Rappel sur le word clock

Présentation
Le Word Clock (appelé aussi WC, Master Clock, House Clock) désigne une horloge de référence, possédant une stabilité très élevée (possédant un faible jitter), et permettant une synchronisation précise de plusieurs équipements audionumériques raccordés entre eux. La grande majorité des équipements audionumériques (convertisseurs AD et/ou DA par exemple) possèdent une horloge interne et ne nécessitent pas d'horloge externe de référence tant qu'ils sont utilisés de façon autonome dans le domaine numérique. En revanche, dès que l'on souhaites utiliser plusieurs équipements audionumériques simultanément, il est très fortement recommandé (quand ce n'est pas obligatoire) d'utiliser une horloge de référence pour synchroniser l'ensemble des appareils.

L'émetteur (Master, maître)
L'émetteur est le générateur d'horloge à proprement parler. Il peut très bien se trouver sous la forme d'un boitier ou rack indépendant, ou être intégré à un système audionumérique. En général, un équipement audionumérique doté d'une très bonne horloge, qui peut servir de référence à d'autres équipements, dispose d'un connecteur BNC pour sortir et mettre à disposition ce signal. Il faut savoir que le signal WC (Word Clock) est normalisé, sa tension et l'impédance caractéristique de charge (75 ohms) sont spécifiées.

Le ou les récepteurs (Slave, esclave)
Est considéré ici comme récepteur tout équipement audionumérique qui va se synchroniser sur l'horloge de référence Word Clock, et non sur l'horloge interne ou depuis l'horloge "contenue" dans un signal audionumérique entrant tel le SPDif ou AES. Un équipement synchronisable sur une horloge Word Clock exterieure possède obligatoirement un connecteur d'entrée WC, de type BNC femelle. L'impédance de cette entrée est généralement de 75 ohms, mais peut parfois se configurer en entrée haute impédance (Hi-Z, 1Mohm) afin de permettre le chainage de plusieurs équipements à l'aide de T-BNC. La configuration en haute impédance, quand elle peut se faire, est généralement assurée par un petit commutateur, parfois exterieur et donc facilement accessible, parfois interne (interrupteur ou cavalier à déplacer) et nécessitant alors l'ouverture de l'équipement (cas de l'Eventide Eclipse par exemple). Le manuel utilisateur décrit les caractéristiques de l'entrée Word Clock, n'hésitez pas à vous y reporter si la sérigraphie de l'équipement n'est pas assez précise à ce sujet.La mise en/hors service de la terminaison interne de 75 ohms s'effectue à l'aide d'un petit interrupteur externe.


Les cables...
Pour relier une sortie WC à une entrée WC, vous devez utiliser un cable BNC-BNC dont l'impédance caractéristique est de 75 ohms, c'est très important. Ce type de cable est identique à celui utilisé pour les liaisons de signaux vidéo analogique. N'utilisez pas de cable 50 ohms, même si ce type de cable est parfois plus facile à trouver (cela peut fonctionner pour de courtes distances et avec certains équipements, mais ce n'est pas une raison pour dire que l'on peut l'utiliser).


Connection d'un maitre et d'un seul esclave
Dans ce cas, aucune difficulté, le maitre est relié directement à l'esclave à l'aide d'un cordon BNC-BNC (du type décrit ci-avant). L'entrée Word Clock du récepteur (esclave) doit être impérativement configurée en 75 ohms, si une sélection Hi-Z (haute impédance) est possible. Si l'entrée du récepteur est laissé en haute impédance, l'adaptation sera incorrecte et des problèmes de stabilités ou de synchronisation risquent fort de se produirent. Bien entendu, le récepteur devra être configuré de telle sorte que l'entrée WC soit prise en compte, si cela ne se fait pas de façon automatique.

Connection d'un maitre et de plusieurs esclaves
Là, certaines précautions doivent être prises. Il est possible de chainer quelques équipements entre eux à l'aide de T-BNC , à condition que l'entrée de chaque équipement soit en haute impédance excepté pour le dernier, qui doit être en 75 ohms. La charge (terminaison) de 75 ohms peut être ajoutée ou être interne à l'équipement (même principe que pour le chainage et la terminaison d'équipements SCSI).


Les entrées de plusieurs équipements chainés ne doivent pas être configurée simultanement en 75 ohms : cela aurait pour conséquence de diminuer l'amplitude du signal électrique de l'horloge, et de provoquer des problèmes de synchronisation, les récepteurs n'étant pas forcement capables de rattraper la perte de niveau occasionnée. La mise en parallèle de deux charges de 75 ohms constitue une charge équivalente de 37,5 ohms, et la sortie WC de l'emetteur (maitre) peut très bien "s'écrouler". Il existe bien certains équipements qui supportent cette charge anormale et qui continuent à délivrer un signal propre et d'amplitude suffisante, mais comme ce n'est pas le cas de tous, oubliez que ça peut marcher dans certains cas, et adoptez et conservez les bons reflexes...

Avantage du T-BCN et de la terminaison 75 ohms
Placer un T-BNC sur chaque entrée Word Clock en Haute impédance présente l'avantage de pouvoir chainer plusieurs équipements et de placer la terminaisons sur le dernier équipement utilisé.
Cela évite d'ouvrir l'équipement pour changer sa conf, ou évite tout simplement au constructeur de mettre en place un système qui permet de sélectionner entre 75 ohms ou Hi-Z, puisque dans ce cas, la "sélection" se fait :

* soit en laissant la charge sur le côté du T qui n'est pas utilisé
* soit en retirant la charge et en connectant un second équipement (dont l'entrée WordClock devra dans ce cas impérativement etre en 75 ohms, ou à son tour être dotée d'un "T" avec charge 75 ohm).

Une petite précision : à partir d'un certain nombre d'équipements devant être connectés à une même source WordClock, il est préférable d'utiliser un distributeur qui duplique une entrée en plusieurs sorties. Voir paragraphe "Distributeur Word Clock" un peu plus loin.

But de la charge / terminaison 75 ohms
Eviter ou minimiser le "retour" des signaux électriques qui arrivent au bout de la chaine, qui ne voient pas de charge pour les accueillir, et qui retournent alors vers l'envoyeur. Cet effet, qui s'apparente à de l'écho et que l'on appelle plus volontier "reflection" en jargon technique, est parfait pour perturber les récepteurs qui voient alors plusieurs fois les mêmes signaux, ou plus simplement qui voient un signal fortement déterioré. Pour résumer :

* Absence de charge (terminaison) 75 ohms : le signal électrique transmis est à son max d'amplitude (4 à 5V en général), et sa forme, d'origine carrée, est déformée. Problèmes quasi assurés, à éviter à tout prix.
* Charge (terminaison) 75 ohms : tout va bien. Le signal électrique transmis arrive à destination non déformé, l'amplitude est moins importante (2 à 3V) mais cela n'a pas d'importance car le récepteur est prévu pour reconnaitre et travailler avec une telle amplitude. Pas de problème.
* Charge (terminaison) double 75 ohms : l'impédance équivalente est trop faible (37,5 ohms) et charge trop la sortie de l'émetteur, le signal électrique transmis arrive à destination non déformé, mais avec une amplitude qui peut se réveler insuffisante pour certains récepteurs. Peut poser des problèmes avec certains équipements et pas avec d'autres. A éviter aussi.


Distributeur Word Clock
Un générateur d'horloge Word Clock autonome est généralement doté de plusieurs sorties, afin d'éviter tout chainage (chainage qui peut donner satisfaction pour deux ou trois équipements et si les cables ne sont pas trop longs, mais qui peut commencer à poser de petits problèmes au-delà. Le Apogee Big ben par exemple, est une horloge de référence - master clock - qui dispose de six sorties indépendantes. Si vous ne disposez que d'une seule sortie Word Clock et que vous ne souhaitez pas effectuer de chainage (parce que vous avez trop d'équipements par exemple), vous devrez utiliser un distributeur, qui à partir d'une entrée, va dupliquer le signal d'horloge en plusieurs sorties identiques mais séparées.

Exemple pratique
Vous possédez une console Yamaha 02R, 2 préamplis Digimax LT et une carte d'acquisition audionumérique RME Digi96/52. Ces quatres équipements possèdent des connecteurs Word Clock In et Out. Vous décidez d'utiliser la carte d'acquisition audionumérique RME Digi96/52 en tant que maitre et les autres équipement en tant qu'esclave. La solution la plus simple consiste à effectuer un cablage en "chaine", à l'aide de trois cables et de trois T-BNC, la sortie WC OUT de la RME attaquant l'entrée WC IN du premier équipement esclaves, puis grace au T-BNC continue son chemin vers le deuxième équipement esclave, et de même pour le dernier équipement esclave. La terminaison ne doit être placée que sur le dernier équipement de la chaine, et pas sur les deux précédents. Par exemple, si la console Yamaha est située en bout de chaine, activez son commutateur 75 ohms de l'entrée WC IN, et assurez-vous que l'entrée WC IN des deux équipements esclaves précédents sont configurées en Hi-Z. Une autre solution, plus "professionnelle", consiste cette fois à utiliser un distributeur WC. En reprenant l'exemple de la RME configurée en maître, reliez la sortie WC OUT de la RME sur l'entrée WC IN du distributeur, puis raccordez une sortie WC OUT du distributeur sur chaque équipement configuré en esclave (trois sorties WC OUT du distributeur doivent être utilisées). Chacun des trois équipements esclave devra être configuré avec terminaison 75 ohms (ce qui n'était pas le cas en mode chainage).

Merci à Sonolec...

Rappel,
Papa John.

Merci john, ainsi, tout est clair!

Super tuto Papa

Merci pour l'explication car j'en avais vaguement entendu parler sans savoir reellement ce que c'était.
Maintenant c'est bon....d'ailleurs , il me semble avoir entendu parler de cela sur ma "future"(je l'espere)carte Son : la Ensemble de chez Apogee

Amicalement,Didier.

super ce tuto...merci pôpa John.

a ce propos, petite question:
j'utilise un DA 78 comme convertisseur pour attaquer nuendo, mais je n'arrive pas a les synchroniser.
normalement, le WC passe par le TDIF avec mes 8 cannaux, mais je n'ai aucune reconnaissance du WC par nuendo, qu'il soit maitre ou esclave.
j'ai essayé en mettant le DA en master, mais pour enclancher nuendo en slave...aucune idée...?
j'ai essayé l'inverse, et toujours aucun resultat.
si qql a une reponse?

au fait..j'suis p'tet pas sur le bon post?? :face:

C'est un peu le bordel le TDIF et la wordclock... voici ce qu'en dit Wikipedia :

The first product with this connector was the TASCAM DA-88. That
implementation did not include the ability to derive a word
clock synchronization between the DA-88 and another TDIF-1 device,
so a BNC WORD CLOCK connection was required as well.(cite: DA-88 users
manual) Later TASCAM products included the ability to sync to the TDIF-1
connection, although that still excluded the DA-88. (cite:DA-38 users
manual). Other manufacturers vary in their completeness of
implementation. ^[1]
The signal labelled "word clock" in the TDIF-1 spec is delayed 270
degrees (90 degrees advanced) with respect to the word clock visible
from the BNC word clock output. This is because the TDIF-1 spec was
derived from the digital audio transmitter of the NEC uPD6381 DSP used in the DA-88.

Je me souviens d'avoir bien lutté pour interfacer des DA88 avec une Yamaha DM2000 (les premières arrivées chez Dispatch en 2002, qui partaient en tournée avec JL Murat), impossible par les cartes TDIF, on a fini par mettre des cartes AES...

Sinon, a priori, la source d'horloge se choisit à partir des propriétés de ta carte son (qu'utilises tu pour rentrer en TDIF dans ton ordinateur ?), le DA étant master et Nuendo synchronisé dessus (les machines, surtout à transport de bandes, apprécient rarement l'asservissement)

Bon courage !

yep, merci de ta reponse madees
je passe par le convertisseur IF-TAD de tascam (conversion tdif/ADAT).j'ai une petite EMU, la 1212 qui dispose entre autre d'une entrée Adat.

bizarre ce qu'ils disent sur wiki. le DA 78 HR est sorti avant le 88, il est pourtant doté de connection BNC.

bah oui, bien sur...!! je vais parametrer ma carte son pour l'asservir au DA, merci pour ce tuyau

très bonne explication pour le type de signal ( donc carré avec une amplitude de 4 à 5 volts hors charge ) mais quelle est la fréquence ????
parce que un ami inge-son lui aussi m'a demandé de voir si il est possible de générer se type de signal à moindre cout avec un générateur de fonctions numérique de labo à moins de 600€ dont la stabilité atteint les 10 exposant -5 voir -6 donc très faible jitter ( à savoir qu'une horloge atomique au rubidium atteint le 10 exposant -7 , pour info plus de 10K€ pièce )
donc là je vous file un tuyau de ouf !

oxyde31 a écrit:donc là je vous file un tuyau de ouf !

Jolie.

Attention! Un géné de fonction de labo n'est pas forcément optimisé pour une utilisation comme horloge maître.
Bien souvent, ces générateurs utilisent une horloge interne qui n'est pas de meilleure qualité que celle d'une Sound Blaster; en effet, la plupart des manips de labo n'exigent pas une grande précision et ne prennent pas du tout en compte le jitter. Les mesures de labo sont, la plupart du temps, intégrées sur une certaine durée, ce qui élimine les erreurs liées au jitter, quant à la précision absolue, on se soucie rarement du cinquième chiffre significatif.
Les effets du jitter, c'est vraiment une spécificité de l'audio.
La stabilité de 10 e-5 n'a rien d'impressionnant; çà veut dire une précision d'une seconde par 24 heures, comme une Swatch.
Pour avoir de bonnes spécifications de jitter, il fait aller chez Agilent (ex Hewlett-Packard), qui spécifie 1ns + 100ppm de la période, ce qui pour une horloge à 48k nous amène à 3ms EN VALEUR EFFICACE, ce qui ne nous donne aucune indication sur le contenu entre le jitter lent (inaudible) et le jitter rapide (dont les conséquences sur l'audio sont complexes).
Et pour cela, il faut débourser un peu plus de 1100 Euros. Alors, c'est certes moins cher qu'une Antelope Rubidium (qui elle offre une stabilité de 3.10e-11!), mais qui peut raisonnablement justifier un tel achat? (Autrement que par l'envie de se faire plaisir, je veux dire).
Cette stabilité (précision à long terme) n'est pas du tout un gage de faible jitter; il faut que la chaîne de diviseurs soit très stable elle aussi.

bien reçu ! mais à tester quand même !

Oui, et ne pas oublier que un autre aspect qui limite le jitter est de disposer de plusieurs sorties, donc d'une distribution avec des drivers de ligne indépendants, sinon si tu fais un câblage en boucle de la wordclock, le moindre défaut introduit de répercute sur tous les appareils...

Ce qui fait le prix d'une bonne horloge est également d'avoir une bonne PLL pour se synchroniser sur une machine (soit un magnéto qui aurait du mal a fonctionner en esclave, ou encore une régie externe, un signal video...)

Tout ça fait aussi monter le prix d'une horloge dédiée audio numérique !

merci pour touts ces renseignements . je suis arrivé avec une idée possible que je n'ai pas encore testé ( manque de temps et de moyens ) et je souhaite que toutes les personnes qui liront ce forum étudient bien les messages de mes collègues "ingénieux du son" ! car mon idée n'est peut être q'une lubie .

UP!

J'ai une question sur les horloges:
Pourquoi l'utilisation d'une word clock est (qualitativement) déconseillée dans le cadre d'une chaine audio ne comportant pas plus de deux ou trois appareils numériques?