Mission : L’interface optique Akasa
Lors du développement du serveur de référence, un grand effort a été consacré à l'optimisation de la liaison audio numérique entre le serveur et le DAC. L'accent a été mis sur la meilleure interface sonore alors disponible : l'USB.
Les promesses de l'USB Wadax
À son lancement, l'USB promettait d'être le Saint Graal pour une lecture audio numérique ultime :- Un protocole asynchrone permettant un transfert de données bit-parfait (permettant une régénération et un reclocking complets des données côté DAC en utilisant l'horloge locale du DAC).
- Une bande passante suffisante pour prendre en charge tous les niveaux de qualité existants.
- Une communication en peer-to-peer pour isoler les problèmes potentiels se produisant dans les interfaces multi-talker (c'est-à-dire Ethernet).
- Un transfert DSD natif.
- Des solutions d'isolation galvanique proposées par plusieurs fabricants de semi-conducteurs. L'isolation galvanique fait référence à l'isolation électrique ohmique entre les plans de masse, les données et les alimentations de deux éléments électriques connectés. Dans notre cas, entre un serveur et un DAC.
En fait, Wadax adopte et soutient l'USB comme interface recommandée depuis plus de 7 ans (utilisée dans les serveurs Hermes et Atlantis).
Réévaluation de l'USB audio
Comme la mission du projet Reference Server est de redéfinir l'état de l'art en matière de lecture musicale haut de gamme, Wadax a étendu sa recherche fondamentale aux couches physiques et de transport de l'USB. Plusieurs phénomènes ont été observés, comme des différences sonores entre les câbles USB, qui ne devraient pas se produire si tout ce que nous avons appris dans les écoles d'ingénieurs était exact et universel. Ces différences claires entre théorie et faits ont rassuré Wadax dans l'idée de creuser et de remettre en question des concepts supposés indiscutables et des dogmes théoriques.Cette motivation a servi de fondement au DFWC (Digital Feedforward Waveform Control), une technologie qui permet à l'utilisateur de modifier la forme des bits dans le flux numérique de l'USB et d'optimiser le rendu musical du flux audio numérique, tout en préservant des transferts précis des bits.
L'horloge chez Wadax
Les recherches fondamentales menées par Wadax sur les couches physiques et de transport de l'USB ont révélé que l'USB n'est pas l'interface idéale promise pour la lecture de musique numérique haut de gamme. Les solutions actuelles d'isolation galvanique utilisées dans les cartes de circuit imprimé ont de sévères contraintes physiques et les objectifs sont atteints de manière très limitée. Les solutions d'isolation galvanique mises en œuvre dans les cartes de circuit imprimé ont une séparation de quelques millimètres entre les éléments qui devraient être électriquement isolés. Nous appelons cela une isolation galvanique en champ proche.Cela implique que les plans de masse et les alimentations dans le DAC et le serveur ne restent pas isolés en raison des couplages parasites (capacitif et/ou inductif). En outre, d'autres effets collatéraux se produisent dans le transfert de signal entre les deux domaines d'isolation. En fait, l'isolation galvanique est un thème si intéressant (et représente un tel défi physique) qu'elle mériterait une dissertation technique distincte.
Après deux ans de tests et d'études d'ingénierie, Wadax a conclu que l'isolation galvanique en champ proche peut être adéquate pour d'autres applications, mais clairement insuffisante pour la technologie de conversion et la feuille de route de Wadax. Par conséquent, les solutions d'isolation galvanique en champ proche ne peuvent pas être l'un des ingrédients pour atteindre la mission de Wadax pour la lecture audio ultime.
L'Isolation Galvanique en Champ Lointain
Wadax s'est donc concentrée sur le concept d'isolation galvanique en champ lointain, comme fondement de l'interface audio haut de gamme idéale.Qu'est-ce que l'Isolation Galvanique en Champ Lointain ?
Nous appelons isolation galvanique en champ lointain lorsque la barrière de séparation physique entre les lignes d'alimentation, de données et les plans de masse de deux éléments électriques (dans notre cas, le serveur et le DAC) est d'au moins deux mètres. L'isolation galvanique en champ lointain est théoriquement idéale et incomparable à toute solution en champ proche existante.
La Transmission optique
L'isolation galvanique en champ lointain est basée sur la transmission optique utilisant un guide d'onde flexible fait d'un isolant électrique parfait : nous parlons de fibre optique.Concevoir la fibre Optique idéale
La fibre optique existe depuis quelques décennies. La révolution numérique, y compris Internet, n'aurait jamais eu lieu telle que nous la connaissons sans la fibre optique.La fondation d'une isolation galvanique idéale est un excellent point de départ, mais il existe d'autres défis associés au transfert de signal qui doivent être considérés et résolus. Pour de nombreuses applications, ces problèmes ne sont pas pertinents mais notre mission ajoute des exigences et des performances supplémentaires.
Les fibres optiques ont d'autres défis inhérents en termes de transmission de signal, tels que les effets de dispersion (chromatique, modale et de polarisation) et d'autres qui peuvent potentiellement déformer la forme d'onde numérique du signal transféré. Comme les recherches de Wadax ont conclu que la forme d'onde numérique du flux audio numérique a un impact considérable sur le rendu musical aux sorties analogiques du DAC, la précision et la gestion de la forme d'onde du flux numérique sont une priorité.
À cette fin, Wadax a travaillé en étroite collaboration avec certains fabricants et laboratoires de recherche optique qui possèdent des équipements et installations ultra-coûteux et les matériaux nécessaires pour la R&D dans les nouveaux matériaux et formulations optiques. Le résultat après deux ans de développement est un matériau optique optimisé pour une dispersion optique parfaitement plate dans une partie spécifique du spectre optique. Cela signifie que les formes d'onde qui le traversent conservent leur forme originale, quelle que soit la longueur du câble.
Développement d'un protocole de couche de transport personnalisé
À ce stade, nous avons un média d'isolation galvanique idéal avec des caractéristiques entièrement linéaires dans notre partie cible du spectre optique. Mais cette plage de fréquences optiques n'est pas une norme industrielle et ne pourrait pas être placée arbitrairement, donc une connexion transparente aux protocoles de transfert audio actuels n'est tout simplement pas possible en soi.La phase suivante de notre mission a donc nécessité le développement d'un protocole de couche de transport personnalisé correspondant aux exigences de la couche physique de ce média optique.
Entrer dans la zone crépusculaire
Ce protocole est basé sur une liaison de données numériques ultra-haute vitesse entre le serveur et le DAC. Cette liaison de données ultra-haute vitesse fonctionne à une fréquence constante, plusieurs fois supérieure à la bande passante de données requise par la résolution de piste audio la plus élevée.Nous appelons cette fréquence constante la vitesse optique native.
Comme la vitesse optique native est beaucoup plus élevée que les besoins actuels de la piste audio, un protocole de contrôle de flux est nécessaire. Cela signifie que les données audio du serveur au DAC sont envoyées par blocs, gérées avec un protocole de contrôle de flux dans la direction opposée : le DAC informe le serveur quand envoyer, mettre en pause ou reprendre l'envoi de plus de données audio.
Ainsi, le lien de données audio haut de gamme idéal de bout en bout a été développé. Mais il y a encore d'autres défis à relever : l'optique doit être convertie en mouvement d'électrons, c'est-à-dire en signaux électriques, aux deux extrémités du câble optique. Cela signifie un couplage mécanique entre deux capteurs optiques.
Cela ouvre la porte à un autre risque de contamination : les réflexions optiques, les vibrations mécaniques à l'interface connecteur-prise et d'autres effets collatéraux du monde physique réel.
À cette fin, Wadax a conçu une combinaison de connecteur optique Neutrik avec une structure complexe usinée en CNC de 25 éléments pour contrôler et amortir les résonances nuisibles aux signaux optiques haute vitesse natives.
L'interface optique Akasa : Mission Accomplie
Tous ces éléments forment ensemble le lien optique Akasa, une interface prête pour tous les futurs formats et fréquences d'échantillonnage et libère tout le potentiel du DAC et du serveur de référence.
Akasa de Wadax : Avantages et Bénéfices
Il y a de nombreux avantages techniques dans cette approche en termes d'intégrité du signal et de performance audio, et donc de l'expérience musicale.
1. Transfert de données optimal – domaine de fréquence :
Toutes les données du serveur au DAC sont envoyées à la même fréquence fixe, quelle que soit la fréquence d'échantillonnage de la piste audio ou si c'est du DSD ou du PCM : cela signifie que la liaison de données est réglée et optimisée pour tous les types de fichiers et résolutions.
2. Intégrité du signal optimale – domaine temporel :
La valeur de fréquence fixe est choisie là où le matériau optique présente un comportement linéaire réel et idéal, dépasse les exigences de bande passante audio et préserve la forme d'onde du signal audio numérique de bout en bout.
3. Horloge de données optimale – rendu musical :
Le timing des données est toujours géré par le côté DAC : l'horloge maître réside toujours du côté DAC.
4. Isolation d'impédance galvanique optimale - stabilité :
Isolation électrique parfaite, aucune boucle de masse, aucune diaphonie de bruit et aucune modulation de bruit de fond.
Mais les avantages techniques ne sont pertinents pour Wadax que s'ils sont soutenus par des améliorations de l'expérience musicale. Bien que cela soit personnel et ne puisse pas être généralisé, les améliorations spectaculaires fournies par Akasa sont cohérentes avec les retours des auditeurs.
Ces retours peuvent être résumés par une connexion musicale jamais expérimentée auparavant. Il ne s'agit pas de transparence, de rendu de texture, de plans de scène sonore, etc. Il s'agit d'oublier les aspects formels du son et de s'immerger dans l'essence de l'expérience musicale. Wadax pense que c'est probablement le plus grand accomplissement d'Akasa.
