retard de groupe est très stable et linéaire sur toute la largeur de la bande passante.
Pour l’instant la performance est excellente et un poil meilleur qu’un DCX2496
Niveau d’entrée et de sortie:
Le réglage de niveaux des entrées et des sorties est très précis. Il n’influe pas sur la réponse en fréquence, en phase ou même sur le retard de groupe.
Il est à noter que le maximum possible avec le MINISCHARK est +12dB en amplification et -72dB en atténuation. Si en dessous de 50dB les courbes deviennent chaotiques c'est dû au niveau d'entrée de la carte son qui se noie dans le bruit.
Les courbes sont très plates et justes. Globalement c’est mieux d’un DCX.
Filtres :
Tous les filtres répondent de manières distinctes avec un respect des pentes ainsi que des caractéristiques propres à chacun des modèles.
Le MINISHARCK dispose des model Butterworth et Linkwitz–Riley de 6 à 48dB. Le model Bessel est disponible uniquement en 12dB/Oct.
Il est à noter que l’on peut introduire les paramètres d’un filtre FIR ou IIR. Ainsi il est possible de paramétrer tout type de filtre quel qu’il soit. Une fonction inexistante dans le DCX qui présente un fort potentiel d’évolution. Encore un point fort avec le DCX.
Égaliseur :
L’égaliseur répond de manière précise. Le gain maximum est de +16dB et minimum de -72dB
Le résultat est similaire au DCX avec un peu plus d’amplitude.
Des essais ont été réalisés afin de contrôler le recouvrements des filtres à 6 à 48dB/oct. Une page dédiée est à réaliser afin de comparer les filtres du DCX.
Égaliseur :
L’égaliseur répond de manière précise. Le gain maximum est de +16dB et minimum de -72dB
Le résultat est similaire au DCX avec un peu plus d’amplitude.
Différentes configurations ont été essayées et toutes répondent avec la même précision, aussi bien en amplitude que sur le respect des bande de fréquence.
Phase :
La phase ainsi que l'inversion de phase de phase est correcte. Rien à dire de particulier si ce n’est qu’il n’y a pas de réglage de la phase (0-180°) sur le MINISHARK.
Retard :
L’ajustement des retards est justes. Pas de distinction entre retard long ou court. Le retard est réglable en ms et l’indication de distance est donnée à titre d’indication. Le retard n’influe pas sur la phase ce qui n’était pas le cas du DCX.
Protocole de test en numérique :
Le contrôle de volume V3 est équipé d’une carte DIGI-FP qui dispose uniquement d’entrées et sorties numérique TOSLINK, SPDIF et AESEBU. Donc tous les signaux d’entrée sont injectés depuis le PC en passant par le STREAMER USB. Les signaux numériques sont dupliqués en sortie par le SRC 4381 de Texas instrument puis renvoyé sur l’entrée du TREAMER USB. On peut ainsi mesurer la performance en numérique du contrôle de volume V3.
Performance en Numérique :
En numérique le SRC4381 est totalement transparent vis-à-vis du TREAMER USB. La distorsion est indétectable sous ARTA. Suivant le spectre avec un signal sinusoïdal 1KHz 24bits à 96KHz on note une différence du niveau de bruit d’environs 20dB mais à ce niveau c’est insi-gnifiant.
Avec STEP aucune différence non plus avec ou sans le SRC dans la boucle. La distorsion à -130dB.
Mesures des alimentations :
Il est important de mesures les alimentations car les qualités ou défauts d’un circuit audio sont directement liés à son alimentation. Bien entendu une alimentation pour la partie digitale sera moins contraignante que pour la partie analogique. Il est clair également que chaque circuit dispose d’un facteur de réjection d’alimentation mais croyez-moi car tout commence par l’alimentation.
L'alimentation 5V (digitale):
L'alimentation 5V dédié à la partie digitale, c'est à dire pour le PIC, les PGA ainsi que le DSP est une alimentation à découpage du commerce. Elle a été choisie pour son faible encombre-ment et aussi pour son prix. C’est une alimentation aux caractéristiques honorable du moins sur le papier.
D’après les mesures la déception est au rendez-vous. Si la régulation est stable et conforme au datasheet il n’en est pas de même pour l’ondulation et le bruit.
Même s’il ne s’agit d’alimenter que la partie digitale cela est tout de même inquiétant et espérons qu’elle ne perturbera pas les autres alimentations.
L'alimentation 12V (DAC):
Une alimentation 12V a été sélectionnée pour alimenter la partie digital des DAC ainsi que la LED en face avant. C’est également une alimentation à découpage en provenance du même constructeur que la 5V choisie pour les mêmes raisons.
D’après les mesures le constat est le même que sur la 5V et cela n’est pas très rassurant.
L'alimentation 12V (Analogique):
L'alimentation 12V dédié à la partie analogique, c'est à dire pour les PGA et les DAC. Elle est de conception linéaire et traditionnelle en utilisant des composants de qualité afin de d'obtenir une bonne régulation et surtout un très faible niveau de bruit.
Les mesures sont très rassurantes. Le bruit est faible (+/- 1.8mV) compte tenu du niveau de sortie (+/-15V) c'est très très bon. Le spectre de 0-50KHz est propre ne laissant apparaître d'une faible trace du 50Hz et du 100Hz. Le niveau de bruit est inférieur à 130dB. C'est mieux que la 5V digitale et c'est volontairement meilleur.
Protocole de test en numérique/Analogique :
Les signaux numériques sont injectés en entrés du contrôle de volume depuis le PC en passant par le STREAMER USB. Le traitement DSP est effectué en interne par le MINISHARC, les signaux I2S sont envoyés aux DAC puis au PGA. Les sorties analogiques sont mesurées par l’oscilloscope 4262 lui-même raccordé au PC en USB.
Le niveau de sortie:
Le niveau maximum des sorties des DAC Curryman est de +/- 2.83V soit 5.65V crête/crête et 2VRms.
A 0dB sur les PGA nous avons +/-2.83V en sortie. A +12.5dB on est juste de la limite des alimentations soit +/- 12V et à +13dB on sature.
A -60dB l'apparition du Bruit des alimentations est fortement présent. Il est tout de même surprenant d'obtenir une sinusoïde aussi profilée avec une amplitude de +/-3.5mV.
Bande passante :
La bande passante est très plate et on note la fréquence de coupure à 44KHz.
Parfait !
La diaphonie:
On injecte avec ARTA un signal numérique de 1KHz à 0dB avec les PGA à 0dB sur le canal de droite et on observe ce qu'il se passe sur le canal de gauche. La différence est de l'ordre de 116dB.
C'est un très bon résultat.
La dynamique (DNR):
On injecte avec ARTA un signal numérique de 1KHz à 0dB avec les PGA à 0dB. La dynamique est de 128-130dB.
C’est bien mieux qu’avec le DCX et même supérieur au contrôle de volume V2 seul.
Excellent !
Mesures spectrales :
Une première série à 1KHZ et à gain variable puis deux série à 0dB et -6db à fréquences différentes.
Les DAC n'aiment pas trop travailler 0dB. Ici le meilleur compromis est à -6dB.
Toutes ces spectres servent de base pour les calculs suivants:
La distorsion pure (THD):
La distorsion diminue avec le gain. Elle atteint le seuil le plus bas entre -10dB et 0dB. Elle remonte légèrement jusqu'à atteindre le niveau de saturation limité par les alimentations soit +12.5dB. Cette limite est inférieure à la solution DCX + Volume V2 et cela s’explique par le fait que d’une part les alimentations analogiques sont en +/-12V et non pas +/-15V et d’autre part que le niveau de sortie du DCX est de 0.8Vrms contre 2Vrms sur le ESS9023.
La plage d'utilisation optimale est de -25dB et +12.5dB avec une distorsion minimale de 0.003% et maximale 0.005%. En dessous de -25dB la distorsion augment mais si -50dB est le seuil minimum d’écoute on obtient alors une distorsion de 0.08% ce qui est toujours très bon.
La distorsion + Bruit (THD+N):
La distorsion + Bruit est de 0.03% à -6db et 0.05% à 0db en dessous de 10KHz. Au-dessus on note une forte remonté de la THD+N.
En fonction du gain tout comme la THD elle diminue proportionnellement inverse au gain puis se stabilise au-delà de 0dB.
La THD+N est très acceptable.
La dynamique hors parasite (SFDR):
La dynamique hors parasite est au dessus des 80dB mais tombe dans les hautes fréquences et c'est bien dommage.
Une courbe en amélioration par rapport au DCX + Volume V2 mais toujours pas au TOP.
Rapport signal sur bruit (SNR) :
Constat un peu identique au SFDR. Linéaire en fréquence avec un niveau autour de 70dB avec un fléchissement dans le haut du spectre.
C'est très proche de la solution DCX + Volume V2 mais en mieux.
Mesure du DAC ES9023 :
Le DAC Curryman est mesuré seul. Ceci permet de mieux comprendre l’interaction qui existe entre le DAC et le PGA. Une page dédiée est réalisée afin de livrer tous les détails.
Mesures thermiques:
Le contrôle de volume V3 est un appareil qui ne chauffe pas. L'alimentation, le transformateur ou même les circuits imprimés tout est a température normale à l’exception de que quelques composants évidement mais rien de surprenant.
Par exemple les PGA sont à 38°c, DSP à 42°c DAC à 46°c et PIC à 32°c. Et pour finir les radiateurs des alimentations sont très bien dimensionnées.
Conclusion:
Globalement on est en amélioration en rapport à une solution DCX + Contrôle de volume V2. Mais le résultat bien que additivement très supérieur reste d'après les mesures un peu décevant. On pouvait s'attendre à une amélioration bien plus grande.
Par contre une chose est sure c'est que les points faibles sont identifiés. Alimentation à découpage de mauvaise qualité ainsi que des DAC ES9023 milieu de gamme en sont très certainement les raisons. Afin de remédier à cela une version EVO est déjà en préparation. A Suivre.....
En ce qui concerne l'utilisation on regrette tout de même les fonctions en façade du DCX. En prime on gagne une jolie et conviviale interface sur PC ou MAC fonctionnant à merveille. Seul les changements de configuration sont lentes. D'instantané sur un DCX on doit attendre près de 5s sur le MINISHARK. C'est dommage !
Enfin pour conclure je dirais que ce contrôle de volume V3 est fabuleux et que pour rien au monde je reviendrais au DCX. La solution ALL IN ONE comme cette version V3 est de loin le marche à suivre que je recommande vivement pour une raison très simple c'est qu'elle est évolutive. On peut remplacer les DAC ou le SRC à sa guise sans aucune limitation sur le nombre de canaux. En plus le MINISHARK offre des options supplémentaires au DCX comme les filtres paramétrables IIR et FIR. on peut empiler autant de carte MINIDSP que l'on souhaite et réaliser tout type de configuration à volonté: Un MUST !
