Comparaison des formats audio DSD et PCM

DSD ou PCM : quelle différence ?

Sommaire

DSD ou PCM

La plupart des mélomanes ont une vague idée de ce que signifient les caractéristiques techniques de leur service de streaming ou de leurs CD, et beaucoup ont déjà entendu l’abréviation « PCM ». Mais vous connaissez peut-être aussi le DSD, et vous vous demandez si ce format pourrait vous concerner, voire s’il est meilleur ?


Voyons cela de plus près.

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Vue d’ensemble : de quoi s’agit-il ?

 

 

PCM (Pulse Code Modulation) :

  • Format du CD audio et des services de streaming sans perte (lossless)                
  • Résolution : 16 bits / 44,1 kHz            
           

DSD (Direct Stream Digital) :                          

  • Format du Super Audio CD (SACD)                
  • Résolution : 1 bit / 2 822,4 kHz (2,8 MHz)            
 

Le principe

Le CD audio est échantillonné « assez souvent », c’est-à-dire 44 100 fois par seconde. Un convertisseur N/A peut ainsi reconnaître sans ambiguïté les fréquences jusqu’à 22 050 Hz, et chaque échantillon est enregistré avec une profondeur de 16 bits, qui contiennent l’information exacte de niveau.

Le SA-CD est échantillonné 2,8 millions de fois par seconde. Il est échantillonné aussi souvent parce que chaque valeur ne contient pas d’information exacte sur le niveau, mais seulement une information relative : une valeur de 0 signifie que l’on descend un peu, une valeur de 1 que l’on monte un peu.

 

Pour reproduire une variation rapide de niveau, par exemple un seul coup frappé sur la batterie, il faut échantillonner très souvent afin de capturer correctement le signal.

 

Cette résolution permet une bande passante allant jusqu’à 50 kHz, contre 22,05 kHz pour le CD audio.

 

Bien qu’on le dise « lossless », le CD audio est clairement un format grand public : Sony, par exemple, utilise exclusivement le DSD comme format d’archivage dans ses productions.

Pourquoi est-ce important ?

La bande passante que ces deux formats peuvent atteindre n’a pas forcément d’importance pour l’oreille humaine, mais bien pour l’électronique qui les traite. Il existe des convertisseurs qui ne savent traiter que le PCM, d’autres qui maîtrisent aussi le DSD, et d’autres encore exclusivement dédiés au DSD.

Exemple pratique : RME Adi-2 Pro       

Ce convertisseur traite le PCM et le DSD et propose différentes options de filtrage :

           
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Comme on le voit ici, avec la résolution du CD audio, certains filtres ont déjà un effet audible dès 12 kHz !
Rappel : il ne s’agit pas d’un égaliseur que l’on active par goût, mais d’un filtre censé éliminer les bruits parasites issus de son propre fonctionnement, et que l’on ne devrait donc idéalement pas entendre. Avec un signal à 96 kHz, ce même filtre n’agit qu’à partir d’environ 25 kHz.
 
Le filtre doit travailler avec le signal qu’il reçoit, et avec un signal limité à 22 050 Hz, sa marge de manœuvre est faible. Le Ferrum Wandla contourne élégamment ce problème : il effectue simplement en interne un suréchantillonnage jusqu’à 384 kHz, de sorte que chaque filtre que l’auditeur peut choisir agit à coup sûr en dehors de la zone audible.
 
En DSD, le RME dispose de 2 filtres, l’un à partir de 50 kHz, l’autre à partir de 150 kHz, utilisable avec des fichiers DSD de plus haute résolution – tous deux, bien entendu, entièrement en dehors de la zone audible.
 
Si cela vous rend un peu nostalgique et que vous vous dites : « Dommage que le mauvais format semble l’avoir emporté, car sur le papier, le DSD sonne bien mieux que le CD audio », faites vous-même la comparaison !
 
Si votre convertisseur gère aussi le DSD, vous pouvez essayer la version de démonstration du logiciel de lecture HQ Player, à condition de disposer d’un ordinateur équipé d’un processeur à peu près récent : le développeur recommande « 2 cœurs de processeur par canal audio ».
 
Ce logiciel peut convertir le PCM en DSD en temps réel et effectuer un suréchantillonnage, et certains utilisateurs jurent qu’avec certains convertisseurs, le DSD sonne nettement mieux que le PCM.

       

Mon impression personnelle

J’ai moi-même comparé le CD et le SACD (ainsi que le vinyle) des mêmes albums lors de longues séances d’écoute, et je trouve que le SACD se rapprochait nettement plus du son du disque vinyle que de celui du CD.

C’est un compliment : la basse du vinyle, on la ressentait physiquement, alors que celle du CD n’était perçue que comme une sinusoïde grave ; tout le reste y était tout aussi précis, mais plat.

 

La conception des filtres est nettement plus simple pour le DSD que pour le PCM, ce qui explique l’impression qu’il s’agit sans doute du format le plus « analogique ».

          

Conclusion       

Ceci ne se veut qu’une petite introduction au sujet, si ce format vous a déjà intrigué. En résumé :

           

      

  • Le DSD est malheureusement rare : toute la musique n’est pas publiée dans ce format, et tous les DAC ne savent pas le lire. Si vous souhaitez malgré tout écouter en DSD, une configuration sur PC est indispensable.                
  • Le PCM est un format grand public dont nous devons en principe accepter les inconvénients techniques : hormis le suréchantillonnage, tel que le pratique notamment Ferrum, il n’existe aucune solution pour maintenir les filtres hors de la zone audible – à moins de le faire soi-même, par exemple avec HQPlayer.            
       

   

Questions fréquentes

Qu’est-ce que le PCM ?

Le PCM (Pulse Code Modulation, modulation par impulsions codées) est la méthode habituelle pour stocker de l’audio sous forme numérique : le signal est mesuré à intervalles réguliers et chaque valeur est enregistrée sous forme de nombre. Le CD utilise du PCM en 16 bits et 44,1 kHz, le streaming sans perte monte jusqu’à 24 bits et 192 kHz.

Qu’est-ce que le DSD ?

Le Direct Stream Digital est le format du Super Audio CD. Au lieu de valeurs de niveau complètes, il n’enregistre qu’un seul bit par échantillon, mais 2,8 millions de fois par seconde (DSD64). Le DSD128 et le DSD256 fonctionnent à une fréquence deux et quatre fois plus élevée.

Le DSD sonne-t-il mieux que le PCM ?

Sur le papier, le DSD permet des filtres plus simples, placés bien au-delà de la zone audible, et beaucoup le trouvent plus « analogique ». Mais le catalogue en DSD est restreint, et un DAC qui suréchantillonne en interne obtient des résultats comparables avec des fichiers PCM. Le mieux est de comparer sur votre propre système.

Faut-il un DAC particulier pour le DSD ?

Oui, le DAC doit prendre en charge le DSD, en natif ou via DoP. De nombreux DAC actuels en sont capables, par exemple le RME ADI-2 Pro EX ou le Ferrum WANDLA. Sinon, un logiciel comme HQPlayer peut convertir le DSD en PCM pendant la lecture.

Que signifie le réglage « PCM » sur un téléviseur ou une barre de son ?

En mode PCM, le téléviseur décode lui-même le son et envoie un signal non compressé à la barre de son ou à l’ampli home-cinéma, en stéréo seulement via la sortie optique. En mode « Bitstream » ou « Auto », il transmet le signal Dolby ou DTS tel quel, et c’est l’appareil raccordé qui le décode. C’est ce qu’il vous faut pour le son surround multicanal.

Des questions sur votre installation ?

Écrivez-nous sur WhatsApp, nous vous aiderons volontiers. Ou écoutez par vous-même : dans notre salle d’écoute à Bari, vous pouvez essayer tranquillement une sélection d’appareils, sur rendez-vous.

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Andreas Wagner

Founder of Level Audio, trained sound engineer and a hi-fi enthusiast and friend of good sound since a young age.