NOISE SHAPING 96KHZ (Meridian 518?)

» 22 Jan 2015 21:07

Bonjour,

J'ouvre un topic pour discuter d'une technique de pre-emphasis et de noise shaping qui permetrait d'améliorer la reproduction par nos DAC précédés d'un DSP, notament pour le controle de volume digital ou dans le cas d''utilisation de dac 16 à 20 bits genre R2R

à l'origine du délit il y a ce papier de Meridian, qui proposait d'imposer un certain type de filtre de pre-emphasis sur les DVD, ainsi que l'utilisation d'un Noise Shaping avant mastering pour améliorer la résolution percue tout en gardant un format compact 16 bits/96khz:
https://www.meridian-audio.com/meridian ... vd_96k.pdf

Je pense que ce papier est parfaitement en lien avec les techniques utilisées dans le preamp numérique Meridian 518.

On doit pouvoir s'inspirer de ce papier pour réaliser un contrôle de volume de meilleure qualité, et pour mangnifier la résolution d'un DAC R2R en ajoutant un de-emphasis dans le filtre de reconstruction.
A ce stade j'ai un problème pour reproduire le comportement du Noise shaper proposé dans ce document et dont la courbe devrait ressembler à leur figure 6 ...

tout dabord, une simulation avec affichage uniquement du pre-emphasis.
Ca marche j'obtient exactement la même courbe que la bleue de leur figure 1, ce qui implique que mon schéma LTSpice et le model "Z-1" fonctionne.

Par contre, en incluant le Noise shaper décrit dans leur chapitre 6, je n'arrive pas à obtenir la courbe de la figure 4 ...
voici ce que j'obtiens.

en jouant sur le facteur multiplicateur dans la boucle de preemphasis, cela change la fréquence du peak et pour obtenir les mêmes 34khz, je dois mettre un facteur 16/36 ... mais cela ne donne pas la même amplitude, à 8 db près...

Avez vous un autre logiciel pour tester ce genre de filtre ?
si quelqu'un pouvait m'aider :ane:

L'autre dificulté est de convertir leur filtre de de-emphasis en un filtre analogique... il faudrait probablement faire une dhilbert inverse mais je n'y arriverai pas...

» 23 Jan 2015 17:46

Bonjour,

J'ai continué les simulations avec le modele Meridian... et c'est très instructif. Pour certains c'est du connu bien sur (il n'y en a pas beaucoup qui levent le doigt :ko:

).

Si on prend une sinus codée sur 24bits et que l'on fait une FFT direct on obtient ca et LTSpice affiche une THD (10 première harmoniques) de 0.028%

si on tronque le signal sur 16 bits ( :hehe:

)et que l'on ajoute un bruit blanc (8bits!) et que l'on passe le tout par les filtres Meridian (preemphasis+Noise Shaping 6th order) on obtient ca:

avec une THD calculée 12dB inférieure! et un spectre plus clean dans la bande audible...

je vais essayer d'appliquer les filtres de demphasis en sortie pour voir l'impact

» 23 Jan 2015 19:03

Allez la dernière, mais la meilleure:
24bits ramenés à 20 avec injection de 2 bits white noise+noise shaper+preemphasis+filtre 7th ordre type bessel (FDNR, note application AD1862) encore 6db de THD gagné pour terminer à -98db:

Bref, quand on voit tout un tas de dac "NOS" sans filtres ni rien de spécial au niveaux dithering ou noise shaping, on peux se demander si y a pas du foutage de gueule ou de grand naifs dans la communauté diyaudio :grad:

» 23 Jan 2015 19:35

maxidcx a écrit:Bref, quand on voit tout un tas de dac "NOS" sans filtres ni rien de spécial au niveaux dithering ou noise shaping, on peux se demander si y a pas du foutage de gueule ou de grand naifs dans la communauté diyaudio

Un ad1865, NOS sans filtres ni rien de spécial au niveaux dithering ou noise shaping.... Mais j'assume le foutage de gueule, et à mes oreilles, ben...ça le fait... Et c'est pas de la simu!

Signal pour un décodage de -60dBfs (1.5mv utiles en sortie) :

Signal pour un décodage de -80dBfs (150µV utiles en sortie) :

» 24 Jan 2015 11:14

Salut Philby, content que tu réagisses avec cette expérience sur le 1865 que j'ai vue sur ton site, impressionnant tout ça, ça me donne envie de terminer le routage de la carte 1865 qui sommeille quelque part (j'ai 4 chip en tiroir en plus), l'interet par rapport au 1862 c'est peut être de pouvoir sortir en différentiel et finalement d'aller plus loin dans la rejection du bruit.
tu n'as vraiment aucun filtre de reconstruction en sortie de ton INA ? ou quelque part dans ton convertisseur D1 ??
est ce que le reglage MSB a apporté un gain important sur la thd -60/-80?

concernant l'utilisation de filtres en entrée, je pense quand même que les gens de Meridian doivent pas être faux, en tout cas si on veux faire une partie du traitement de volume en numérique (6bits/36db+24db en passif dans mon projet)

» 25 Jan 2015 13:59

maxidcx a écrit:tu n'as vraiment aucun filtre de reconstruction en sortie de ton INA ? ou quelque part dans ton convertisseur D1 ??

Ben non!!! Tu as les schémas complets ici :
http://phil.charlet.free.fr/dac/ad1865.html

http://phil.charlet.free.fr/dac/ad1865.html

Bon, le I/U a changé depuis cette mesure :

post173245705.html#p173245705

est ce que le reglage MSB a apporté un gain important sur la thd -60/-80?

Oui, mais pas de façon importante, et probablement totalement inaudible!

» 26 Jan 2015 23:05

maxidcx a écrit:tu n'as vraiment aucun filtre de reconstruction en sortie de ton INA ? ou quelque part dans ton convertisseur D1 ??

Le filtre anti aliasing n'agit qu'au delà de fs/2 . Donc on ne peut voir leur absence qu'en regardant ce qui ce passe au delà de 22Khz.
Sur un NOS, avec un sinus a 1K on devrait avoir deux signaux à 43.1KHz et 45.1Khz .
Dans la bande 0-22K , comme mesuré , NOS sans filtre ou pas, il n'y a aucune raison que ca ne soit pas bon. Cela ne dépend que de la linéarité du convertisseur.

Sinon, pour répondre à ton post de départ.
J'ai l'impression que tu aimes bien te compliquer la vie. :siffle:

Je n'ai pas lu l'article, seulement le résumé.
Apparemment, c'est une proposition ancienne , surement intéressante de préemphasis pour DVD adapté au noise shaper des convertisseurs.
Rien à voir avec le 518, (que j'ai possédé fut un temps). Le 518 est un convertisseur de format digital avec un très bon (pour l'époque) volume numérique avec noise shaping "classique".
Essaye donc de l'approcher, ca sera déjà pas mal, plutôt que de partir dans des propositions exotiques.

Perso, j'ai compris ce qu'était un noise shaper avec le très bon article :
Principles of Oversampling A/D conversion par MAX W HAUSER
JAES Vol 39 No 1/2 January 1991 (ca nous rajeunit pas

)
C'est une des rares JAES que j'ai dans ma bibli, je peux le scanner pour ceux que ca intéressent
Il y a surement plus moderne, mais celui là pose bien les bases de l'époque.
Note : c'est plutôt un article de ref bibliographique, mais pas vraiment un article d'initiation, faut s'accrocher quand même un peu :grad:

.

Note2: Utiliser LTspice pour faire de la simu de traitement de signal numérique c'est un peu bizarre.

» 27 Jan 2015 14:49

Bonjour Tcli,
merci pour tes retours

je suis daccord avec le fait que le filtre de reconstruction permet de réduire ce qui est au dessus de la fréquence échantillonnage et qu'il n'a pas d'impact dans la bande audible, mais ça dépend aussi de l'appareil aval/ampli et de comment il réagit a tout ca (imd). le plus souvent on trouve un filtre 3ieme ordre bessel (burr brown), ou 6th (Dac Naim) ou 7ieme ordre (note d'appli AD182).

concernant le pre-emphasis proposé dans le papier, ca permet de gagner quelques bits dans la zone audible critique semble t'il, et un simple bessel 2 permet de le compenser (en fait le Q doit etre quelque part entre 0.6 et 0.7, je suis en train de tester ca. du coup ca mange pas de pain de l'utiliser, en conjonction avec un filtre de reconstruction.

Concernant le noise shaping, ca semble etre la solution pour le controle de volume de precision. Après, classique ou pas, c'est une question de courbe de réponse à intercaler dans la boucle de réaction de mesure de l'erreur. Sur le Meridian 518 ils proposent plusieurs courbes. L'avantage de ce qui est présenté dans le papier, c'est qu'en sortie de filtre de reconstruction, le bruit sera "white" donc pas de coloration particulière.

je vais tester tout ca sur un 1865, si si !

Le papier JAES que tu cites est dispo sur le web en pdf, merci pour la référence, je vais regarder.
Pour les novices, il y a quelques articles très instructif avec des exemples sonores assez convaincant sur xiph.org, je recommande.

» 27 Jan 2015 14:51

Philby a écrit:Bon, le I/U a changé depuis cette mesure :

post173245705.html#p173245705

Super ton idée d'utiliser un module UGS en mode ampli full différentiel !

Philby a écrit:Signal pour un décodage de -60dBfs (1.5mv utiles en sortie) :

la thd mesurée à -60dbfs est 6db meilleure que la datasheet, tu as vraiment une solution optimisée!

» 27 Jan 2015 15:26

tcli, ton document est passionant. du coup j'ai cherché le meme type d'info pour un DAC et j'ai trouvé cette excellente these (1996...):
Oversampling digital-to-analog converters : http://ir.library.oregonstate.edu/xmlui ... sequence=1
un must pour cette discussion.

» 27 Jan 2015 15:35

L'ad1865N-J est donné pour 1% typical, 2% max à -60dBfs
Le N-K que j'utilise est un meilleur grade, mais je ne sais pas de combien, donc ceci explique probablement cela.

» 27 Jan 2015 16:41

oui, et la datasheet est donné sans ajustement du MSB, alors que tu l'as fait . 1+1 = 2 soit 6 db :ane:

(j'imite mon ado devant sa copie de math)

bon pour revenir au noise shapping...
si on a la chance d'avoir un enregistrement sur un CD 16bits qui à été masterisé puis transféré avec une technique de noise shapping, alors on a probablement interet à balancer le flux tel quel vers le DAC 16 bits, avec juste le filtre anti aliasing.(du vrai NOS en fait).

si par contre on a un flux 24 bits propre ( ou 16) dont on ne connait pas la source et sur lequel on va appliquer des calculs de filtres (IIR/FIR) et peut être un volume numérique (ne serait ce que -20db...), alors pour l'envoyer vers un DAC 18 bits et donc réduire de 6 bits la source, on a "théoriquement" interet à appliquer un noise shaper pour augmenter le SNR perçu et obtenir 20-24 bits.

il semble qu'il y ait des tas de courbes et d'algorithmes qui on tous leurs avantages/inconvénients et qui colorent plus ou moins le son, et dont on entend plus ou moins le bruit de fond... La courbe Meridian-D du 9ieme ordre semble être plébiscitée, mais le POW-R3 encore plus. Quand au 6th ordre proposé dans le papier du post 1, mystère. Bref, j'ai ouvert un topic complexe techniquement, et qui peux devenir hautement subjectif!

Ce qui me plait de plus en plus dans l'idée d'un DAC R2R, c'est que l'on peux faire ce que l'on veux en amont dans le DSP, alors qu'avec un Sigma delta, tous le filtrage et les courbes sont déjà définies par le constructeur.
Sans compter qu'un PCM1792 qui est un convertisseur 6bits oversamplé à 3mhz correspond vaguement à 11 bits à 96khz (avant N.S), donc on est sur de faire mieux avec un R2R 18bits à 96khz avec N.S.

» 27 Jan 2015 18:23

maxidcx a écrit:si on a la chance d'avoir un enregistrement sur un CD 16bits qui à été masterisé puis transféré avec une technique de noise shapping,

Mais la plus part des CD d'après 1990 le sont. C'est une très vielle techno.

maxidcx a écrit: alors on a probablement interet à balancer le flux tel quel vers le DAC 16 bits, avec juste le filtre anti aliasing.(du vrai NOS en fait).

Ben oui, c'estle principe de l'emmerdement minimum. tu devrais l'appliquer plus souvent.
Ca veut dire que tu n'as pas de volume numérique mais analogique.

maxidcx a écrit:si par contre on a un flux 24 bits propre ( ou 16) dont on ne connait pas la source et sur lequel on va appliquer des calculs de filtres (IIR/FIR) et peut être un volume numérique (ne serait ce que -20db...), alors pour l'envoyer vers un DAC 18 bits et donc réduire de 6 bits la source, on a "théoriquement" interet à appliquer un noise shaper pour augmenter le SNR perçu et obtenir 20-24 bits.

Tout a fait, le noise shaping ne sert que quand on a besoin de reduire le nombre de bit.
Mais pourquoi mettre un DAC 18bits si tu as 24bits. Ca existe des DAC 24bits ...
Non aujourd'hui dans nos application le seul cas c'est après un volume ou un filtre FIR qui sort en 32bits ou en flottant 64bits.

maxidcx a écrit:il semble qu'il y ait des tas de courbes et d'algorithmes qui on tous leurs avantages/inconvénients et qui colorent plus ou moins le son, et dont on entend plus ou moins le bruit de fond... La courbe Meridian-D du 9ieme ordre semble être plébiscitée, mais le POW-R3 encore plus. Quand au 6th ordre proposé dans le papier du post 1, mystère. Bref, j'ai ouvert un topic complexe techniquement, et qui peux devenir hautement subjectif!

Personnellement, étant sourd, sur le 518, j'ai jamais entendu de différences entre les différentes courbes de noise shaping :ko:

maxidcx a écrit:Ce qui me plait de plus en plus dans l'idée d'un DAC R2R, c'est que l'on peux faire ce que l'on veux en amont dans le DSP, alors qu'avec un Sigma delta, tous le filtrage et les courbes sont déjà définies par le constructeur.

C'est vieux les DAC R2R, ou tu le fais à la main :http://www.totaldac.com/principes.htm
Mais alors bonjour les pb de linéarité.
Comme t'aime bien te compliquer la vie, tu peux essayer de corriger les non linéarités statiques dans le DSP

Note :milles excuses pour les nombreuses fautes dans le post d'origine. Mais j'ai 39 de fièvre, ça aide pas.

» 27 Jan 2015 21:02

C'est prévu , tu crois pas si bien dire!

» 28 Jan 2015 13:58

tcli a écrit:Personnellement, étant sourd, sur le 518, j'ai jamais entendu de différences entre les différentes courbes de noise shaping

Tout pareil!