PWM, Classe D, FDA et... Tambaqui
Hello
De récents échanges m'amènent à ouvrir ce fil. Je me suis (très) longtemps mélangé les pinceaux avec PWM, Classe D et FDA.
PWM est un truc multiforme. Cela peut être vu et utilisé autant comme un signal analogique pouvant être amplifié qu'un signal numérique représentant "une piste". PWM est utilisé dans des tas d'autres domaines que l'audio. Par exemple pour faire varier la vitesse d'un moteur tout en lui appliquant toujours la même tension.
C'est un signal qui ne prend que 2 valeurs, d'où un aspect "numérique 1 bit". Par rapport au DSD qui est aussi un signal 1 bit, la différence est que la fréquence y est variable.
Dans un amplificateur Classe D, c'est un signal analogique (comme pour le contrôle de la vitesse d'un moteur)
Dans un FDA (Full Digital Amplifier), c'est un signal numérique qu'on va utiliser de manière analogique pour l'amplifier...
Parmi les FDA, il y pas mal de "petits" appareils chinois entre 80 et 200€ qui tiennent la dragée haute à des systèmes DAC-Ampli à 10 fois et plus le prix. Ils ont naturellement des tas de défauts, mais quand l'impédance des enceintes convient, c'est assez extravagant. J'ai toujours un QLS QA100 et un DX802. La puissance reste assez limitée sur ces FDA.
C'est une technologie qui a été utilisée par Lyngdorf mais qu'ils on assez récemment abandonnée. @melaudiophile pourra peut-être nous en parler.
C'est apparemment la technologie utilisée par Technics dans leur récent SE-R1E, qu'aucun vendeur n'a souhaité me prêter pour essai.
https://www.technics.com/fr/produits/classe-de-reference/serie-r1/se-r1.html
C'était aussi la technologie du NAD M2 dont je trouvais qu'il fonctionnait sacrément bien et avec une grosse puissance (une première). Je l'ai utilisé pendant 7 ans. Son volume numérique n'était pas très bon cependant. J'utilisais celui de l'Améthyst.
https://www.stereophile.com/solidpoweramps/nad_m2_direct_digital_integrated_amplifier/index.html
https://audiomaboules.fr/wp-content/uploads/2022/05/nad_m2_info_direct_digital_technology.pdf
Et puis le Tambaqui qui est un DAC...PWM.
On the first board, all incoming digital audio is upsampled to 3.125MHz/32 bits and converted to noise shaped PWM. On the other board are two mono DACs, in which a discrete 32- stage FIR DAC and a single-stage 4th order filtering I/V converter, convert the PWM into analogue with a breathtaking 130dB SNR.
https://www.mola-mola.nl/tambaqui.php
Il me semble, juste pour le fun, que l'on peut dire que le Tambaqui est un FDA, de niveau de sorte 18 dBu fixe 6V (le volume est uniquement numérique) aux performances SNR et autres mesurables exceptionnelles. Son étage de sortie semble bien être de type Classe D ou FDA, annoncé discret à 32 étages (dont il est difficile de savoir ce que cela signifie concrètement) avec un filtre Intensité/Courant du 4ème ordre.
Amicalement
Tu peux ajouter à ta liste les DACs Delta-Sigma, qui utilisent PWM dans leur processus de fonctionnement. Finalement j'ai encore quelques questions sur le fonctionnement du Tambaqui, mais PWM il l'est si Putzeys dit qu'il est Sigma-Delta et Lycée de Versailles.
Si on déroule la pelote, d'après ce que tu écris ce serait le fait de se passer de puce DAC qui en général fonctionne avec 3,3V ou 5V qui permette de passer à un voltage d'alimentation plus important et sortir en 6V.
A priori la principale difficulté des FDA c'est la conversion PCM-PWM, mais faudrait analyser plus en profondeur pourquoi vu que les DACs Delta ont le même problème. Il y a un chip STM qui est ou était une grosse vedette dans ce rôle.
En général ça donne des taux de distorsion plus importants, on est plus près du 0,1% que du 0,01% pour donner un ordre de grandeur.
J'ai des docs sur tout ça, faut juste que j'ai un peu temps pour bien tout remettre dans l'ordre.
Hello
La conversion delta-sigma est basée sur du 1 bit fréquence fixe que tu peux appeler PWM si tu veux, mais bon...
Je ne sais pas pourquoi a dit à Joël que son Tambaqui était du delta-sigma alors que le site officiel dit que c'est un DAC PWM....
La difficulté principale des FDA n'est pas la conversion PCM-PWM, mais plutôt du côté du filtre de sortie et de la rétro-action indispensable (comme sur les Classe D, voir la doc du NAD M2 que j'ai donnée plus haut à ce sujet) et la difficulté aussi d'avoir des puissances au delà d'une centaine de Watts avec une distorsion contenue.
On veut y rajouter une gestion de volume que certains fabricants ont voulu analogique ou mixte analogique-numérique.
Et le fait que peu de fabricants s'intéressent à ce type de technologies. Le successeur du NAD M2 est une cata... Lyngdorf a abandonné. Et j'ai été très surpris de voir Technics sortir un "gros" FDA. En FDA, on a donc aujourd'hui les petits chinois, le Technics et des NAD très bofs. Et sans doute aussi certains amplis HC où il faut décoder la doc pour s'en rendre compte.
Et aussi, comme l'a noté Matrix à propos de son intégré DAC-Ampli, les "audiophiles" n'aiment pas les intégrés, et ont le sourcil qui se lève quand ils voient un truc qui ressemble à de la classe D.
Pour le niveau de sortie, le Weiss utilise des puces et sort 6.8V. Le Matrix Element 2 aussi à base de puces sort jusqu'à 15.8V. Les fabricants font un peu ce qu'ils veulent dans leur étage de sortie en y intégrant finalement l'équivalent d'un préampli.
Amicalement
Citation de ThierryNK le 10 mai 2022, 19:47La conversion delta-sigma est basée sur du 1 bit fréquence fixe que tu peux appeler PWM si tu veux, mais bon...
Vérification faite à priori c'est du PDM 😀
Je ne sais pas pourquoi a dit à Joël que son Tambaqui était du delta-sigma alors que le site officiel dit que c'est un DAC PWM....
Le principe doit être le même mais le format utilisé serait PWM plutôt que PDM ... ?
La différence entre les 2 c'est que pour un niveau de mettons 50% du max le PDM c'est 01 01 01 01, PWM c'est 1111 0000
La difficulté principale des FDA n'est pas la conversion PCM-PWM, mais plutôt du côté du filtre de sortie et de la rétro-action indispensable (comme sur les Classe D, voir la doc du NAD M2 que j'ai donnée plus haut à ce sujet) et la difficulté aussi d'avoir des puissances au delà d'une centaine de Watts avec une distorsion contenue.
C'est fort possible, j'ai lu un doc de Putzeys sur une contre-réaction à base d'ADC.
Et le fait que peu de fabricants s'intéressent à ce type de technologies. Le successeur du NAD M2 est une cata... Lyngdorf a abandonné. Et j'ai été très surpris de voir Technics sortir un "gros" FDA. En FDA, on a donc aujourd'hui les petits chinois, le Technics et des NAD très bofs. Et sans doute aussi certains amplis HC où il faut décoder la doc pour s'en rendre compte.
Amha ils ne s'y intéressent pas parce qu'il n'y a pas de marché ...
Pour le niveau de sortie, le Weiss utilise des puces et sort 6.8V. Le Matrix Element 2 aussi à base de puces sort jusqu'à 15.8V. Les fabricants font un peu ce qu'ils veulent dans leur étage de sortie en y intégrant finalement l'équivalent d'un préampli.
Ca c'est pas un souci, mais je supputais que Tambaqui opérait différemment.
J'aurais bien aimé voir d'autres photos des cartes que celles du site, on ne voit que les 3 DSP SHARC d'Analog Devices.
Pas plus d’info sur l’étage de sortie du Tambaqui.
Dans le NAD M2, c’est bien une contre réaction à base de AD. C’est dans le doc donné plus haut.
Pour le marché, oui, entièrement d’accord.
J’aurais bien aimé jeter une oreille au Technics. Mais bon, sachant que je n’allais sans doute pas l’acheter, je n’ai jamais pas insisté auprès de son-video et autres.
Mais j’adore les grosses aiguilles en façade ?
De grosses aiguilles analogiques pour un FDA, c’est un peu comme ajouter du bruit aux voitures électriques pour que les piétons se poussent nan?…. ?
Bon au moins je ne passerai plus pour un fou quand je dis sur les forums que le Tambaqui est un genre de source FDA ?
Le souci des FDA (amplis) me semble dans tous les cas être la nécessité du filtre passe bas en sortie qui pose des soucis de linéarité dans le haut du spectre selon l’impédance des enceintes, avec un résultat variable sur l’aspect « dégraissé, sec, montant » de la restitution selon les enceintes, souci qui n’existe pas en sortie de Tambaqui vers un étage de préamplification analogique. Sur cet aspect le Classé Sigma 2200i avait donné un résultat décevant chez Filidan sur les G3 comparativement à l’ensemble Tambaqui / Aelius.
Citation de Nico le 11 mai 2022, 01:06De grosses aiguilles analogiques pour un FDA, c’est un peu comme ajouter du bruit aux voitures électriques pour que les piétons se poussent nan?…. ?
On peut toujours mesurer la puissance...
Bon au moins je ne passerai plus pour un fou quand je dis sur les forums que le Tambaqui est un genre de source FDA ?
?
Citation de Nico le 11 mai 2022, 01:06Bon au moins je ne passerai plus pour un fou quand je dis sur les forums que le Tambaqui est un genre de source FDA ?
FD oui, A moins 😉
Le souci des FDA (amplis) me semble dans tous les cas être la nécessité du filtre passe bas en sortie qui pose des soucis de linéarité dans le haut du spectre selon l’impédance des enceintes
Là je veux bien des infos.
Interaction entre le filtre de l'ampli et le filtre des enceintes. Comme en classe D. Contre réaction pour corriger en temps réel, ou Purify qui élimine le pb.
Pour le A, cela se discute. EC Designs a fait un DAC qu'il appelle Ampli ???
Citation de ThierryNK le 11 mai 2022, 15:31Interaction entre le filtre de l'ampli et le filtre des enceintes. Comme en classe D. Contre réaction pour corriger en temps réel, ou Purify qui élimine le pb.
Quand je dis info c'est un White Paper ou quelque chose qui y ressemble, une doc avec des équations ou des mesures ou une procédure de test ...
Sur les docs un Purifi semble faire un poil mieux qu'un NCore, un poil. Les Icepower semblent très bons sur ce point.
Heuhhh 😉
Il faut un filtre passe bas en sortie du Classe D, LC d'ordre 2 par exemple.
L'enceinte connectée à cette sortie est équivalente à un LRC.
Tu couples les deux.
Il y a le schéma de contre-réaction utilisé par le NAD M2 (FDA) dans le doc fourni plus haut.
Amicalement
Comment Phillips SAA7220/TDA1541 filter/concerter a commencé avec le 1 bit DAC with PDM
https://www.stereophile.com/content/pdm-pwm-delta-sigma-1-bit-dacs-john-atkinson
https://www.stereophile.com/content/pdm-pwm-delta-sigma-1-bit-dacs
Aujourd'hui le Marantz SA10 DAC utilise le meme procédé ( Ken Ishiwata RIP et Fritz Rainier et les anciens de Phillips)
DSD is at the heart of the way the SA-10 handles digital audio: PCM and DXD inputs are all upconverted to DSD at 11.2MHz using the proprietary MMM-Stream converter within the player, and then the high-frequency signal produced is processed by the unique MMM-Conversion stage, used in place of a conventional DAC, to produce the analogue output.
https://www.marantz.com/en-za/shop/sacdcdplayer/sa10
Le MMM est le PDW a la Marantz
je pense que les puces DAC ESS peuvent utiliser un procédé similaire
Accuphase C3900-DP750-A48 - Vivid Audio Kaya 45 - Focal Clear headphones
Citation de ThierryNK le 11 mai 2022, 21:08Il faut un filtre passe bas en sortie du Classe D, LC d'ordre 2 par exemple.
L'enceinte connectée à cette sortie est équivalente à un LRC.
Tu couples les deux.
A ton avis quelle est la fréquence de coupure du filtre passe-bas d'un classe d ?
20 kHz
Mais tu veux concevoir des amplis? 😀
https://dondon.vvv.enseirb-matmeca.fr/puissance/ampliclasseD/ACLD.html
Une fréquence de coupure cela s'exprime en Hz pas en dB
Cela dépend du type de filtre. Sur de nombreux classe D, c'est un LC d'ordre 2 à 20 kHz
J'avoue ne pas savoir de quoi tu parles, ni de quel type de filtre exactement avec ce -3 dB sorti du Diable Vauvert, casaque jaune, toque rouge.
Voici 7 filtres dont la fréquence de coupure est à 20 kHz
