La liaison USB n’est pas la plus simple à gérer en audio car les écarts de résultat à l’écoute entre différents câbles sont souvent assez nets, et bien que ces câbles numériques ne soient normalement censés transmettre que des séries de 0 et de 1. Et beaucoup d’incrédules protesteront à la lecture de cet article en pensant qu’il ne peut y avoir de différence entre deux câbles USB dès lors qu’on ne modifie pas le reste de la chaîne audio numérique. Pourtant, les signaux dits numériques restent véhiculés de la même manière que les signaux analogiques, et sont en quelque sorte des ondes carrées détectées par un récepteur lorsqu’ils franchissent un seuil de tension. A l’instar des autres signaux analogiques, toute variation de la forme ou de la synchronisation de ces formes d’onde est susceptible de provoquer des erreurs dans ces signaux. Si la bande passante d’un câble n’est pas suffisante ou s’il y a du bruit sur le signal, l’onde carrée sera inclinée sur les bords, manquant de netteté. Cela est clairement susceptible d’entraîner des problèmes pour les circuits de décodage du DAC qui se manifestent par des défauts audibles dans la reproduction du son.
La lecture en temps réel fait également que les signaux audio ne bénéficient pas de fonction de renvoi et de correction d’erreur comme cela peut être le cas dans d’autre applications basées sur des transferts de données par câble USB, ou comme pour les liaisons HDMI par exemple. Les données manquantes ou corrompues ne sauraient donc être totalement corrigées. Les erreurs engendrées par les câbles USB peuvent ainsi incliner le front d’onde d’un signal, provoquant des pertes audibles, se traduisant généralement par une forme de coloration tonale ou de distorsion. Les signaux USB sont transmis en utilisant une signalisation différentielle: pour USB 2.0, les niveaux de signal sont de −10–10 mV pour le niveau logique bas et 360–440 mV pour le niveau logique haut. Donc, fondamentalement, nous avons affaire à un signal électrique particulièrement sensible aux variations et perturbations electromagnétiques. Les débits de données élevés de l’USB 2.0 peuvent également être exposés à des problèmes de gigue (jitter) et d’atténuation. Bien évidemment, les performances d’un câble USB pourront varier en fonction du DAC et de la source employée, ce qui a nécessité dans le présent test de suivre un protocole suffisamment précis. La dégradation du signal peut être observée lors de son passage d’un émetteur (ordinateur personnel) à un récepteur (entrée USB d’un DAC). Les réflexions et les imprécisions d’horloge provoquent une gigue qui ferme le soi-disant motif oculaire et rend le signal moins lisible. La lecture de musique étant un processus en temps réel dans lequel la précision temporelle est primordiale, il est donc extrêmement important de minimiser la gigue. Les câbles USB transmettent des signaux électriques comme les câbles analogiques, mais à une fréquence beaucoup plus élevée (jusqu’à 480 MHz). Comme tous les conducteurs électriques, l’intégrité du signal transmis dépend des paramètres électriques conventionnels, à savoir l’inductance (L), de la capacitance (C), de l’impédance (R) et de la diaphonie. Le travail d’un concepteur de câbles va être de minimiser les dommages potentiels causés au signal électrique par les effets délétères de L, C, R et et de la diaphonie.
L’inductance est un phénomène dans lequel, à mesure que le courant traverse un conducteur, des courants de Foucault se forment et tentent de pousser la tension dans la direction opposée du flux du signal. L’ effet capacitif se produit lorsque, au fur et à mesure que le signal se déplace, une partie de l’énergie s’échappe du conducteur et est brièvement stockée dans le matériau adjacent au conducteur, puis dissipée dans le conducteur. Les problèmes liés à l’impédance (ou à la résistance) font que la tension peut chuter sur une longueur donnée du conducteur en raison d’une section transversale insuffisante du matériau conducteur utilisé pour une application spécifique. Enfin, la diaphonie est le mouvement de l’énergie d’un conducteur vers celui adjacent. Chacun de ces quatre phénomènes provoquent une «gigue» qui est un défaut de synchronisation des données qui est pourtant nécessaire afin de garantir l’intégrité des données qui sont transmises au DAC. Autre point noir de la liaison USB, le bruit généré par l’alimentation lorsque le conducteur d’alimentation bruyant n’est pas parfaitement isolé des conducteurs de signal, permettant ainsi au bruit parasite de se mélanger avec le signal et pouvant également être transmis au DAC via le conducteur d’alimentation USB de 5 volts. Par conséquent, le conducteur de 5 volts doit être soigneusement isolé du signal et filtré du bruit ou remplacé par une source d’alimentation silencieuse séparée. Nous n’avons testé dans ce dossier que des câbles dits alimentés, transmettant lle courant en 5V. Des phénomènes externes tels que les interférences radioélectriques (RFI) et les interférences électromagnétiques (EMI) peuvent également causer des effets indésirables susceptibles de corrompre les signaux USB. A ce titre, la spécification USB pour USB 1.1 et versions supérieures nécessite qu’un blindage RFI / EMI soit connecté électriquement aux boîtiers USB à chaque extrémité du câble. Cela est dans la pratique plus ou moins efficace selon la nature des connecteurs employés. La longueur peut également jouer sur la qualité de la restitution, à l’instar des câbles haut-parleurs. En effet, plus le câble USB sera long, plus le risque de dégradation du signal par la résistance opposée par le conducteur est grand. La spécification USB 2.0 limite la longueur des câbles USB à 5 mètres, tandis que la spécification USB 3.0 suggère 3 mètres. Au regard de tous ces facteurs qui affectent le transfert du signal, on comprendra donc aisément que le choix des matériaux conducteurs, des matériaux diélectriques, des matériaux de blindage et des processus d’assemblage ont une importance réelle et peuvent ainsi faire varier les impressions ressenties à l’écoute. Compte tenu que le câble USB interagit avec le reste de la chaîne audionumérique, nous avons opté pour une étude comparative articulée en trois temps : – un premier test sur un gros système basé sur un lecteur réseau haut de gamme (Lumin U1) et un DAC qui devrait en théorie être assez bien immunisé contre les perturbations provenant d’un câble USB, le Mola Mola Tambaqui, – Un second test sur un système basé sur le même lecteur réseau et un DAC plus modeste (Topping D50s), – Un troisième test avec un ordinateur portable (Apple MacBook), un logiciel de lecture Jriver Media Center 21, et le DAC Mola Mola Tambaqui. Nous nous sommes attachés ensuite à pondérer nos avis subjectifs en fonction des trois phases de tests opérés sur chacun des câbles de cette sélection…
Pour découvrir les résultats de nos tests, consultez notre numéro d’octobre 2020 !
