https://i.imgur.com/ThIjVqy.jpeg
原文是德文
https://shorturl.at/MgFyd
headfi 翻成英文
https://shorturl.at/xQcoE
chatGPT机翻headfi的片段
在慕尼黑高级音响展上,Chord Electronics展示了Quartet M Scaler的原型,这是一个
复杂的解决方案,搭载了五个(!)FPGA,以及外部供电系统,采用了著名的DAVE DAC的
格式。Dirk Sommer和Roland Dietl想第一手了解即将推出的产品。开发者罗伯特·瓦茨
(Robert Watts)很乐意花时间接受访问。
Dirk Sommer:
罗伯,也许这是一个开始的好问题。自从我们上次访问你以来的六年里,你都做了些什么
?
Rob Watts(笑着):
这段时间大部分都投入到了Quartet M Scaler的开发中。同时,这也是一个研究项目的一
部分,旨在全面理解内插滤波器,特别是它们在更精确重建瞬变方面的工作原理。有时候
我感觉自己像是头撞在墙上一样。在这段时间内也有许多不同的硬件解决方案。我想我们
目前正在使用第五版的印刷电路板。而当我从展会回来时,第六版已经准备好进行测试。
在FPGA的程序上进行了大量的变更。Quartet确实是一个极具挑战性的项目,但就我所学
到的和音质或音乐表现而言,它是一个巨大的成功。
Dirk Summer:
你安装了五个FPGA?那为什么叫它Quartet(四重奏)呢?
Rob Watts:
因为它有四百万个taps(滤波器点数)!
Dirk Summer:
那么,它的分辨率比Hugo M Scaler更高吗?
Rob Watts:
是的。使用Hugo M Scaler可以说是保证了超过16位元的重建。而使用Quartet当然更好,
但事实证明,这整个议题比我想像的要复杂得多。现在我们试图更精确地重建瞬变的时间
。瞬变对于音质或音乐至关重要。我所说的音乐是指,当你听音乐时,你会在情感上投入
其中。大脑利用瞬变的时间做许多不同的事情。因此,它用来区分各个乐器,定位这些乐
器在空间中的位置,感知这些乐器的音色,比如萨克斯风听起来饱满,小号听起来明亮,
并利用音调的开始和结束。还有,尤其是低音的感知,特别是低音的深度。耳朵对于低音
其实是一个非常差的转换器,因为如果降到27赫兹,听觉就真的很差。但是大脑使用的是
高音,瞬变告诉大脑这个基本音是什么。他们进行了一些听觉心理测试,移除了贝斯吉他
的上部音轴信息,结果无法再跟随低音的音高变化。因此,瞬变对于低音的接收也很重要
。
Rob Watts说:
数位音讯的问题,也是最大的问题,就在于它与类比音讯完全不同。它是取样的。所以你
有一个样本,然后再过22微秒另一个样本。数位类比转换器(DAC)必须做的,以及所有
的DAC都在做的,是对波形缺失进行内插。这不是关于资讯缺失,而是关于从一个点到下
一个点的波形缺失。而且你总是会得到时间上的错误。因此,瞬变可能会稍微早了一些或
晚了一些。而且会发生的是,接下来时期的瞬变和上一时期的瞬变都嵌入到滤波器中,并
调制当前时期的瞬变。因此,瞬变不断地向前和向后调制。
这种瞬变时间的调制会导致大脑难以区分乐器,感知音色,识别低音高度,定位乐器在房
间中的位置,以及捕捉音调的开始和结束。所有这些因素对于在听音乐时情感投入至关重
要。另一个因素是,如果大脑必须处理这些事情的感知,它会更加努力。如果大脑工作更
加努力,聆听时就会感到疲劳。因此,你会听到音乐的音乐性,但会更快感到疲累。
我一直在研究我们实际上需要多少计算能力。这就是为什么我们花了六年时间进行研究并
回答这些问题。对这个问题的答案是:不管时间错误有多小,它都是可察觉的。因此,我
们必须追求完美,这样当你改进滤波器时,你可以听到变化。
这就是为什么花了这么长时间,也是为什么这是一个如此激动人心的旅程,去发现和改进
所有这些事情。让你对技术复杂性有个概念:有五个FPGA,有两千五百个离散元件,有一
个75安培的电源供应器,还有两百万行我自己必须编程的代码。
这无疑是我曾经参与过的最复杂的项目。而且我认为它可能是声音质量方面最有回报的项
目。我的儿子正在接受声音技术师的培训,目前正在苏里大学(University of Surrey)
的Tonmeister课程上学习。他有一个DAVE和M Scaler,并且在录音和后期制作中使用它们
。他认为Quartet是我曾经参与过的最重要的项目。当我听到这个时,我说,不,DAVE才
是最重要的。但有时当你如此接近这个项目时,你可能看不太清楚。
Rob Watts说:
几个星期前,我们第一次将Quartet整合到我们在新加坡的一位熟人的系统中。他用了“
昼夜”的形容词,我们真正听到的效果确实有如昼夜之别。我们播放了一首1957年的柯尔
特兰的曲目。突然间一切都栩栩如生,听起来非常真实。因为你可以立即感受到乐器在房
间里的位置。在此之前,一切都是一团糟。也许我儿子说的Quartet是我做过的最重要的
事情,可能是对的。但是谁知道当人们真正听到它时,他们可以形成自己的评判。
Dirk Summer:
你们已经为Quartet准备好价格介绍了吗?
Rob Watts:
不,我唯一知道的是它的价格会比DAVE贵,因为它的组件比DAVE更昂贵。
我们面临的另一个问题是隔离Quartet产生的射频噪音,以免这种噪音干扰DAC。此外,必
须防止来自电力网的噪音进入Quartet,然后进一步进入DAVE。
为了实现这一点,我不得不设计一个独立的电源供应器。这个电源供应器具有独特的过滤
结构。我称这些新的滤波器为“Pinch Off Filter”(截止滤波器)。这使您可以过滤掉
射频噪音,使其不会向外穿透,从而在产品结构内部产生电源污染。这意味着您有效地完
全隔离了设备。
我创建了一个所谓的Spice模拟。使用Spice模拟,您可以建模类比组件,并且可以使
Spice模拟尽可能精确。在这种情况下,我们采用了一个电容器,计算了内部的感应电感
,串联损耗,电路板上的导体轨道及其感应电感和对地的电容量。然后,您可以非常精确
地建模一个射频滤波器。我试图模拟一个具有10 GHz带宽的随机射频噪声进入一伏特的情
况。因为10 GHz是FPGA能够生成的最高频率。一伏特的电压比产品内部的质量补偿要高得
多得多。您需要使其比应有的更大。设计目标是,在滤波器末端只剩下PicoVolts。在
Spice建模中,必须通过许多复杂的解决方案,最终得到了一个包含数百个组件的射频滤
波器。这个滤波器安装在电源供应器中,也内建在Quartet的输入中。
这真正将Quartet与系统的其他部分隔离开来。结果是事物听起来更加温暖和柔和。
Roland Dietl:
电源供应器是开关电源吗?
Rob Watts:
是的,它是一个开关电源,因为核心的电源必须设计为一伏特和75安培。如果使用线性电
源供应器来做这个,将会有1.8千瓦的总功率损失。所以这是不可行的。而且它会听起来
更差,因为会产生更多的射频干扰。如果使用开关电源供应器,当地的射频噪音实际上更
低。另一方面,线性电源供应器则会增加高频噪音。而且,工作室当然没有内建的射频滤
波器。整个电源供应器不是现成的,而是我专门为音频领域的问题开发的。它解决了这些
问题。
Roland Dietl:
Quartet和DAVE之间的连接是通过铜线还是光纤电缆?
Rob Watts:
连接方式与Hugo M Scaler一样,使用BNC电缆。但是我改进了与FPGA之间的隔离。现在有
三个隔离级别,而Hugo M Scaler只有一个隔离级别。这意味着Quartet对布线的敏感性更
低。再加上电源供应器的隔离,您不再需要担心BNC电缆的问题,而这在Hugo M Scaler上
不是这样的。