De bron is allesbepalend. Druk jitter de kop in!

We schrijven er heel wat over op het moment: jitter. Maar ja: wie met digitale audio aan de slag gaat, kan niet om jitter heen. Wij waren deze keer benieuwd naar hoeveel invloed een bron heeft als deze via spdif op de d/a-converter is aangesloten. We pakken de Sonnet Pasithea en een paar bronnen en sluiten onszelf weer een paar dagen op in het lab. 

We kunnen hem wel weer even inkoppen: digitaal is digitaal… énen en nullen… Zolang die door de kabel komen, is er niets aan de hand. Toch?

In zekere zin klopt dat natuurlijk wel. Bij computers moeten de enen en nullen gewoon van A naar B komen. Als dat lukt, is het prima. De foto kan prima van de ene naar de andere schijf gekopieerd worden zonder enig verlies. Bij een netwerk idem: zolang de datapakketten aankomen, is er niets aan de hand. Gelukkig maar: anders zou het internet continu kapot zijn.

Timing

Bij audio is het nét even anders. Daar gaat het niet alleen om de énen en nullen. Daar gaat het – vooral? – ook om de timing. Een klok die de dac aanstuurt, bepaalt namelijk wanneer die énen en nullen worden omgezet naar een bepaalde spanning. Dat doet een dac 44.100 keer per seconde bij cd-kwaliteit. Of 96000 keer per seconde bij 24 bit / 96 KHz high-res audio materiaal.

Nu is geen enkele klok perfect. Elke klok ‘jittert’ een beetje en elke klok heeft wel last van wat ‘faseruis’. Faseruis wordt gemeten in het frequentiespectrum. Jitter meten we in het tijdsdomein. Het zijn twee manieren om naar klokafwijkingen te kijken. In dit artikel over de invloed van netwerkkabels hebben we dat wat uitgebreider uitgelegd.

Spdif – bron bepaalt

In de meeste audiosystemen hebben we het over digitale bronnen. De serieuze liefhebber zal een aparte d/a-converter in het rek hebben staan. Of heeft wellicht een versterker met  een serieuze d/a-converter en dus digitale ingangen.

Nu komt het: bij spdif is de bron bepalend en geeft daarom de klok mee. Bij USB en I2S is de d/a-converter leidend. Maar aangezien het gros van de gebruikers gebruik zal maken van een coaxiale, optische of wellicht BNC of AES ingang, hebben we het over spdif. En dan is dus de bron leidend: die geeft het kloksignaal mee.

Wij waren benieuwd hoeveel impact dat heeft op de klok en jitter in de d/a-converter. We zijn nu in 2024 en met de robuuste spdif-receivers en reclocking, moet dat toch helemaal geen invloed meer hebben?

Spoiler: het maakt nog steeds uit! Best veel zelfs! 

De test setup

We hebben voor deze test de Sonnet Pasithea in onze meetdoos gezet. Deze gebruikt een moderne spdif-receiver van AKM. Om het kloksignaal te meten, hebben we een actieve probe op een meetpunt voor de klok gezet. Deze klok stuurt de dac-modules aan en is dus direct verantwoordelijk voor de weergave. De output van de probe gaat naar de Aeroflex PN9000

Als referentie gebruiken we een Aeroflex SGD3 generator. Deze gebruikt het schone 10MHz-kristal van de PN9000 als referentie (linksonder is OK groen, wat wil zeggen dat er een REF-klok gelockt is). Dat scheelt echt enorm in prestaties hebben we gemerkt.

Als bronnen hebben we een Volumio Rivo en een Metrum Acoustics Ambre. De Ambre heeft een tweetal fraaie Tentlabs-clocks intern. De voordelen daarvan zien we later terug. We hebben voor dit onderzoekje ook nog een Mutec MC3+ en een Mutec REF10-120 gepakt. We meten de Ambre standalone én via de Mutec MC3+ met en zonder de REF-klok.

We moeten muziek spelen om de ‘dac-klok’ van de Pasithea te activeren. We hebben voor deze test een high-res track gepakt: 24 bit / 96 KHz. Dat resulteert in een dac-klok van 6.14 MHz, zoals te zien is op de foto van de Aeroflex SGD-3.

Faseruis

We moesten écht even knipperen toen we deze resultaten zagen. Wat een verschil zeg! Vooral dicht tegen de carrier aan – de hoofdfrequentie van 6.144 MHz – zien we significante verschillen. We hebben, omdat we het bijna niet konden geloven, ook meerdere keren gemeten.

Een REF-Clock helpt

Opvallend is dat de Ambre zonder Mutec MC3+ beter presteert dicht tegen de carrier aan. De Tentlabs-clocks doen het daar beter dan de Mutec MC3+ (zonder REF-clock). Dat uit zich direct in minder jitter. Echter verderop duikt de Ambre mét MC3+ wel onder de Ambre zonder reclocker.

Als we de REF10-120 aan de Mutec MC3+ koppelen is het een totaal ander verhaal. Wat een enorm verschil zeg: de faseruis duikt van ongeveer -75dBc/Hz (Ambre zonder Mutec MC3+) naar -92 dBc/Hz. Het verschil tussen de MC3+ met en zonder REF10-120 is zelfs bijna 30 dBc/Hz. Kortom: een externe REF helpt enorm.

We hebben ter vergelijk nog een degelijke Volumio Rivo streaming bridge gepakt en aangesloten op de Sonnet Pasithea. We zien dat deze de jitter licht verhoogt. Een Sbooster voeding helpt met de jitter: die verlaagt met 2ps. Allan Variance (variatie in jitter), gaat een klein beetje omhoog.

Bonus

We kregen nog wat metingen van Cees Ruijtenberg die met een FFT-meting iets interessants wist te visualiseren. Wat u ziet van links naar rechts is muziekmodulatie op het kloksignaal. Dit uit zich ook in jitter. En dat moet wel van de spdif-receiver komen, omdat het via I2S volledig weg is. Dat is niet gek, want dan is de DAC leidend en niet de bron. Interessant om dat zo duidelijk te zien!

Conclusie

Ook in dit digitale tijdperk geldt: de bron is en blijft ongelooflijk belangrijk. In geval van spdif stuurt de bron namelijk de klok mee. De PLL van de receiver-chip in de dac moet op dit signaal locken. Als de klok van de bron vol met jitter zit, zal zich dat zonder twijfel uiten in de uiteindelijke weergave. Immers: kijk naar de bovenstaande metingen…