A Chord Hugo 2 DAC és fejhallgató-erősítő átfogó műszaki felülvizsgálata: Digitális architektúra, akusztikai teljesítmény és rendszerszintű alkalmazási területek

A brit Chord Electronics által tervezett és gyártott Hugo 2 a hordozható és asztali digitális-analóg konverterek (DAC), valamint fejhallgató-erősítők szegmensének egyik legmeghatározóbb viszonyítási pontja. A készülék az eredeti, műfajteremtő Hugo modell közvetlen utódja, amely alapjaiban reformálta meg a mobil hifit azáltal, hogy a tömeggyártott, készre szerelt DAC-chipek helyett saját fejlesztésű, programozható kaputömb-alapú (FPGA) digitális architektúrát alkalmazott. A Hugo 2 továbbfinomított ipari formatervezéssel, megnövelt jelfeldolgozási kapacitással, alacsonyabb torzítással és rendkívül rugalmas rendszerszintű integrálhatósággal emeli új szintre a hordozható és asztali audiofil zenehallgatást.

Bevezetés és az architektúra származási háttere

A prémium digitális audioeszközök piacán a gyártók többsége harmadik féltől származó, integrált delta-szigma konverter chipekre támaszkodik, amelyek rögzített architektúrájú digitális szűrőkkel és korlátozott számítási kapacitással rendelkeznek. Ezzel szemben a Chord Electronics teljesen egyedi utat követ Robert Watts vezető tervező architektúrája alapján: a Hugo 2 digitális-analóg átalakítási folyamatát egy egyedileg kódolt Xilinx Artix 7 (XC7A15T) FPGA chip vezérli. Ez a megközelítés lehetővé teszi a digitális szűrés, a mintavételezés-növelés (upsampling) és a zajformálás teljes mértékű szoftveres vezérlését, elkerülve az integrált chipek fizikai és elméleti korlátait.

A második generációs Hugo modell tervezésekor a mérnökök célja a korábbi platform hiányosságainak felszámolása volt. Ennek megfelelően a Hugo 2 alacsonyabb profilú, precízebben megmunkált alumínium házat kapott, miközben a belső jelfeldolgozó kapacitást és az analóg erősítőfokozat teljesítményét is jelentősen megnövelték. A készülék egyszerre szolgál hordozható referenciaforrásként és kompakt asztali audio-központként.

Fejlett digitális jelfeldolgozás és a WTA szűrőarchitektúra

A konverter szívét Robert Watts szabadalmaztatott WTA (Watts Transient Aligned) digitális szűrőalgoritmusa alkotja. Míg a konvencionális DAC-chipek tipikusan párszáz együtthatóval (tap) működő szűrőket futtatnak, addig a Hugo 2 esetében a WTA szűrő meredeksége eléri a 49 152 tap értéket. Ezt a hatalmas számítási kapacitást a Xilinx Artix 7 processzoron futó, 45 párhuzamosan működő, 208 MHz-es DSP magnak megfelelő architektúra biztosítja.

A WTA szűrő elméleti jelentősége az akusztikai időrekonstrukcióban

A hagyományos digitális szűrők alacsony tap-száma miatt a zenei tranziensek elő- és utórezgési (pre- and post-ringing) torzításokat szenvednek el. Ez elmossa a mikrotranzienseket és a fázisinformációkat. A Hugo 2 49 152 tap hosszúságú WTA szűrője kétfokozatú túlmintavételezéssel (16x majd 256x) és hetedrendű zajformálással szinte tökéletesen helyreállítja az analóg hullámforma eredeti időszerkezetét és a mikro-időbeli eltolódásokat (ITD).

A jelfeldolgozási lánc a szűrést követően egy 10-elemes Pulse Array bitstream DAC struktúrára épül, amely jelentős előrelépés az első generációs Hugo 4-elemes megoldásához képest. A Pulse Array koncepció lényege, hogy veleszületetten rendkívül alacsony zajpadló-modulációval rendelkezik. A hagyományos digitális konvertereknél a zajpadló nem statikus, hanem a zenei jel amplitúdójával és frekvenciájával együtt változik, ami a hallható tartományban mesterséges keménységet és a térbeli részletek elvesztését eredményezi. A Hugo 2 digitális fáziszárt hurok (DPLL) rendszere és kiterjedt rádiófrekvenciás (RF) szűrése minimalizálja a dzsittert, aminek köszönhetően a mérhető zajfeszültség mindössze 2,6 µV (A-súlyozott), mérhető zajpadló-moduláció nélkül.

Analóg erősítéstechnika és elektromos teljesítményjellemzők

A digitális fokozat kimenete közvetlenül egy diszkrét, Class A működésű analóg kimeneti fokozatba csatlakozik, amely szervesen integrálódik a DAC analóg szűrőáramkörébe. A szilárdtest A-osztályú topológia elkerüli a keresztezési torzításokat, garantálva a jelút abszolút linearitását.

Az analóg erősítőfokozat 5 V RMS kimeneti feszültségre és 0,5 A csúcsáram szolgáltatására képes. Az áramkör kimeneti impedanciája extrém alacsony, mindössze 0,025 Ω, ami garantálja, hogy az erősítő teljes mértékben érzéketlen marad a csatlakoztatott fejhallgató komplex, frekvenciafüggő impedanciamenetére.

Az alacsony kimeneti impedancia és a 126 dB-es jel-zaj viszony ötvözete biztosítja, hogy a rendkívül érzékeny, alacsony impedanciás in-ear monitorok (IEM-ek) használatakor sincs jelen semmilyen hallható alapzaj vagy sziszegés, miközben a nehezen hajtható over-ear modelleknél is megmarad a kontrollált mélytartomány és a dinamikai tartalék.

Felhasználói funkciók, digitális szűrés és sztereó akusztikai formálás

A Hugo 2 a digitális és analóg testreszabási lehetőségek széles tárházát nyújtja, lehetővé téve a hangzási karakterisztika és a térérzet egyéni beállítását. A készülék négy előlapi nyomógombbal és a mellékelt távvezérlővel egyaránt irányítható.

A digitális szűrőprofilok négy különböző beállítást kínálnak, amelyeket a gombok mögötti RGB LED-ek színe jelöl. Az Incisive Neutral (Fehér színkód) a maximális transzparenciát és a legpontosabb tranzienstartást biztosító referencia beállítás. Az Incisive Neutral HF Roll-off (Zöld színkód) megtartja a fehér szűrő lineáris válaszreakcióját, de egy 40 kHz feletti nagyfrekvenciás vágással eltávolítja az elméleti digitális felharmonikus zajokat a túl fényes felvételeknél. A Warm / Smooth (Narancs színkód) egy enyhén lágyított frekvenciamenetet eredményez, amely melegebb tónust kölcsönöz a gyengébb minőségű vagy agresszív keverésű anyagnak. A Warmer HF Roll-off (Piros színkód) pedig a narancs szűrő meleg karakterét ötvözi a 40 kHz feletti szűréssel a maximális hallgatási komfort érdekében.

A fejhallgatós zenehallgatás során fellépő "koponyán belüli" lokalizáció enyhítésére a Hugo 2 egy fejlett, binaurális kutatásokon alapuló digitális IIR Crossfeed áramkört alkalmaz. A rendszer három különböző intenzitási fokozatot kínál. Az első fokozat (Level 1 / Light) finom áthallást biztosít a természetesebb sztereó térhatásért. A második fokozat (Level 2 / Medium) egy kiegyensúlyozott térleképezést hoz létre, amely közelebb emeli a zenei színpadot a klasszikus sztereó hangfalak által nyújtott élményhez. A harmadik fokozat (Level 3 / Heavy) kifejezett binaurális áthallást alkalmaz a legszélesebb, fejen kívüli térérzet eléréséhez. Természetesen a funkció teljesen ki is kapcsolható (Off) a hagyományos sztereó szeparáció megtartásához.

Az ipari formatervezés terén a készülék háza precíziós megmunkálású, repülőgép-ipari alumíniumból készül, ezüst vagy matt fekete eloxálással. A felületen elhelyezett négy polikarbonát golyó-gomb felel a bekapcsolásért, a bemenetválasztásért, a szűrőprofilokért és a Crossfeed funkciókért. A készülék tetején található üvegezett betekintő ablak közvetlen rálátást nyújt a nyomtatott áramkörre és az FPGA chipre. A betekintő ablak belső megvilágítása a bejövő hangfájl mintavételezési frekvenciáját jelzi ki a pirostól (44,1 kHz) a zöldön és kékén át a fehérig (DSD). A hangerőt egy forgatható, süllyesztött polikarbonát henger szabályozza, amely 1 dB-es lépésekben változtatja a jelszintet és a hozzá tartozó LED-színt.

Interfész-architektúra, akkumulátorkezelés és moduláris ökoszisztéma

A Hugo 2 sokoldalúságának alappillére a digitális és analóg csatlakozók széles skálája, valamint a Chord moduláris kiegészítőivel való integrálhatóság.

A vonali kimeneti mód (Line-Level Mode) aktiválása a 'Source' és 'Crossfeed' gombok egyidejű megnyomásával történik, ami fix 3 V RMS kimeneti feszültséget állít be az RCA kimeneteken. Biztonsági megfontolásból a rendszer a készülék kikapcsolásakor törli ezt a beállítást, és az újraindításkor visszatér a normál hangerőszabályzós módba, megelőzve az érzékeny hangfalak vagy erősítők véletlen túlvezérlését.

A tápellátásról két darab egyedileg illesztett Enix Energies 3,7 V-os, 9,6 Wh-s (2600 mAh) lítium-ion akkumulátor gondoskodik. Az akkumulátoros architektúra alapvető előnye a tökéletes galvanikus leválasztás: a konverter és az erősítő teljesen független a hálózati váltóáram (AC) zajától, ingadozásaitól és a földhurkoktól. A lejátszási idő meghaladja a 7 órát egyetlen feltöltéssel. A töltés egy dedikált Micro USB csatlakozón keresztül történik, leválasztva a töltési áramot a digitális adatvonaltól. A rendszer támogatja a 1,8 A-es gyorstöltést (kb. 4 óra) és az 1,0 A-es normál töltést (kb. 8 óra). Az akkumulátor élettartamának megóvása érdekében a készülék 10 percnyi bemeneti inaktivitás után automatikusan kikapcsol.

A Hugo 2 moduláris rendszere lehetővé teszi a funkcionalitás célzott bővítését. A közvetlenül a csatlakozókra illeszkedő Chord 2go vezeték nélküli streamer modul Roon Ready támogatást, Tidal és Qobuz integrációt, AirPlay lejátszást és akár 4 TB kapacitású Micro SD tárhelykezelést ad a készülékhez. A Chord 2yu digitális interfész modul segítségével a Hugo 2 és 2go kombinációja digitális transzportként is működtethető. A csúcskategóriás hifi rendszerekben a Hugo M Scaler külső felskálázó egység a Dual-Data BNC bemeneten keresztül 1 015 808 tap hosszúságú szűréssel emeli 768 kHz-re a digitális jelet, míg a készülő Suzi teljesítményerősítő dock egy komplett integrált sztereó rendszerré egészíti ki a konvertert.

Felhasználási területek és rendszerszintű integráció

A Hugo 2 rugalmas tervezési koncepciója révén zökkenőmentesen illeszkedik a legkülönbözőbb felhasználói környezetekbe, a mobil hifi rendszerektől az asztali stúdiókörnyezetig és a High-End otthoni sztereó láncokig.

A hordozható referencia hallgatási környezetben a 450 grammos tömeg és a kompakt méretek (130 x 100 x 21 mm) lehetővé teszik a prémium hangzás mobilizálását. Az akkumulátoros üzemmód több mint 7 órás autonómiát biztosít utazás közben.

Asztali környezetben a Hugo 2 USB-n vagy optikai csatlakozón keresztül számítógépekhez és digitális munkaállomásokhoz kapcsolható. A 6,35 mm-es és 3,5 mm-es fejhallgató kimenetek párhuzamos használata, a távvezérlő jelenléte és a Crossfeed funkció ideálissá teszi zenei anyagok keveréséhez, mastereléséhez vagy stúdió monitorozáshoz.

A otthoni High-End audio láncban a 3 V RMS vonali kimeneti mód használatával a Hugo 2 egy dedikált asztali referencia DAC szerepét tölti be. Az RCA kimeneteken keresztül csatlakoztatott erősítőrendszerekben a mérhetetlen zajpadló-moduláció és a 135 dB-es csatornaelválasztás olyan transzparenciát és akusztikai mélységet eredményez, amely felveszi a versenyt a jóval magasabb árfekvésű asztali konverterekkel is.

Részletes műszaki specifikációk összegzése

Következtetések és szakmai értékelés

A Chord Hugo 2 nem csupán egy hordozható DAC és fejhallgató-erősítő, hanem a digitális hangfeldolgozás mérnöki csúcsteljesítménye. A konvencionális konverterekkel szemben a Xilinx Artix 7 FPGA-ra épülő 49 152 tap-es WTA szűrő és a 10-elemes Pulse Array architektúra olyan akusztikai időpontosságot, mikro-dinamikát és zajpadló-stabilitást nyújt, amely a legmagasabb kategóriájú asztali stúdióberendezésekkel is összemérhető.

A diszkrét Class A erősítő fokozat extrém alacsony kimeneti impedanciája (0,025 Ω) és magas áramszolgáltató képessége univerzális kompatibilitást biztosít az ultra-érzékeny fülhallgatóktól a nehezen hajtható síkmágneses modellekig. A négy kapcsolható digitális szűrő, a háromfokozatú binaurális Crossfeed rendszer, a fix vonali kimeneti mód, valamint a Chord moduláris ökoszisztémájába (2go, M Scaler) való integrálhatóság révén a Hugo 2 egyedülálló módon hidalja át a hordozható mobilitás és az asztali High-End audio közötti szakadékot.