Electronique > Réalisations > Distributeur WordClock 001 - Pro
Dernière mise à jour : 02/02/2025Présentation
Ce distributeur WordClock (WC) permet de dupliquer 1 voie WC en 4 voies WC identiques.
Les quatre sorties restituent à l'identique le signal d'horloge qui arrive sur l'entrée.
Avertissement
Prototype en cours de réalisation.
Rappels sur le WordClock
Les signaux audionumériques sont cadencés à une fréquence d'échantillonnage Fe, par exemple 44,1kHz, 48 kHz, 96 kHz ou encore 192 kHz. Quand un signal audionumérique est transmis depuis un appareil audionumérique "source" vers un appareil audionumérique "récepteur", les deux appareils doivent impérativement être synchronisés pour éviter toute perte de données (perte de données qui se traduit en général par des clics audio). La synchronisation des deux appareils peut se faire de plusieurs façons :- synchronisation de l'appareil récepteur sur l'appareil émetteur (verrouillage horloge interne par extraction horloge du signal entrant)
- synchronisation à partir d'une horloge de référence externe (GenClock, WordClock)
Remarque : le fait que deux appareils audionumériques reliés entre eux travaillent chacun avec une horloge interne de même valeur (par exemple 48 kHz pour la source et 48 kHz pour le récepteur) ne suffit pas pour garantir un fonctionnement correct. Même si elles sont très stables, les deux horloges "séparées" ne peuvent pas travailler exactement à la même fréquence à tout instant, ce qui immanquablement produit des décalages et "décrochages" à court ou moyen terme. C'est pourquoi les appareils raccordés entre eux par une liaison audionumérique doivent être synchronisés (pas de soucis de synchronisation à craindre s'ils sont reliés par une liaison analogique, mais dégradation légère du rapport signal/bruit quand une double conversion N/A et A/N doit être opérée).
Le signal d'horloge WC est un simple signal carré "compatible TTL 5V " dont la fréquence est celle du signal audionumérique. Quand on décide d'utiliser un signal WC pour synchroniser plus de 2 appareils, on peut le distribuer de deux façons différentes :
- en mode "parallèle" avec des adaptateurs T-BNC (une seule sortie WC distribuée à tous les appareils en même temps)
- en mode "dupliqué" avec un distributeur WC (une sortie séparée pour chaque appareil à synchroniser)
Le système présenté ici est un distributeur/duplicateur 1 entrée / 4 sorties.
Plus de détails sur le wordclock...
Schéma
Le schéma qui suit n'est pas spécialement compliqué, mais requiert tout de même quelques composants assez spécifiques.
Le signal d'entrée à dupliquer parvient à l'entrée du buffer inverseur U1:A, avant d'être appliqué à cinq branches de duplication. L'impédance d'entrée peut être configurée en 50 ohms, 75 ohms ou haute impédance (Hi-Z), grâce aux résistances R7A et R7B. Les circuits intégrés U3 à U7 sont des drivers en courant aptes à piloter des charges capacitives élevées. Les diodes D1 à D5 sont optionnelles, leur mise en place dépend de la tension d'alimentation adoptée pour les circuits U3 à U7 (5V ou 10V). Pour mon prototype, j'ai adopté une tension de 5V.
Les signaux de sortie dupliqués ont la même phase que celui appliqué à l'entrée. Le retard sortie/entrée, qui dépend de la charge capacitive en aval et notamment de la qualité des câbles coaxiaux et de leur longueur, est compris entre 60 ns et 100 ns (pour une charge de 1 nF).Alimentation
L'alimentation nécessaire à ce montage doit délivrer une tension régulée de 7 V (ou 12 V si les drivers de courant sont alimentés en 10 V) et doit être capable de débiter un courant de 100 mA au moins. Elle peut être réalisée avec un transformateur 12 V / 3 VA suivi d'un pont de diodes, d'un condensateur de filtrage et d'un régulateur intégré de type LM7812. Voir page Alimentation simple 001 pour plus de détails.
Prototype
Réalisé conformément au dessin d'implantation visible plus loin.
Pour les tests, j'ai utilisé un générateur de signaux rectangulaires réglé à 50 kHz, 200 kHz, 500 kHz, 1MHz, 2 MHz et 5 MHz, amplitude crête à crête de 5 V. La sortie la plus à droite était reliée à un oscilloscope avec différentes longueurs de câbles. Les copies d'écran visibles ci-après correspondent à un câble BNC-BNC de 3 m.
De gauche à droite : signaux à 50 kHz, 200 kHz et 500 kHz.
De gauche à droite : signaux à 1 MHz, 2 MHz et 5 MHz.
Comme on pouvait s'y attendre et c'est normal, les résultats se dégradent à partir de quelques MHz. Mais attention ! La charge ici n'est pas de 50 ohms (ou 75 ohms), mais de 1 M (entrée oscilloscope) ! Les résultats sont meilleurs avec une charge de 50 ohms (ou 75 ohms), avec pour conséquence bien sûr une baisse de tension de 50%. En bref : résultats plus que satisfaisants pour un usage avec une horloge wordclock (et donc fréquence d'échantillonnage) de 48k, 96k, 192k ou 384k. Mission a priori accomplie ;)
Circuit imprimé (PCB)
Réalisé en double face. Les circuits intégrés U3 à U6 peuvent être en boîtier DIP ou SO8.
A noter que sur ce PCB, quatre sorties parmi les cinq ont été exploitées. Les connecteurs BNC sont de type 75 ohms.
Historique
02/02/2025
- Ajout photos prototype et résultats des tests.
29/12/2024
- Première mise à disposition.