FDA/Classe D, rien de mieux que le SMSL AD18 ?

[ssebs]

Etant moi-même en train de regarder pour comprendre, il y a une explication intéressante extraite d'ici:

"Technology
The UD80 amplifier uses the Savitech SA9023 USB receiver to connect to a USB host (computer, iPad etc). Datatransfer is asynchronous, and it accepts all samples rates from 32kHz to 96kHz and 16/24bits. The digital i2S signal is sent to the St Microelectronics’ STA328 chip where PCM is converted to Pulse width modulation (PWM) signal and then amplified using DDX® power output stage, enabling it to drive speakers directly. This high quality conversion from PCM audio to DDXs patented tri-state PWM switching waveform provides over 100 dB SNR and dynamic range.
This is quite different from how a regular class D or T amplifier with digital inputs works – which include a DAC which first convert the digital signal to analog which is then passed on to the amplifier section where it is converted back to PWM. This true digital technology avoid these extra steps of D/A and A/D conversion."

Il y a plus de détails dans ce document: http://www.temposemi.com/wp-content/upl ... 131231.pdf

Eux écrivent que ce "Direct Digital Amplification" (DDX) est bien une amplification entièrement numérique:
"Direct Digital Amplification (DDX®) is a patented, all-digital, high-efficiency amplifier technology designed and developed to meet the needs of today’s high-performance, battery-powered multimedia applications. DDX is similar to a standard Class-D digital amplifier in that the amplifier provides digital output to the load (speaker) but improves upon this topology by providing a unique, three-statemodulation (Damped Ternary) which allows DDX to achieve better efficiency, reduced EMI/RFI, and improved sonic characteristics"

[gailuron]

@tcli : Bon, je crains que tu ne sois en train de troller sur le PWM. Donc, ce post sera ma dernière réponse.

Effectivement, et y compris pour un signal PCM de largeur 1bit. On est bien d'accord ?

Un signal PCM de largeur 1 bit, ça n'existe pas ! Ce n'est plus de la PCM mais de la PDM.

Si la largeur prend des valeurs discrètes alors c'est un signal numérique encodé sur un bit avec comme fréquence d’échantillonnage la fréquence de l'horloge interne qui vaut en générale la fréquence de répétition du PWM fois le nombres de valeurs discrètes maximum que peut prendre la largeur d'impulsion.
C'est un signal numérique sur un bit particulier car les bits de même valeur (0 ou 1) sont groupé en impulsions qui se répète à une certaine fréquence, mais cela reste un signal numérique, généré numériquement.

Un exemple illustratif : si j'ai un signal quantifié sur 16 valeurs et échantillonné à la fréquence Fs . Je peux, au choix, décider de l'encoder en PCM sur 4 bits à la fréquence Fs , ou , de façon équivalente, l'encoder sur 1 bit à la fréquence d’échantillonnage 16*Fs en décidant que pour chaque échantillon de valeur n, je génère n bits à 1 et 16-n bit à zéro. Ces deux signaux sont numérique et encodent simplement le signal différemment. Leur contenu informatif est le même. Le deuxième est un signal dit PWM.

Ce que tu décris n'est pas une modulation par largeur d'impulsion mais une modulation par densité d'impulsions (PDM). On savait le faire en audio et en vidéo dès 1950 grâce un circuit (analogique) de conversion sigma-delta du signal analogique. Le DSD de Sony-Philips n'est qu'une reprise de cette technologie ancienne. La PDM n'est pas un signal numérique, c'est juste un signal binaire à haute fréquence. C'est le type de signal qui sort du convertisseur sigma-delta d'un DAC "one bit" (pratiquement tous les DAC actuels) et il suffit de le filtrer pour reconstituer le signal analogique d'origine. Il a fallu attendre les années 1960 pour avoir du vrai numérique avec le PCM parce qu'on ne savait pas faire de décimateur jusque là.

Le gros inconvénient de la PDM, c'est qu'il faut travailler à des fréquences très élevées (> 1 MHz) si on veut avoir une résolution suffisante, or il est difficile de faire travailler un transistor de puissance à ces fréquences. L'avantage de la PWM, qui est aussi ancienne que la PDM, c'est que la fréquence de modulation n'est pas liée à la résolution recherchée mais seulement à la plage de fréquence du signal analogique à moduler, donc on peut travailler sur des fréquences de quelques centaines de kHz avec un signal audio. A 300 kHz par exemple, on est suffisamment loin des 20 kHz du signal audio pour éviter de le polluer avec les harmoniques de la fréquence de découpage. C'est une fréquence beaucoup plus confortable que plusieurs MHz pour alimenter des transistors de puissance à effet de champ. L'inconvénient de la PWM, c'est que l'information n'est pas dans le nombre d'impulsions par cycle, donc on ne peut pas la stocker directement sous forme binaire comme la PDM. C'est pour cela qu'on réserve la PWM à l'amplification à découpage.

Dans les premiers FDA de la fin des années 1990, certains fabricants ont essayé d'utiliser la PDM issu du convertisseur sigma-delta d'un DAC pour alimenter directement un amplificateur à découpage. Cela avait le mérite de la simplicité (pas besoin de modulateur PWM, possibilité d’utiliser le circuit d'un DAC) mais ça a dû poser des problèmes car la conversion PCM > PWM s'est imposée très vite dès le début des années 2000.

[gailuron]

Il y a plus de détails dans ce document: http://www.temposemi.com/wp-content/upl ... 131231.pdf

Eux écrivent que ce "Direct Digital Amplification" (DDX) est bien une amplification entièrement numérique:
"Direct Digital Amplification (DDX®) is a patented, all-digital, high-efficiency amplifier technology designed and developed to meet the needs of today’s high-performance, battery-powered multimedia applications. DDX is similar to a standard Class-D digital amplifier in that the amplifier provides digital output to the load (speaker) but improves upon this topology by providing a unique, three-statemodulation (Damped Ternary) which allows DDX to achieve better efficiency, reduced EMI/RFI, and improved sonic characteristics"

Il est génial ton document ! Je vais mettre la phrase « DDX is similar to a standard Class-D digital amplifier in that the amplifier provides digital output to the load (speaker) » dans mon bêtisier marketing. Ils ont dû lire Astérix dans leur jeunesse et s'inspirer des discours d'Ordralfabétix sur la qualité de son poisson

Plus sérieusement, leur "Direct Digital Amplification" n'avait rien de nouveau en 2013. Texas Instruments avait déjà sorti des puces du même type au début des années 2000. Il est effectivement possible d'alimenter directement des HP avec le signal PWM amplifié, mais à condition de rester dans des puissances très faibles (qq mW), avec un câble très court vers le HP (qq cms) et avec un HP adapté. Cette technologie s'adresse à des baladeurs, des smartphones, des tablettes ou des laptops bas de gamme. On gagne en rendement énergétique donc en autonomie de batterie. Avec des puissances de plusieurs dizaines de watts, des câbles de HP de plusieurs mètres, ce système ne passerait jamais les tests de conformité CE ou FCC à cause du rayonnement électromagnétique et produirait des distorsions audibles.

Quant au blabla marketing du "all digital", il émane d'artistes du marketing qui jouent sur plusieurs registres :
- D'abord la croyance du public que le D de classe D signifie "digital", alors que le D n'est là que parce que c'est la 4è lettre de l'alphabet et que la classe D est le 4è mode de fonctionnement d'un ampli à transistor dans l'ordre historique des inventions.
- L’ambiguïté du mot "digital" en anglais qui a trois sens possibles. Outre son sens français (ce qui se rapporte aux doigts), il peut vouloir dire "numérique" ou "binaire". Le terme "digital" est beaucoup plus employé que "binary" pour parler d'une valeur ou d'un fonctionnement binaire, dans tous les domaines y compris la finance par exemple.
- Le fonctionnement binaire d'un transistor de puissance utilisé en mode interrupteur dans un ampli de classe D.
- La croyance que la modulation PWM est un signal binaire parce qu'elle utilise le plus souvent une valeur binaire pour la tension (mais pas toujours, il y a fréquemment 3 valeurs de tension comme dans leur puce) alors que l'information n'est pas stockée dans la tension de l'impulsion mais dans sa largeur qui n'a rien de binaire.
- Et enfin, le caractère magique du mot "digital" que le public associe à tous les progrès récents (audio, photo, vidéo, mobiles...).

[ssebs]

@gailuron: alors là je ne comprends pas, car ce traitement DDX, c'est ce qu'il y a dans la puce STA326 de l'Alientek D8, donc il n'y a pas autant de limitations que ce que tu écrit (avec mes petites colonnes Monitor Audio, ce FDA a largement assez de pêche).

De ce que j'ai compris, le signal PWM en sortie n'est effectivement pas numérique car ce n'est pas un encodage sous forme numérique, qui permettrait ensuite un traitement de ces données. Ce qui est particulier c'est que c'est une modulation d'impulsions (à 3 valeurs en général), au lieu d'être une onde continue (contrairement à ce qui sort d'un DAC notamment).
Je suppose que l'appellation "full digital amplifier" exprime le fait qu'en entrée c'est bien un signal numérique (uniquement), et que la puce est un DSP qui bosse en numérique en interne, et qu'il n'y a pas d'étape de génération d'onde sous forme analogique (continue/non discrète).
En sortie, vu que c'est de toute façon pour piloter des hps "physiques", ça ne pourra jamais être du numérique (et donc on peut ignorer ceci pour l'appelation).
Enfin, moi c'est comme ça que je vois le schimilimilllii

[haskil]

Si ça peut aider à voir plus clair ?

Un article de Bruno Putzey sur "la vérité au sujet des amplis numériques (classe D)", article de 2004... quand il était encore employé de Philips.

https://www.audioholics.com/audio-ampli ... amplifiers

[ssebs]

Si ça peut aider à voir plus clair ?

Un article de Bruno Putzey sur "la vérité au sujet des amplis numériques (classe D)", article de 2004... quand il était encore employé de Philips.

https://www.audioholics.com/audio-ampli ... amplifiers

Bin en fait pas trop

L'article a 16 ans d'âge, et depuis des progrès techniques ont été fait car ce qu'il raconte sur les défauts ne correspond plus aux résultats actuels.

[haskil]

Si ça peut aider à voir plus clair ?

Un article de Bruno Putzey sur "la vérité au sujet des amplis numériques (classe D)", article de 2004... quand il était encore employé de Philips.

https://www.audioholics.com/audio-ampli ... amplifiers

Bin en fait pas trop

L'article a 16 ans d'âge, et depuis des progrès techniques ont été fait car ce qu'il raconte sur les défauts ne correspond plus aux résultats actuels.

Les principes restent valides.

[gailuron]

@gailuron: alors là je ne comprends pas, car ce traitement DDX, c'est ce qu'il y a dans la puce STA326 de l'Alientek D8, donc il n'y a pas autant de limitations que ce que tu écrit (avec mes petites colonnes Monitor Audio, ce FDA a largement assez de pêche).

Non, l'Alientek D8 possède bien un filtre passe-bas à base de composants discrets, comme le FX-Audio D802 qui a la même puce. Je ne parlais pas de la marque commerciale DDX mais du schéma de conception des puces d’amplification de Tempo Semiconductor présentées dans le document que tu citais. Ces puces étaient conçues pour pouvoir fonctionner sans filtre passe-bas. Pas la puce STA326 de STMicroelectronics.

Après recherche, j'ai trouvé que DDX© est une marque de Apogee Technology qui protège le schéma de conception d'un circuit utilisable dans les DSP qui convertissent du PCM en PWM. C'est pourquoi on retrouve cette marque chez plusieurs fabricants ou concepteurs de puces qui utilise ce schéma dans une partie de leur puce. C'est du droit des marques US. De la même façon, tu retrouves la marque "Dolby Digital" dans tous les appareils qui ont un circuit de décodage de l'AC3.

[ssebs]

@gailuron: alors là je ne comprends pas, car ce traitement DDX, c'est ce qu'il y a dans la puce STA326 de l'Alientek D8, donc il n'y a pas autant de limitations que ce que tu écrit (avec mes petites colonnes Monitor Audio, ce FDA a largement assez de pêche).

Non, l'Alientek D8 possède bien un filtre passe-bas à base de composants discrets, comme le FX-Audio D802 qui a la même puce. Je ne parlais pas de la marque commerciale DDX mais du schéma de conception des puces d’amplification de Tempo Semiconductor présentées dans le document que tu citais. Ces puces étaient conçues pour pouvoir fonctionner sans filtre passe-bas. Pas la puce STA326 de STMicroelectronics.

Après recherche, j'ai trouvé que DDX© est une marque de Apogee Technology qui protège le schéma de conception d'un circuit utilisable dans les DSP qui convertissent du PCM en PWM. C'est pourquoi on retrouve cette marque chez plusieurs fabricants ou concepteurs de puces qui utilise ce schéma dans une partie de leur puce. C'est du droit des marques US. De la même façon, tu retrouves la marque "Dolby Digital" dans tous les appareils qui ont un circuit de décodage de l'AC3.

Oui le DDX avec le copyright est dans le doc de la STA326, c'est ça que j'avais repéré.
Pas évident de faire le tri et de savoir quelle technologie (et bout de technologie) a quel nom

[gailuron]

Les principes restent valides.

L'article ne traite que d'une partie du fonctionnement d'un ampli de classe D : le contrôle d'erreurs en sortie du filtre passe-bas. Comme le dit son auteur, ce contrôle par une boucle de rétroaction n'est possible que si on génère la PWM de manière analogique. Ce qu'il oublie de dire parce que les FDA n'existaient pas commercialement à l'époque, c'est qu'il faut un signal analogique en source. Dans un FDA, il n'y a pas de signal analogique !

[gailuron]

Pas évident de faire le tri et de savoir quelle technologie (et bout de technologie) a quel nom

Oui, c'est compliqué parce que l'audio de masse est un gros business qui vise un marché de plus de 5 milliards de consommateurs. Rien à voir avec le micro-marché de la HiFi ! Donc, si tu parviens à enfumer avec un blabla marketing ne serait ce que 1% de ce marché, ça fait beaucoup de monde.

Et ça bouge beaucoup entre les fusions, les acquisitions, les spin-off. Par exemple, Apogee Technology a vendu sa division audio (donc la marque DDX) à SigmaTel, qui a revendu ses activités audio à IDT, qui s'est lui-même séparé de sa division audio dans un spin-off du nom de Tempo Semiconductor (TSI). TSI est donc aujourd'hui propriétaire de la marque DDX. Mais ce n'est qu'un concepteur de circuits intégrés audio, pas un fondeur qui a ses usines de gravure comme STMicro ou Texas Instruments.

[tcli]

@tcli : Bon, je crains que tu ne sois en train de troller sur le PWM. Donc, ce post sera ma dernière réponse.

Je crois plutot que tu n'aimes pas trop qu'on te contredise, et comme j'ai moi aussi autre chose à faire cela sera aussi ma dernière réponse.

Un exemple illustratif : si j'ai un signal quantifié sur 16 valeurs et échantillonné à la fréquence Fs . Je peux, au choix, décider de l'encoder en PCM sur 4 bits à la fréquence Fs , ou , de façon équivalente, l'encoder sur 1 bit à la fréquence d’échantillonnage 16*Fs en décidant que pour chaque échantillon de valeur n, je génère n bits à 1 et 16-n bit à zéro.

Ce que tu décris n'est pas une modulation par largeur d'impulsion mais une modulation par densité d'impulsions (PDM).

Non la largeur de l'impulsion change, c'est du PWM. J'aurais pu d'écrire la même chose avec l'impulsion centrée. Mais bon, ca reste un signal numérique, quoi que tu en dises.

C'est le type de signal qui sort du convertisseur sigma-delta d'un DAC "one bit" (pratiquement tous les DAC actuels)

Tous les DAC actuels , haut de gamme, ne sont plus one bit par ce que cela pose trop de problème. (cycles limite,s modulation du bruit en fonction du signal, comportement sur signal DC , etc ...) D'où les architectures plus complexes employées par ESS par exemple.

Amusez vous bien

[gailuron]

@tcli : Bon, je crains que tu ne sois en train de troller sur le PWM. Donc, ce post sera ma dernière réponse.

Je crois plutot que tu n'aimes pas trop qu'on te contredise, et comme j'ai moi aussi autre chose à faire cela sera aussi ma dernière réponse.

Non, je n'aime pas qu'on me prenne pour un imbécile, qu'on me parle de bits dans un post, puis qu'on me parle d'impulsions de largeur variable dans un second post en faisant semblant d'en avoir parlé dans le précédent post. Toute ta discussion est basée sur ce principe qui consiste à ignorer tes erreurs et à feindre d'avoir dit autre chose.

[Patachon]

Bonjour à tous

Je déterre rapidement le sujet pour vous tenir au courant.
J'ai enfin reçu le Saint Graal après plusieurs semaines d'attente (il n'y avait plus de stock chez le fournisseur bordelais )
Le AD18 est enfin installé sur mes RP-600M avec des câbles de merde pour le moment. Leur longueur n'est pas égale ce qui dégrade peut-être (sûrement ?) le son...

Et bien...je suis... dérouté

En fait je ne sais pas trop quoi en penser. Le son, est juste...ben...c'est net... très net... trop net ?
C'est étrange car en écoutant les morceaux mon cerveau passe automatiquement en mode "analyse" et se met à écouter tous les détails des instruments (ou traitements electro). C'est pas déplaisant, mais en même temps, la simple écoute "plaisir" (les émotions, le ressenti) disparait pour laisser la place à l'étude.

Concernant la dynamique, c'est bien dynamique... très dynamique...trop dynamique ?
En fait, j'aime bien cette dynamique, mais c'est difficile à écouter plus de 30min. J'ai l'impression que mes oreilles sont "fatiguées" (limite un peu douloureuses)

Donc je suis mitigé. D'un côté j'ai l'impression d'être face à un ovni HiFi : je n'avais jamais rien entendu d'aussi net et précis. De l'autre côté, je me demande si l'absence de "chaleur" de l'ampli n'est pas une grosse perte...

Il est fort possible que j'utilise mal mon AD18 et que je n'en tire pas le meilleur potentiel. Voici mon setup de nOOb pour le moment (pas taper s'il vous plait ) :
- AD18 branché en USB
- Volume sous Windows a fond
- Volume sous Deezer à fond (oui je sais, je devrais privilégier des formats lossless ou des offre Tidal/Qobuz etc... ca va venir )
- Volume de l'AD18 entre 3 et 8 (grand max). Au dessus c'est trop fort. (Et dire que je m'inquiétais pour la puissance de ce petit ampli ) (pour rappel, ma pièce fait 12m2 et la prochaine fera 7m2 )
- Aucun réglage particulier sur l'AD18 (pas d'EQ ni rien d'autre)

Est-ce que je m'y prend mal ? (en dehors de la source audio Deezer). Je suis surpris de ne pas avoir à monter le son au dessus de 8 alors que j'ai lu que beaucoup d'utilisateurs étaient plutôt dans les 30/40

[LaurentKA]

Bonjour Patachon, et merci pour ce retour d'expérience.
Aussi dérangeant que cela soit pour moi et ma rationalité, lors de l’achat de mon dernier FDA, un Alientek D8, j'ai dû admettre l'existence ( "réelle" ou psychologique) du rodage de l'électronique... Jusque là, ce concept me faisait rire... Tout au plus j'y voyais le rodage des oreilles ou de la subjectivité de " l'idiophile". Pourtant, avec cet Alientek D8, j'ai été confronté à une impression qui ressemble à ce que vous décrivez. Ensuite, une amélioration sensible s'est faite d'heure en heures, et puis de jour en jours, jusqu'à un moment tout à fait déterminé, où, comme un "bouchon" a sauté, le son s'est ouvert...Et j'ai relevé la tête, j'étais dans mon bureau, et je me suis dis " Ca y est, nous y sommes ! ". Au départ, j'ai presque pensé que l’appareil était défectueux.
Je comprends tout à fait que quelqu'un rie à ce commentaire, puisque c'est ce que je faisais moi-même jusqu'il y a quelques semaines.
Je note par ailleurs que presque systématiquement, lorsque des amis débarquent chez moi et que la musique fonctionne ils se retournent plusieurs fois, interrogatifs et me demandent des informations sur le matériel, tant la sonorité leur semble plaisante, criante de "vérité". Certains se sont même lancés ensuite dans cette aventure du FDA après cette découverte.
Ce "rôdage" ne semble donc pas être le fait seul de mes oreilles ou de ma subjectivité.
A vrai dire je ne vois pas trop ce qui sérieusement pourrait avoir besoin de se rôder dans des circuits électroniques... ?!
Ensuite je me suis souvenu que je n'avais pas du tout eu cette impression avec le Sabaj A4, qui m'a paru immédiatement ample, chaleureux, généreux, mais j'avais acheté un modèle reconditionné...
Quant au AD 18, le premier FDA que j'ai acheté, et que je trouve toujours stupéfiant ( avec toutefois certaines limites ), je me suis souvenu qu'il m'avait paru un peu ingrat au départ... quoi que bluffant sur d'autres aspects. J'étais impressionné et en même temps un peu interrogatif. Ce n'est qu'avec le temps qu'il s'est comme adapté ( moi ou lui ) à mes attentes en devenant vraiment un ampli avec lequel je ne me lasse pas d'écouter de la MUSIQUE... Celui du salon sur lequel se retournent mes visiteurs d'ailleurs.
Ceci dit, c'est vrai, ces trois modèles de FDA sont saisissants ( à des degrés divers ) dans l'analyse des micros informations, de l'ambiance de salle, des prises de sons, des défauts d’enregistrement etc... Pour moi, c'est un plaisir. Une impression de participer pleinement à l’atmosphère particulière du moment de l'enregistrement.
Un peu de patience donc... peut-être ?
Laurent