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【Chord Electronics 厂商访问】无敌的FPGA解码线路(上)

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发表于 2018-7-31 10:55:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

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刚刚结束的德国慕尼黑音响展,和弦老板John Franks与总设计师Rob Watts 联袂出席,除了发布Etude后级功放,第二款新制品也让人相当期待,竟然是超强解码耳放Hugo TT的第二代后续制品HugoTT 2 !
QQ截图20180730151849.png
和弦老板John Franks与总设计师Rob Watts联袂出席在慕尼黑发布 Hugo TT 2解码器▲

即将在今年秋季正式推出的HugoTT2体型比第一代制品大了不少,性能提升幅度同样惊人,解码部分仅次于CHORD旗舰Dave,运算能力达第一代Hugo TT的五倍之多、分析力提高100000倍!此外,Hugo TT2的耳放部分能提供高达5A电流输出及9.3Vrms电压,数字输入增加为六组,包括HDUDB-B一组、光纤两组、BNC同轴两组及aptX蓝牙无线传输一组。
其中,USB输入可对应768kHz PCM与 DSD 512数字音乐信号,Toslink输入可对应24bit/192kHz,双BNC同轴输入搭配Blu MK2转盘则可藉由M-Scaler技术达到24bit/768kHz传输,CHORD再次展现数字音频领域的突破。
QQ截图20180730152130.png
唯一的CD转盘Blu MKII也充满创意。它采用新型的Xilinx XC7A200T FPGA 芯片,内部拥有740个DSP核心及215360个逻辑单元,内存容量高达16MB,可以储存处理的Tap高达 1015808个,比起DAVE解码器的164000个还高出60倍左右。设计师Rob说,这样的Tap数量可以将CD上的数字讯号精准还原成原来的模拟波形,但FPGA芯片运作时所需电流高达 10安培,所以必须重新设计让芯片运作更有效率。Rob为Blu MKII 设计了WTA M Scaler DSP 核心架构,由66个M模块构成,每个模块包含8个48位DSP运算核心及储存取样资料的内存,最终Blu MKII转盘可以输出56位的数字讯号,并透过一对706.5kHz BNC端子,将讯号传送至DAVE解码,这是世界最先进的转盘,可以将CD中的瞬时细节还原至前所未有的境界。

技术底子出身的John,对于大小产品态度都极为认真。他表示CHORD对设计耳放所下的功夫与研发资源毫不亚于高端制品,甚至心态还更加严肃谨慎,因为耳机与人耳紧密接触,几乎不受任何外界干扰,所以耳放一定要做到最好才行。

型号里的TT代表Table Top,顾名思义就是摆在桌上聆听的系统。这是他们长期观察现代人生活形态改变,Hi-End音响系统的欣赏空间日益受限所提出的解决方案。John表示Hugo原本是为便携所设计,但由于它的解码性能与声音表现太过强悍,因此许多发烧友都把Hugo放在Hi-End系统中使用。不过如此“超预期”使用,让Hugo出现一些不足之处,例如发烧线材不易连接、没有平衡输出、无法遥控……于是CHORD将这些缺点一一优化改进,最终推出 Hugo TT。没想到TT的噪声隔离和电源供应几乎做得尽善尽美,底噪比Hugo低了4dB之多,听起来音场背景更干净、声音的细节与动态也随之增加,迫使CHORD后续必须启动一连串的产品改造计划。
QQ截图20180730163839.png

第一代的Hugo TT使用Spartan 6 FPGA芯片,由CHORD总设计Rob Watts负责,这个芯片内含16个208MHz的DSP运作,并利用高运算能力的WTA滤波算法,成就CHORD难以被取代的优异性能与好声。
第二代的Hugo TT 2换用新一代Xilinx Artix 7 FPGA芯片,内含86个208MHz的DSP,数字滤波的精度达到98304Taps,是新版Hugo 2的二倍。
Taps是数字滤波中电阻、电容、电感阵列阶数,Tap长度越长,代表数字滤波的精密度越高。
要让数字讯源听来更有音乐性,CHORD认为把取样频率提高到2048倍仍然不够,还必须提升数字滤波的精确性,缩小每一个数字取样之间的时间误差。这个误差越小,代表声音开始与结束的时间越准确,听感上也就越能正确分辨发声物体的位置与空间状态。
设计师Rob提出了Tap的概念,理论上Tap长度必须高达一百万以上,才能完全消除听感上的时间误差,其他公司顶级的解码芯片也只有256Taps,与理论值实在差距太远,所以Rob研究超过三十年,终于研发出独家WTA滤波技术。
1995年他在 CHORD设计的第一款DAC 64解码器就有1024Taps,超越其他解码芯片太多,至今也仅有dCS、emm Labs等少数几家公司有能力紧跟其后。CHORD解码器这二十多年的发展,主要重点就在于不断提升WTA滤波的Tap长度,随着 FPGA芯片运算速度的不断提升,2008年推出QBD76时,Tap长度大幅跃升为18432,2014年Hugo推出,虽然体积小巧,但是Tap长度进一步提升到26384,2015年DAVE改采新一代FPGA 芯片,Tap长度更一举提升到164000,所以声音表现有非常显著的提升。
QQ截图20180730151928.png
一直是PCM 阵营的CHORD,现在也开始支持DSD解码了▲

数码奇才 Rob Watts使用的方法是利用一个可编程的FPGA产生随机数据,再经由64 Bit DSP以7级噪音整形处理(先加入听不见的噪音,再把噪音滤除,有点像早期Dolby的原理,旗舰DAVE更用到17级噪音整形),这样即使取样频率只有44.1kHz,也能因为暂态时间更准确而让声音更好听。

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组装中的DAVE解码器▲

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DAVE的底噪为-178dB,绝对是音响的世界纪录,高频电源供应器功不可没▲

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加上多功能显示屏后的DAVE,我们可以看到最右边的模拟线路非常简单▲

一般市售解码芯片的真正讯噪比很难超过100dB,而CHORD的解码线路却可以达到120dB以上,旗舰DAVE甚至达到180dB以上。这么高的讯噪比可以让音乐的细节浮现更多,背景更安静,声音当然会更好听。
编程的FPGA不但处理所有的数字讯号来源,包括接收解码、相位锁定回路(PLL)、RAM Buffer控制,还配合WTA滤波进行阵列脉冲数字/模拟转换。CHORD并没有用现成的解码芯片,Rob认为分砌式线路可以拥有更宽的线路铜箔,可以承受更大的电流;分砌式线路之间的间隔比较远,可以得到更好的讯噪比。目前的第四代阵列脉冲DAC采用64 Bit的7阶噪音整形,2048 FS的超取样率和改善脉冲宽度调制元件。所有传统的滤波器截断输出丢掉很多信息,CHORD通过使用一个64Bit的滤波器和分砌式解码线路架构,丢弃的东西就变得不重要了。

文章转载自《新音响》

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发表于 2018-8-1 02:32:09 来自手机 | 显示全部楼层
180dB的信噪比是用天顶星的仪器测出来的吗?这样吹牛会出人命的
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发表于 2018-8-1 09:52:51 | 显示全部楼层
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发表于 2018-8-1 10:02:02 | 显示全部楼层
styuu 发表于 2018-8-1 02:32
180dB的信噪比是用天顶星的仪器测出来的吗?这样吹牛会出人命的

我看是昴宿星的器材测试的吧
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