Abbiamo sempre pensato che l’alta gamma nell’audio fosse una questione di innovazione. Giocare con i chip disponibili sul mercato è sicuramente divertente e permette di produrre un buon suono a buon prezzo, ma per progettare un prodotto di alto livello, questo approccio immediato non è adatto. Naturalmente è stata scelta una soluzione proprietaria, libera dai limiti dei componenti disponibili, che ci ha permesso di progettare e sviluppare da zero un sistema audio digitale completo.
Tutti i blocchi logici del convertitore Wavedream DAC riguardanti il processo digitale sono interamente costruiti su una singola scheda programmabile in silicio: una FGPA. Con una FGPA, l’intera architettura hardware interna può essere descritta da un programma diventato complesso nel tempo. Qualsiasi miglioramento del Wavedream tramite nuovi software, cambia effettivamente l’hardware. Questo sistema consente una grande flessibilità, ci protegge dall’obsolescenza e ci permette di migliorare la riproduzione del convertitore modificando semplicemente la sua architettura interna, o di aggiornare le sue caratteristiche o ancora di migliorare quelle esistenti.
Il clock è il cuore di un sistema di riproduzione digitale. La sua precisione e il tasso di jitter sono dati critici per la qualità del suono. Solo un eccellente clock è realmente in grado di portare a un’uscita analogica del convertitore. Se è difettoso, si verificheranno durezze digitali e la musicalità ne sarà gravemente alterata. Oltre alle prestazioni del clock stesso, un’altra caratteristica è altrettanto critica: l’albero del clock (l’architettura di distribuzione del clock) all’interno del DAC. Il tasso di jitter che conta davvero non è legato solo alle prestazioni del clock, ma del clock che effettivamente sincronizza l’operazione di conversione che potremmo chiamare il clock di conversione. Il clock che gestisce la sezione di conversione dipende dall’albero del clock che non solo ne determina solitamente la qualità, ma spesso la condiziona e la altera. Un albero mal progettato può degradare significativamente la qualità del clock di ingresso della sezione di conversione anche se le prestazioni di quest’ultima sono molto elevate.
Forti di questi principi, abbiamo progettato per Wavedream un sistema di clock avanzato chiamato Femtovox. L’implementazione di Femtovox garantisce un tasso di jitter molto basso all’ingresso del clock di conversione. La sua architettura unica è tale che il clock di conversione viene sintetizzato direttamente all’ingresso del DAC, senza alcun condizionamento, con un jitter basso e costante e per qualsiasi frequenza di campionamento. La precisione del clock è controllata con una precisione dell’ordine di 1 ppb e il jitter è di circa 300 fS. Probabilmente il più basso tasso di jitter attualmente registrato al mondo.
Il Wavedream sovracampiona qualsiasi segnale di un fattore costante di 16. Il DAC decodifica il flusso digitale alla frequenza di 768 kHz o 705,6 kHz a seconda che il flusso in ingresso sia basato sulla frequenza di 48 kHz o 44,1 kHz. Per noi è la frequenza ottimale per ottenere le migliori prestazioni analogiche dei moduli di conversione. Dietro questo semplice fattore (x16) si nasconde un enorme e potente processo. I filtri digitali sono realizzati dal lavoro combinato di 58 blocchi DSP che risultano in un sorprendente processore con una potenza equivalente a 15 GMACS.
Il filtraggio che abbiamo sviluppato è unico. Abbiamo evitato i filtri Nyquist standard che non hanno fornito le prestazioni desiderate per il DAC. Dopo molteplici simulazioni matematiche e sessioni di ascolto attento, abbiamo creato il nostro filtro sovracampionato Parks-McClellan. Il software attuale offre tre varianti: fase lineare, fase minima e fase ibrida.
Questi sono filtri altamente ottimizzati, che offrono prestazioni sorprendenti con un gran numero di “taps” (5000) e differenti nella risposta all’impulso. Nella “Fase Lineare”, l’energia risonante (overshoot di Gibb) è equamente distribuita prima e dopo l’impulso. La “Fase Minima” mostra tutta l’energia dopo l’impulso, mentre il nostro speciale “Fase Ibrida” offre una combinazione delle risposte lineare e minima, esibendo un overshoot molto basso prima dell’impulso.
Per la conversione digitale/analogica vera e propria, abbiamo sviluppato moduli di conversione dedicati RD-0 utilizzati in una struttura a 27 bit nella versione Signature e RD-1 a 26 bit nella versione Edition. I moduli sono realizzazioni tecnologiche complesse, che condividono una topologia a forma ibrida di scala a componenti discreti, alimentati da un algoritmo complesso implementato nel loro FPGA dedicato. Il software che gestisce i moduli di conversione può essere aggiornato sia per le sue prestazioni che per la pertinenza delle sue caratteristiche. Attualmente gli RD 0/1 possono supportare una frequenza di campionamento massima di 6 MHz, che è la frequenza di campionamento massima specificata nel settore industriale della conversione audio. Nessun buffer è presente all’uscita dei moduli di conversione, a beneficio della massima trasparenza e naturalezza della riproduzione sonora.
Essendo l’ultimo stadio sul percorso del segnale, il contributo dello stadio analogico di uscita al risultato finale è ovviamente di estrema importanza. Progettato a partire dal programma per associarsi ai moduli di conversione RD-0 e RD-1, lo stadio di uscita è interamente a componenti discreti e agisce come un buffer ultra-veloce. Nessun componente di superficie ma solo a piedini passanti, abbiamo combinato transistor J-Fet e bipolari in classe A con un’impedenza ad anello chiuso inferiore a un ohm e un rumore equivalente dell’ordine di un nV: prestazioni ideali per un’associazione perfetta al convertitore.
Abbiamo ovviamente dedicato un’alimentazione a ciascuna delle sezioni analogica e digitale. Sono stati richiesti tre trasformatori diversi e tutte le alimentazioni sono lineari e a basso rumore (nessuna alimentazione switching, ovviamente!). Il convertitore conta un totale di 20 regolatori lineari. Abbiamo prestato particolare attenzione ai regolatori dei moduli di conversione, progettati secondo il programma per avere una bassa impedenza e un rumore ultra-basso.
Patrice
Collegato tramite HDMI I2S con un Rockna Net. Ascoltiamo musica e non ci facciamo domande.
Commento del 25 marzo 2021 — Esperienza del 04 marzo 2021
