Misure

Bene, prima di passare alle misure discutiamo i risultati dei test di ascolto.

Lo zero oversampling, come abbiamo detto, ha un unico vero problema: una caduta della risposta che cresce con la frequenza e che raggiunge qualche dB a 20KHz.

Ciò che è peggio, non c'è alcuna via "perfetta" per risolvere il problema. La migliore, da un punto di vista strettamente tecnico, rimane lo zero oversampling, ma gli effetti negativi sul suono che anche questa soluzione produce dimostrano che è ben lontana dall'essere globalmente perfetta.

Un altro approccio è l'utilizzo di un filtro analogico. Sfortunatamente qualsiasi filtro non digitale causa una rotazione di fase che, secondo molte delle persone che l'hanno sperimentato, produce risultati sonici ben peggiori dell'oversampling.

Perciò, dopo aver rilevato questa risposta in frequenza così inaspettata, il mio ragionamento era questo: "La risposta il frequenza è diversa da qualsiasi altro DAC che ho mai ascoltato. Apparentemente ci deve essere un filtro di uscita che corregge la caduta sulle alte frequenze. Tuttavia, non avrei mai creduto che Fabio potesse scegliere una soluzione così approssimativa."

Mi sbagliavo, ma avevo ragione.

Prima misura, rumore fuori banda all'uscita audio accumulato mentre si immette una sinusoide la cui frequenza attraversa lentamente la banda audio.

DC-1: componenti fuori banda

Lo schema generale, con gli enormi lobi secondari anche oltre i 22KHz, è tipica dello zero oversampling, e non c'è modo di evitarla: qualsiasi DAC ZO ha questi lobi, anche se possono essere attenuati da filtri. Comunque in questo caso non sembra esserci la presenza di nessun tipo di filtro. Strano.

Seconda misura, risposta in frequenza da 10Hz a 22KHz.

Risposta in frequenza: Rosso = DC-1, Verde = Riferimento (TNT1541)

Alcunché di strano, qui? No... o meglio sì di nuovo. La risposta in frequenza, invece di crescere come mi sarei aspettato, cala ad alta frequenza leggermente più di quella del TNT1541: la misura non corrisponde affatto all'esperienza di ascolto, la differenza fra il bilanciamento mostrato dalle misure e quello percepito nell'ascolto è definitivamente molto rilevante!

Che sta succedendo, allora?

Proviamo a misurare il jitter

Bene, già dal primo sguardo (ehm... dopo aver ricontrollato il setup di misura una decina di volte, ovviamente) è chiaro che c'è qualcosa di veramente strano. Ho utilizzato il solito segnale di test, una sinusoide pura a -6dB e 11.024 kHz (Fc/4) con il bit meno significativo che commuta ogni 192 campioni: come vedete la FFT è presentata un diagramma a scala intera, mentre di solito utilizzo il range da -100 a -130dB, ed il noise floor rialzato e le molte linee di jitter attorno al tono centrale sono assolutamente evidenti anche con questa scala, se confrontate con il riferimento. Le cifre confermano la situazione, con un valore di jitter che oscilla fra i 3.9 e i 5.9ns RMS. Un tale valore non può essere ottenuto casualmente, è troppo elevato (il record negativo precedente era 1.3nsec), ed in particolare Fabio, che per anni ha distribuito i clock LC in Italia è troppo esperto per combinare un tale disastro. E allora che sta succedendo?

C'è una sola spiegazione compatibile con tutti i termini del problema.

Il Reclocking Asincrono

Il Reclocking Asincrono, associato allo ZO, è un altro degli argomenti caldi nei circoli di fai-da-te HiEnd. L'inventore ancora una volta sembra sia Kusunoki, che presentò un circuito con questa tecnica, chiamato "Improved Simple DAC" nel numero di Dicembre 1997 di MJ.

Il funzionamento in pratica è molto semplice: dopo il ricevitore digitale, si devono semplicemente ricampionare le linee che portano il segnale ed i clock dal ricevitore al DAC con un clock ad alta frequenza, stabile e a basso jitter, a 50 o 100 MHz. I segnali su tali linee sono molto più lenti del clock, per cui il funzionamento generale del sistema non viene significativamente modificato. Tuttavia, ciò ha un effetto sulla temporizzazione della conversione, perché una delle linee é l'LRCK, che pilota direttamente la conversione.

Secondo Kusunoki, "l'effetto del sistema è decisamente semplice: rettificare il segnale di clock generato dal DAI [ricevitore audio digitale], come il CS8412, con un altro clock free-running. Qual è la ragione per cui noi percepiamo l'espansione del sound stage? Alcuni amici ed io stesso abbiamo verificato l'esistenza di questo fenomeno. La mia idea è che il clock generato dai DAI esistenti contiene jitter correlato al segnale originale, e che il re-clocking spezza questa correlazione.

Infatti, le linee a basso livello a multipli di 229Hz presenti nel segnale di test proprio per introdurre un pattern correlato al segnale nel flusso SPDIF, e che sono visibili nello spettro del TNT1541, sono completamente nascoste nel noise floor, e non c'è alcuna corrispondente linea nello spettro del DC-1

DI fatto, alcuni aspetti del suono del DC-1 lo rendono in qualche modo simile al Medea della Weiss. In particolare le alte frequenze molto dettagliate e il bilanciamento piuttosto aperto.

Comunque da un punto di vista tecnico la situazione è molto diversa. Normalmente, il clock di conversione ha un periodo esattamente di 1/44100s = 22.6757us. Quando il clock di conversione viene ricampionato con il clock a 50MHz, in ciascun periodo del clock di conversione hanno luogo 1133.787 cicli del clock a 50MHz. Ciò significa che ciascun ciclo di conversione avrà una durata che può assumere due possibili valori differenti, corrispondenti ai due numeri interi più vicini a 1133.787, 1133 e 1134, moltiplicati per il ciclo del clock a 50MHz, cioè 22.66 o 22.68us.

In pratica abbiamo introdotto un jitter con valore picco-picco di 20nsec. Il corrispondente jitter RMS jitter è più basso, attorno ai 7-8ns, secondo un calcolo molto approssimativo, che non è lontano dal valore misurato.

Bene, chi mi ha rimproverato per non aver detto chiaramente quale sia il suono del jitter, ora può ben capire perché ho dovuto essere così reticente. Il jitter ha molti diversi aspetti, è estremamente elusivo, perché non è tanto importante la quantità di jitter, quanto la sua qualità; e la definizione di qualità per il jitter, come per qualsiasi rumore, è estremamente complicata. Frequenza e comportamento statistico sono solo due aspetti, rappresentazioni parziali, probabilmente non sufficienti per descrivere completamente i suoi effetti sull'udito.

Per giunta, l'effetto del jitter del clock sui convertitori dipende dalle caratteristiche interne del DAC stesso, cosicché l'effetto globale è lungi dall'essere facilmente prevedibile od anche misurabile.

Un modo di ridurre i suoi effetti è l'utilizzo di sistemi di conversione meno sensibili al clock jitter: gli zero oversampling, soprattutto con convertitori r-2r DACs, sembrano in effetti meno sensibili, per esempio, e questo può dare una parziale spiegazione del motivo per cui l'elevato jitter del DC-1 non venga assolutamente percepito come tale.

L'unico modo per essere certi di non avere alcun effetto del tutto è di eliminarlo completamente, ma ciò è molto costoso.

Un'altra strada è quella di tentare di usare il jitter per cercare di ottenere il suono desiderato. A causa della difficoltà di predirne gli effetti, è poco applicabile, ma quando una specifica tipologia di jitter ha un effetto specifico e riproducibile, allora non vedo ragionevoli motivi per non applicare tale possibilità.

Non è HiFi? non conosco molte persone che sostengano che lo zero oversampling non è HiFi; bene, per favore, date una occhiata alla risposta in frequenza qui sopra: probabilmente non rispetta neppure le antiche norme DIN sull'alta fedeltà. Eppure noi consideriamo HiFi qualcosa con una tale risposta in frequenza... Gli altoparlanti monovia hanno comportamenti molto peggiori, spesso: eppure li accettiamo.

Il fatto è che l'alta fedeltà è tutta basata su compromessi: semplicemente non è possibile ottenere allo stesso tempo una risposta in frequenza piatta e il suono naturale dello ZO, né conciliare il perfetto allineamento temporale dei monovia con una risposta in frequenza estesa.

Così Fabio ha semplicemente deciso di utilizzare una delle possibili soluzioni per aggirare il problema del calo ad alta frequenza.

Non è una soluzione perfetta? Certo, ma che c'è di perfetto in questo mondo?

Tutto ciò che posso dire, sulla base dei test di ascolto, è che non ho avuto assolutamente alcuna percezione del fatto che il clock fosse affetto da jitter, e ho avuto l'evidenza della cosa solo eseguendo le misure. Anche in seguito, ho cercato di valutare se fossero percepibili i soliti problemi che appaiono evidenti con CD player di basso costo, ma il senso del ritmo è semplicemente molto buono, e la musica ha sempre perfettamente senso.

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