Vždy sme si mysleli, že špičková kvalita v oblasti zvuku je otázkou inovácie. Hrať sa s dostupnými čipmi na trhu je určite zábavné a umožňuje vyrábať dobrý zvuk za rozumnú cenu, ale na navrhnutie vysoko kvalitného produktu tento priamy prístup nestačí. Samozrejme, bolo zvolené proprietárne riešenie, ktoré nie je obmedzené dostupnými komponentmi, čo nám umožnilo navrhnúť a vyvinúť kompletný digitálny zvukový systém od A po Z.
Všetky logické bloky digitálno-analógového prevodníka Wavedream DAC týkajúce sa digitálneho spracovania sú úplne vybudované na jednej programovateľnej kremíkovej karte: FPGA. S FPGA môže byť celá vnútorná hardvérová architektúra popísaná programom, ktorý sa časom stal komplexným. Každé vylepšenie Wavedreamu novým softvérom skutočne mení hardvér. Tento systém umožňuje veľkú flexibilitu, chráni nás pred zastaraním a umožňuje nám zlepšiť reprodukciu prevodníka jednoduchou úpravou jeho vnútornej architektúry alebo obnoviť jeho charakteristiky či vylepšiť existujúce.
Hodiny sú srdcom digitálneho reprodukčného systému. Ich presnosť a miera jitteru sú kritickými údajmi pre kvalitu zvuku. Iba vynikajúce hodiny sú skutočne schopné viesť k analógovému výstupu vášho prevodníka. Ak sú chybné, spôsobia digitálnu tvrdosť a muzikalita bude vážne narušená. Okrem výkonu samotných hodín je kritickou charakteristikou aj stromová štruktúra hodín (architektúra distribúcie hodín) vo vnútri DAC. Miera jitteru, ktorá má skutočný význam, nie je len spojená s výkonom hodín, ale s hodinami, ktoré skutočne udávajú takt prevodnej operácie, ktoré by sme mohli nazvať prevodné hodiny. Hodiny riadiace prevodný úsek závisia od stromovej štruktúry hodín, ktorá nielen zvyčajne určuje ich kvalitu, ale ju často podmieňuje a narušuje. Zle navrhnutá štruktúra môže výrazne zhoršiť kvalitu hodín na vstupe prevodného úseku, aj keď výkon týchto hodín je veľmi vysoký.
Vychádzajúc z týchto zásad sme pre Wavedream navrhli pokročilý systém hodín nazvaný Femtovox. Implementácia Femtovoxu zaručuje veľmi nízku mieru jitteru na vstupe prevodných hodín. Jeho jedinečná architektúra je taká, že prevodné hodiny sú priamo syntetizované na vstupe DAC, bez akéhokoľvek podmieňovania, s nízkym a konštantným jitterom a pre akúkoľvek vzorkovaciu frekvenciu. Presnosť hodín je kontrolovaná s presnosťou rádovo 1 ppb a jitter sa pohybuje okolo 300 fS. Pravdepodobne najnižšia miera jitteru na svete v súčasnosti.
Wavedream prevzorkováva každý signál konštantným faktorom 16. DAC dekóduje digitálny tok na frekvencii 768 kHz alebo 705,6 kHz v závislosti od toho, či vstupný tok je založený na frekvencii 48 kHz alebo 44,1 kHz. Pre nás je to optimálna frekvencia na dosiahnutie najlepšieho analógového výkonu prevodných modulov. Za týmto jednoduchým faktorom (x16) sa skrýva obrovský a výkonný proces. Digitálne filtre sú realizované kombinovanou prácou 58 DSP blokov, z ktorých výsledkom je úžasný procesor s výkonom ekvivalentným 15 GMACS.
Filtrovanie, ktoré sme vyvinuli, je jedinečné. Vyhli sme sa štandardným Nyquistovým filtrom, ktoré neposkytli očakávané výkony pre DAC. Po mnohých matematických simuláciách a sezóniách pozorného počúvania sme vytvorili vlastný prevázkovaný Parks-McClellan filter. Súčasný softvér ponúka tri varianty: lineárnu fázu, minimálnu fázu a hybridnú fázu.
Sú to vysoko optimalizované filtre, ktoré poskytujú úžasný výkon s veľkým počtom “taps” (5000) a líšia sa impulznou odozvou. V “Lineárnej fáze” je rezonančná energia (Gibbsovo prekročenie) rovnomerne rozložená pred a po impulze. “Minimálna fáza” ukazuje všetku energiu po impulze, zatiaľ čo naša špeciálna “Hybridná fáza” ponúka kombináciu lineárnej a minimálnej odozvy s veľmi malým prekročením pred impulzom.
Pre samotnú digitálno-analógovú konverziu sme vyvinuli špeciálne konverzné moduly RD-0 použité v 27-bitovej štruktúre vo verzii Signature a RD-1 v 26-bitovej verzii Edition. Moduly sú zložité technologické realizácie, ktoré zdieľajú hybridnú topológiu v tvare rebríka s diskrétnymi súčiastkami, napájanú komplexným algoritmom implementovaným vo vlastnej FPGA. Softvér riadiaci konverzné moduly možno aktualizovať nielen z hľadiska výkonu, ale aj relevantnosti jeho charakteristík. V súčasnosti môžu RD 0/1 podporovať maximálnu vzorkovaciu frekvenciu 6 MHz, čo je maximálna vzorkovacia frekvencia špecifikovaná v priemyselnej oblasti audio konverzie. Na výstupe konverzných modulov nie je žiadna vyrovnávacia pamäť, čo prispieva k maximálnej transparentnosti a prirodzenej reprodukcii zvuku.
Posledným stupňom na ceste signálu je analógový výstupný stupeň, ktorého príspevok k výslednému výsledku je samozrejme mimoriadne dôležitý. Navrhnutý tak, aby sa zhodoval s konverznými modulmi RD-0 a RD-1, výstupný stupeň je úplne diskrétny a funguje ako ultra rýchla vyrovnávacia pamäť. Žiadne povrchové súčiastky, iba priechody, kombinujeme J-Fet a bipolárne tranzistory v triede A s impedanciou v uzavretej slučke menšou ako jeden ohm a ekvivalentným šumom v ráde nV: ideálne výkony pre dokonalé zladenie s prevodníkom.
Samozrejme sme venovali pozornosť oddelenému napájaniu analógovej a digitálnej časti. Boli potrebné tri rôzne transformátory a všetky napájacie zdroje sú lineárne a s nízkym šumom (žiadne spínané zdroje samozrejme!). Prevodník má celkovo 20 lineárnych regulátorov. Mimoriadnu pozornosť sme venovali regulátorom konverzných modulov, ktoré boli navrhnuté tak, aby mali nízku impedanciu a ultra nízky šum.
Patrice
Pripojený cez HDMI I2S k Rockna Net. Počúvame hudbu a nekladieme si žiadne otázky.
Komentár z 25. Marec 2021 — Skúsenosť z 04. Marec 2021
