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Les questions concernant la qualité de l'interface USB dans les DAC ont été posées et reposées. De nombreux éléments de réponses existent déjà dans ce forum et ailleurs mais peut-être un peu trop disséminés pour donner une réponse claire aux non-spécialistes.

Chris Connaker a essayé de faire, dans son site « Computer Audiophile », une synthèse facile d’accès sur les différentes connexions USB des DACs.

L’article est là pour qui veut :
http://www.computeraudiophile.com/conte … dio-Primer

En substance, il y 3 types de connexions USB

- Synchrone
- Adaptative
- Asynchrone

Il semblerait que la grande majorité des DAC utilise des connections adaptatives qui ont pour effet que l’horloge est déterminé par la source (le PC), le DAC étant esclave.
Pire ce n’est même par la source qui détermine l’horloge, mais la liaison USB elle-même.
On peut donc avoir une source (un PC hifi) optimisée et avoir quand même un jitter important juste à cause de cette fréquence de bus USB de 12Mhz par laquelle il faut passer de toute façon. 

Il y a pourtant différentes façons de mettre en place cette liaison adaptative. Tout d’abord, il existe 2 chips qui permettent de le faire dont un permettant une plus grande liberté de programmation et d’ajout d’éléments limitant le jitter et pouvant (moyennant tripatouille) autoriser la lecture du 24/96 (ce que ne fait pas le chip de base).

La conclusion est que l’USB , lorsqu’utilisé de façon adaptative, n’est pas du tout une garantie de jitter inférieur à d’autre types de connexion => Il y a toutefois une certaine variété dans la façon dont c’est mis en oeuvre, qui affecte grandement le résultat => il faut écouter et comparer. 

Et il y a les quelques DAC proposant la liaison USB asynchrone, présentée dans l’article comme le nec plus ultra. La raison en est simple : l’horloge maître n’est plus la source ou le bus USB mais le DAC, ouvrant enfin la possibilité au DAC de faire un boulot bien horlogé. 

J’ai lu souvent dans ce forum que cette liaison asynchrone était considérée comme acquise dès lors que l’on parlait d’USB. Elle n’est en fait présente que dans très peu de produits (les marques cités sont Wavelength, Ayre et DCS). La raison donnée est que cela requiert du temps de recherche et de bonnes connaissances en programmation, ce que ne possède pas la plupart des fabricants audio actuels.

Tout ça pour dire :
Ne nous précipitons sur l’USB en croyant avoir une liaison supérieure et dépourvue de jitter, mais n’oublions pas l’USB comme une sérieuse alternative audiophile aux connexions classiques, surtout en asynchrone.

Nombreux sont les questions (cf. sujet sur la gamme YBA DESIGN) concernant l'USB et le mode d'échange entre le PC et le DAC.

Je vais essayer de vous dresser un panorama relativement complet de ce qui est possible tout en restant digeste 

Première remarque, plus générale sur l'audio numérique.

Nous faisons partie des marques qui historiquement a toujours préféré que le convertisseur soit au plus près de l'optique. Nous n'avions ainsi jusqu'à maintenant jamais proposé de DAC externe. La raison en est relativement simple: le fait de séparé en deux éléments le drive et le convertisseur va nécessiter d'utiliser une liaison numérique S/Pdif qui introduit invariablement du jitter (en français "gigue"). Or une horloge maître avec une gigue la plus faible possible est essentiel pour obtenir des performances de haut niveau. L'oreille est en effet très sensible aux artefacts qu'une mauvaise synchronisation des flux de données peut générer.

Dans un lecteur intégré, on se passe de la connexion S/Pdif, et il est ainsi possible de n'avoir qu'une seule horloge pilotant l'ensemble de la chaîne numérique. En général cette horloge est placée au plus près du convertisseur.

Plusieurs dispositifs ont été développés depuis des années pour permettre de lutter contre le phénomène de gigue (PLL pilotant un VCO, VCXO, double PLL, buffer,...) avec des résultats plus ou moins convaincants, certains permettant de réduire la gigue à des niveaux très faibles sans pour autant l'éliminer totalement.

Avec les lecteurs de CD Passion 200 et YC201, nous avons introduit notre propre topologie low jitter qui consiste en une combinaison d'un dispositif de buffer accouplé à un composant nommé ASRC (Asynchronous Sample Rate Converter) et d'un VCXO. La raison d'être de ce ASRC, c'est de découpler totalement le flux numérique entrant (affublé de la gigue de la liaison S/Pdif), du flux numérique sortant qui est lui synchronisé avec un VCXO haute précision.

Pour faire un parallèle, le flux entrant arrive en vrac puis est stocké dans une zone tampon. Puis il passe à travers un composant qui organise parfaitement l'ordre des données avant d'être présentés, en rangs parfaits, sans guige, au convertisseur.

Et sur l'audio USB

On retrouve exactement les mêmes problèmes avec l'USB audio qu'avec la liaison S/Pdif dont je parlais précédemment. Le MAC/PC fait ici office de drive qui stream un flux audio vers son port USB, passe par un câble, par un récepteur USB sur le DAC externe avant d'arriver au convertisseur proprement dit.

La problématique de l'horloge et de la gigue est absolument identique. Ainsi il existe 3 modes d'échange d'horloge avec le PC.

1) Le mode isochrone (synchronous isochronous)

Ici le rythme de la transmission est imposé non pas par le récepteur (le DAC) mais par l'émetteur. Après une procédure d'échange d'information qui permet à l'émetteur de parfaitement connaître les capacités du récepteur, les paquets de données sont envoyées de manière régulière (isochrones toutes les 1ms).

La gigue est présente (provenant du PC/MAC) mais peut être fortement réduite par les mêmes dispositifs qu'utilisés dans le cadre d'une liaison S/Pdif. C'est un mode rarement utilisé car il est source d'erreurs potentielles et pour des motifs de débit de l'USB.

2) Le mode asynchrone (asynchronous)

Ce mode n'était pas, à l'origine, destiné à l'audio même s'il faisait partie des spécifications USB 1.0.

Une société américaine, Wavelength a développé, sur la base d'un composant existant de chez Texas Instruments, un logiciel permettant de "forcer" le mode asynchrone, avec d'assez bons résultats.

Dans ce mode, le débit est commandé par une horloge externe (située dans le DAC) qui pilote l'arrivée des données au fur et à mesure que le tampon du DAC se vide.

C'est une approche pertinente techniquement mais coûteuse à mettre en oeuvre. Et le rapport prix / gain en performances est assez défavorable par rapport à d'autres solutions plus simples techniquement (c'est un peu comme vouloir découper un morceau de pain avec un laser). Elle peut également poser des problèmes de phase entre les deux canaux (pas de synchronisation des informations d'état).

3) Le mode adaptatif (adaptative isochronous)

Ici le récepteur va adapter, grâce à un processeur interne, son fonctionnement en fonction du débit entrant envoyé "tel quel" par l'émetteur. C'est un mode "intelligent" ou un calcul est réalisé 250 fois par seconde afin que le récepteur soit naturellement sur la même fréquence que l'émetteur.

Ce mode est devenu un, de facto, standard notamment avec l'arrivée de composants dédiés Texas Instruments.

Mais l'inconvénient est la présence de jitter, plus ou moins élevé, qu'il est indispensable d'éliminer….

Beaucoup de fabricants se contentent d'utiliser le convertisseur interne de ces composants avec des résultats musicaux relativement médiocres 

Nous n'utilisons ces composants que dans leur rôle de passerelle d'échange USB avec l'ordinateur.

Nous réutilisons donc ici le principe que nous avons mis au point pour les YC201, à savoir une combinaison de mémoire tampon, d'ASRC et d'horloge à grande précision. Nous sommes dans la même logique qui consiste à dire: le flux arrivant du PC/MAC est par nature, un flux désordonné qu'il faut canaliser, stocker temporairement puis mettre en forme parfaite avant d'être envoyé au convertisseur.

Au-delà du débat sur le numérique….

Au-delà des débats sur le présupposé bien fondé de telle ou telle mode de synchronisation, de l'avantage du FLAC sur l'AIFF (ou le contraire), du pour ou contre l'usage d'un ASRC ou encore de l'influence du câble USB (futur sujet  ), n'oublions pas qu'un DAC externe, USB ou pas USB, c'est aussi:
- un convertisseur
- une horloge
- des étages de sortie
- une alimentation
- ….
- et bien entendu surtout une question de ressenti personnel   

Jérôme
YBA