Benchmark DAC3 HGC

Είναι μάλλον απίθανο να μην έχετε δει, έστω φευγαλέα, έναν DAC2 HGC και αν αυτό έχει συμβεί, τότε ο DAC3 δεν σας είναι καθόλου άγνωστος. Χρησιμοποιεί το γνωστό “στενό” σασί με ύψος 1U και διαθέτει έναν μεγάλο αριθμό διακοπτών και ενδεικτικών LED στην πρόσοψη. Ο χρήστης έχει στη διάθεσή του σειριακό επιλογέα εισόδων, διακόπτη ελέγχου της φάσης, διακόπτη μείωσης της στάθμης κατά 20dB και ολικής φίμωσης (DIM/Mute) ενώ μπορεί, επίσης να ενεργοποιήσει και τον ρυθμό λειτουργίας HT (Home Theater), ο οποίος εκτός της κλασικής λειτουργίας (την χρήση δηλαδή του DAC3 σε ένα σύστημα το οποίο περιλαμβάνει και επεξεργαστή surround αλλά χρησιμοποιείται και ως δικαναλικό), προσφέρει δύο ακόμη ενδιαφέρουσες δυνατότητες, την παράκαμψη των ρυθμιστικών στάθμης της συσκευής (για την περίπτωση που αυτή η διαδικασία γίνεται αλλού) και την λειτουργία σε “calibrated mode”, με αναλογικό κέρδος 0dB και μέγιστη στάθμη εξόδου η οποία είναι καθορισμένη. Αυτή η τελευταία δυνατότητα έχει μεγαλύτερη σημασία στην περίπτωση κατά την οποία ο DAC3 ενσωματώνεται σε ένα σύστημα επαγγελματικών προδιαγραφών (για monitoring για παράδειγμα). Ο DAC3, σε αντίθεση με τον DAC2, διευκολύνει, τον χρήστη επιτρέποντάς του να προγραμματίσει την ενεργοποίηση του HT για κάθε είσοδο ξεχωριστά.

Η επιλεγμένη είσοδος, το sample rate και μια σειρά από άλλες πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση λειτουργίας της συσκευής απεικονίζεται με την βοήθεια 14 συνολικά LED. Ο χρήστης θα πρέπει να ανατρέξει στο (πολύ αναλυτικό) εγχειρίδιο για να τις αντιληφθεί όλες, καθώς κάποιες δεν είναι καθόλου προφανείς (για παράδειγμα, υπάρχει η δυνατότητα απεικόνισης του είδους του σφάλματος που εμφανίζεται στην είσοδο ή της έκδοσης του firmware που είναι εγκατεστημένο στη συσκευή). Η πρόσοψη συμπληρώνεται από τις δύο εξόδους για την σύνδεση ακουστικών (TRS 1/4 της ίντσας). Η συμπεριφορά της συσκευής είναι διαφορετική ανάλογα με το ποιά από τις εξόδους θα επιλέξει ο χρήστης. Η χρήση της αριστερής εξόδου φιμώνει τις εξόδους γραμμής ενώ η χρήση της δεξιάς, όχι. Και οι δύο έξοδοι τροφοδοτούνται από τον ίδιο ενισχυτή και η ρύθμιση της στάθμης είναι κοινή και για τις δύο

Εκτός των ακουστικών, οι δυνατότητες σύνδεσης που προσφέρει ο DAC3 περιλαμβάνουν δύο αναλογικές, single ended εισόδους, τέσσερις συμβατικές ψηφιακές (δύο ομοαξονικές και δύο οπτικές) καθώς επίσης και θύρα USB. Μέσω των ομοαξονικών εισόδων και της θύρας USB η συσκευή μπορεί να διαχειριστεί σήματα PCM 24-bit/192kHz, ενώ μέσω των οπτικών εισόδων, σήματα 24-bit/96kHz. Υπάρχει, επίσης, δυνατότητα streaming DSD 1x (DSD64) μέσω DoP. Ο DAC3 μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως μετατροπέας USB-S/PDIF καθώς χρησιμοποιώντας βραχυκυκλωτήρες στο εσωτερικό της συσκευής ο χρήστης μπορεί να μετατρέψει μια από τις δύο ομοαξονικές εισόδους σε έξοδο. Στην περίπτωση αυτή η συσκευή δρομολογεί το σήμα της επιλεγμένης ψηφιακής εισόδου και στην έξοδο αυτή (digital pass-through).

Σε ό,τι αφορά τις αναλογικές εξόδους, ο χρήστης έχει στην διάθεσή του δύο ομάδες single ended (RCA) και μία balanced (XLR). Στην περίπτωση που επιλεγεί η balanced έξοδος, υπάρχει η πρόσθετη δυνατότητα ρύθμισης της ευαισθησίας, με την βοήθεια ενός παθητικού δικτυώματος εξασθένησης το οποίο ελέγχεται από βραχυκυκλωτήρες. Υπάρχουν τρεις επιλογές (0, -10dB και -20dB) και η σωστή ρύθμιση θα επιτρέψει ακροάσεις με την θέση του ρυθμιστικού γύρω και λίγο πάνω από την μέση, διάστημα το οποίο είναι και το ιδανικό, όπως αναφέρει η εταιρία. Προαιρετικώς, ο DAC3 μπορεί να συνοδεύεται και από τηλεχειριστήριο το οποίο επιτρέπει την ρύθμιση της στάθμης, τον έλεγχο του mute και την επιλογή των εισόδων

Όπως ήδη έχει αναφερθεί, η δομή και το κύκλωμα του DAC3 HGC δεν έχουν υποστεί μεγάλες αλλαγές σε σχέση με αυτό του DAC2 HGC. Το ψηφιακό front-end βασίζεται σε μία λύση της XMOS για την διαχείριση των σημάτων από την θύρα USB και μπορεί να λειτουργήσει, κατ΄επιλογήν είτε σε ρυθμό Audio 2.0 είτε σε ρυθμό 1.1 (για streams μέχρι 24/96) και σε ένα ολοκληρωμένο της Texas Instrument (SRC4392) το οποίο παίζει τον διπλό ρόλο του interface για τις συμβατικές ψηφιακές εισόδους και του ασύγχρονου SRC. Ο DAC3 χρησιμοποιεί το UltraLock3 της Benchmark, μια τεχνολογία χρονισμού με σημαντικές δυνατότητες καταστολής του εισερχόμενου jitter. Η τρίτη έκδοση είναι, κατά την Benchmark, παρόμοια σε λειτουργία με την δεύτερη (η οποία χρησιμοποιείται στον DAC2), αλλά σε συνεργασία με το ταχύτερο PLL του μετατροπέα της ESS (D-PLL) επιτρέπει πολύ ταχύτερο κλείδωμα στο stream. Το ασύγχρονο SRC χρησιμοποιείται για να πραγματοποιήσει upsampling όλων των σημάτων στα 211kHz, μια στρατηγική την οποία η εταιρία χρησιμοποιεί και στον DAC2 και έχει σαν στόχο την βελτίωση της απόδοσης των ψηφιακών φίλτρων (τα οποία, όπως αναφέρεται, έχουν μικρότερη κυμάτωση στη ζώνη διέλευσης). Με βάση τα όσα περιγράφει η Benchmark η συμπεριφορά του ES9028PRO στο θέμα αυτό βελτιώνεται χάρις στην τεχνική της.

Η ψηφιακή επεξεργασία τρέχει σε ένα FPGA της Xilinx (της σειράς Spartan-6). Όπως και στην περίπτωση του DAC2 έτσι και εδώ, οι αλγόριθμοι είναι σχεδιασμένοι με τρόπο που επιτρέπει τον χειρισμό σημάτων με στάθμη +3.5dBFS ώστε αποφεύγεται το ψηφιακό clipping, το οποίο μπορεί να προκύψει κατά το interpolation, δηλαδή κατά τον υπολογισμό ενδιάμεσων δειγμάτων, όταν πραγματοποιείται upsampling. Σύμφωνα με την Benchmark είναι δυνατόν να προκύψουν τιμές μεγαλύτερες ακόμη και κατά 3dB, ανάλογα με την εξέλιξη του σήματος και τον τρόπο με τον οποίο αυτό έχει ψηφιοποιηθεί αρχικά. Αν και δεν φαίνεται να έχει γίνει πολλή ακαδημαϊκή δουλειά γύρω από το θέμα αυτό, υπάρχει μια σχετική δημοσίευση (Overload in Signal Conversion, Soeren Nielsen/Thomas Lund, AES 23rd International Conference, 2003) με στοιχεία που δείχνουν ότι το πρόβλημα είναι υπαρκτό, επομένως -επί της αρχής τουλάχιστον- η ιδέα της Benchmark έχει θεωρητική βάση.
Αυτό που χαρακτηρίζει, φυσικά, τον DAC3 είναι το ολοκληρωμένο μετατροπής d/a που χρησιμοποιεί. Το ESS9028PRO είναι η εξέλιξη του ESS9018S και είναι ένας οκτακάναλος μετατροπέας με σημαντικές βελτιώσεις, η σημαντικότερη των οποίων φαίνεται να είναι η δυνατότητα αντιστάθμισης των παραμορφώσεων που εμφανίζονται στην αναλογική “πλευρά” του. Η Benchmark αναφέρει ότι πραγματοποιεί αντιστάθμιση της δεύτερης και της τρίτης αρμονικής με θετικά αποτελέσματα στις τελικές επιδόσεις της συσκευής. Η αρχιτεκτονική του κυκλώματος που χρησιμοποιεί ο DAC3 περιλαμβάνει παραλληλισμό/άθροιση τεσσάρων καναλιών του 9028PRO ανά κανάλι (επιλογή που βελτιώνει τον λόγο σήματος προς θόρυβο κατά 6dB, θεωρητικά) και εξωτερικό κύκλωμα μετατροπής του ρεύματος σε τάση. Το αναλογικό στάδιο βασίζεται σε τελεστικούς ενισχυτές LME49860 και σε ιδιαίτερα προσεγμένη τροφοδοσία η οποία περιλαμβάνει βασική σταθεροποίηση με LT3633 και τοπική σταθεροποίηση στο στάδιο d/a με διακριτούς ημιαγωγούς.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει η προσέγγιση της Benchmark στην ρύθμιση της στάθμης η οποία ονομάζεται HGC (Hybrid Gain Control) και συνοδεύει (εξελισσόμενη) τους μετατροπείς της από την τελευταία έκδοση του DAC1. Χρησιμοποιεί διαφορετική τακτική για τα αναλογικά και τα ψηφιακά σήματα, με τα δεύτερα να υπόκεινται σε ψηφιακή εξασθένηση (με βάθος επεξεργασίας 32-bit και εφαρμογή dithering για την βελτίωση του λόγου σήματος προς θόρυβο) και τα πρώτα να παραμένουν (φυσικά) στο αναλογικό πεδίο και να ελέγχονται ενεργά, κατά τα φαινόμενα, από μια βαθμίδα μεταβλητού κέρδους. Με βάση αυτά, το ηλεκτροκίνητο Alps που χρησιμοποιείται παίζει τον ρόλο του ελεγκτή και όχι του κλασικού -inline- εξασθενητή σήματος.
Ο ενισχυτής ακουστικών που χρησιμοποιεί ο DAC3 είναι ένα από τα κλασικά κυκλώματα της Benchmark και ως τοπολογία έχει μείνει αμετάβλητη από τον DAC1 (σε εκείνη την εκδοχή, όμως, χρησιμοποιούσε διαφορετικούς ημιαγωγούς ισχύος). Ο HPA2, όπως ονομάζεται, υλοποιείται γύρω από τον τελεστικό ενισχυτή/απομονωτή ισχύος LME49600 της Texas Instruments, ωστόσο αυτός δεν είναι “ελεύθερος” αλλά συμμετέχει στο βρόχο ανάδρασης του driver του, έναν ρόλο τον οποίο παίζει ένα LME49860. Αυτή η single ended τοπολογία έχει balanced είσοδο και την μετατροπή balanced/single ended έχει αναλάβει ένα ακόμη LME49860 ανά κανάλι. Το αποτέλεσμα όλων αυτών είναι ένας ενισχυτής με πολύ χαμηλή αντίσταση εξόδου και “0 Ohm” είναι ο όρος που χρησιμοποιεί η Benchmark για να περιγράψει ένα τελικό στάδιο με αντίσταση εξόδου 0.1Ω το οποίο διαθέτει, προφανώς, πολύ καλό συντελεστή απόσβεσης, ακόμη και για ακουστικά με πολύ χαμηλή ονομαστική αντίσταση. Αυτή η σχεδιαστική προσέγγιση, επιτρέπει κατά την εταιρία, την δημιουργία ενός τελικού σταδίου του οποίου η απόδοση δεν επηρεάζεται από την ονομαστική αντίσταση των ακουστικών. Φυσικά, ο HPA2 “κληρονομεί” όλα τα συστήματα προστασίας (υπερθέρμανσης, βραχυκυκλώματος και υπερβολικού ρεύματος) του εξαρτήματος της Texas. Ο χρήστης έχει την δυνατότητα να επιλέξει το κέρδος του ενισχυτή (ώστε να τον προσαρμόσει στις ανάγκες των ακουστικών) καθώς και την συμπεριφορά της αριστερής εξόδου (αν θα πραγματοποιεί φίμωση των εξόδων line ή όχι) μέσω βραχυκυκλωτήρων.