Технологии Accuphase

Технологии Accuphase

Сочетая целенаправленные исследования с творческим мышлением, инженерный отдел Accuphase разработал множество в последствии запатентованных технологий. Некоторые из них объясняются здесь.

MDSD (Multiple Double Speed DSD)

MDSD — это новая технология для дальнейшего снижения шума при воспроизведении источников Super Audio CD (SA-CD). Сигнал, записанный на SA-CD (2,822 МГц, 1 бит DSD-сигнала), имеет очень широкую частотную характеристику и динамический диапазон, но в принципе он содержит так же и значительное количество компонентов шума квантования за пределами диапазона человеческого слуха, в основном в области выше 100 кГц. MDSD использует комбинацию двухскоростной работы и схемы фильтра скользящего среднего для устранения этих компонентов сверхвысокочастотного шума.

 
Работа с двойной скоростью

1-битный DSD-сигнал с входа сначала интерполируется с увеличением частоты в два раза, с 2,822 до 5,644 МГц (отсюда и название «Двойная скорость»). Это приводит к сглаживанию частотной характеристики в слышимом диапазоне и позволяет последующему фильтру скользящей средней эффективно работать.

Фильтр скользящей средней

После объемной обработки время 1-битного сигнала постепенно сдвигается с шагом 177 наносекунд (около 5 600 000-й доли секунды) с использованием высокопроизводительной схемы. Полученные задержанные сигналы отправляются на несколько цифро-аналоговых преобразователей (по восемь на канал в DC-801) для преобразования в аналоговую форму. Затем выходные сигналы преобразователя суммируются. Компоненты сигнала с резкими изменениями, т. е. высокие частоты, последовательно усредняются, так что вся схема действует как фильтр высокой частоты, который удаляет нежелательный шум в диапазоне высоких частот. В отличие от обычного цифрового фильтра MDSD не добавляет паразитных шумов, так как напрямую декодирует 1-битный сигнал. Общий эффект — полностью естественная фильтрация.

 
AAVA — регулятор громкости

(Аналоговый усилитель Accuphase с переменным коэффициентом усиления)

AAVA — это совершенно новая концепция регулировки громкости, которая устраняет из тракта переменные резисторы и обеспечивает оптимальную производительность и качество звука. Поскольку музыкальный сигнал теперь не должен проходить через какие-либо резисторы, изменения импеданса не оказывают негативного влияния. Это означает, что выдающиеся соотношение сигнал/шум и низкий уровень гармонических искажений усилителя никоим образом не нарушаются, и превосходное качество звука будет на любом уровне громкости.

DS-DC (Direct Synthesis-Double Cancellation)

(Программно-управляемая демодуляция радиопередач в FM-диапазоне)

DS-DC — это топология схемы, используемая в FM-тюнере T-1200 для демодуляции стереосигнала. Она сочетает в себе две технологии, а именно «Прямой синтез пилотного сигнала» и «Двойное подавление перекрестных помех». Поскольку обе эти операции выполняются с помощью программной арифметики в DSP (Цифровой сигнальный процессор), становится возможным идеальное разделение каналов даже при высоком уровне помех и слабом сигнале.

DS-DC — это топология схемы, используемая в FM-тюнерах T-1200 для демодуляции стереосигнала. Схема сочетает в себе две техники, а именно «Прямой синтез пилотного сигнала» и «Двойное подавление перекрестных помех». Поскольку обе эти операции выполняются с помощью программной арифметики в DSP (Цифровой сигнальный процессор), становится возможной идеальная производительность демодуляции, что приводит в результате к полному разделению каналов.

Стереоинформация в FM-передачах передается с использованием так называемого принципа мультиплексирования пилотного тона: точно контролируемая по фазе сумма сигналов левого и правого каналов, плюс 38 kHz подавленная амплитудно-модулированная поднесущая с левым и правым разностным сигналом, генерируются и мультиплексируются с пилот-сигналом 19 кГц.

Обычно FM-тюнеры используют схему PLL для извлечения пилотного сигнала и получения частоты и фазовых составляющих входного сигнала. Если уровень пилотного сигнала снизится, будет слышен шум, и стереоразделение станет крайне плохим.

 
С помощью принципа DS-DC, разработанного Accuphase, форма сигнала пилотного сигнала, содержащегося во входном сигнале, идентифицируется как (*) и генерируется непосредственно с помощью арифметической операции в DSP. Следовательно, контрольный сигнал может быть надежно извлечен даже при наличии высокого уровня шума. Хорошее стереоразделение может быть достигнуто даже при слабом радиосигнале.

 
MCS (Multiple Circuit Summing-up)

(Резкое улучшение отношения сигнал/шум c помощью параллельных усилительных цепей)

MCS — это метод повышения производительности аналоговых схем усиления. Основополагающий принцип аналогичен системам MMB и MDS. Но вместо простого параллельного соединения нескольких цепей в единую схему производительность значительно повышается за счет фактического параллельного подключения нескольких цепей.

 
Конфигурация схемы модели CX-260, в которой впервые был введен принцип MCS

Двухканальный предусилитель CX-260 сделан на плате, разработанной как шестиканальный предусилитель для приложений объемного звучания. По три контура параллельно для каждого канала.

Гармонические искажения и соотношение сигнал/шум уникальны для каждого контура, не имеют фиксированного фазового соотношения друг с другом. Как и в MDS, улучшение производительности, которое можно ожидать при объединении выходных сигналов каждого контура, равно квадратному корню из числа контуров (√n). Решающим здесь является то, что контуры в целом, а не просто активные компоненты, такие как транзисторы, подключены параллельно.

 
Принципиальная схема модели P-3000. Область, окруженная ломаными линиями, представляет собой секцию MCS, где параллельно работают две цепи. Принцип полностью отличается от параллельного подключения компонентов схемы, который используется в выходном каскаде, где силовые транзисторы расположены в параллельной конфигурации. Этот подход, который используется в основном в усилителях мощности, приводит к снижению выходного сопротивления и обеспечивает более высокую мощность.
Принцип MCS от Accuphase обеспечивает заметное улучшение соотношения сигнал/шум и гармонических искажений и широко используется в наших предусилителях, усилителях мощности и других компонентах.

MDS (Multiple Delta-Sigma)

MDS — это метод повышения производительности цифроаналоговых преобразователей. Его история восходит к ЦАП MMB (Multiple Multi-Bit — Множественный Многобитный) цифрового процессора DC-91, представленного в 1992 году, в котором было большое количество многоразрядных ЦАП, работающих параллельно. Эта технология также послужила основой для разработок MDS+, MDS++, MCS и MCS+.

ЦАП MMB уменьшает ошибки преобразования за  счет использования нескольких преобразователей цифро-аналоговых преобразователей, подключенных параллельно. Результатом является более высокий динамический диапазон, лучшая линейность и более низкие гармонические искажения, а также улучшение в других областях.

 
Структурная схема принципа MMB. Один и тот же цифровой сигнал подается на каждый преобразователь, и аналоговые выходы преобразователей суммируются для получения общего выходного сигнала.

Поскольку выходы преобразователей суммируются, общий выход увеличится в n раз при наличии n преобразователей. Однако ошибки преобразования, возникающие в каждом преобразователе, имеют разные свойства (они не имеют фиксированного соотношения фаз) и, следовательно, не суммируются до n раз. Скорее, коэффициент увеличения ошибки здесь равен квадратному корню из n (√n). С другой стороны, соотношение между уровнем вывода и ошибкой преобразования равно 1/√n. Это означает, что ошибка преобразования становится 1/√n. Следовательно, улучшаются все важные рабочие характеристики цифроаналогового преобразователя, такие как динамический диапазон, линейность, THD и т.д. В случае DC-91 шестнадцать 20-разрядных цифроаналоговых преобразователей используются параллельно, что означает, что по сравнению с  одним преобразователем ошибка преобразования составляет 0,25 (=1/√16), что близко приближается к 20-разрядной производительности.

 
Основным преимуществом принципа MMB является тот факт, что повышение производительности достигается равномерно по всему рабочему диапазону, независимо от частоты или уровня сигнала. Это решает одну из основных проблем, присущих обычным многоразрядным цифро-аналоговым преобразователям, а именно линейность при очень низких уровнях сигнала.

 
Результаты измерения искажений в зависимости от количества цифро-аналоговых преобразователей. Разница, обусловленная большим количеством преобразователей, очевидна. Подобно MMB, принцип MDS (Множественная дельта-сигма) использует несколько преобразователей дельта-сигма, которые работают параллельно. Это приводит к выдающемуся повышению производительности по сравнению с одиночным преобразователем. MDS+ и MDS++ представляют собой последние достижения в развитии принципа MDS.

Как показано на рисунке 3, аналоговые выходные сигналы от цифро-аналоговых преобразователей не просто суммируются, а используется оригинальная схема для  компонентов сигналов нормальной фазы и обратной фазы. Сумматор напряжения в секции усиления также работает отдельно для нормальной фазы и обратной фазы. Это приводит к распределению и сглаживанию процесса сложения, что обеспечивает превосходную стабильность схемы и чрезвычайно низкий уровень шума.

 
Линейность характеристик преобразователя MDS++. Практически прямая линия обусловлена почти полным отсутствием искажений и шума