Chord Electronics Quartet — это не просто цифровой процессор нового поколения, а ни больше ни меньше как «самый большой шаг развития цифрового звука XXI века»
Так считает создатель Quartet и главный специалист по цифровому аудио фирмы Chord Electronics Роб Уоттс. У него два главных аргумента: первая в мире реализация нового алгоритма интерполяции Blackbird WTA (подготовительного фильтра интерполяции, реконструирующего с недостижимой ранее точностью дополнительные отсчеты цифрового сигнала с учетом сохранения его формы во времени, то есть атаки, установления и нарастания), и первый в мире АЦП (аналогово-цифровой преобразователь), использующий набор сверхбыстродействующих модуляторов и шумоформирователей Pulse Array, также разработки Chord Electronics.
Что рассказал о Chord Electronics Quartet сам Роб Уоттс
Точное восстановление временной формы сигнала (интерполяция) и дискретизация аналогового сигнала в АЦП — это две фундаментальные проблемы цифровой аудиотехники, тесно связанные между собой и так до сих пор и не решенные эффективно.
АЦП подвергает непрерывный аналоговый сигнал, например с микрофона, дискретизации (по времени), то есть вместо непрерывного сигнала берутся его отсчеты, фиксации через заданные интервалы. В ЦАПе дискретизированные цифровые данные надо преобразовать обратно в непрерывный по форме сигнал, который в итоге приходит на акустические системы или наушники. И этот обратный процесс начинается в цифровой части ЦАПа, в его фильтре-интерполяторе, который должен восстановить то, что происходило с сигналом во времени между отсчетами дискретизатора. Я вижу, что этот фильтр в ЦАПах не справляется с задачей точно восстановить форму сигнала, Переходные характеристики — атака, установление, затухание — это важнейшие подсказки нашему аппарату восприятия, которые отвечают за натуральность тембра, расположение образов инструментов в пространстве, ну и, естественно, за точное время начала и остановки звучания.
Фильтр-интерполятор есть в любом ЦАПе, даже в старинных мультибитовых ЦАПах без передискретизации (NOS) и, если брать обычную архитектуру ЦАПов, он восстанавливает форму сигнала неточно. Переходные характеристики сбиты с шагу, запаздывая или опережая реальную музыку, и наш слух моментально чувствует эти ошибки.
Теорема Найквиста говорит нам, что можно восстановить форму сигнала, но для этого надо бесконечное число раз умножить его на синковую функцию, что нельзя реализовать на практике. Типы фильтров, что используются для этого обычно, далеки от идеала в силу ограниченной мощности вычислений и результат их работы — множество ошибок в передаче формы сигнала во времени.
Мы в Chord Electronics нашли подход к переходным характеристикам в цифровом аудио с помощью написания собственных алгоритмов и реализации их в программируемых матрицах FPGA (ПЛИС). Вскоре был разработан первый фильтр WTA (Watts Transient Aligned). В Hugo M Scaler фильтр-интерполятор реализует 1 миллион взвешивающих коэффициентов и длина фильтра позволяет восстанавливать переходные характеристики с 16-разрядной точностью. Это недостижимо для ЦАПов на готовых чипах. Однако, дальнейшее увеличение длины фильтра не представлялось нам эффективным решением, воплотимом в ближайшем будущем. Восемь лет назад я начал работу над новой архитектурой фильтра Blackbird WTA (проект «Дрозд»), в котором многокаскадные многоконтурные интерполяторы позволяют сбалансировать процесс восстановления по найденным мной критериям точности. Результаты, которые достигает Blackbird WTA, уже не ограничиваются длиной фильтра, а зависят фактически только от вычислительной мощности и внутренней точности ПЛИС.
