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标题: CHORD Hugo TT 2 和 M Scaler 的演算处理 [打印本页]

作者: JJJWWW 时间: 2021-11-28 00:32
标题: CHORD Hugo TT 2 和 M Scaler 的演算处理
本帖最后由 JJJWWW 于 2021-11-28 01:17 编辑

最近从地区总代理那里借到一台CHORD HUGO TT2。在进入认真试听之前先找了一些资料。Sandal Audio是我非常尊重的一位音乐器材评论家。他在关于CHORD HUGO TT2的评论中提到了CHORD Hugo TT 2 和 M Scaler 的D/A转换问题，特别是对CHORD Hugo TT 2 和 M Scaler 演算处理的描述引起了我的注意。现在摘录出来和大家分享。由于原文是日语，借助谷歌翻译器再加上我一个似懂非懂的门外汉的一些修改，不知道有没有反映出原文要表达的意思。如果读起来很拗口，还要请各位原谅。

说到CHORD DAC，卖点或是它的独特之处在于不用旭化成、ESS等现成的D/A芯片，而是使用高速FPGA处理器的WTA滤波器计算和门阵列D/A转换。

这个想法是将数字数据44.1kHz / 16位等，通过高次元的放大还原为接近原始的模拟信号。

自2007年第一台DAC64面世以来，这种独特方法的良好音质得到了发烧友的大力支持。每一次新的DAC问世，都搭载了当时最先进的FPGA，通过进行更高性能的演算处理，不断提炼“还原原声”。

目前，在所有型号，CHORD的WTA过滤演算都是先用16FS·24bit数据补充的算法。换句话说，WTA滤波器的主要作用是实时创建 44.1kHz系统的705.6kHz，48kHz系统的 768kHz的PCM数据。

其实M Scaler的工作，就是把转换成16FS的数据通过双BNC传递给后续的DAC。

Hugo 2、Hugo TT 2、Qutest等，就是把16FS数据在FPGA中进一步从256FS过采样到2048FS，将高速比特流数据直接送到门三极管进行并行切换，转换为模拟信号。

换句话说，将数字数据转换成模拟信号，只需要通过一个高速开关元件一次，不需要现成的运算放大器或复杂的分立模拟放大电路，这样做的好处就是由此可以排除噪声和失真。

由于其他厂商依赖现成的DAC芯片，所以只能借助DAC芯片微小的模拟输出，再通过LPF、增益驱动器、缓冲器、直流阻断等各种模拟电路。而这些电路的复杂设计及物量上的投入反而被视为一种“良心”。

另一方面，CHORD 的情况正好相反，为把对受噪声和失真影响的模拟电路的需求降到最低，而尽最大努力于数字信号处理。

让我们回到WTA过滤器，看看抽头数。

所谓抽头数，简单的说，就是为创建一个数据点而输入演算处理器的前后的数据参考量。（因为演算处理是一个循环，其实更复杂）。根据官方目录：
·Hugo　26,000
·Hugo 2　49,152
·Qutest　49,152
·Hugo TT 2　98,304
·DAVE　164,000
·M Scaler　1,015,808

所以，从Hugo 2到Hugo TT 2，抽头的数量翻了一倍。再者，在M Scaler中，更是突破了100万的抽头数大关。换句话说，Hugo TT 2 本身和通过M Scaler本质是一样的，只是抽头数量大小的不同。如果未来FPGA进一步发展，即使在便携式机器上也有可能达到计算100万次抽头的可能，目前似乎不可能。

说到过采样和升频，有一种线性过采样，就是简单地“用一条直线连接前后点”，但是最近的DAC芯片不仅仅是前后两点，而是更多的使用参照更前和更后的一些数据的「加权移动平均线」方法。由此通过减少预振铃和增加后振铃来进行微调。
(参考下面的图1)
对于WTA滤波器，最终目标是无振铃的完美波形恢复。其思想是通过一次性将大量前后数据导入FPGA，并应用接近于自然振动的SINC函数（正弦波的傅立叶变换）合成波形，原理上还原声波振动的波形构成。这个代入实时演算公式中的变量数就是抽头数。

由于48kHz的16FS为768kHz，因此每秒有 768,000个样本。在Hugo 2的情况下，是49,152抽头。WTA过滤器为了计算一个数据点，大约要演算0.064秒，也就是前后各0.032秒左右的数据。Hugo TT 2是它的两倍。

随着FPGA的DSP性能的提高，实时计算可以处理的抽头数会稳步增加，问题是需要多少抽头数才足够。

看WTA滤波器中使用的SINC函数，可以看到 CHORD的意图。
（参考下面图2）
带有少量抽头数的SINC函数和窗口函数（变迹）会导致前后振铃。这意味着每隔几毫秒就会生成一个不存在原始数据中的波形。

一些DAC只是不喜欢预振铃，并使用前后非对称加权滤波器（最小相位），但这并不能保证结果会是原始的声波波形，并会延长后振铃。由于两者都不是正确答案，所以很多其他公司的DAC可以根据用户的喜好来切换。

WTA 滤波器的作用是通过增加抽头数量来减少这种振铃。然后，在可听频段（即 22kHz 或更小）中，WTA 滤波器将前后振铃抑制到相当于16bit或更小（约 -100dB）的底噪，所需的抽头数量约为 100 万个。

换句话说，在如此庞大的抽头数量下，终于可以将一般DAC中的数字滤波器的振铃问题，抑制到可听频带之外和可听等级以下。

Blu Mk II 和 M Scaler就是为了实现这100万抽头数而诞生的。

重点是CHORD滤波器的设计并没有试图再现人耳听不见的高频或者24-bit超低电平信号，而是以44.1kHz/16bit为最基本的数据，根据采样理论追求恢复原始声波所需的D/A转换。

这里就引出了关于是否有必要这样做的争论，作为昂贵的高端音响，值得挑战。而且这个想法比什么100kHz高频对人体影响的可疑故事更有价值。

首先，旭化成和 ESS 等芯片制造商配备了各种各样的可切换滤波器，例如“Bit Perfect”、“Minimum Phase”和“Apodizing”，实际上声音因每个滤波器本身而发生变化，这正好说明了D/A转换方法的不完善之处。

顺便说一句，对于M Scaler的1,000,000抽头数，即16FS前后的500,000抽头数，将参考大约0.6秒前的数据，因此音频输出相对于输入有0.6秒的延迟。
听音乐没问题，但如果延迟这么多，口型和视频会不同步，你会觉得不舒服。因此，通过M Scaler观看演唱会视频时，有一个名为“VIDEO”模式的按钮，有意减少前向参考抽头次数，简化WTA计算。

作者: 唱1半de歌 时间: 2021-11-28 07:09
好高大上但不懂

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