Chord 和弦 HUGO 外置解码器测评报告
Soomal 于 2015.10.30 23:54:22 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:09.70/291

Chord[和弦]Hugo是一款功能上比较传统的USB外置解码器,总体来说它的性能与核心技术都非常值得关注。性能方面,它身材小巧,使用内置锂电池供电,无论线路输出还是耳机输出都号称“以小搏大”,媲美更大身材的同类产品,耳放水准更受发烧友关注。核心技术方面,HUGO使用FPGA芯片和周边简单元件实现多比特调制DAC解码,没有传统的DAC集成电路芯片,也不是复古的R-2R DAC。这款产品行货售价12500元人民币,感谢网友提供送测样机。

  • 样机来源:网友送测
    样机类型:市售量产机
    是否商业关系:否
  • 核心硬件
  • Chord是一件来自于英国的发烧音频品牌,通过其他媒体关于Chord HUGO发布时的采访我们得知,HUGO这套方案在2012年成型,HUGO在2013年1月CES发布,这也是Chord的设计师使用自己设计的FPGA DAC后的首款产品。而HUGO TT,2Qute以及最近刚刚发布的Mojo都是基于这套方案。不使用集成电路DAC芯片,而通过FPGA来实现,在现有的音频产品中极为少见。当然,对于中国市场来说,HUGO做为一款相对偏便携和移动应用的产品的万元级售价已经不低。而Chord的解码器2Qute、HUGO的桌面版本HUGO TT,和旗舰产品也至少在1万元左右。倒是Mojo价格比较便宜。

    FPGA与DAC

  • FPGA为核心的DAC芯片显然是目前Chord品牌音频产品的最为核心技术,让我们来简单看看这套技术核心是如何工作和构成的。对于FPGA,熟悉Soomal的读者应该不会陌生,因为在中国也有一家以FPGA为核心技术的品牌,那就是乐之邦。我们一直认为,在解码器或声卡的核心控制方面,乐之邦的FPGA方案的品质一直处于领先水平,至今仍是如此。这套方案的品质仍然优于目前我们听过最好的XMOS,也优于一些CPLD,或者第三方FPGA的方案。而考虑到USB音频,乐之邦优势更大。

  • 那Chord的HUGO的FPGA做了怎样工作呢?从官方的架构图可以看到,Chord HUGO的FPGA的工作要比乐之邦的方案繁重的多。从拆解看到,这只不过是一颗Xilinx 公司的SPARTAN-6 LX系列FPGA芯片,它具有9K个可编辑单元,三星45nm工艺制造,关于更细致的参数,这里不做详细介绍。而这颗芯片也应用在E-MU 1212m和1616m的主卡主控芯片中,在乐之邦Monitor 02/03一代产品中使用的是Xilinx的SPARTAN3系列的FPGA芯片。

    WTA滤波升频: 如图所示,我们看到这颗Chord HUGO使用的FPGA的工作流程。USB、蓝牙或S/Pdif信号输入后,对于PCM信号经过WTA滤波器,做最大8倍采样率的升频,这个WTA滤波器单元是Chord HUGO FPGA的重要环节。它由FPGA中定义的的16个并行的DSP内核完成[208Mhz工作频率]。[而WTA的滤波升频分为两级? 还会做一次16倍的升频?这部分没看懂]

    在现有的常见的DAC芯片中,这也是重要的环节,这是因为从上世纪90年代后DAC芯片开始使用Delta-sigma[Δ-Σ]架构,虽然新型的DAC芯片目前都起了有自己注册商标的名字,但也是在Delta-sigma架构基础上扩展。Δ-Σ的关键是成整数倍提升工作频率,将高频部分的量化噪声移至更高频段,将抖动的影响成倍降低,并且为高精度量化提供方便。这也让Δ-Σ的DAC和ADC拥有明显更好的信噪比,高频表现非常出色。而WTA滤波做的就是Δ-Σ DAC芯片升频的工作。不过它的升频算法是否更好,我们不得而知。

    时钟控制与DPLL锁相环: 同时,FPGA要接管外来信号的时钟,它由内部的DPLL单元完成。这个单元同样要做升频后的处理,官方提供的数据锁相环精度为0.1Hz。对输入的I2S或S/PDIF信号时钟异步接管,是DPLL配合时钟控制单元完成的工作。而根据乐之邦以往的介绍,这是它们Monitor 系列FPGA做的主要工作。

    数字音量控制: 在经过了升频之后,有专门的数字音量控制,数字音量控制芯片内置于DAC的意义在于此。因为它发生在升频之后,量化重整之前,所以声音动态不会受到影响。而外置的数字音量控制芯片,同样需要更高的采样精度才能保证动态不受影响,至少理论上是如此的。

    耳机声场效果DSP: 对于耳机输出来说,FPGA中还开辟了两个DSP单元来做IIR的运算,提供了四种[包括关闭]不同耳机声道互串和相位算法来实现的模拟声场的效果。

    数字滤波器的LPF[Low pass filter,低通滤波]:在FPGA的最后是一个两阶的2048FS的低通滤波器,这也是Δ-Σ DAC中常见的单元。但这组单元在传统集成电路DAC芯片中可否达到这样精度的运算,不得而知。而滤波器的性能和工作状态,在传统DAC也是调整音色的可控制的地方。而传统DAC设计中,还会在输出模拟信号后用模拟元件再做一次低通滤波,保证高频量化噪声被过滤干净。

  • DAC输出调制: 在FPGA的框架图中最后一步是一个叫做4 Element Pulse Array Modulator,这是一个总结性的命名,它配合同样命名的外部元件实现了这颗FPGA整个DAC工作的电流输出。从外形来看,FPGA外部配合的元件为一套电阻和数字开关芯片。

  • I/V转换与放大: 从硬件拆解和官方说明图表来看,Chord HUGO的线路输出和三组耳机输出完全并联,没有差别。它们每个声道通过一颗2907A和两颗2222A三极管“暴力”放大输出。官方数据显示,它可以在600欧阻抗下输出35mW,32欧姆阻抗下输出600mW,8欧姆阻抗下输出720mW,放大元件工作于甲类模式。从HUGO工作流程可以得知,它的音量控制来自于数字部分,所以这组三极管分立元件只要不超载都可以工作在甲类状态。

  • USB与蓝牙输入

    在输入输出方面,Chord HUGO支持光纤同轴的S/Pdif输入,和两个不同的USB接口输入。其中一个USB接口,为了兼容通用音频设备,不支持异步USB Audio模式,使用的是常见的BB的PCM2706控制芯片。而另外一个官方称之为HD的接口,是支持高清音频、DSD DoP输入的,这套方案通过一颗ATMEL SAM3U1C MCU来完成,这颗芯片本身支持USB接口控制,另外有ARM内核和DSP单元。

  • 不过在图中大家也看到了五颜六色的各种指示灯,我们推测这部分的功能也许也是交给这颗ATMEL SAM3U1C来完成的。而背面,还有一颗蓝牙输入模块,模块支持Apt-X编码。

    电源部分

    Chord HUGO的拆解中可以看到左右两侧一个圆滚滚的设备,这是两颗18650标准的锂电池,从官方的采访中可以得知,HUGO一直工作在电池供电的状态,它的充电需要一颗外接的12V充电器完成,但在外接电源状态时HUGO仍然工作于电池供电的状态。而所谓的电源部分,更重要的是PCB的布线设计,数字受到模拟部分RF干扰等等问题,这些设计都隐藏在设计之中,从表面看不出来。

    小结:

    简单的说,以我们掌握的资料和目前的知识水平不可能详细的解读这颗FPGA成为DAC的奥秘。因为哪怕是一个FPGA的初学者,也应该清楚FPGA擅长去做ADC和DAC工作,这也是学习过程中的经典案例。做一个可以实现ADC和DAC工作的FPGA并不算难,而且实现的方法也不止多比特调制这一种。但真正可以做好,目前我们只见过Chord HUGO等产品使用的这一套方案。但通过Chord FPGA方案,我们可以理解为它是一颗通过编程配合FPGA芯片实现的Delta-Sigma架构的DAC芯片,其中的数字滤波器在各个环节的运算能力,运算级别也许相比传统DAC来说更高。而优秀的DAC和数字滤波器让它的模拟部分设计也变得简单。值得一提的是,最新发布的Mojo,使用了SPARTAN-7系列FPGA,更新的半导体制程也让这颗芯片变得更小。

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    不太理想。尤其是原本声音比较紧的。例如各种封闭式监听风格的。半开放式的问题不大。听过索尼Z7,漫步者H840都不错。但是铁三角M50x很不好。

    目前分析,低阻的,声音太紧的可能相对不适合。我觉得和它的调节和输出方式有关。它的音量控制是控制数字音量,低阻高敏的,数字部分大概只有-30dB输出就够了,中频动态会受影响。AKG的开放式表现很好。声音松的相对比紧的更能体现hugo优势。例如K702比K812更能体现优势。但不是说推812不能听。
    发表于2015.11.07 23:24:19
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    发表于2015.11.07 23:20:07
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    发表于2015.11.07 20:29:32
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    什么时候有mojo的测试
    今天去了上海的一个随身展
    mojo不打折啊。。。。
    发表于2015.11.07 20:16:19
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    发表于2015.11.07 18:27:21
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    114.229.025.***
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    发表于2015.11.06 22:10:21
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    060.012.***.***
    060.012.***.***
    呵呵,08mp听交响相比hugo就是个笑话,没有一点控制力。hugo确实牛。08mp数字输出到hugo和hugo的usb hd听起来没有太大差异
    发表于2015.11.06 18:38:26
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    121.248.051.***
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    发表于2015.11.06 15:55:58
    101
    085.025.236.***
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    发表于2015.11.06 09:52:34
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    我等还是撸下06mx算了
    发表于2015.11.05 20:39:12
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    只听过TT。
    这小东西如果是国产,也许半价都难吧?
    发表于2015.11.05 14:48:29
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    通过海贝音乐,手机可以接hugo的高清口吗
    发表于2015.11.05 14:10:54
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    高音是绅士宝丝膜顶配,低音也算是6.5寸高配,惠普将近2w的书架箱配置也不过如此,看起来性价比很高呀,不过高音用6640会不会更好些?这对音箱声音怎么样,好摆位吗,箱体工艺靠谱吗?现在想搞一对绅士宝7140+8731+8857的三分频箱子,马云家有没有靠谱的推荐??
    发表于2015.11.04 22:53:11
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    请教各位大大hugo驱动高敏低阻的耳塞是否理想?
    此帖使用iPhone提交
    发表于2015.11.03 12:33:02
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    113.067.129.***
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    发表于2015.11.03 12:23:05
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    061.178.243.***
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    发表于2015.11.03 10:40:21
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