撰文/董鴻鈞,攝影/董鴻鈞 2017/05/10發表,已被閱讀7,647
英國廠牌Chord的隨身型DAC耳擴「Hugo」,推出後便轟動耳機市場。5月2日,Chord總裁John Franks與數位設計工程師Rob Watts來台宣布他們又推出了全新的隨身型DAC耳擴——Hugo 2,另外還帶來新設計的頂級CD唱盤——MKII,以及專為Mojo設計的Wi-Fi與SD卡外掛——Poly。

Hugo 2 tap數比Hugo高出一倍

在介紹這次發表的產品前,我們先稍微離題一下,先複習一下Rob對於數位電路的設計觀念。在Rob所設計的DAC電路中,有一個很重要的設計觀念叫「tap」,雖然這次發表會中,Rob並沒有直接向大家解釋何謂「tap」,但是在了解Chord的數位產品時,一定要先了解「tap」。Rob在接受《The Ear》網站的專訪,對於「tap」有著清楚的解釋:不連續的數位訊號,要還原成連續的類比訊號,必須透過「有限脈衝響應濾波器(finite impulse response filter,簡稱FIR filter)」完成。而一個FIR Filter包含先前的取樣資料以及一連串的係數,藉由將這些取樣資料與係數相乘再加總,便可得出兩個取樣點之間的插補值。由於早期取樣資料存於「延遲線存儲器」(delay line memory)中,因此為了計算插補點,必須取用延遲線存儲器內的資料(tap into a delay line memory),因此他稱FIR filter所需的元素稱為「taps」。

Rob在發表會中所顯示的FIR filter圖示,橫座標表示時間,縱座標表示係數。理想的FIR filter在時間軸上應為無限長,但是這樣便會增加記憶體儲存取樣點與係數的負擔。

Rob認為數位訊號是否還原成正確的類比訊號對一台DAC來說十分重要,因為這攸關類比訊號是否能出現在對的時間上(timing)。若是出現時間不對,不但會影響音色以及暫態細節,更影響到音場的深度。理論上,只要FIR filter取用的取樣資料為無限長,便可還原出正確的類比波形,然而,受限於晶片的運算能力,不可能做出這樣的FIR filter。Rob指出最早市面上的晶片最多只能儲存256 taps,為了解決這樣的問題,Rob自行設計了「Watts暫態排列濾波器(Watts Transient Aligned filter,簡稱WTA filter),已儲存更多的tap。

Hugo 2具備兩個Micro USB端子,一個專門接收數位音訊,一個專門給充電使用。

回到發表會現場,Rob首先跟大家介紹Hugo 2,這次新發表的Hugo 2,裡面所使用的技術與第一代Hugo相比,除了cross-feed技術外,均有大幅改進。Rob說,Hugo 2的WTA filters由45個208MHz DSP運算處理核心並聯組成,而第一代Hugo只有16個。Rob也指出,Hugo 2裡面共有兩組WTA filters,第一組WTA Filter共有49,152個tap(第一代Hugo則為26,368個tap),以16 Fs(16 X 44.1 kHz)運作,第二組WTA filter以16Fs至256Fs的取樣率運作,如此一來,Hugo 2內的WTA filter在時間解析度可達到81奈秒(也就是81 x 10負9次方秒),可以提高還原波形timing的精準度。

Hugo 2底噪低於類比儀器所能測量

Hugo 2的第二大特點就是底噪調變(noise floor modulation)的影響更低。Rob解釋,所謂的底噪調變,就是強度會隨音樂訊號變化的噪訊,而且人腦對於這種噪訊極為敏感,而且許多聽覺心理實驗顯示,就算這種底噪已經低到超出儀器可量的範圍外,人耳依舊可以察覺出來,是決定器材聽感好壞的重要關鍵。Rob指出底噪調變的來源包括電源供應、外界入侵的RF噪訊、還有Jitter。他說,Hugo 2採用參考級電源供應,而且DAC電路採用離散元件堆砌的「Pulse Array DAC」(脈衝陣列DAC),每一個元件的RF抵抗能力都有近一步處理,加上DAC電路還搭載了「Digital Phase Lock Loop」(數位相位鎖定迴路,簡稱DPLL),降低Jitter的發生,如此一來,Hugo 2的底噪經過數位模擬測量的結果,可低至-175 dB。

說到這個底噪調變,Rob信心滿滿的聲稱:「目前全世界只有一台DAC的底噪調變比Hugo 2還低,那就是Dave!」我問Rob:「既然Hugo 2除了Dave外都比其它DAC好,那麼Hugo TT怎麼辦呢?以後是否會推出進階版的Hugo TT?」Rob笑笑地說:「現在不能講,答案以後就會揭曉!」


2015年,Rob來台發表Mojo時曾針對DSD訊號表示,由於DSD為1位元訊號,只有兩種+1與-1兩種位階,當+1、-1訊號高速交錯出現,誤差就會出現,這時候播放出來會有「咻,咻」般的噪音,而且這種噪訊會隨著時間的累積而增加。這次在Hugo 2中,Rob為了解決DSD噪訊的問題,特別以數位濾波方式讓100kHz以上的底噪維持在-200dB以下,讓DSD聽起來更為純淨自然。

接著,Rob介紹Hugo 2中的噪訊整形器(noise shaper),由於Pulse Array DAC以10枚元件組稱,雜訊整形器採11階設計,以100mHz的取樣率運作,其噪訊可以低達-260dB;相較之下,第一代Hugo採用4元件Pulse Array DAC、5階雜訊整形器,底噪為-200dB,由此可見Hugo 2的底噪要比第一代Hugo低很多。

左:第一代Hugo。右:Hugo 2

Rob最後介紹Hugo 2的類比電路該電路採用離散式的OP設計,採低輸出阻抗設計,並搭載類比式2階噪訊整形器,當承阻為300歐姆時,採A類方式工作,若推動低阻抗耳機,則採AB類方式工作。在這樣的設計下,Hugo 2的類比輸出阻抗僅有0.025歐姆,輸出電壓為5V RMS,電流輸出峰值可達0.5A,讓Hugo 2在300歐姆承阻下輸出功率可達94 mW,33歐姆承阻下可達740 mW。

Blu MKII採用全新WTA M Scaler架構

介紹完了小巧的Hugo 2,Chord這次還為大家帶來全新的Hi-End等級CD轉盤——Blu MKII。Rob跟大家說明,這台CD轉盤最大的特色在於採用最新型的Xilinx XC7A200T FPGA晶片。該晶片內部擁有740個DSP核心以及215,360個邏輯單元,記憶容量高達16 MB,可以儲存處理的TAP高達1,015,808個,比起Dave的164,000個高出60倍左右。Rob說,這樣的tap數量可以將CD上的數位訊號精準還原成原來的類比波形,對於音場、低音解析度、還有樂器的分離度有顯著的提升效果。

Hugo新推出的旗艦級CD轉盤——Blu MKII

然而,tap增加,FPGA的運算負擔也會增加,此外,Xilinx XC7A200T FPGA晶片在運作時,所需電流會高達10安培,因此Blu MKII的FIR濾波運算程式必須重新設計,讓晶片運作更有效率。為此,Rob為Blu MKII設計了全新的「WTA M Scaler」DSP核心架構,該架構由66個「M」模組構成,每個模組包含8個48位元DSP運算核心以及儲存取樣資料以及濾波係數的記憶體,以4,096 FS運作。此外,在這個「WTA M Scaler」DSP核心架構之外,Rob又增加了4個「M Top」模組,用來增加濾波係數的字元深度。如此設計下,Blu MKII可以輸出56位元的數位訊號,並透過一對706.5kHz BNC輸出端子,將訊號傳送至DAVE。

Blu MKII可透過706.5kHz BNC輸出端子與DAVE相連。

Rob最後強調,Blu MKII內所使用的濾波技術是世界最為先進的,可以將CD中的暫態細節還原至前所未有的境界,讓您感受前所未聞的聲音。

Poly讓Mojo具備連網能力

除了重量級的Hugo 2以及Blu MKII,Chord還帶來了專為Mojo設計的SD卡以及網路串流模組——。Chord總裁John Franks表示,他們原本想設計只能讀取SD卡的Mojo外觀,但是現在很多人是透過Spotify、Apple Music等串流平台聆聽音樂。然而,為了串流功能,而設計出類似像DPA那樣的產品,不但會增加體積,而且現在通用的OS系統不但不適合播放音樂,而且又耗掉。在這些因素的考量下,擁有SD卡插槽與Wi-Fi連線功能的POLY於焉誕生。John表示,Poly內部使用10層PCB電路板,有著體積小、快速、不耗電的特點,搭配「Roon」等音樂播放或是UPnP播放APP,可以透過Wi-Fi播放手機、NAS或串流平台上的音樂。

加了Poly的Mojo。

Chord總裁John Franks手上拿的,正式Poly中使用的10層電路板。

聽了Rob對於Hugo 2與Blu MKII介紹,其規格都明顯比Chord過往推出的數位產品要來得優異許多,尤其Rob聲稱Hugo 2的底噪表現只比Dave差一句,更讓我大吃一驚,真想立馬借一台回公司試聽看看,但是發表會才結束沒多久,便已有經銷商打電話到雅士詢問Hugo 2的數量,看來反應熱烈,供貨十分吃緊,看來要拿到樣機測試,恐怕還得等上一段時間!

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