Zawsze uważaliśmy, że high-end w audio to kwestia innowacji. Zabawa z dostępnymi na rynku układami scalonymi jest z pewnością przyjemna i pozwala produkować dobry dźwięk za rozsądną cenę, ale do zaprojektowania produktu wysokiej klasy takie doraźne podejście nie jest odpowiednie. Oczywiście wybrano rozwiązanie zastrzeżone, wolne od ograniczeń dostępnych komponentów, pozwalające nam zaprojektować i opracować od A do Z kompletny cyfrowy system audio.
Wszystkie bloki logiczne przetwornika Wavedream DAC dotyczące przetwarzania cyfrowego są w całości zbudowane na jednej programowalnej płytce krzemowej: FGPA. Dzięki FGPA cała wewnętrzna architektura sprzętowa może być opisana przez program, który z czasem stał się złożony. Każda poprawa Wavedream poprzez nowe oprogramowanie rzeczywiście zmienia sprzęt. System ten zapewnia dużą elastyczność, chroni nas przed starzeniem się i pozwala nam poprawić reprodukcję przetwornika poprzez samą modyfikację jego wewnętrznej architektury, odświeżenie jego charakterystyk lub ulepszenie istniejących.
Zegar jest sercem cyfrowego systemu reprodukcji. Jego precyzja i poziom jittera to krytyczne dane dla jakości dźwięku. Tylko doskonały zegar jest w stanie doprowadzić do analogowego wyjścia przetwornika. Jeśli zawiedzie, pojawią się cyfrowe zniekształcenia, a muzyczność zostanie poważnie zaburzona. Oprócz wydajności samego zegara, inna cecha jest również krytyczna: drzewo zegarowe (architektura dystrybucji zegara) wewnątrz DAC. Poziom jittera, który ma rzeczywiste znaczenie, jest związany nie tylko z wydajnością zegara, ale z zegarem, który faktycznie taktuje operację konwersji, który można by nazwać zegarem konwersji. Zegar sterujący sekcją konwersji zależy od drzewa zegarowego, które nie tylko zwykle określa jego jakość, ale często również go warunkuje i zmienia. Źle zaprojektowane drzewo może znacząco pogorszyć jakość zegara wejściowego sekcji konwersji, nawet jeśli wydajność tego ostatniego jest bardzo wysoka.
W oparciu o te zasady zaprojektowaliśmy dla Wavedream zaawansowany system zegarowy o nazwie Femtovox. Wdrożenie Femtovox gwarantuje bardzo niski poziom jittera na wejściu zegara konwersji. Jego unikalna architektura jest taka, że zegar konwersji jest bezpośrednio syntezowany na wejściu DAC, bez żadnego kondycjonowania, z niskim i stałym jitterem dla dowolnej częstotliwości próbkowania. Precyzja zegara jest kontrolowana z dokładnością rzędu 1 ppb, a jitter wynosi około 300 fS. Prawdopodobnie najniższy obecnie zarejestrowany na świecie poziom jittera.
Wavedream nadpróbkuje każdy sygnał o stały współczynnik 16. DAC dekoduje strumień cyfrowy z częstotliwością 768 kHz lub 705,6 kHz, w zależności od tego, czy strumień wejściowy jest oparty na częstotliwości 48 kHz czy 44,1 kHz. Jest to dla nas optymalna częstotliwość, aby uzyskać najlepszą analogową wydajność modułów konwersji. Za tym prostym współczynnikiem (x16) kryje się ogromny i potężny proces. Filtry cyfrowe są realizowane przez połączoną pracę 58 bloków DSP, co daje w rezultacie zadziwiający procesor o mocy odpowiadającej 15 GMACS.
Opracowany przez nas filtr jest unikalny. Unikaliśmy standardowych filtrów Nyquista, które nie zapewniały oczekiwanej wydajności dla przetwornika cyfrowo-analogowego. Po wielu symulacjach matematycznych i sesjach uważnego odsłuchu, stworzyliśmy własny filtr Parks-McClellan z nadpróbkowaniem. Obecne oprogramowanie oferuje trzy warianty: liniową fazę, minimalną fazę i fazę hybrydową.
Są to wysoce zoptymalizowane filtry, oferujące zadziwiającą wydajność z dużą liczbą “odczepów” (5000) i różniące się odpowiedzią impulsową. W “Linear Phase”, energia rezonansowa (przekroczenie Gibba) jest równomiernie rozłożona przed i po impulsie. “Phase Minimum” pokazuje całą energię po impulsie, podczas gdy nasz specjalny “Hybrid Phase” oferuje kombinację obu odpowiedzi liniowej i minimalnej, wykazując bardzo niskie przekroczenie przed impulsem.
Do właściwej konwersji cyfrowo-analogowej opracowaliśmy dedykowane moduły konwersji RD-0 używane w strukturze 27-bitowej w wersji Signature i RD-1 w 26-bitach w wersji Edition. Moduły są złożonymi osiągnięciami technologicznymi, dzielącymi topologię w formie hybrydowej drabinki dyskretnych komponentów, zasilanej przez złożony algorytm zaimplementowany w ich własnym FPGA. Oprogramowanie zarządzające modułami konwersji może być aktualizowane zarówno pod kątem wydajności, jak i istotności jego cech. Obecnie RD 0/1 mogą obsługiwać maksymalną częstotliwość próbkowania 6 MHz, która jest maksymalną częstotliwością próbkowania określoną w przemysłowym zakresie konwersji audio. Na wyjściu modułów konwersji nie ma żadnych buforów, co zapewnia maksymalną przejrzystość i naturalność reprodukcji dźwięku.
Ostatnim stopniem na drodze sygnału jest analogowy stopień wyjściowy, więc jego wkład w końcowy rezultat jest oczywiście niezwykle ważny. Zaprojektowany od podstaw, aby współpracować z modułami konwersji RD-0 i RD-1, stopień wyjściowy jest w całości zbudowany z dyskretnych komponentów i działa jako ultra-szybki bufor. Nie ma żadnych komponentów powierzchniowych, a jedynie przewlekane, połączyliśmy tranzystory J-Fet i bipolarne w klasie A z impedancją pętli zamkniętej poniżej jednego oma i równoważnym szumem rzędu nV: idealna wydajność do doskonałego połączenia z przetwornikiem.
Oczywiście poświęciliśmy oddzielne zasilanie dla sekcji analogowej i cyfrowej. Wymagane były trzy różne transformatory, a wszystkie zasilacze są liniowe i niskoszumowe (oczywiście żadnych zasilaczy impulsowych!). Przetwornik ma w sumie 20 liniowych regulatorów. Szczególną uwagę zwróciliśmy na regulatory modułów konwersji, zaprojektowane od podstaw tak, aby miały niską impedancję i ultra-niski poziom szumów.
Patrice
Podłączony przez HDMI I2S z Rockna Net. Po prostu słuchaj muzyki, bez zbędnych pytań.
Komentarz z 25 marca 2021 — Doświadczenie z 4 marca 2021
