MaxDigital 发表于 2018-10-3 11:14:28

HUGO2 外置解码器测评报告 之 核心技术回顾与Hugo2的升级

核心技术回顾与Hugo2的升级
在进行客观和主观测评之前,我们有必要来从拆解看看Hugo2在核心技术上相比前代产品发生了什么变化。而且经过这三年时间我们对相关知识的认识,结合Hugo的结构图,我们来完善一下关于Chord Electronics FPGA DAC技术的相关描述。 Chord Electronics HUGO2 外置解码器-拆解▲
Chord Electronics HUGO2外置解码器-拆解-Xilinx Artix 7 XC7A15T FPGA▲

Chord Electronics HUGO2 外置解码器-拆解-10E Pulse Array DAC输出▲ 在Hugo1代和2Qute上,FPGA芯片为Xilinx SPARTAN-6 XC6SLX9,这颗芯片还是45nm工艺生产,内部逻辑单元为9152个,DSP Slice为16个。而在Mojo上,开始使用TSMC 28纳米工艺的Xilinx的SPARTAN-7 XC7A15T,内部逻辑单元为16640个,DSP Slice个数为45个。相比SPARTAN-6,静态典型功耗下降65%,动态平均功耗至少降低50%。 不过有意思的来了,此次Hugo2用的竟然和Mojo的FPGA一模一样,型号也是一样的。通过第三方文章我们了解到,在Mojo上考虑到产品定位和功耗,它只用到了这颗XC7A15T一半的性能,并没有完全发挥它的实力。而Hugo2应该是完全发挥了这颗芯片的逻辑单元强大的算力。 WTA滤波器:在Hugo2下Chord Electronics官方似乎没有重新制作它们用FPGA做得DAC的工作流程图,我们只好用Hugo1时期的流程图来复习和对照,相信整个工作流程目前是没有变化的。目前,我们也不能100%准确的描述Chord Electronics的FPGA芯片DAC内部工作原理,但从现有资料来看,基本可以认为是一个和Sigma-Delta DAC类似过程的多比特调至DAC。WTA滤波器就是升频的过程,FPGA的DSP内核主要做这部分工作。 Chord Electronics HUGO 外置解码器-FPGA及周边工作流程图[官方图]▲
根据官方描述,在Hugo和Mojo下,WTA滤波器是做一个16fs的升频,即一个16倍采样率的升频。而在Hugo2下,会做两级WTA滤波,即16x16=256fs升频。由于达到了256fs,WTA滤波器的时间间隔参数也变小,精度变高。Tap Length从上一代的26384级升级到49152级。这个数到底怎么算没搞懂。但有一点大家要明白,如今的DAC芯片,哪怕是R-2R的DAC,已经完全不是我们在学校里学习最简单的2bit,4bit 数模转换时一对一数模信号等效电路了。
Sigma-Delta的方法已经和传统DAC原理一点关系都没有。所以Tap Length不能被认为是描述单位时间内波形的精度,但可能又是升频算法中对采样精度转换空间之后的又一种表述。有对应关系,但肯定不完全一致。 模拟输出:仔细来看Hugo1时的官方流程图,会发现其实在FPGA外围是要有一套Chord Electronics称之为Pulse Array的东西来配合的,这套东西我们仔细看了一下不是I/V转换,具体功能就说不清了。在前一代产品以及Mojo上,都会用4对元件完成。而在Hugo2上,达到了10对。也就是之前称之为4E Pulse Array,现在为10E Pulse Array。在这套阵列之后,是用三极管做的I/V转换,以及耳机输出。而我们常见的DAC的低通滤波已经全部由数字部分做干净了。 当然,这些三极管芯片的型号看不太清楚,看清楚了其实也没啥用?对于Chord Electronics的玩家来说,再次强调FPGA芯片在Chord Electronics是通过软件来实现内部逻辑单元完成传统DAC芯片的工作,目前市场中HiFi界似乎独一家。由于FPGA内部的自己的时钟单元精度很高,所以现在几乎靠谱的HiFi设备都用它来做时钟管理,当然做到什么程度又另说,但这些都和Chord的产品对FPGA的应用一点相似度都没有,千万不要类比闹笑话。 电池、USB等:看完了核心技术,来看看周边不太重要的技术。USB方面仍然是老技术,通过ATMEL SAM3U1C ARM内核的USB控制芯片来完成。S/Pdif信号输入方面似乎还是用一颗LVDS接收芯片配合FPGA内部DSP来完成,而不是用第三方的S/Pdif信号接收芯片。在无线模块上,蓝牙支持apt-X。 Chord Electronics HUGO2 外置解码器-拆解-ATMEL SAM3U1C ARM内核 USB控制芯片▲
Chord Electronics HUGO2 外置解码器-拆解▲
其实电池和电源不应该被当作辅助技术来说,因为业界一般认为Chord的产品的成功得益于两大技术,FPGA DAC以及电源设计。Hugo2的电源设计和前代产品类似,图中看到两侧圆筒状就是电池了。官方标称,左右声道各使用一颗2600mAh 3.7V的锂电池供电。支持2A充电[实际1.8A],在2A标准充电电源下可以在4小时内充满。在只有一个负载输出情况下,工作时间约8小时,实测可能还要稍短一点,可能是我们测试折腾的比较多,不是默默的听音乐。至于电池周边电路的设计,其实同样是音响、解码器设备成功的关键,这里我们没有技术水平分析,就不分析了。
文章转载自:http://www.soomal.com/doc/10100008097.htm
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