Przetwornik cyfrowo-analogowy dCS Vivaldi Apex
Autor: Andrew Everard, Paul Miller , Hi-Fi News, czerwiec 2o22.
Oryginalny tekst recenzji znajduje się tutaj.
Pandemiczny lockdown pozwolił inżynierom dCS znaleźć czas na udoskonalenie ich sztandarowego produktu - ikonicznego już przetwornika Ring DAC. Testujemy go tutaj zainstalowanego na pokładzie flagowego komponentu, Vivaldi DAC.
Jest takie stare angielskie przysłowie mówiące, że bezczynnymi rękoma rządzi diabeł. Wiele osób z branży audio faktycznie przespało lata pandemii. Najmądrzejsi wykorzystali ten czas na przemyślenia i projektowanie nowych rozwiązań. Dotyczy to, między innymi, inżynierów z firmy Data Conversion Systems, którą znamy lepiej jako dCS.
Nie do końca zadowoleni z własnego przetwornika - choć to przecież słynny Ring DAC - opracowali nowe rozwiązanie: Ring DAC APEX. Implementują go teraz sukcesywnie do swoich komponentów. W tej chwili znajdziemy go w urządzeniach Vivaldi APEX DAC, Rossini APEX DAC i Rossini APEX Player. Możliwy jest również upgrade starszych urządzeń linii Vivaldi i Rossini.
Rekonfiguracja referencji
Wnętrze testowanego urządzenia oddaje przywiązanie do reguły ’jeżeli się nie zepsuło, po co naprawiać’. Koncepcja Ring DAC może mieć ponad 30 lat, ale produkowane przez dCS przetworniki były stale udoskonalane i nadal oferują brzmienie, które w pomieszczeniu odsłuchowym HFN wyznacza poziom referencyjny. Wersja APEX to - jak do tej pory - najbardziej znaczące udoskonalenie Ring DAC. Zmianie nie uległ jednak ani rdzeń procesora DSP ani macierz rezystorów stanowiąca serce przetwornika. Na nowo skonfigurowana jest jego płyta główna, którą wyposażono teraz w nowe elementy wyjściowe. Udoskonalono również regulację i filtrację zasilacza.
Na zewnątrz, obudowy nowych wersji urządzeń dCS - tak Vivaldi, jak i pozostałych modeli - nie różnią się od poprzedników. Nie zmienił się przedni panel z kilkoma przyciskami i pokrętłem służącym do zmiany głośności podczas bezpośredniego napędzania końcówek mocy. NIe ma tu nic, co mogłoby świadczyć o statusie APEX.
Ale pod tą elegancką prostotą kryje się bardzo złożone menu pozwalające na dokładne dopasowanie Vivaldi APEX do indywidualnych wymagań. Wystarczy przycisk menu i dwa przyciski ze strzałkami aby przejrzeć szeroki wachlarz dostępnych opcji - od wyboru mapowania [sposobu w jaki trafiające do przetwornika dane są prezentowane macierzy rezystorów] po kwestie synchronizacji. Można nawet ominąć układ buforowania danych, co może być konieczne dla synchronizacji z obrazem podczas współpracy ze źródłami wideo.
Użytkownik ma również wybór wielu opcji dotyczących wyjść z przetwornika. I nie chodzi tu tylko o prosty wybór RCA/XLR lub zmienny/stały poziom. Maksymalne napięcie wyjściowe może wynosić 0.2, 0.6, 2 lub 6V, co pozwala dopasować przetwornik do końcówki mocy. Można również odwrócić fazę lub zamienić kanały. Wygodny generator sygnału pozwala na sprawdzenie obu kanałów a pokrętło głośności może też służyć do regulacji ich równowagi.
Tylny panel urządzenia jest równie bogato wyposażony. Wachlarz wejść cyfrowych obejmuje jedno wejście optyczne, trzy koaksjalne, cztery AES/EBU [możliwe do skonfigurowania jako dwie pary] oraz jedno asynchroniczne wejście USB przyjmujące sygnał PCM do 24-bitów/384kHz oraz DSD do DSD128 w trybie DoP. Znajdują się tu również trzy wejścia i jedno wyjście sygnału zegara [BNC] służące do synchronizacji urządzenia z innymi komponentami linii Vivaldi - transportem, upsamplerem i zewnętrznym zegarem.
Zmianie nie uległy również sposoby sterowania przetwornikiem Vivaldi DAC: ciężki i solidny pilot [wyposażony w pokrętło regulacji głośności] oraz przemyślana i elastyczna aplikacji Mosaic [dostępna na systemy iOS i Android], która pozwala skorzystać z serwisów streamingowych i współpracuje z programem Roon. Mosaic daje również dostęp do wszystkich ustawień menu Vivaldi APEX DAC. Oznacza to, że w ogóle nie trzeba się ruszać z fotela!
Bardziej … ludzki
Brzmienie oryginalnego przetwornika Vivaldi DAC nie jest mi obce. Od kilku lat stanowi on część naszego redakcyjnego systemu odsłuchowego. Połączony z serwerem Melco, jako źródłem plików, pomagał w ocenie testowanych przedwzmacniaczy, wzmacniaczy zintegrowanych, końcówek mocy oraz olbrzymiej liczby kolumn [z których niektóre również były olbrzymie!]. Mam więc świadomość do czego Vivaldi DAC jest zdolny a czego nie potrafi …
Szczerze mówiąc, zawsze uważałem, że to świetny sprzęt. Zwłaszcza do analiz podczas sesji testowych - to korzyść wynikająca z profesjonalnych korzeni dCS. Jednak, według moich uszu, w jego brzmieniu było ciut za dużo precyzji. W świecie hi-fi, nie jest to - oczywiście - wada. Minimalnie brakowało mi też czasem energii, która wywołuje wybijanie rytmu stopą. Trzeba docenić wszystkie dobre rzeczy, które charakteryzują brzmienie Vivaldi DAC w kwestiach rozdzielczości, detali, etc. Ale zdarzało się, że całość była zbyt, cóż, akademicka.
Być może te odczucia są reakcją na możliwości wersji APEX. Pochodziłem do tego testu spodziewając się więcej tego samego. Ale już po krótkim odsłuchu zdałem sobie sprawę, że słyszę techniczną doskonałość starego przetwornika Vivaldi ale z nowymi pokładami muzycznej przyjemności. Po prostu: Vivaldi APEX brzmi bardziej naturalnie, bardziej organicznie, bardziej … ludzko.
Jak zwykle, użytkownik ma do wyboru kilka filtrów cyfrowych [więcej w sekcji z wynikami pomiarów], które umożliwiają wprowadzanie subtelnych zmian brzmienia. Zadziwia, że niezależnie od wybranego filtra, nowy przetwornik zapewnia bardziej wciągający dźwięk - dla wszystkich formatów cyfrowych plików i każdego gatunku muzyki.
Dlatego nawet nagranie McCoy Tynera i Freddie Hubbarda z klubu Fabrik w Hamburgu zrealizowane w 1986 [Jazzline D7710] zabrzmiało bardzo realistycznie, coś w najmniejszym stopniu nie jest audiofilskie. Ba, nawet nie ma takich ambicji. Jest to raczej dokument. Ale zabrzmiał z głębokim ciepłem i wspaniałą dynamiką. Zarówno w solówkach trąbki i fortepianu, jak i w brzmieniu pozostałych muzyków. Również barwy były zaskakująco nasycone. Wysłuchałem całego nagrania, żałując, że skończyło się tak szybko.
Randka z damą
Przejdźmy do innej muzyki. Nagrywając płytę z Wariacjami Diabellego Beethovena [Decca 4852731; 24/192], Mitsuko Uchida z zadziwiającą wirtuozerią pokazała subtelność tych wymagających miniatur, łącząc je przy tym w jedną spójną całość. Płyta ta pozwoliła pokazać pełnię możliwości Vivaldi APEX DAC. Oczywiście, wszystkie techniczne kwestie były bez zarzutu: pozycję fortepianu na scenie, akustykę sali w Snape Maltings, etc. Ale najważniejszy był sposób, w jaki Vivaldi pokazał lekkość gry Pani Mitsuko, choć te 33 wariacje nazywane są czasem ’Everestem fortepianu’.
Rzeczy stały się cięższe z funkowym Fingerprint File z albumu ’It’s Only Rock’N’Roll’ Rolling Stonesów [Rolling Stones Records UIGY-9069; DSD64]. Nowy Vivaldi DAC dokładnie zróżnicował tu zapętlone brzmienia instrumentów w tle oraz wokal Jaggera, bas Wymana i ostrą perkusję Wattsa. Ale przede wszystkim, utwór ten zyskał teraz świetną kontrolę rytmu oraz wyrazistość najdrobniejszych detali, co słychać - na przykład - w linii klawiszy.
Wytyczając nowe szlaki
W materiałach prasowych, dCS podkreśla przewagę wersji APEX swojego przetwornika podczas odtwarzania muzyki granej przez duże składy. Rzeczywiście, Vivaldi APEX DAC świetnie radzi sobie z najbardziej nawet złożonymi pasażami z ’’, na nagraniu londyńskich symfoników z samym kompozytorem dokonanym w 1963 [Decca417509-2]. Świetnie brzmi również marsz Johna Williamsa z filmu ’1941’ Stevena Spielberga w wykonaniu Dallas Winds pod Jerry Junkinem [At The Movies, Reference Recordings RR-142; DSD64].
Testowany przetwornik, na obu tych płytach, pokazał najdrobniejsze detale z jednoczesnym zachowaniem charakteru poszczególnych instrumentów. Tak samo widoczny był zdyscyplinowany rytm, jak i gładkie smyczki LSO, która pod batutą Brittena brzmiała wybitnie. Czego można się było spodziewać, mimo że to nagranie z Kingsway Hall ma już prawie sześćdziesiąt lat. W utworze Williamsa, usłyszałem też wyraźnie jak rozwija się brzmienie zespołu z Dallas. Od prostej melodii na instrument drewniany po potężną burzę blaszanych dęciaków i bębnów w zakończeniu.
Vivaldi APEX DAC świetnie zróżnicował swingujące rytmy kolejnych części utworu Brittena przeznaczonych dla osobnych sekcji orkiestry. Od delikatnego szemrania instrumentów dętych, poprzez mocne uderzenia perkusji po potężne i głębokie kotły. Odsłuch kompozycji Williamsa zamienił się w radosne wyścigi rodzaju ’może trochę pogłośnimy?’ Wielka przyjemność i czyste szaleństwo! Najważniejsze, że to poczucie obejmuje również i gorzej zrealizowane nagrania. Nigdy nie miałem wrażenia, że wyrafinowana elektronika dCS kręci nosem na widok wybranych przeze mnie płyt. Utwór London Calling zespołu The Clash otwierający ich kompilację ’Hits Back’ [Epic 88725442362] zabrzmiał mocno, szeroko, surowo, prawie jak hymn. Nawet trzydziestoletnie nagrania zebrane na albumie The KLF ’America: What Time is Love?’ [KLF Communications KLF USA 4CD] zostały przez Vivaldi APEX DAC pokazane z olbrzymią gęstością i pełnym bogactwem detali, przy jednoczesnym zachowaniu pełnej energii szorstkiego brzmienia.
Nowe życie
Tak, to brzmienie jest doskonalsze. Tym, którzy są zadowoleni ze swoich komponentów Vivaldi, technologia Ring DAC APEX da więcej tego, co lubią. Ale najważniejsze jest to, że obok poprawy wszelkich technicznych parametrów konwersji cyfrowo-analogowej, dCS tchnął prawdziwe życie w produkt uważany wcześnie za bardzo złożony pod względem technicznym. Dodatek czystej przyjemności słuchania zdaje się przewyższać wszystkie inne korzyści.
Werdykt Hi-Fi News
Niezależnie od Waszego zdania na temat wcześniejszych wersji przetwornika dCS Ring DAC, jego nowa inkarnacja APEX pozwala odkryć nową jakość w słuchaniu muzyki. Nowy przetwornik Vivaldi to nie tylko przykład doskonałego komponentu high-indowego, ale i absolutna przyjemność słuchania. Nazwanie tego udoskonalenia APEX, czyli ’szczyt’, może się wydawać zbyt ambitne i nie zostawia inżynierom miejsca na kolejny krok. Ale faktycznie, Vivaldi APEX DAC to obecnie szczyt jakości brzmienia.
Jakość dźwięku: 90%
Podpisy pod zdjęciami
- Serce przetwornika Ring DAC stanowi 96 źródeł prądowych [dwie macierze po 48], które widać tu z dwoma dostarczającymi do nich sygnał układami programowalnych bramek FPGA. Zbalansowany analogowy stopień wyjściowy posiada indywidualny, regulowany zasilacz.
- Przednia ścianka obudowy Vivaldi jest wykonana z jednego ciężkiego bloku aluminium. Przetwornik można sterować za pomocą pokrętła i kilku przycisków, ale wygodniejsze są działający w podczerwieni pilot oraz aplikacja Mosaic.
- Nowa płyta APEX z procesorem Xilinx DSP [dół], matrycą 48 rezystorowych źródeł prądowych [środek] na kanał oraz analogowymi stopniami wyjściowymi [góra, w oddali].
- Oprócz czterech wejść S/PDIF [jedno optyczne i trzy koaksjalne] dostępne są również cztery wejścia AES/EBU [albo dwie pary], jedno wejście asynchroniczne USB [do 24-bitów/384kHz i DSD128 DoP], trzy wejścia i jedno wyjście sygnału zegara [BNC] i wyjścia RCA oraz XLR [poziom stały lub regulowany].
- Uniwersalny pilot dCS pozwala na regulację głośności i wybór wejścia, filtra oraz zmianę fazy absolutnej.
Teksty z ramek
- Ring DAC ’APEX’ Zaprezentowany przez dCS w roku 1991 przetwornik cyfrowo-analogowy Ring DAC był stale udoskonalany i jest dziś doskonale przemyślaną konstrukcją, która łączy czystą monotoniczną konwersję prawdziwych przetworników jednobitowych z działaniem wielobitowych konwerterów typu PWM. Aktualnie, Ring DAC korzysta z firmowych układów DSP z niezmienionym zestawem sześciu filtrów cyfrowych [zainstalowanych na procesorze Xilinx Spartan 6]. Otrzymane dane PCM są zamieniane [a sygnał DSD konwertowany] do słów o średniej długości 4,6 bita a te 24 [lub 2 do potęgi 4,6] możliwe wartości są potem losowo kierowane do 48 ’identycznych’ źródeł prądowych z których składa się właściwy układ konwersji Ring DAC. Macierze owych źródeł prądowych [rezystorów] są widoczne na zdjęciach razem z procesorami Xilinx oraz w pełni zbalansowanymi analogowymi stopniami wyjściowymi.
W praktyce, działanie konwertera Ring DAC różni się od tradycyjnych bitstreamowych przetworników PWM/hybrydowych, które wykorzystują bity do kontrolowania długości czasu, kiedy to pojedyncze źródło prądowe ma być otwarte lub zamknięte. Niestety, żeby Ring DAC mógł działać jak 1-bitowy DAC DSD, każde z jego 48 źródeł prądowych musiałoby być dokładnie takie samo. Jednak nie umożliwia tego nawet wykorzystanie wycinanych laserowo rezystorów. Firma dCS opracowała sposób randomizacji kierowania kierowania bitów do źródeł prądowych. Pozwala to zamienić stałe błędy rezystorów, które w innym przypadku generowałyby zniekształcenia harmoniczne, w niesłyszalny wzrost poziomu szumu.
Choć zmiany wprowadzone w wersji APEX dotyczą sfery ’analogowej’, wpływają one na efekt działania cyfrowej części przetwornika. Nie dotyczy to jedynie parowanych pod względem termicznym tranzystorów obecnych w sekcji wyjściowej - one wpływają na szum i zniekształcenia stricte analogowe. Podczas prac nad wersją APEX, zwrócono szczególną uwagę na elementy doprowadzające sygnał do rezystorów matrycy, poprawę dokładności synchronizacji przetwornika i zmniejszenie impedancji referencyjnego zasilacza, co pozwoliło uzyskać realne i mierzalne obniżenie poziomu szumu fazowego. Nieskorelowany szum starego przetwornika Vivaldi [kolor czerwony na wykresie], w wersji APEX jest niższy [kolor czarny]. Choć różnice te są minimalne [i występują w zakresie pasma najwyżej częstotliwości], świadczą o ogólnej poprawie jakości. - Chris Hales ’Ring DAC jest częścią naszego DNA od początku lat dziewięćdziesiątych’ mówi szef działu rozwojowego dCS, Chris Hales. Choć technologia ta jest stale doskonalona od 30 lat, po raz pierwszy dCS aktywnie promuję zmianę bez stosowania zwrotu ’mk2’. ’Dziesięć lat temu poprawiono rozdzielczość przetwornika Ring DAC stosowanego w Vivaldi zwiększając ilość źródeł prądowych [rezystorów] z 44 do 48 na kanał. W tym samym czasie przeniesiono funkcję mapowania z pamięci ROM do układu bramek FPGA, co znacznie ułatwiło instalację nowych wersji oprogramowania.’
Mapowanie jest procesem przypisywania bitów do poszczególnych źródeł prądowych w celu optymalizacji zniekształceń THD oraz obniżenia poziomu szumów i poprawy liniowoście działania przetwornika. ’Nie jest to działanie całkowicie przypadkowe’ potwierdza Chris, ’musimy więc zaoferować użytkownikom możliwość wyboru najlepszego - z punktu widzenia ich wymagań - sposobu mapowania. Algorytm nr 2 jest identyczny z tym, który znamy z pierwszej wersji Vivaldi. Algorytmy 1 i 3 są inne, działają w oparciu o podwojoną częstotliwość [6MHz]’.
Projekt APEX zrodził się w trakcie lockdownu podczas pandemii. Zamknięty w domu Chris wpadł wtedy na pomysł odświeżenia i unowocześnienia projektu Ring DAC. Zmiany objęły poprawę regulacji zasilania, zwiększenie liniowości pracy stopni wyjściowych i udoskonalenie synchronizacji sygnałów wysyłanych do źródeł prądowych. ’Udoskonalenia wersji APEX będą również dostępne posiadaczom starszych urządzeń dCS’ mówi Chris. - Pomiary laboratoryjne Porównanie z pełnym zestawem Vivaldi [test HFN 02’13] oraz Vivaldi One [test HFN 02’18] pokazują niewielkie ale stałe udoskonalenia przetwornika Ring DAC i obecnej na jego pokładzie technologii analogowej. Bufor wyjściowy nadal charakteryzuje zadziwiająco niska impedancja 480 mΩ i oferuje maksymalne napięcie 5,88V, co jest idealne do bezpośredniego napędzania końcówek mocy. Stosunek sygnału do szumu [wg krzywej A] jest teraz nieznacznie wyższy i osiąga poziom 117,1dB a rozdzielczość drobnych detali to +/-0,3dB dla -120dB. Zniekształcenia są niskie jak zawsze: w zakresie basu/średnicy to <0,00009% w górnych 20dB zakresu dynamiki i nawet nieznacznie niższe dla 20kHz, gdzie THD osiąga 0,0001 - 0,0003% w górnych 30dB [wykres 1 z rozszerzoną do 140dB skalą dynamiki]. Skorelowany jitter wydaje się być większy sięgając 120ps [24-bity/48kHz], ale wynika to z faktu, że pasma wtórne +/-5Hz, +/-7Hz oraz +/-9Hz są teraz odkryte dzięki eliminacji jittera losowego i szumu fazowego.
Separacja kanałów sięga powyżej 120dB [20Hz - 20kHz] a odpowiedź częstotliwościowa zależy od wybranego filtra. Dla plików jakości CD jest całkowicie płaska [+/- 0,05dB w zakresie 20Hz-20kHz], ale ze zmianami w zakresie pasma zaporowego [odpowiednio 108dB, 57dB, 17dB i 7,3dB dla filtrów 1-4]. Filtr 5 to filtr minimalnofazowy ze znaczącym dzwonieniem po impulsie a filtr 6 to filtr liniowofazowy z dzwonieniem o niskiej amplitudzie, ale trwającym nieco dłużej przed i po impulsie. Filtry 1-4 to filtry liniowofazowe dla wszystkich częstotliwości próbkowania i oferują odpowiedzi do -22dB/45kHz, -0.7dB/45kHz, -29dB/39kHz i -10.6dB/45kHz dla plików z częstością próbkowania 96kHz oraz -13dB/90kHz, -7.3dB/90kHz, -23dB/77kHz oraz -17.9dB/90kHz dla plików 192kHz.