Come misurare un DAC

[F.Calabrese]

Ed ecco qui immediatamente sotto il risultato -strepitoso- rilevato con il segnale di prova alla bellezza di 110 (centodieci !) deciBel al di sotto dello "zero digitale"...

-110_FL.png (50.89 KiB) Visto 3606 volte

Se prima vi ho scritto che sono stato costretto ad impiegare il Pre KT CT-1 è perché le prestazioni di questo DAC, con chip AKM 4343ES, sono talmente elevate da andare oltre il pur minimo livello di rumore di fondo dell'ingresso diretto del mio fonometro.
Con il Pre KT CT-1 il rumore di fondo della catena di misura è quello che vedete qui sotto, rilevato azzerando del tutto il livello in uscita del segnale di prova sul canale misurato (niente corto e niente "mute"...) !

NOSIG-_FL.png (51.5 KiB) Visto 3606 volte

Abissale... vero...??? Notate che solo in questo grafico la II armonica del segnale ha lo stesso livello della fondamentale, vale a dire il livello del rumore termico degli stadi attivi in cascata...

Nel prossimo post le prime riflessioni: ma per le vere riflessioni è il caso di dedicare un thread a parte.

Questo thread lo blocco provvisoriamente, per potervi aggiungere gli altri grafici senza che i commenti interferiscano.

Grazie dell'attenzione
Saluti
F.C.

[F.Calabrese]

Come accennato, sto aprendo in contemporanea un thread per accogliere commenti e riflessioni di tutti.

Qui mi permetto di sottolineare che abbiamo dimostrato che con un DAC da appena 150 Euro (marca e modello li vedremo solo in seguito), si possono raggiungere livelli di risoluzione e di rumore di fondo assolutamente impensabili, anche pochi anni fa.

Ma fate bene attenzione: se siamo riusciti ad ottenere queste prestazioni è stato solo e soltanto grazie all'impiego di un filtraggio passivo a valle del DAC, vale a dire a valle degli operazionali passa-basso in uscita.

Ora ditemi: quanti DAC commerciali conoscete, che abbiano un filtraggio passivo anti-spurie ultrasoniche...??? Nessuno !!!

Mi raccomando: postate i vostri commenti sull'altro thread, ad essi dedicato.

Saluti
F.C.

[F.Calabrese]

Scommetto che siete rimasti colpiti dalle prestazioni del piccolo e recentissimo DAC da 150 Euro, che avete visto nei post che precedono.

Avrete notato che io non ho indicato né la marca né il modello: non a caso. Avrei suscitato aspettative che poi -in caso di acquisto- sarebbero finite deluse.

Come infatti nel caso del DAC più economico (quello da 20 Euro), le prestazioni dei nuovi "super-dac" -tanto celebrati da AudioScienceReview- sono in realtà eccellenti solo nel caso in cui vengano misurate seguendo lo schema descritto da Amir sulle pagine del Journal of AES. Per capirci. la banda di misura è limitata al minimo indispensabile e si fa impiego disinvolto di medie (averaging), che opera una riduzione del livello relativo del rumore di fondo quale certamente l'udito umano non potrebbe replicare. Misurando le uscite dei DAC con apparati (Audio Precision) con bande ristrette, si sottovaluta la quantità di frequenze ultrasoniche e di radiofrequenze inviate al povero pre o finale collegati a valle del DAC. Frequenze che possono essere raddrizzate o intermodulate, con affetti udibili all'ascolto. leggete qui sotto il trafiletto in proposito pubblicato sul Journal of AES da Amir (di ASR). https://aes2.org/publications/elibrary-page/?id=22278

Amir su DAC BW.png (63.76 KiB) Visto 3565 volte

Lo stesso Amir si rende conto del problema...

Amir su DAC ultrasonics.png (52.19 KiB) Visto 3565 volte

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

A partire da questo post, osserviamo le prestazioni del nostro DAC da 150 Euro, confrontando quel che emerge alle misure con collegamento diretto all'ingresso dell'oscilloscopio o tramite filtro passivo LCLC. Il collegamento diretto imita quel che potrebbe verificarsi collegando questo DAC ad un pre o ad un ampli valvolare con elevatissima impedenza d'ingresso. Incominciamo con il segnale di prova a -50 (cinquanta ...!) deciBel, prima diretto e poi col filtro passivo.

-50_DIR.png (45.55 KiB) Visto 3564 volte

Poi col filtro...

-50_FLT.png (54.09 KiB) Visto 3564 volte

Notate che a questo livello il segnale di prova è ancora nitido e con (relativamente) pochissime frequenze ultrasoniche...

Decisamente un ottimo livello di prestazioni, in entrambi i casi.

Segue
F.C.

P.S.: Vi ricordo che il filtro è leggermente risonante, per cui innalza di un paio di deciBel il livello alla frequenza di prova.

[F.Calabrese]

Diversa la situazione quando scendiamo al livello di prova di -70 deciBel: in alto con collegamento diretto; in basso con il filtro passivo.

-70_DIR.png (56.66 KiB) Visto 3562 volte

E poi col filtro passivo...

-70_FLT.png (57.02 KiB) Visto 3562 volte

Il segnale di prova si vede ancora benissimo, ma si vedono bene anche le frequenze supersoniche e le radiofrequenze, che incominciano a mostrare uno strano andamento "a burst", che vedremo meglio nel prossimo post.

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Ora osservate quando si abbassa il livello di prova, arrivando a -90 deciBel (rispetto allo "zero digitale", vale a dire il massimo livello in uscita dal DAC). prima vediamo il collegamento diretto e poi col filtro passivo anti ultrasoniche ed RF.

-90_DIR.png (47.07 KiB) Visto 3561 volte

E poi col filtro passivo...

-90_FLT.png (58.09 KiB) Visto 3561 volte

In entrambi i casi il segnale di prova si intravede ancora, sebbene letteralmente "affogato" nelle frequenze ultrasoniche e nelle radiofrequenze.

Notate soprattutto l'andamento del rumore, che alterna periodi di diversa composizione spettrale... (cercasi spiegazione !!!)

Se comparate questi risultati con quelli mostrati nei post iniziali dedicati a questo stesso DAC, noterete che il suo comportamento peggiora assai passando dal collegamento bilanciato e con bassa impedenza d'ingresso (tramite il pre KT CT-1) a quello attuale, sbilanciato e con 1 Megaohm di ingresso. Tutto assolutamente prevedibile, in base ai ragionamenti logici che abbiamo fatto inizialmente.

Nel prossimo post le misure del solo rumore, in assenza del segnale di prova (sul canale rilevato)...
F.C.

[F.Calabrese]

Ed ecco cosa si vede quando si azzera il canale contenente il segnale di misura, lasciando solo il canele che attiva il trigger dell'oscilloscopio... Prima con collegamento diretto e poi con il filtro passivo LCLC.

NOSIG_DIR.png (46.29 KiB) Visto 3559 volte

E poi col filtro...

NOSIG_FLT.png (57.33 KiB) Visto 3559 volte

Notate l'andamento irregolare del rumore di fondo, che cambia "a scatti" il contenuto spettrale o l'ampiezza media...

Il fatto che la presenza del filtro attenui il fenomeno ci porta a pensare che si tratti di spurie prodotte dal DAC e non di radiofrequenze captate: ma siamo solo nel campo delle ipotesi.


Nel prossimo post le prime riflessioni
Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Primissime riflessioni: abbiamo scoperto che un DAC relativamente economico (150 Euro) può conseguire un livello di rumore di fondo bassissimo ed una incredibile risoluzione ai bassi livelli di segnale, ma solo a due condizioni: che il collegamento con gli apparati a valle sia filtrato contro le frequenze ultrasoniche e le radiofrequenze e che lo stadio a valle abbia un'impedenza circuitale bassa, vale a dire con pochissimo rumore termico.

Comperando questo DAC e collegandolo direttamente alle solite elettroniche HiFi o Hi-End si otterrà un risultato assolutamente peggiore e del tutto paragonabile con quello del primo DAC che abbiamo misurato: quello da appena 20 Euro.

Ora io vi invito a riflettere su quanti impianti, tra i vostri e quelli dei vostri amici appassionati, hanno queste due caratteristiche. Forse nessuno.

Pensate quel che accade ai tanti appassionati schizzinosi, che mai perderebbero due minuti del loro prezioso tempo per dare un'occhiata a questo Forum e che si fidano solo delle prove d'ascolto che organizzano, in condizioni 99 volte su cento del tutto incontrollate, anzi casuali.

Si collega il DAC e "o la va o la spacca", nel senso che il risultato può variare di cento o mille volte, in meglio o in peggio, in funzione di parametri che sono perfettamente sconosciuti agli appassionati che effettuano i confronti. Ed in queste condizioni la stessa suggestione può fare scherzi fenomenali, facendo scegliere la configurazione erronea solo perché utilizza componenti blasonati e pubblicizzati !!!


Noi qui -invece- abbiamo individuato i parametri rispetto ai quali ottimizzare l'interfacciamento, con la prospettiva di ottenere risultati dieci-cento-mille volte superiori a quelli casuali riservati ai pigri ed agli schizzinosi.

In questi giorni sto lavorando alla combinazione tra questo DAC ed un paio di finali (a ponte) opportunamente modificati. Vi farò sapere dei risultati.

Quelli di voi che hanno in casa i miei impianti di questi anni hanno già risolti gran parte dei problemi che abbiamo "scoperto" con queste misure, ma che in realtà sono normalissimi problemi di interfacciamento tra elettroniche. Problemi che in campo Pro si affrontano da sempre (vedi i pre BBC del 1939) e che in campo Hi-End sono ignorati, per genuina ignoranza dei progettisti o -peggio- per il loro menefreghismo.


Saluti
F.C.