Rockna - Wavedream DAC Signature XLR

Softvérovo definovaná architektúra

Vždy sme si mysleli, že high-end audio by malo byť predovšetkým o inováciách. Hrať sa s dostupnými čipmi je zábavné a určite je to dobrý a ekonomický spôsob, ako produkovať dobrý zvuk. Ale akonáhle chcete navrhnúť špičkový produkt, prístup založený na hotových čipoch neplatí. Prirodzene prichádza na rad vlastné riešenie, oslobodené od obmedzení dostupných čipových sád, ktoré nám umožní navrhnúť a od základu zostaviť celý digitálny zvukový systém.

Všetky stavebné bloky digitálneho spracovania Wavedream DAC concernig sú kompletne postavené na jedinom kuse programovateľného kremíka - FPGA. Vďaka FPGA možno jeho vnútornú hardvérovú architektúru opísať pomocou kusu softvéru (v skutočnosti veľmi zložitého). Pri upgrade zariadenia Wavedream novým firmvérom vlastne meníte jeho hardvér. Tento systém umožňuje veľkú flexibilitu, ochranu pred zastarávaním a umožňuje nám vylepšiť zvuk vášho prevodníka zmenou jeho vnútornej architektúry alebo pridaním nových skvelých funkcií či vylepšením tých existujúcich.

Femtovox Clock System

Hodiny sú srdcom systému digitálnej reprodukcie. Jeho presnosť a úroveň jitteru sú rozhodujúce s ohľadom na kvalitu zvuku. Iba veľmi dobrý hodinový systém môže preraziť cestu k analógovému zvuku na výstupe vášho prevodníka DAC. Ak sú hodiny vadné, dôjde k digitálnemu skresleniu a analógový pocit z hudby bude značne pozmenený. Okrem výkonu samotných hodín je rovnako kritická aj konštrukcia hodinového stromu (architektúra rozvodu hodín) vo vnútri D/A prevodníka. Množstvo jitteru, na ktorom skutočne záleží, nie je len výkon samotných hodín - ale hodín, ktoré skutočne vstupujú do prevodníka a sú použité na konverziu - nazvime ich konverzné hodiny. Konverzné hodiny, ktoré vstupujú do sekcie dacu, sú závislé na hodinovom strome, ktorý je zvyčajne nielen smeruje, ale vo väčšine prípadov aj upravuje, čím sa mení ich kvalita. Zle navrhnutý hodinový strom môže výrazne zhoršiť kvalitu hodín vstupujúcich do d/a sekcie, a to aj v prípade, že zdrojové hodiny majú veľký výkon.

S ohľadom na tieto skutočnosti sme pre Wavedream navrhli pokročilý hodinový systém nazvaný femtovox. S femtovoxom je zaistené, že na vstupe hodín pre konverziu dacu sa vyskytuje iba extrémne malé množstvo jitteru. Jeho jedinečná architektúra využíva toho, že konverzné hodiny sú syntetizované priamo na vstupe dacu bez akéhokoľvek kondicionovania, čo poskytuje konštantný jitter pri akejkoľvek vzorkovacej frekvencii. Konverzné hodiny sú riadené s presnosťou 1 ppb, pričom vykazujú jitter približne 300 fS. Najmenšia hodnota jitteru na svete? Nie. Najmenšia hodnota jitteru, na ktorej skutočne záleží? Pravdepodobne áno.

Vlastné digitálne filtre

Prevodník Wavedream upsampluje akýkoľvek materiál s pevnou rýchlosťou 16x. Moduly dac dekódujú digitálny prúd s frekvenciou 768 Khz, resp. 705,6 Khz podľa vstupnej vzorkovacej frekvencie. Zistili sme, že táto rýchlosť je optimálna pre analógový výkon modulov dac. Za týmto jednoduchým násobiteľom (16x) sa skrýva obrovský výpočtový výkon. Digitálne filtre sú tvorené spoločným úsilím 58 blokov DSP, čo vedie k pôsobivému číslu 15 GMACS výpočtového výkonu.

Vyvinuté filtre sú jedinečné.

Vyhli sme sa štandardným filtrom s Nyquistovou rýchlosťou, pretože neposkytujú očakávaný výkon pre dac. Po mnohých matematických simuláciách a starostlivých posluchových testoch sme vytvorili vlastný Parks-McClellanov filter pre upsampling. V súčasnom firmvéri sú k dispozícii tri varianty: lineárna, minimálna a hybridná fáza. Jedná sa o vysoko optimalizované filtre, ktoré ponúkajú ohromujúci výkon s veľkým počtom odbočiek (5k) a líšia sa s ohľadom na impulznú odozvu. Pri lineárnej fáze je energia zvonenia (Gibbovo prekmitanie) rovnomerne rozdelená pred a za impulzom. Minimálny typ fázy vykazuje všetku túto energiu po impulze, zatiaľ čo náš špeciálny hybridný fázový filter má kombinovanú odozvu medzi lineárnou a minimálnou a vykazuje veľmi nízke prekmitanie pred impulzom.

D/A prevod

Pre efektívny stupeň prevodu D/A sme vyvinuli špeciálne moduly prevodníka dac s názvom RD-0 (používaný v Signature - 27bitová štruktúra) a RD-1 (používaný v Edition - 26bitová štruktúra). Samotné moduly sú zložité technologické celky, ktoré zdieľajú diskrétnu znakovú-mocninovú hybridnú rebríkovú topológiu, riadenú zložitým algoritmom, ktorý je zabudovaný do ich vlastného FPGA. Firmvér modulov dac je preto aktualizovateľný ako z hľadiska výkonu, tak z hľadiska funkcií. V súčasnosti RD-0/1 dokáže udržať maximálnu vzorkovaciu frekvenciu 6 MHz, čo je maximálna vzorkovacia frekvencia udávaná pre audio dac v danom odvetví. Výstup modulov dac je bez vyrovnávacej pamäte, čo umožňuje maximálnu transparentnosť a prirodzenú reprodukciu zvuku.

Výstupná etapa

Konečne posledným stupňom signálovej cesty je analógový výstupný stupeň. Jeho podiel na výslednom zvuku je mimoriadne dôležitý. Výstupný stupeň, ktorý bol od základu navrhnutý pre prácu s prevodníkovými modulmi RD-0 a RD-1, je úplne diskrétny a funguje ako vysokorýchlostná vyrovnávacia pamäť. Je vyrobený výhradne z priechodných súčiastok (non-smd), skombinovali sme j-fet & bipolárne zariadenia do konštrukcie triedy A, s výstupnou impedanciou v uzavretej slučke pod 1 ohm a ekvivalentným vstupným šumom len 1 nV, ako dokonalý súlad s celkovým výkonom prevodníka.

Napájací zdroj

Samozrejme máme vyhradené sekcie pre digitálnu a analógovú oblasť. Sú tu 3 samostatné transformátory a všetky napájacie zdroje sú nízkošumové lineárne - vôbec nie sú použité spínané napájacie zdroje. Vo vnútri prevodníka je celkom 20 lineárnych regulátorov. Pozornosť sme venovali regulátorom modulov dacu - tie sú od základu navrhnuté pre nízku impedanciu a ultra nízky šum.

Ďalšie funkcie ponuky

V ponuke dacu možno nájsť rad užitočných funkcií. Poďme si ich krátko prejsť.

• Funkcia predzosilňovača - Wavedream má 256-stupňový regulátor hlasitosti, ktorý umožňuje priame pripojenie výkonového zosilňovača. Ovládanie hlasitosti má kroky po 0,5 dB pre jemné nastavenie rozlíšenia.
• Funkcia voľby fázy - používateľ môže meniť absolútnu fázu výstupného signálu.
• Funkcia voľby filtra - je popísaná vyššie. Filtre možno vypnúť pre prevádzku NOS.
• Nastavenie hodín - k dispozícii sú 2 režimy digitálnej odozvy PLL, prúdový a miestny.
Dalšie informácie nájdete v technickom dokumente o hodinách v časti o technológii.
• Dither - na zlepšenie linearity rebríčka R2R sa na posledné 4 bity z digitálneho 24bitového slova aplikuje ultrazvukový dither.

Konštrukčné detaily a vnútorné usporiadanie

Wavedream ťaží z vnútorného starostlivo preskúmaného, plne symetrického usporiadania. Hlavným vodítkom pre nás boli čo najkratšie signálové cesty a správny návrh stromu hodín. Všetky pripojenia mimo dosky sú vykonané štandardom LVDS pre čo najmenšie rušenie, vysokú rýchlosť a minimálny jitter.

Transformátorová časť je vnútorne tienená, aby sa zabránilo vnútornému úniku EMI. Šasi je celé vyrobené z čierne eloxovaného hliníka s maximálnou hrúbkou čelnej dosky 20 mm. Prepínače majú čiernu rutheniovú povrchovú úpravu.

Špecifikácie

DIGITÁLNE VSTUPY

• S/PDIF: 24bit 44,1-192k PCM , DoP DSD64
• AES/EBU: 24bit 44,1-192k PCM, DoP DSD64
• USB: 32bit 44,1-384k PCM, DSD64-512
• HD-Link1 (LVDS): 32bit 44,1-384k PCM, DSD64-512
• HD-Link2 (LVDS): 32bit 44,1-384k PCM, DSD64-512

VÝSTUPY (Wavedream Edition)

• THD+N (pri - 6 dB): 0,003 % alebo -90 dB
• Pomer S/N (0 dB): 122 dB
• Dynamický rozsah: 122 dB
• Výstupná impedancia: 0,5 ohmu
• Maximálne napätie: 6,6 Vpp (SE); 13,2 Vpp (XLR)

VÝSTUPY (Wavedream Signature)

• THD+N (pri -6db): 0,0008% alebo -102 dB
• Pomer S/N (0 dB): 132 dB
• Dynamický rozsah: 132 dB
• Výstupná impedancia: 0,5 ohmu
• Maximálne napätie: 10 Vpp (SE); 20 Vpp (XLR)

DIGITÁLNE SPRACOVANIE

• Vysokofrekvenčné asynchrónne digitálne vstupy pre snímanie: 560MHz vzorkovanie
• PLL s pamäťou, iba digitálna doména: jitter 300 fS
• Vlastné digitálne filtre: lineárna, minimálna a hybridná fáza, 16x
• Typ filtra: (pokročilá konvolúcia) Parks-McClellan, 4820 odbočiek
• Matematická presnosť: 68 bitov INTEGER
• Útlm stop pásma: - 145 dB
• Zvlnění v propustnom pásme: 0,0001 dB
• Dither: Trojuholníkové rozdelenie
• Ovládanie hlasitosti: vlastné násobiace pole, 256 krokov, krok 0,5 dB

RÔZNE

• 128 × 64 žltý oled displej, stmievateľný v 8 krokoch
• 4 ovládacie prepínače
• IR diaľkové ovládanie
• Aktualizácia firmvéru cez USB
• Rozmery: 440 × 360 × 90 mm
• Hmotnosť (netto): 7,8 kg