Bonjour Paul ,
Beaucoup d’infos, certes , mais il y a quelques répétitions, et reste ici ( ou + , la maison d’à coté.. ;-) ) disponible pour les explications…
Stp ,
Les erreurs de temps sont anthropiques et incorrigibles , nos flux ‘ISOCHRONES.’ (à récurrence temporelle stricte) dans le set audio numériques. ( Box , commutateur, streamer , Dac…. ) , tous ces éléments sont ‘TIME SENSITIVE.’ et comme notre hi-fi traditionnelle, personnelle nous écouterons le moins pertinent ou précis de ces éléments.
À propos des oscillateurs ,
Pour classer le TXCO….
Aujourd’hui ils se présentent sous ces propositions :
Mem’s,
TXCO ,
VXCO
OCXO et
Rubidium ou autres oscillateurs à chambre a gaz Cesium , Hydrogène . dite Atomiques .
Enfin plus récemment les DDS Direct Digital Synthétiseur Silicium plus comparables à nos familières puces DAC ou ADC .. ils se distinguent par leurs précisions , usages et technologies …
En premier, et de façon anecdotique Les oscillateurs MEMS (MicroElectroMechanical System) sont les plus simples et les moins coûteux. Leur principe de fonctionnement repose sur des résonateurs micromécaniques, le plus souvent en silicium. Ces résonateurs vibrent à une fréquence spécifique lorsqu’ils sont excités électriquement. L’intérêt des oscillateurs MEMS est leur grande résistance aux chocs et un fonctionnement dans un large intervalle de température.l’analkgiie la plus proche pouvant être piézoélectrique ..?
Après aussi , En entrée de gamme des oscillateurs , nous trouverons les communs oscillateurs à quartz TXCO.
Les oscillateurs TCXO (Temperature-Compensated Crystal Oscillator) sont des oscillateurs à quartz compensés en température. Ils utilisent la vibration d’un cristal de quartz pour générer une fréquence permettant de mesurer le passage du temps. Ils pallient les faiblesses des oscillateurs à quartz classiques face aux changements de température en ayant des circuits spéciaux (analogiques ou numériques) qui peuvent modifier la fréquence de sortie en fonction de la température. Ceci leur permet d’opérer dans un intervalle de température allant de -40 à +85°C. Ils ont par ailleurs une meilleure précision et stabilité que les oscillateurs MEMS ci dessus , et sont sensibles aux variations de température de l’environnement, malgré tout leur RQP les généralisent dans les usages telecom ….
VXCO .
La tension asservie la fréquence de l’oscillateur, standard. dans les applications courantes.
ils. sont plus économiques que le TXCO , et 1o à 1 ooo (1o-3) fois moins précis.
Surtout notre intérêts sur :
Communs dans la hi-fi HDG,
Les oscillateurs OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator) sont aussi de la même façon des oscillateurs Quartz. Mais plutôt que d’ajuster la fréquence en fonction de la température comme précédemment ici l’idée est contrôler au mieux la température du Quartz à l’aide four miniature , à bains d’huile , afin de contrôler au mieux la dérive en température des oscillateurs à quartz de grande précision et très stables dans le temps. L’idée de ces oscillateurs n’est pas d’ajuster la fréquence de sortie en fonction de la température comme dans le cas des TCXO, mais au contraire de contrôler la température .
C’est pourquoi, ils fonctionnent à l’intérieur d’un four miniature qui permet de maintenir le cristal à une température optimale , stable , contrôlée, isolée des delta de températures extérieures, afin d’atteindre une dérive en température minimale de l’orde 1o-2 à 1o-4 ppm/°C. Et offrant stabilité à court terme et long terme .
Ils sont plus encombrants , plus chers , que les oscillateurs précédents , et nécessitent une alimentation de qualité, à faible bruit et du courant pour l’allumage et la stabilité du , des fours à bains d’huile thermostaté , par ailleurs ils sont dit G-Sensitive , ou G-1…..
(Sensibilité mécanique : vibrations)
Ils sont donc à privilégier pour les applications requérant avant tout une excellente stabilité à court terme ,´et où le coût est une préoccupation secondaire. Les applications militaires, en versions durcies et non G-sensitive (incluant une isolation mécanique) qui ne peuvent tolérer de dérive trop importante, ont souvent recours à ce type d’oscillateur.
L’oscillateur OCXO. à bain d’huile simple , double permet des précisions jusqu’à E-13 , 1o-13 pour la représentation de la précision temporelle à l’aide l’expression du bruit de phase Et de son expression fonction de À.dev , allan déviation, et cela pour une seconde , S-1 . Soit Adev -S-1 exprimant la précision de l’oscillateur sur 1 seconde , ou 1 Hz , F= 1/T . Ici ce sont donc à 1 seconde une précision du dixième de millionième de milliardième….
D’une manière générale les horloges à Gaz : rubidium (pas chez Jaegger et Lecoutre mais plutôt Stanford Research Prs-1o. ou Fs 275 . ) sont beaucoup plus complexes et chers . Plutôt que de s’appuyer sur l’oscillation stable d’un cristal de Quartz , elle s’appuie sur la fonction hyperfine de l’atome vaporiser dans une chambre à gaz . Celle ci est dite pérenne et immuable . Un atome soumis à une excitation électrique émet une des raies Hyperfréquences ou lumineuses qui lui sont spécifiques. (La lumière orange du sodium Na.) . En fonction de la structure atomique des couches d’un atome , de la répartition des atomes sur ces couches et de la disposition des atomes par paires complémentaires de moment magnétiques de sens opposés, le spin conditionneront les raies d’émissions spécifiques de cet atome . Avec une stabilité des niveaux d’énergie oscillantes des sauts atomiques prédéfinis. ( couches cf.Planck, et ici après De Broglie.) des Cette émission spécifique se calcule à partir de la fonction dite Hyperfine . Par abus de language on parle d’horloge Atomique , dont les plus précises sont celles au Césium ou Hydrogène H2.. .Elles sont très utiles est définissent un ‘temps étalon universel distribué’ et dispensant d’un certificat : États , Université organismes certificateurs ou délégués et observatoires. Cela est Du temps atomique international (TAI)) et la distribution du temps universel coordonné (UTC) qui sont les échelles de temps de référence. Complexes , encombrantes elles sont utilisables par contre dans une très large gamme de température et peuvent avoir un formfactor compact , sérialisé et embarqué. En comparaison d’une OCXO elles peuvent donc être mobiles et d’une gamme de température d’usage plus large .
Mais d’un usage essentiellement statique , leur précision à court terme, en version la plus commune Rubidium est inférieure à celle des meilleures OCXO., par contre elles sont très stables pour les usages à long terme .
Pour l’aspect technique Le mode de fonctionnement consiste à produire un arc électrique , dans une chambre sous vide , contenant un gaz vaporisé pur . La Porosité a très long terme du ´ Verre ´ de l’enveloppe à gaz peut amener à un ré-étalonnage programmé et régulier ou au remplacement. La fonction hyperfine fait intervenir l’hamiltonien : opérateur mathématique relatif a la transformation Fourrier et Lagrange pour produire spécifiquement à partir des moments magnétiques électroniques lié au moment cinétique orbitale et au dipôle nucléaire produire un arc , saut, et rayonnement atomique spécifique.
Pour le Rubidium par exemple proposé par Antelope , il s’agit de trouver une référence temporelle autour d’une raie spécifique près des 5 GHz . Celle ci observée et étalonnée à partir d’un ADC a n.bits pour (re)produire le 1o Mhz de référence , dépendant de la résolution en bit n de l’ADC. (Analogique Digital concerter , l’inverse de nos Dac , ou comme un Tascam ). Cette résolution de l’ADC.. peut aussi être exprimé en échantillons seconde , pendant de la puissance CPU.
Enfin les DDS.
J’avoue la , sur ce dernier sujet moins de facilité mais poursuivons cet exercice ( contre l’IA.. ;-) lol …),
Les DDS. , s’appuient sur le silicium , et sur la puissance d’une puce , qui échantillonnera les temps. en puissance de calcul échelonnés sur une profondeur en bit , et une fréquences du MHz au GHz . Ce sont soit des puces dédiées essentiellement chez Texas Instruments et Analog devices , les gammes de puces se complète vec PLL et des puces à portes logiques programmables CPLD , FPGA. : STM X32 , Amd ou Arm ?? Xilinx Spartan très courant dans nos Dac’s Modernes , ou encore des. DSP. et autres puces propriétaires ( chez Mola mola , Ps audio , Dc’s i, il me semble ??) ; et elles peuvent faire appel à un étalonnage externe . Ils peuvent aussi être inclus dans le chip ou microprocesseur. , le cas classiques en telecoms. HF : puces émettrices ou réceptrices broadcast Qualcom … La performance croissante des chips amène à la généralisation des usages de cette option. Ils peuvent par ailleurs faire appel à la puissance CPU pour baisser la latence et supporter des algorithmes de traitements de signal , de Timing et contraindre latence et délais .
Voilà, stp , Paul pour cette présentation générale , et ce petit TD. Sur les oscillateurs , tu l’a compris, essentiels pour nos jouets audio numériques présents.
En ce qui peut plus particulièrement être le propos sur ces superbes , ton superbe Dac Japonais de construction rigoureuse, que tu as du choisir avec beaucoup de précautions.
On remarquera bien sûr un beau et valorisant châssis, une alimentation extrêmement soignée avec abondance d’électrochimiques de filtrage , la conversion étant confié à une puce unique .us Ess delta sigma sur échantillonnée . Je n’ai pas d’informations précises quant à l’étage de sortie , ou sur les traitements numériques …
Si je dois m’exprimer sur l’information que tu me confies : le choix du type d’oscillateur et sa performance ou précision temporelle.
Donc une TXCO à -121 dB/1o Hz , ou probablement tu doit attendre un commentaire à ce propos.
Ma première remarque serait sur le choix de la technologie de l’oscillateur. D’une manière générale, tu l’a compris les choix pertinents pour la précision en Audio Hdg se feront plutôt vers un une OCXO. , plus encombrante , et nécessitant un étage d’alimentation à faible bruit spécifique , contrairement au TXCO. : soit une intégration plus complexe, mais une précision supérieure.
Il est possible d’écrire que la toute meilleure TXCO sera au niveau d’une horloge OCXO au mieux moyenne certainement d’entrée de Gamme.
Ici en exemple une Morion Mv85 , mini OCXO d’entrée de gamme courante et très économique , mais toujours plus. tarifée qu’une commune TXCO.
https://www.morion-us.com/catalog_pdf/mv85.pdfOn peut constater , que les modèles de gammes moyennes et supérieures de cette mini OCXO , à 1o Hz ont des caractéristiques supérieures.
Ma seconde remarque se fera , sur la présentation de la mesure.
La règle est de présenter soit Tau ou Adevs-1 , ou en Seconde , ou en PPB ( 1o-3 ppm ). La seconde , ou la référence à 1Hz., est généralement partagée, standardisée ;

le faire à 1o Hz. , est certainement une façon de présenter une mesure plus flatteuse, répondant au marketing plus qu’à la métrologie . Cela d’autant plus que pour la courbe de mesure de bruit de phase (F= -dB / F de 1 Hz a x Hz) , le 1Hz est asymptotique : le delta de bruit entre 1Hz et 1o Hz est la maximal, la présentation d’un 1o Hz sera toujours bien meilleure que celle à 1Hz .
Mais effectivement avec une telle mesure , c’est une excellente mesure pour une TXCO. , et donc comparable à une OCXO d’entrée de gamme…
Stp,
J’espère ne pas t’avoir perdu, et avoir répondu , Paul , à tes questions
As tu déterminé la plus performante de tes entrées numériques.?,
Ton DAC , étant un DAC delta sigma oversamplé, as tu pu comparer l'écoute PCM vs DSD , as tu expérimenté upsampling ou oversampling pour nourrir ton DAC .?,
Pratiques tu le streaming à. Forte dose .? cela a t il un intérêt pour toi .?…
Merci BEAUCOUP PAUL…
Bien à vous,
Cordialement,
W ;-).
Dernière édition par
KIKIWILLYBEE le 15 Fév 2025 à 16:18, édité 10 fois.