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Chord Electronics独特的设计理念——FPGA解码线路
更新:2019-7-31 15:48:39 稿件:汕头泽森音响有限公司 调整大小:【

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Chord Electronics 于1989年由John Franks在英国成立。二十多年来,Chord Electronics在HI-END音响与便携式音响产品领域内皆有独特的高质素产品。

Chord Electronics的设计理念最独特之处便是不使用市场上提供的解码芯片。在设计最开始Chord Electronics便携式产品的开山之作Hugo便携式解码耳放这一明星产品时,Chord Electronics已经使用场效可程序化逻辑门阵列 (FPGA, Field Programmable Gate Arrays)的设计。FPGA是一种半定制电子部件,工程师可以使用独家的技术把想要的功能编成软件和韧体,再刻录在FPGA内。这种设计令Chord Electronics在位深度及取样率方面一直能比现有的格式先行一步,永远走在潮流的前面。

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但是Hugo的设计并不是凭空而来,而是从Chord Electronics多年来在数模转换领域的研究,一点一点累积而来。

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讲到Hugo的「始祖」,那要从二十年前的DAC 64讲起,一部小小的「便当盒」,却比许多大尺寸DAC还厉害,DAC 64树立了Chord Electronics在DAC领域的地位,要知道那个时代是8 bit计算机刚刚要换成16 bit计算机的时代,您就知道设计64bit的DAC有多困难了。当年Chord Electronics怎么做?市面上现成的DAC芯片不符合他们的需求,所以干脆自己做,利用FPGA可程序化芯片,自己撰写固件,开发独家64 bit数模转换,那时候的FPGA指令周期还有限,所以DAC 64一次要用4颗大尺寸FPGA,不仅消耗电力,芯片工作时还颇有温度,随时处在38度,经常处于「发烧」阶段。

技术传承

2014年,经过多年的技术积累,Chord Electronics将其超卓的技术带入了便携的领域,推出了全球首部FPGA便携解码Hugo。

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从一开始的HUGO Xilinx公司的SPARTAN-6 LX系列FPGA芯片,由Chord Electronics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 Electronics难以被取代的优异性能与好声。

到MOJO使用SPARTAN-7系列FPGA,更新的半导体制程也让这颗芯片变得更小。

到推出最新的Hugo2 ,芯片就由HUGO的 45nm 制程的 Xilinx Spartan-6,改为同厂的 28nm 制程的 Artix-7 FPGA 芯片。

让数字更好听

要让数字讯源听来更有音乐性,Chord Electronics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 Electronics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 Electronics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着的提升。

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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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一般市售解码芯片的真正讯噪比很难超过100dB,而Chord Electronics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。


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