Amplificateurs FDA

[ThierryNK]

Où as-tu lu que le signal PWM n'était pas analogique?

Donne ta propre définition de "analogique" et "numérique", ça aidera

[thierryvalk]

Que dire alors d'un DSD où l'on passe à 1 bit et 2.8 MHz!

Ce n'est plus de la PWM mais PDM.

Mais en termes numériques, la conversion PCM/PWM est qq chose de "standard" et basé sur les mêmes principes que le passage à 1 bit en delta-sigma, ou le DSD, ou le noise-shaping.

Ce n'est pas "ou noise-shaping", mais "avec noise-shaping". Basé sur les mêmes principe, oui, mais tout de même assez rudimentaire.
Mais je n'ai aucune idée de savoir si plus mauvais ou suffisant, ca fonctionne c'est déjà formidable.

Pour le NAD M2, c'est tout de même autre chose que les modulateurs de ST et TI, tout comme il y a des DAC de base et certains bien plus évolués.
Il ne faut pas s'arrêter sur un principe et quelques chiffres mais voir le système dans sa globalité et là aussi, entre TI et ST il y a des différences.

[dekron]

Re salut

Je suis un peu surpris par certains des derniers commentaires, notamment sur le "pas terrible en théorie" et "basse définition"...


En quoi passer à un PWM à 108 MHz et 7 bits est une dégradation en termes de représentation numérique?

C'est un procédé classique numérique, utilisé autant dans un DAC delta-sigma que dans les algorithmes de noise-shaping d'augmenter la fréquence en diminuant le nombre de bits.

Que dire alors d'un DSD où l'on passe à 1 bit et 2.8 MHz!

C'est souvent là qu'il y a une incompréhension entre spécialistes de l'analogique et numériciens.

La question "numérique" se pose plutôt en termes de pertes éventuelles d'informations: quels écarts entre le PCM obtenu en reconvertissant le PWM en PCM et le PCM d'origine.

Que ce 108 MHz et 7 bits soit ou pas "au mieux" pour attaquer l'étage d'amplification est une question analogique pour laquelle je n'ai pas les compétences pour répondre. Thierryvalk et d'autres sont là pour éclairer cet aspect.

Mais en termes numériques, la conversion PCM/PWM est qq chose de "standard" et basé sur les mêmes principes que le passage à 1 bit en delta-sigma, ou le DSD, ou le noise-shaping.

Amitiés

Et bien c'était exactement de cela dont je parlais, l'approximation dont je faisait référence est la différence entre le fichier PCM d'origine et le flux pwm renumérisé (le bruit de renumérisation exclus). Et non pas "est ce que le PWM généré pourra etre correctement agrandi".

(edition suite à la remarque de tcli)
Si on fait transiter un signal de 1Khz codé sur 16 bits, on à en théorie autant de quantité de donnée que 2khz sur 15 bits, que 4khz sur 14 .... que 65,5 Mhz sur 1 bit, soit ... 65.5 millions d'impulsions.

Un flux mono de 44.1khz sur 16 bits c'est 1bit *2,89 Ghz à échanger. Bien loin de ce qu'offre en capacité des petites puces ou petites cartes ordinateurs. ET bien loin des 1bit *2.8 Mhz du DSD. D'ou la question que j'ai posée, constatant que ce ne sont pas les débits usuels, que les équipements techniques basiques sont loin de pouvoir réaliser cela, et qu'il y avait certainement des procédés d'approximations à préciser

Je considère donc pour le moment que la réponse est que on arrive à rendre l'approximation suffisamment négligeable en diffusant sur 8 ou 7 bits, essentiellement en la répartissant sur les hautes fréquences, largement inaudibles et que l'on cherche à filtrer par ailleurs d'autre part.

(PS : le sujet analogique/numerique est un faux débat comme le dit thierry nk, le numérique c'est juste de l'analogique qui varie uniquement entre deux niveaux prédéterminés à une fréquence donnée ... en gros ).

[tcli]

Un flux mono de 44.1khz sur 16 bits c'est 2,89 Gbits/s à échanger.

44100x16=705.6Kbits/s
Soit 1.4Mbits/s en stéréo ...

[dekron]

Bonjour tcli,

Merci de venir me réveiller, à force on mélange tout ... je parlais en fait du nombre d'impulsions nécessaire pour représentées les fameuses données si les dites impulsions sont codées sur 1 bit (ce qu'est le PWM dailleurs, car sinon le PWM des FDA codé à 7 bit * 100 mhz serait codé sur 8 niveaux bits différents ... ? comment l'est il ?)

[ThierryNK]

Salut Dekron

Je ne comprends pas sur quel principe est basée ton évaluation 1 KHz/16 bits, 2KHz/15 bits, etc...

Ca ne fonctionne pas comme ça.

Quand on oversample, on diminue le SNR (intrinsèque, indépendamment de l'électronique) du "signal numérique" lui-même, ce qui permet de laisser tomber un peu de précision à chaque oversample, en laissant tomber des bits jusqu'au nombre souhaité.

C'est cela que j'appelais principe de base commun entre DAC Delta-Sigma, PWM et Noise Shaping.

Voir https://en.wikipedia.org/wiki/Delta-sigma_modulation partie oversampling, ou la présentation de Jipi https://jipihorn.wordpress.com/2012/11/ ... -de-96-db/

Amitiés

[carlos67]

Un flux mono de 44.1khz sur 16 bits c'est 2,89 Gbits/s à échanger.

44100x16=705.6Kbits/s
Soit 1.4Mbits/s en stéréo ...

Quelle inflation en stéréo

[tcli]

Bonjour tcli,

Merci de venir me réveiller, à force on mélange tout ... je parlais en fait du nombre d'impulsions nécessaire pour représentées les fameuses données si les dites impulsions sont codées sur 1 bit (ce qu'est le PWM dailleurs, car sinon le PWM des FDA codé à 7 bit * 100 mhz serait codé sur 8 niveaux différents ... ? comment l'est il ?)

7bits = 128 niveaux (pour 8 niveaux , il suffit de 3 bits)
PWM = pulse width modulation (modulation a largeur d’impulsion).
Après le noise shaper , le modulateur PWM sait générer des impulsions de largeur variable suivant 128 largeurs différentes. (Ce qui n'est pas sans entraîner un certains nombre de problèmes)

[dekron]

J'ai compris dans le principe la différence entre PAM, PWM, PDM, de même que le DSD. C'est dans leur mise en oeuvre que je butte.

Salut Dekron

Je ne comprends pas sur quel principe est basée ton évaluation 1 KHz/16 bits, 2KHz/15 bits, etc...

Ca ne fonctionne pas comme ça.
[...]
Amitiés

En fait je pars du principe que le PWM -largeur- (ou PDM -densité-, au contraire du PAM -amplitude-), le résultat de la transformation est un signal dotés de niveau 0% ou 100% (5v par exemple) uniquement, soit sur 1 bit.

Je sais que si je veux reproduire mon 22khz il me faut minimum un échantillonnage de 44,1 khz. OK
Je sais que si je veux filtrer passe bas, soit il me faut un filtre élevé genre -50db/décade, ou je peux par exemple filtrer moins fort en augmentant ma fréquence d'echantillonage (pente plus douce mais plus longue). Mais oublions cela.

Du coup, j'ai en entrée 16 bits à 44,1 khz. Question : pour ne pas perdre d'info, quelle doit etre ma fréquence d'échantillonnage d'un signal équivalent encodé sur 1 bit au lieu de 16 ?
Ben j'ai trouvé une astuce : si je mutiplie par 2 la fréquence d'échantillonage de base de 44',1khz, je peux rentrer en fait 2 fois 1 bits sur 88khz, soit 2 bits ( "consécutifs", pas "superposés") revenu à la fréquence cible de 44,1 khz. en théorie, si je multiplie par deux 16 fois, j'ai réussi à obtenir 16 bits d'information, sur une meme période de de 1/44,1khz dans laquelle il y aura donc eu 2^16 impulsions ... d'ou le (frequence * 2^résolution ) nombre d'impulsion, pour en avoir autant au final sur mon signal à 1 bit que sur celui à 16 d'origine.

Si ce postulat de départ est faux ca explique la suite (ou s'il est vrai mais qu'on ne fait pas comme ca en pratique).

Maintenant si via la méthode présentée par tcli on arrive à avoir un signal final suffisament proche du signal d'origine en codant sur moins d'impulsions c'est une autre réponse possible mais cela vient dans un second temps.

[ThierryNK]

Tu as trouvé "une" méthode pour ne pas perdre d'infos, cela ne signifie pas que ce soit un optimal

Amitiés

[dekron]

Loin de la, d'ou le "par exemple". Mais réellement ca marche comment, peux tu aller au bout de la réponse ?

Même en réduisant l'info sur 8 bits, en raisonnant de la même facon il faut tout de même 11 Mhz pour du mono.
Si je filtre cela, je n'aurais de fait pas suréchantilloné le signal donc ne pourrait limiter le bruit au niveau du filtre.

Comment il fait le PWM dans l'exemple de TCLI pour stocker meme "4bits" d'infos ?

[ThierryNK]

J'avais donné 2 liens plus haut, mais si tu veux une réponse de vulgarisation, à l'arrache, peut-être même un peu (beaucoup...) olé, en voici une:

En partant d'un 16/44, je multiplie la fréquence d'échantillonnage (qui alors n'en est plus vraiment une) par 16, et sur chacun des nouveaux points (x16), je mets l'un des 16 bits initiaux.
J'ai stocké autant de valeurs, je n'ai aucune perte, je suis à une fréquence de 16*44=704 KHz,je suis sur 1 bit, et je suis complètement réversible pour revenir au PCM initial

Evidemment, je n'obtiens pas un fichier audio standard...

Je crois que pour "voir" le numérique sereinement, il faut oublier, dans une certaine mesure, ce qu'on va ensuite en faire en analogique, et parfois considérer un PCM "bêtement" comme une matrice de nombres.

Pou avoir quelque chose de rigoureux, il faut se référer à des articles sur l'oversampling, etc. Il est hors de question de reporter ce genre de calculs ici.

Amitiés

[dekron]

En fixant les trous à 0. Oui donc les bits sont bien "consécutifs". Bon je reviens vous embêter dans quelques jours si nécessaire le temps de poursuivre les lectures.

[ThierryNK]

Mon post précédent, c'était vraiment de l'arrache et de la manipulation brute de données...

Si tu veux des indications, en augmentant la fréquence d'échantillonage, on diminue le bruit de quantification (lié au 16 ou 24 bits) sur la bande passante (il reste constant sur l'ensemble des fréquences considérées). On peut profiter de cette diminution de bruit pour faire du noise shaping (repousser le bruit au maximum vers les fréquences non audibles), et/ou pour diminuer le nombre de bits en maintenant constant le bruit de quantification sur la bande passante.

Tout ça pour aller jusqu'à 1 bit, parce que 1 bit, cela permet des électroniques très simples. D'où la popularité des DAC delta-sigma, mais alors la nécessité de filtrer toutes les merdes qu'on a créées en augmentant la fréquence.

Amitiés

[gailuron]

(edition suite à la remarque de tcli)
Si on fait transiter un signal de 1Khz codé sur 16 bits, on à en théorie autant de quantité de donnée que 2khz sur 15 bits, que 4khz sur 14 .... que 65,5 Mhz sur 1 bit, soit ... 65.5 millions d'impulsions.

Un flux mono de 44.1khz sur 16 bits c'est 1bit *2,89 Ghz à échanger. Bien loin de ce qu'offre en capacité des petites puces ou petites cartes ordinateurs. ET bien loin des 1bit *2.8 Mhz du DSD. D'ou la question que j'ai posée, constatant que ce ne sont pas les débits usuels, que les équipements techniques basiques sont loin de pouvoir réaliser cela, et qu'il y avait certainement des procédés d'approximations à préciser

Non, au niveau purement "numérique" (ou "logique" si tu préfères), 16 bits x 44 100 Hz x 1 canal = 705,6 kbps = 1 bit x 705,6 kHz = 705 600 bits x 1 Hz. Pour une puce moderne, 705,6 kHz est une promenade de santé. Les convertisseurs Delta-Sigma "One bit" de la fin des années 80 le faisaient déjà. Avec des puces tournant aux alentours de 100 Mhz, on a beaucoup de marge pour réduire le poids en bits même sur de la haute résolution : 24 bits x 192 000 Hz = 4 608 kbps = 1 bit x 4,608 MHz

Au niveau physique, je n'y connais quasiment rien. Mais il est sûr qu'il y a des limites de fréquence en fonction des applications pratiques. En conversion audio numérique-analogique, il y a par exemple une limite basse de fréquence d’échantillonnage pour reproduire le spectre des fréquences audibles (théorème de Nyquist-Shannon) et une limite haute pour le filtrage.