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Publié le 1 juillet 2015 à 22 h 44 min | par Richard

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DAC NOS, mythe ou légende ?

Le sus nommé convertisseur audio sans sur-échantillonnage dit NOS (Non Over Sampling) à échelle est considéré comme le Graal absolu. Ce principe vieux comme la Hifi numérique a ses supporters pour ne pas dire fanatiques.

Je possède aujourd’hui trois convertisseurs de ce type basés bien évidemment sur la fameuse puce TDA 1541 et la petite sœur TDA1543.

Toujours friand de technologie, je me suis longuement penché sur la question avant d’en tirer les conclusions qui s’imposent. Au-delà de l’aspect technologique, les NOS DAC à base de TDA 1541 sont littéralement glorifiés par les détracteurs sur les forums au point que toute discussion sur le sujet mène à une impasse idéologique parfois violente verbalement.

L’intérieur d’un Arcam Delta 70 avec TDA 1541 bricolé en mode NOS.

tda1541 inside arcam Delta 70

Il est temps je crois de démystifier la chose et d’enfin atterrir dans le 21è siècle. J’ai moi même supporté les NOS DAC trouvant des qualités intrinsèques intéressantes.

Mais j’ai toujours aussi trouvé que ces DAC avaient quelque chose de caricatural, très loin techniquement du concept de Haute Fidélité auquel nous sommes en droit d’attendre.

On commence à percer le mystère de la Hifi le jour où l’on comprend ceci : Avant de savoir si telle ou telle technologie est supérieure, on écoute avant tout les limites de conception des ingénieurs ainsi que les coûts de fabrication aux détriments de l’application de ces technologies.

L’avoir dans le NOS.

Les NOS DAC ont un principe de fonctionnement extrêmement simple. Nés principalement de la Hifi Do It Yourself, ils reposent sur un constat simple voire peut-être simpliste. Le sur-échantillonnage est mauvais, car il ne produirait pas de réponse impulsionnelle satisfaisante.

Donc il faut le bannir. De ce constat souvent mesuré sur des oscilloscopes datant de ma grand-mère, tout un mécanisme est né à la fin des années 90, appuyé notamment par un japonais dénommé Ryohei Kusunoki, propriétaire comme par hasard d’une marque de convertisseurs NOS.

La lune et mon doigt….

Depuis, nombres de marques se sont jetés dans le bain par sincérité technique ou par motivation purement mercantile. Il y a un contraste saisissant dans le monde du DAC NOS. Les puces TDA 1541 ne sont plus produites depuis 1997 mais se négocient à des tarifs outranciers sur la Bay avec des chiffres techniques obsolètes à en faire s’évanouir un ingénieur HF moderne.

Le Muse Audio quadruple TDA 1543 NOS et filterless, très apprécié des bricoleurs.

muse audio TDA1543

Étrangement la petite sœur TDA1543 se trouve par poignées en Asie, parfois de l’ordre de quelques centimes… Étrange non ?

Si je vous disais : Achetez mon DAC à 3000 Euros avec une puce qui n’est plus produite depuis 1997 de plus en plus difficile à trouver, sortiriez-vous la carte bleue ?

Le NOS techniquement, historiquement parlant.

Le principe est simple. Sans sur-échantillonnage la réponse impulsionnelle est considérée comme meilleure. Alors pourquoi faire du sur-échantillonnage ? Sans revenir sur les principes de la théorie de Shannon, les convertisseurs ont besoin de cette technologie.

Tous DAC modernes qu’ils soient à échelle Multibit, (R2R) ou Delta Sigma fonctionnent avec le principe du sur-échantillonnage 4 fois la fréquence d’origine en moyenne voire 6 à 8 fois aujourd’hui.

Contrairement aux idées reçues, le sur-échantillonnage n’est pas là que pour palier aux défauts des réponses sinusoïdales en escaliers des DAC en 16 bits. La technologie est surtout là pour descendre les bruits de conversion.

Dites-vous que la réponse sinusoïdale sera de toute façon lissée après le passage du signal dans les bobines des hauts parleurs. Maintenant si des constructeurs l’avancent comme argument marketing …

Le DAC Sony DAS R1 de 1987 avec deux TDA 1541 Crown (que je possède depuis 21 ans).

Sony DAS R1

Les premiers DAC en 1986 ne sur-échantillonnaient que deux fois en moyenne. Il fallait donc appliquer des filtres analogiques « brickwall » de l’ordre de 36 DB voire bien plus, complètement destructeurs pour la phase notamment, les harmoniques dans l’aigu étaient une catastrophe. Je ne parle même pas des puces d’entrées numériques, véritables nids à jitter.

Voilà à quoi était dû le fameux son froid numérique et non musical des premières platines CD, un filtre analogique ! Pléonasme et raccourci quand tu nous tiens…

Au fur et à mesure du temps les choses ont évolué avec des sur-échantillonnages de plus en plus performants et des filtrages de type Bessel moins destructeurs en sortie analogique. Mais l’arrivée des DAC Delta Sigma et one-bit ont bouleversé l’ordre établi.

Les convertisseurs à échelle avaient un coût de production élevé (triage des résistances de précision). Il fallait donc trouver une alternative satisfaisante en tous points.

Les Delta Sigma sont donc arrivés sur le marché en 1991 (TDA1547) ainsi que les MASH de chez Technics pas si loin techniquement du récent ESS 9018 Sabre…

Le NOS idéologiquement parlant.

Le concept DAC NOS s’est répandu à partir de 1997 comme une traînée de poudre sur la toile notamment grâce à la marque Audio Note et le fameux Lampizator.

L’amalgame technique s’est très vite répandu. Si un appareil numérique sonne froid c’est qu’il ne respecte pas la musique à cause de sa mauvaise réponse impulsionnelle et donc ce n’est pas musical parce que pas en « rythme »…

Cet argument capillotracté à coup de pince à épiler sans théorie réellement fondée sur des constatations de comptoir, avait fait son bonhomme de chemin.

Le concept a été poussé dans ses derniers retranchements. Le fameux « brickwall » a lui aussi était jeté à la poubelle, car ce méchant filtre passif était tout sauf musical.

Résultat des courses, début 2000 nous voilà avec foison de petits DAC chinois abordables et productions élitistes sans « oversampling » et sans filtre analogique en sortie (filterless).

On oublie juste de mentionner que les DAC NOS en 16 bits ont une diaphonie et une intermodulation exécrable entre canaux et surtout un bruit numérique parfaitement discernable dans les harmoniques du spectre audible.

Mais comme l’amateur de Hifi audiophile a des oreilles bioniques qui se sont bien-sûr bonifiées avec l’âge…

Autre point et pas des moindres, vos enceintes Hifi passives sont tout sauf en phase sur leur spectre audible alors pour ce qui est du respect de la réponse impulsionnelle, on repassera…

La pierre « philosodiophile »…

Étions-nous devenus fous ? Le marketing nous avait-il autant trompés et les défenseurs du NOS détenaient la solution du DAC qui sonnait comme nos chères platines vinyles ? La vérité est toute autre. Opposer les technologies Delta Sigma et échelle par exemple est une hérésie.

Les deux ont leurs propres intérêts et défauts intrinsèques. Si un concepteur dit que l’un est supérieur à l’autre c’est que bien souvent il maîtrise un sujet et pas l’autre.

D’ailleurs, la vérité est entre les chemins et si la prestigieuse marque DCS UK et le géant Texas Instrument s’évertuent à produire des solutions à cheval entre les deux, ça n’est pas anodin…

La première impulsion.

DSD_-_PCM

Si la réponse impulsionnelle est si déterminante que ça, peut-on alors m’expliquer ceci ? Si du vulgaire 16 bits 44.1 khz dit format CD a une réponse impulsionnelle aussi désastreuse par rapport à son homologue en haute définition et analogique de départ, peut-on vraiment trouver un intérêt à écouter du NOS avec le format CD ?

Tout est relatif je le conçois, ce schéma maintes fois repris sur les forums étant difficilement vérifiable au niveau de sa véracité.

Si par contre ce schéma est valable, l’argument du respect de la réponse impulsionnelle par les DAC NOS est donc discutable puisque mauvais depuis le format natif PCM 16bits. Le débat reste entier.

Cela pourrait dire aussi que les DAC NOS seraient seulement performants avec des fichiers natifs haute définition à partir de 24 bits 192 khz. Le monde à l’envers puisque les DAC NOS ont des puces seulement de 16 bits : TDA1541, TDA1543, AD1865, PCM53, etc… etc…

A l’arrière des berlines.

Avant de dire que tel ou tel principe technologique est supérieur, tirons les choses au clair de mes propres constatations. J’ai tripoté, dessoudé, ressoudé deux DAC avec puces TDA1541/1543 sur une longue période :

Un DAC Sony DAS R1 (oversampling 2x), une platine CD Arcam Delta 70 modifiée NOS et un DAC Muse Audio Minidac TDA1543x4 NOS Filterless d’origine. J’ai eu aussi des productions commerciales entre les mains chez Audio Note (DAC3), Audio Lite (DAC HA), Project Audio (DAC FL), etc… etc…

Alors y’a-t-il un NOS ?

Ce qui nous obsède avant tout est le résultat sonore que produit une solution plus ou moins acceptable. Voici mes constatations sur des expériences personnelles. Non, un DAC NOS est tout, sauf la panacée absolue.

J’ai quasiment passé la majorité des DAC haut de gamme, eu entre mes mains avec mes fameux DAC NOS bricolés et des productions commerciales : Plus d’une vingtaine de DAC au bas mot, en comparaison directe.

Voici mes constatations. Un DAC NOS TDA 1541 a un avantage indéniable. Il arrondit les angles et procure une caricature sonore agréable au demeurant. A cause des solutions prodiguées et de la distorsion harmonique présente dans la bande passante à partir de 10khz, l’aigu sera écourté et procurera une coloration comme un vieux vinyle trop écouté.

Il s’en dégage un sentiment agréable de vérité sur des productions CD pas toujours de qualité dans les années 80 et début 90 aux aigus stridents. Il y a aussi de facto à cause de cet aigu déficient, un bas médium en avant, caractéristique des DAC à échelle mal employés sur des schémas non stables.

Le TEAC UD 501, un DAC avec la possibilité de ne pas utiliser l’oversampling.

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Ce que l’on écoute donc c’est plutôt les défauts des DAC à échelle mal conçus que l’intérêt du NOS lui-même. Ce qui paraît une qualité en terme rythmique sur les DAC NOS est avant tout un bas médium ponctuant agréablement la rythmique comme le ferait un vieil ampli à tube « pompé » ou une cellule vinyle en fin de vie. Voilà ce que les nostalgiques prennent pour une vérité gravée dans le marbre.

Pas convaincus ? Lisez donc l’excellent article D’Archimago Musings sur le sujet, mesures à l’appui, c’est édifiant ! La réponse en fréquence plonge lentement à partir de 5000 Hz en 16 bits.

http://archimago.blogspot.fr/2013/02/measurements-muse-mini-tda1543x4-nos.html

Voici aussi les mesures faites sur l’excellent DAC Teac UD501 avec Oversampling x4 et sans filtre d’interpolation (mode NOS).

http://archimago.blogspot.ca/2013/05/measurements-teac-ud-501-pcm-performance.html

C’est valable pour quasiment tous les DAC NOS entre mes mains. Si l’on remonte les fréquences grâce à un égaliseur numérique, vous ne supporterez pas bien longtemps le son qui en sort, bourré d’artefacts, d’aliasing, dans les harmoniques.

D’ailleurs si cela vous amuse vous pouvez utiliser un égaliseur paramétrique numérique avant votre DAC de technologie traditionnelle et établir cette courbe descendante. C’est à s’y méprendre. Vous aurez vraiment l’impression d’écouter un NOS DAC !

Quand on repasse sur un DAC Delta Sigma récent bien conçu, l’apport saute aux oreilles. La lisibilité, le nombre de détails et de variétés harmoniques étant irrémédiablement supérieurs.

NOS de diamant :

Mais où est la vérité dans tout ça ? Nulle part ! En 8 ans de comparaisons, un autre constat s’est établi. De nombreux DAC Delta Sigma étaient vraiment mauvais face à ces DAC NOS toujours chantants et agréables à l’écoute. La vérité est en fait très simple. Il est très facile de concevoir pour pas cher un DAC NOS qui sonne agréablement, contrairement au Delta Sigma.

De part son dépouillement technologique, il suffit d’une alimentation correcte, d’une horloge adéquate pour que le tout fonctionne. J’irais même à dire qu’il vaut mieux un DAC NOS à 50 Euros que nombre de DAC USB modernes dans les mêmes prix et malheureusement parfois bien au-delà. Heureusement, l’Audiophonics Usabre et quelques-uns, sont des exceptions.

Au final, c’est une solution abordable pour obtenir un résultat qui sonne mais ne vous leurrez pas, on atteint très vite les limites de ce genre d’exercice en terme de haute fidélité sonore, notamment dans le médium aigu.

Bien-sûr, il y a toujours une exception qui confirme la règle. Le fameux DAC français high-end TotalDAC R2R fonctionnant à priori sur le principe du NOS, semble curieusement épargné par ces problèmes technologiques.

Le Delta Sigma ne supporte pas la médiocrité.

Le principe du Delta Sigma repose sur des fondements bien précis, partagés par les grands constructeurs. Il faudra une alimentation stable à tensions multiples ne rejetant pas ou peu de bruits dans le circuit de conversion. La partie analogique devra être conçue dans les règles de l’art et là aussi ne pas renvoyer de la réjection vers la conversion en amont au risque de voir remonter le jitter. Le principe du Delta Sigma repose sur une référence électrique de zéro volt comme les DAC à échelle d’ailleurs. Une sorte de plancher des vaches qui devra être parfaitement stable.

Sans cette condition sinequanone, la valeur électrique des bits composant le signal sera altérée. Les DAC à échelle sont entre guillemets plus tolérants à ce défaut se traduisant par un son chaud mais manquant de précision. Si un Delta Sigma, est mal conçu il vous le fera savoir immédiatement.

La puce 32 Bits ESS ES9018, la référence en vogue des DAC Delta Sigma.

ess-es9018-xmos-sabre

Un son qui sera projeté, désordonné voire criard et brouillon. Mais si un DAC Delta Sigma est bien conçu, il écrase à tous niveaux un DAC NOS ! Pour résumer les DAC Delta Sigma sont très sensibles aux horloges mal implantées et aux régulateurs de tension avec des filtrages mal calculés. Vous l’aurez compris, si un Delta Sigma est mal conçu, la pollution par réjection électrique et le jitter présent feront encore pire dans le médium aigu qu’un DAC NOS !

Pour avoir fait l’expérience un nombre de fois conséquent, les derniers DAC 32 bits sont particulièrement performants et supérieurs aux DAC NOS pour peu que les schémas soient respectés. Mais je reconnais qu’il y a peu d’élus et à des prix pas toujours « safe » pour le portefeuille. Le SMSL M8 avec son alimentation P1 est un des rares exemples abordable avec un son de toute beauté. Heureusement, il y en a d’autres.

Moi NOS et méchant :

Pourtant il se pourrait bien que le NOS paraissant peu adapté sur du 16 bits 44.1khz trouve sa place dans un monde de haute définition. Comme on l’a vu dans les paragraphes précédents, l’intérêt de l’oversampling est par essence réduit à ne plus servir avec du 24 bits 192khz en fichier natif et au-dessus. Il est difficile de concevoir des DAC Delta Sigma abordables qui sonnent pour un prix modique contrairement aux DAC NOS.

A long terme et vu la baisse de prix des DAC de plus en plus performants et si jamais l’accès à la haute définition est enfin au rendez-vous, il se pourrait bel et bien que la fonction d’oversampling des DAC disparaisse un jour et tous le monde en profiterait au niveau du porte monnaie…

Conclusions

Une technologie est rarement indicatrice de supériorité dans tous les domaines. Bien souvent, elle pallie à un défaut majeur mis en exergue par un marketing toujours de plus en plus agressif. Les défauts de conception sont omis par un « blabla » récurant colportés par des passionnés pas toujours au fait de ces méthodes commerciales. Au-delà de cet aspect, il faut toujours garder à l’esprit que la conception d’un appareil est maîtrisée quand on tire le meilleur d’une technologie même vieillissante.

Et c’est là que le bât blesse bien souvent. Si l’on ajoute les coups de production et l’absorption, la maîtrise d’une nouvelle technologie dans l’industrie, il peut se passer de longues années. Il est parfois préférable de rester à l’ancienne mouture et détecter l’instant T d’un vrai virage technologique et la maturité réelle de cette dernière pour ne pas devenir has-been.

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5 Responses to DAC NOS, mythe ou légende ?

  1. loandsound says:

    Bonjour,

    Absent quelques temps de votre site…par manque de temps justement, je vois avec plaisir que vous avez su conserver votre attachement à tordre le cou aux contre vérités, n’en déplaise aux passions subjectives de certains lecteurs.
    Je regroupe avec votre dossier sur le streaming, et je crains également que le marketing frileux ne l’emporte sur la qualité musicale, et plus grave encore, élimine de la scène les artistes passionnés, désireux d’offrir une qualité musicale sinon rien….

    Dans notre société de consommation, la quantité l’emporte malheureusement bien souvent sur la qualité, fait auquel nous avons malheureusement tendance à nous habituer, voir même très souvent à contribuer.

    Quelques soient les vertus que je prête à votre blog, je ne pense pas que vous puissiez à vous seul inverser cette tendance. Mais la mer est dit-on faite de la somme des gouttes d’eau qui la compose, alors à chacun de nous qui vous lisons de relayer cette information, pour au moins refuser de subir sans broncher.

    La musique est bien plus qu’un loisir, c’est une discipline colportée par les sages depuis toujours, et qui dépasse largement le simple divertissement, pour peu qu’on lui permette de conserver une certaine qualité sonore.
    Un ami vivant aux états unis me disait qu’ils étaient passés d’une offre créant la demande, à une demande engendrant l’offre. Il semblerait donc que contrairement à ce qu’on voudrait nous faire croire, nous ayons les cartes entre nos mains. A nous de faire des choix judicieux maintenant…

    Laurent

    • Richard says:

      Merci pour votre excellent texte qui malheureusement confirme ma pensée actuelle. Oui les choses bougent aux USA étonnement, pourtant rois du marketing, je reste bouche bée de la révolution culturelle qui se trame là bas. Nous pensons sérieusement avec quelques amis du métier, proposer une autre façon de vendre la Hifi en France. Nous explorons toutes les voies possibles et imaginables en nous inspirant de solutions extérieurs à notre passion.

      Mais je dois vous avouer que nombres de professionnels du métier sont résignés et n’admettent pas de changer de procédure alors que le château s’écroule. Internet est vu comme l’ennemi à abattre. Si ils continuent de penser comme ça en effet c’est ce qui va arriver.

      Richard HD.

  2. elliot says:

    Bonjour.
    désolé de poster ici mais Je voulais quelques précisions sur un produit dont les commentaires ont été fermés.

    il s’agit de L’Audiophonics UA 27 SABRE ES 9023.

    http://culturehd.com/hifi/test-audiophonics-u-sabre_3051#comment-111261

    1.peut-on toujours le trouver à 42 euros ?

    ou n’y a t-il plus que le modèle à 59 euros ? :
    http://www.audiophonics.fr/audiophonics-usabre-mini-usb-dac-24bit96khz-sa9023es9023-p-5807.html

    2. n’y connaissant pas grand chose, je voulais savoir à quoi servait la sortie spdf coaxiale ainsi que les entrée et sorties i2s ?
    (même si ce dac est dépourvu de sortie i2s)

    je précise que mon but principal est de raccorder via ce dac, mon ordi ( tour hp vieille de 10 ans) à un ampli hi-fi.
    (je suppose qu’il faudra pour cela utiliser la sortie rca du dac ? )
    (line out rouge et jaune ?)

    mais aussi et surtout d’écouter mes fichiers présents sur l’ordinateur sur
    la sortie casque.

    le problème, c’est que mon casque a une impédance de 70 ohm. et comme j’ai cru comprendre dans votre article qu’il ne fallait pas
    dépasser les 50 ohm, je me demande si le choix de ce dac me conviendrait.

    à moins que le modèle à 59 euros n’améliore le manque de niveau de sortie présent sur le modèle analysé ?

    ou devrait-je me tourner vers celui ci ?

    http://www.audiophonics.fr/fr/appareils-hifi-dac/audiophonics-u-sabre-usb-dac-amplificateur-casque-24bit96khz-sa9023es9023-p-9295.html

    merci de m’éclairer un peu et bonne continuation.

  3. Toin says:

    Très bon article !

Les commentaires sont fermés

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