FPGA解码线路和弦Electronics独特的设计理念

作者：admin 时间： 2025-02-01 193 人浏览

ChordElectronics于1989年由JohnFranks在英国成立。二十多年来,ChordElectronics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。

ChordElectronics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ChordElectronics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,ChordElectronics已经使用场效可程序化逻辑门阵列(FPGA,FieldProgrammableGateArrays)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ChordElectronics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。

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

讲到Hugo的「始祖」,那要从二十年前的DAC64讲起,一部小小的「便当盒」,却比许多大尺寸DAC还厉害,DAC64树立了ChordElectronics在DAC领域的地位,要知道那个时代是8bit计算机刚刚要换成16bit计算机的时代,您就知道设计64bit的DAC有多困难了。当年ChordElectronics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64bit数模转换,那时候的FPGA指令周期还有限,所以DAC64一次要用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,ChordElectronics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。

从一开始的HUGOXilinx公司的SPARTAN-6LX系列FPGA芯片,由ChordElectronics总设计RobWatts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ChordElectronics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XilinxSpartan-6,改为同厂的28nm制程的Artix-7FPGA芯片。

让数字更好听

要让数字讯源听来更有音乐性,ChordElectronics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ChordElectronics设计的第一款DAC64解码器就有1024Taps,超越其他解码芯片太多,至今也仅有dCS、emmLabs等少数几家公司有能力紧跟其后。ChordElectronics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。