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Résistance d'un signal numérique au bruit électro-magnétique
#1
Salut,

je poste ce message en réponse à la question de Verbal Klimt sur le fil "Premier pas dans le numérique", pour ne pas polluer le fil de Fab81. Si je me permets la vulgarisation qui suit, c'est que l'informatique est mon métier depuis 30 ans.

La question de verbal est :

Citation : Je dis juste qu'un câble ne véhicule pas de "0" ou de "1", c'est une vue de l'esprit. Seuls une tension ou un courant "circulent". J'avoue humblement ignorer si il y a plus d'erreurs ou de risques à transporter ce signal "numérique" par rapport à un signal "analogique". Mais éclairez nous.

Un signal numérique c'est un flux de 0 et de 1 dans une suite ininterrompue, délivrés de manière régulière, suivant un rythme fourni par une horloge.

Je vais prendre l'exemple d'un câble réseau, et citer des valeurs arbitraires pour la démonstration.

L'équipement qui reçoit le signal n'attend, à un instant t, absolument rien d'autre que 0 ou 1, ce qui se traduit...

- par une tension nulle, ou une tension de 5V,

- pendant la durée de l'instant t, qui correspond à ce qui a été négocié par les équipements à la connexion du câble (on trouve des équipements Ethernet à 100Mbps, 1000Mbps=1Gbps, 2500Mbps=2,5Gbps, 10000Mbps=10Gbps et c'est pas tout...). Plus le débit est grand, plus l'instant t est court.

Le truc, c'est qu'un crétin d'informaticien moyen, c'est loin d'être aussi binaire que l'on croit.

La plupart des informaticiens sont même suffisamment tordus pour considérer que 4,9V, 4,8V ou 4,7V, c'est bien assez différent de 0V pour estimer que c'est pareil que 5V !!!

=> C'est à dire que même si j'ai un bruit électromagnétique qui fait descendre mes 5V de 0,3V à l'instant t, l'équipement récepteur du signal verra bien un 1 !!!

De la même façon, pour les informaticiens, le temps est quelque chose de très variable : on a tous attendu un jour un informaticien qui a fini par arriver une demie heure en retard en se félicitant d'être "presque pile à l'heure" !

De la même façon, si mon signal est tellement perturbé pendant 20% de la durée de l'instant t que la tension change très très fortement, l'informaticien moyen programmera sa carte réseau en se disant "ouais ben les 80% qui restent, c'est presque aussi long que 100%, je valide".

=> Et hop, même si je ne suis pas pile-poil réglé sur mon horloge... ça passe.

En somme, il y a des seuils de tolérance.

Parce que de toutes façons on cherche juste à faire la différence entre "il y a quelque chose" et "il n'y a rien". Et je le répète, les valeurs que j'indique sont arbitraires, pour l'explication.

Alors vous me direz : c'est bien beau, les seuils de tolérance, mais il suffit qu'on les dépasse et c'est mort !.. Et ben oui.

C'est pour ça que, tous autant que nous sommes, avant de mettre en place des réseaux Ethernet à la maison, nous nous sommes penchés sur les spécifications des normes de câblages, qui évoquent évidemment tous les cas de figures !

Par exemple, quand j'ai débuté, au siècle dernier, chez France Telecom, la spécification pour le câblage d'établissement était un document de 200 pages qui précisait, outre des longueurs de câbles maximales, des distances minimales aux néons et autres éclairages, aux cages d'ascenseurs, des rayons de courbures minimums etc.

Bon, dans nos maisons, ça se résume à simplement faire preuve de bon sens. Ce qui, d'après mon expérience, est appliqué dans 20% des cas.

Utiliser des câbles blindés en bon état et raccorder les équipements à la terre sont deux bonnes options.

NB: un switch qui dispose d'une alimentation électrique avec prise de terre doit aussi disposer d'un moyen spécifique (une vis) pour le raccordement à la terre de la partie réseau. Si ça n'est pas le cas, on vous a fourni un gadget, pas un switch.

Ensuite, puisque j'ai évoqué les débits des connexions Ethernet, il est intéressant de remarquer qu'un signal audio numérisé, pour le commun des mortels, c'est en général au plus même pas 12Mbps (DSD256) ; dans les cas les plus extrêmes 45Mbps (DSD1024), quand un réseau Ethernet de base fonctionne aujourd'hui à 1000Mbps, c'est à dire entre 22 et 90 fois plus vite.

Ca laisse de la marge au logiciel pour traiter d'éventuels problèmes de transmission.

Et dans le cas d'un flux "CD", le réseau a une capacité d'à peu près 1000 fois plus que nécessaire... Evidemment, il y a un écart avec les débits utiles en réalité : je veux bien réduire à 500 fois pour un flux "CD", ça ne change rien à la question !

Les autres supports de signaux numériques :

Dans le cas d'un câble USB, c'est la même chose sauf qu'en outre, l'USB peut servir à fournir une alimentation électrique qui serait génératrice de pollution. Là, il y a sujet !

Evidemment, la fibre optique n'est pas concernée par le bruit électro-magnétique.

Hoplà ?
Lapinou pas loin d'Agen  - Qobuz via Daphile
Salon streamer Yamaha  CD-NT670 - ampli Yamaha A-U670 - enceintes Yamaha NS-BP401  DAC /ampli Micromega M-One 100 - enceintes Focal Vestia N°3
Bricolage DAC Fiio BR15 R2R - préamp tube Douk Audio P1 - amplis XH-M560 Douk Audio NS-14G Pro - enceintes Padbafl  / DAC Fiio BR13 - ampli Douk Audio Tone ZK-502M - enceintes Highland Aingel 3203
#2
merci Lapinou, la vulgarisation par des informaticiens moyens a du bon  Big Grin
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#3
Je cite « La plupart des informaticiens sont même suffisamment tordus pour considérer que 4,9V, 4,8V ou 4,7V, c'est bien assez différent de 0V pour estimer que c'est pareil que 5V !!! »

Il ne sont pas tordus… et il y a pire que le bruit environnant : à 100m et à 100MHz un câble cat5 crée une atténuation de 22dB. Donc chercher à imposer une limite à 4,9V (et rejeter les tensions trop approximatives) ne marchera pas très bien.
Salon : Marantz M-CR612, Elipson Prestige Facet 8B, Elipson Prestige Subwoofer 8.1
Bureau : DAC/ADC Steinberg UR22, casque AKG702, Haut-parleurs : Altec Lansing 220 (PC), paires de Denon Home 150
#4
Merci Lapinou. Puisse de nombreux vendeurs qui disent qu’un signal numérique peut être sujet aux perturbations te lire et comprendre enfin de quoi ils parlent….
Salon: 50 m2 ouvert écoute à 3 m
Streamer: Wiim Ultra
Ampli: Denon pma a110 
Enceintes: B&W 704S2

Bureau: 17 m2 écoute à 1,8 m
Streamer: Wiim Ultra
Ampli: Denon DRA 500 AE 
Enceintes: Récital Mutines
#5
Les discussions sont possibles sur le blindage des câbles, si le blindage immunise d’un bruit généré par les rayonnements électromagnétiques éventuellement présents aux alentours, c’est aussi un excellent vecteur de transmission de bruit électrique par les masses vers le matériel audio. Certains cables à bande passante très large et blindés se sont avérés mauvais à l’usage, des non blindés aussi mais avec moins de perte de transparence. Mais au final le ressenti est qu’ils restent quoi qu’on fasse un vecteur de perturbation électrique du dac en aval si bruit en amont, sans que l’on sache vraiment le traiter efficacement, et le reste se joue sur la gestion des trames côté matériel avec deux acteurs majeurs sur cet aspect: Diretta en software et Dela (Melco) en hardware, ou dans le bruit électrique généré par le hardware réseau informatique intégré aux appareils audio qui lui est inévitables (cartes réseau) et fait qu’une externalisation avec liaison usb peut être une meilleure solution, surtout si elle integre la gestion de l’activité électrique par les trames. La carte usb fout moins le bordel électriquement dans l’appareil, mais parfois plus qu’une liaison i2s…. qui elle devient plus dépendante de la qualité d’horloge de la source en amont puisque signal audio temps réel avec signal d’horloge.
Au final le robuste protocole réseau informatique éthernet n’est pas le souci pour l’impact en bout de chaîne à priori.
La hifi est femme. Imparfaite par nature, on la choisit pour ce qu'elle a, pas pour ce qu'elle dit avoir. Mais si on voit ses défauts avant ses qualités, on est pas fait pour en avoir une, mieux vaut se soulager sous la douche, en écoutant la radio.

Playlisthttps://open.qobuz.com/playlist/8796875
#6
Salut,

Simon, avec plaisir !

Nico, j'ai intitulé ce sujet "résistance d'un signal", et c'est bien là toute la subtilité qui me paraît échapper à beaucoup. Comme tu l'évoques, la notion de boucle de masse reste à prendre en compte dès lors que le support du signal est un conducteur électrique, et ça c'est un problème réel.
Lapinou pas loin d'Agen  - Qobuz via Daphile
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#7
Tout à fait, d’où ma compréhension que le signal réseau est assez résistant pour ne pas être perturbé, si il l’est ce serait des réémissions de trames augmentant l’activité réseau , donc l’activité électrique de la carte réseau en bout de chaîne donc son impact vers le Dac, le reste provenant de pollutions électriques véhiculées vers le Dac via les liaisons filaires. C’est la compréhension historique que j’en ai pour expliquer les impacts audibles de ce qui se passe, impacts dans tous les cas liés à des perturbations électriques arrivant au Dac et non à des pertes de données.
La hifi est femme. Imparfaite par nature, on la choisit pour ce qu'elle a, pas pour ce qu'elle dit avoir. Mais si on voit ses défauts avant ses qualités, on est pas fait pour en avoir une, mieux vaut se soulager sous la douche, en écoutant la radio.

Playlisthttps://open.qobuz.com/playlist/8796875
#8
Et avec les ordinateurs Quantiques, on va mettre fin au binaire.
Sources Vidéo : Fibre ORANGE, 3 SWITCH ZIXEL,OLED LG, DAC MF 
Sources HIFI : CHORD POLY-MOJO2 - NEOTECH ARGENT / FOCAL ELEGIA
Amplificateur : AUDIO ANALOGUE PUCCINI SETTANTA REV2
Enceintes : DYNAUDIO Contour S1.4 + Sub 250 
Secteur : DYNAVOX X7000, MPC5 Stealth



#9
Hello,
Non, ce sera du binaire complexe avec une partie imaginaire...
Pluie du matin n'arrête pas le sous-marin
#10
On passe du bit au qubit, ça peut arrêter un sous-marin.
Cool
Sources Vidéo : Fibre ORANGE, 3 SWITCH ZIXEL,OLED LG, DAC MF 
Sources HIFI : CHORD POLY-MOJO2 - NEOTECH ARGENT / FOCAL ELEGIA
Amplificateur : AUDIO ANALOGUE PUCCINI SETTANTA REV2
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