Grimm Audio MU1 - streamer

John Atkinson, Stereophile, luty 2021. Oryginalny tekst recenzji znajduje się tutaj.

W 1979 roku pojechałem do Holandii by odwiedzić słynne centrum badawcze firmy Philips Electronics w Eindhoven, gdzie miałem szanse posłuchać prototypu odtwarzacza płyt kompaktowych. W 1989 wróciłem do Eindhoven by być świadkiem narodzin pierwszego przetwornika cyfrowo-analogowego sigma-delta, który eliminował problem dużych błędów konwersji powstających w przetwornikach opartych o drabinki rezystorów podczas obróbki sygnałów o niskim poziomie głośności.

Być może to właśnie stuletnia obecność laboratoriów Philipsa w Holandii sprawiła, że jest to kraj, w którym do dziś powstaje tak wiele nowych naukowych rozwiązań dotyczących odtwarzania muzyki.   Kees Schouhamer Immink, odpowiedzialny za stworzenie optycznego układu do odczytu płyt CD, jest Holendrem. Bruno Putzeys, światowej sławy autorytet w zakresie wzmacniaczy klasy D, jest Holendrem. Tak samo, jak Martin Mensink, którego kolumny Dutch & Dutch 8C wyznaczają nowe standardy w zakresie kontrolowanej dyspersji dźwięku. Holenderski inżynier Peter van Willenswaard przez wiele lat był jednym z europejskich korespondentów magazynu Stereophile. Wiedziałem też czym zajmuje się Eelco Grimm odkąd spotkałem go po raz pierwszy na konwencji Audio Engineering Society na początku lat dwutysięcznych.

Po wczesnej karierze związanej z recenzowaniem sprzętu audio w branżowych pismach, Eelco założył w 2004 - wraz z Guido Tentem, Bruno Putzeysem i Peterem van Willenswaardem - firmę Grimm Audio. Cały czas pracuje jednak na Uniwersytecie HKU w Utrechcie i jest aktywnym członkiem komisji EBU oraz AES zajmujących się kwestiami zastosowania korekcji loudness w streamingu i transmisji telewizyjnej. Zaczynając od konwertera analogowo-cyfrowego AD1 [sygnał DSD64 na wyjściu], produkty firmy - konwertery sygnału audio, zasilacze mikrofonowe, aplikacje loudness - skierowane były na rynek profesjonalny. W 2010 na rynku pojawiły się kolumny aktywne LS1, wraz z którymi uwaga Grimm Audio została skierowana na rynek high-end. Swój ostatni produkt - streamer MU1 -  firma nazywa ’najlepszym możliwym źródłem cyfrowym’.

Niezbyt rzucająca się w oczy obudowa MU1 jest wykończona w matowej czerni. Na przednim panelu mieści się prostokątny, kolorowy wyświetlacz. Po jego lewej stronie umieszczono białą diodę LED, która sygnalizuje włączenie urządzenia. Na tylnej ściance znalazło się miejsce dla dwóch wyjść AES/EBU [sprzęganych za pomocą transformatorów], firmowego wyjścia cyfrowego do kolumn Grimm LS1 [opartego o gniazdo RJ45], cyfrowe wejścia AES/EBU oraz optyczny i koaksjalny S/PDIF, gigabitowy port Ethernetowy, dwa gniazda USB 3.0, wejście BNC dla anteny tunera FM [nadal czeka na implementację], gniazdo odbiornika podczerwieni [jack 3,5mm] a także gniazdo przewodu zasilania IEC, nad którym umieszczono włącznik.

Cała elegancja MU1 kryje się wewnątrz obudowy. Sercem MU1 jest dwurdzeniowy procesor Intel i3 2,4Ghz wspierany przez dysk SSD i 4GB dynamicznej pamięci RAM i pracujący w oparciu o system operacyjnym bazujący na Linuksie. Prąd do układu dostarcza niskoszumowy zasilacz impulsowy. Streamer MU1 działa jako Roon Core i jest w pełni zintegrowany z aplikacją Roon Server. Na swojej stronie internetowej, Grimm Audio pisze: ’Nawiązaliśmy partnerstwo z Roon Labs, która to firma - według nas - przewodzi na rynku w kwestii jak najbogatszego przeżywania odsłuchów muzyki’. W mailu,  Eelco napisał też do mnie, że ’kiedy po raz pierwszy spotkaliśmy ludzi z Roon Labs w 2016 na targach High End w Monachium, od razu zdaliśmy sobie sprawę, że kwestie zarządzania metadanymi mają opracowaną w najdrobniejszych detalach. Pod koniec 2016 zaczęliśmy pracę nad MU1’.

Dane audio mogą opuszczać MU1 portem USB i gniazdem sieciowym - jeżeli podłączony do nich DAC jest zgodny z programem Roon i są one oznaczone jako Audio Zone w aplikacji serwera Roon. Jednak wyjścia te omijają ważną część MU1: macierz programowalnych bramek Xilinx FPGA, która potrafi poddać dane 44.1kHz. i 48kHz upsamplingowi do 88.2/96kHz [2Fs] lub do 176.4/192kHz [4Fs], w obu przypadkach osiągając rozdzielczość 24 bity. Funkcja upsamplingu jest aktywna jedynie na wyjściach AES/EBU oraz LS1. Jeżeli w ustawieniach Audio programu Roon określisz odtwarzanie DSD jako natywne [’Native’], sygnał DSD64, DSD128 i DSD256 jest poddawany downsapmplingowi do PCM 24/176.4kHz zanim trafi do wyjść AES/EBU. Sygnał DXD [czyli PCM o częstości próbkowania wyższej niż 192kHz] również przechodzi downsampling. Funkcja upsamplingu MU1 działa też tak, że po ustawieniu w menu wartości ’4x’ do odtwarzania płyt CD i plików 44.1kHz, zmiana plików na 88.2kHz lub 96kHz powoduje automatyczną zmianę ustawienia upsamplingu na 2x, aby nie przekroczyć możliwości przepustowych formatu AES/EBU, który nie pozwala na przesył danych o częstości próbkowania wyższej niż 4Fs.

Upsampling i downsampling zachodzą z użyciem filtra decymacyjnego, który Grimm określa mianem ’czystego Nyquista’. Częstotliwości wyższe niż połowa najniższej częstości próbkowania - ’częstotliwości Nyquista’ - docierające do MU1 w przypadku upsamplingu lub opuszczające urządzenie w przypadku downsamplingu, są usuwane za pomocą cyfrowego filtra dolnoprzepustowego. Jego jakość ma kluczowe znaczenie dla reprodukcji cyfrowego audio. W ostatnich recenzjach przetworników cyfrowo-analogowych pisze się dużo na temat różnic [i ewentualnych przewag] filtrów z szybkim wygaszaniem nad filtrami z wolnym wygaszaniem, lub odwrotnie. Niezależnie od rodzaju wybranego filtra, aby uniknąć utraty części słyszalnych częstotliwości pasma akustycznego, precyzja obliczeń musi być jak najwyższa.

Według Eelco Grimma ’filtrowanie w bramkach FPGA zachodzi na jednym etapie. Bez kompromisów w zakresie długości filtra, współczynników jego wydajności, etc. Technologia ta pozwala zredukować ilość błędów powstających w przetwornikach cyfrowo-analogowych poprzez odciążenie ich od pierwszego, najbardziej pracochłonnego etapu obliczeń wymaganych do oversamplingu - przejmuje je bowiem ekstremalnie precyzyjny układ MU1.’

Przy okazji nawiązaliśmy do mojego testu upscalera Chord Hugo M. Dyskusja dotyczyła kwestii: działania filtrów rekonstrukcyjnych przetwornika cyfrowo-analogowego, do którego trafiają dane poddane już upsamplingowi. Ponieważ jednak częstotliwość graniczna filtru dolnoprzepustowego przetwornika leży jedną lub dwie oktawy wyżej od częstotliwości granicznej upsamplera, jest ona efektywnie eliminowana z obróbki. Jedyna możliwa konfiguracja, w której dwa filtry rekonstrucyjne mogą znaleźć się w torze sygnału jeden za drugim, występuje kiedy MU1 wysyła dane 4Fs [176.4 lub 192kHz] do przetwornika cyfrowo-analogowego przez łącze AES/EBU. Eelco tłumaczy, że ’transfer 4Fs jest całkowicie transparentny jeśli w grę nie wchodzi zmiana głośności. Nie zmieniamy niczego, jeśli nie ma takiej potrzeby. Jeżeli słyszysz zmianę brzmienia źródła 4Fs, nie jest ona spowodowana filtracją w bramkach FPGA.’

Filtrowane dane PCM, które trafiają do wyjść AES/EBU i LS1 streamera Grimm MU1 są przetaktowane z bardzo niskim jitterem, co poprawia warunki pracy  i dokładność timingu przetworników, do których trafiają te dane.

W danych technicznych MU1 napisano, że wspiera on wszystkie formaty i częstości próbkowania. Zapytałem Eelco jak MU1 radzi sobie z MQA, skoro instrukcja zaleca dla MU1 wybór pozycji ’No MQA Support’ [brak wsparcia MQA] w ustawieniach Roon. Odpowiedział tak: ’Jeżeli Roon będzie wiedzieć, że MU1 nie wspiera MQA, przeprowadzi pierwszy etap odpakowania sygnału. Jeżeli wie, że MU1 wspiera MQA - prześle do niego niezmieniony pakiet danych. Jeżeli funkcje upsamplingu i kontroli głośności MU1 są wyłączone, sygnał ten trafi niezmieniony do wyjść AES. Jeżeli w systemie jest DAC potrafiący rozpoznać MQA w strumieniu AES, będzie w stanie przeprowadzić całe odpakowanie i filtrowanie MQA. Wadą jest utrata możliwości zmiany głośności i upsamplingu plików innych niż MQA.’