Metrum Acoustics ONYX DAC3 [usato]

Con l'obiettivo di creare un DAC di prezzo accessibile ma superiore in termini di qualità sonora, i progettisti di Metrum Acoustics hanno sviluppato un nuovo modello chiamato ONYX.

È stata una sfida senza precedenti, con al centro un chip di conversione completamente nuovo, sviluppato in esclusiva da Metrum Acoustics ed usato per la prima volta nel modello Pavane. 

Disponibile a scelta con l'ingresso tipo I2S anziché USB.

La rete di resistenze in parallelo di tipo R2R impiegata in ciascuno dei 4 moduli DAC, specialmente se combinata con il nostro "modulo di correzione FPGA", possiede prestazioni superiori.

Il modulo FPGA divide i campioni audio in due distinti flussi per ciascun canale. Ciascun cluster processa una porzione dei dati nella parte più lineare del chip dac. Il risultato di questo procedimento porta ad una linearità estremamente elevata, fino -140 dB, mediante la quale l'ONYX ottiene una gamma dinamica realistica a 24 bit. Grazie al progetto circuitale dual-mono, viene realizzata una elevatissima separazione tra i canali di 120 dB, su tutta la gamma di frequenze. Ciò contribuisce al posizionamento perfetto degli strumenti sul palcoscenico virtuale.

In sintesi, l'ONYX è un DAC che ha fatto proprie le lezioni e le esperienze che i progettisti hanno appreso nel tempo, combinandole in un convertitore ambizioso che può stare in qualsiasi sistema di riproduzione. È musicale, onora il principio del non-oversampling, ed allo stesso tempo contiene il progresso tecnologico compiuto durante gli anni. 

Il risultato musicale sarà più emozionante poiché saranno udibili i dettagli più minuti contenuti nell'incisione. L'ONYX può inserirsi in termini di qualità sonora nei migliori sistemi di riproduzione oggi disponibili poiché contiene tutti gli aspetti positivi appartenenti ai nostri modelli top di gamma Pavane e Adagio.

Il grafico della linearità della alta risoluzione dei chip DAC TWO (vedi immagine "1000 step linearity plot DAC TWO module"). L'analizzatore riesce a mostrare con difficoltà gli ultimi bit fino a -140dB. Questa estrema linearità viene realizzata tramite le nostre tecniche "Forward correction", che migliorano la riproduzione dei dettagli musicali più sottili.

A dispetto del fatto che entrambi i moduli sono posizionati sulla stessa scheda, si ottiene una elevatissima separazione tra i canali di 110 dB. Questo contribuisce all'impeccabile posizionamento degli strumenti all'interno della scena sonora.

In ogni caso, noi non valutiamo un risultato basandoci unicamente sulle misure, perché a volte vengono prese nel posto sbagliato. La percezione di un sensibile sistema orecchio- cervello umano è molto importante. 

Molte persone non immaginano qual è la reale dimensione dei nostri moduli DAC. (vedi immagine di un DAC TWO posto su una carta di credito). Per la cronaca, il modulo Transient DAC TWO contiene due ladder R2R, un circuito FPGA e una sezione I/V. È una superficie di circa la metà di quella di una carta di credito e niente di più, tranne alimentazione e dati. Tutto molto semplice :-)

Solo una nota sui ladder R2R a discreti e sul perché non 
possono funzionare correttamente (vedi immagine con la tabella delle risoluzioni):
1) non possono essere più accurati dello 0,01% quindi la precisione non è maggiore di 14 bit. 
2) Troppe differenze di temperatura sull'intera scheda circuitale portano a problemi di linearità.
3) Sensibilità ad interferenze e umidità. 

Per questo, noi utilizziamo solo reti ladder con componenti 
calibrati al laser per ottenere una linarità perfetta e 144 dB di gamma dinamica. 
Poi, i componenti devono essere incapsulati per evitare cambiamenti di temperatura e interferenze. La tabella delle risoluzioni dice tutto, e dice anche che oltre i 24 bit sul lato analogico è pura utopia per via del rumore di Johnson. 
Non farti ingannare!!

Inoltre, se su un circuito convivono sulla stessa scheda sia segnali digitali che analogici, è molto importante la corretta messa a terra a stella. Una ben fatta messa a terra a stella evita qualsiasi rumore di residuo di rete. Guarda l'immagine con il grafico della misura sulla scheda prototipo del DAC TWO: a parte il tono di prova a 882 Hz e -90 dB non vi è traccia di residui a 50/100Hz.  

Leggi l'intervista con Cees Ruijtenberg (fondatore e progettista Metrum Acoustics, ndt) riportata qui, per capire come funziona il nuovo DAC TWO.

 "... Abbiamo anche cambiato i moduli DAC ONE con i nuovi DAC TWO. Come ricorderai, nel Musette usiamo un circuito FPGA per dividere i dati del dominio a 24-bit in due flussi, ciascuno dei quali arriva ad un singolo modulo DAC One. Successivamente, sommiamo questi flussi per ottenere il segnale analogico completo e dotato di una migliore linearità a basso livello" ... "Ho sempre desiderato che questo processo avvenisse all'interno di uno dei due moduli. In altre parole, prendi due DAC ONE più il circuito FPGA esterno, mettili entrambi nello stesso contenitore usato per il DAC ONE e ottieni un DAC TWO.

Inizialmente lavoravamo al microscopio e ha funzionato. Siamo riusciti a farlo nella primavera del 2016 ma molto altro lavoro è stato necessario per ottimizzare le strutture di prova. Abbiamo dovuto caricare l'algoritmo e provarlo, su ogni DAC, nello stesso momento. Poiché ci piace vedere prestazioni costanti, la capacità produttiva era limitata. Per dire, abbiamo rilevato l'effetto dell'inquinamento ambientale ai bassissimi livelli dovuto ai residui di saldatura. E' una ragione in più del perché non bisognerebbe costruire ladder DAC in aria libera. Un altro svantaggio riguarda i cambiamenti della temperatura. Essi possono essere evitati nel nostro alloggiamento che mantiene la temperatura costante per ciascuna resistenza del ladder. Guarda la tabella [nelle immagini]; essa mostra l'accuratezza necessaria per ottenere i 24 bit di risoluzione, che può essere ottenuta solo tramite il taglio al laser delle resistenze. Le migliori resistenze in assoluto possiedono oggi una accuratezza dello ~0.01%. Ciò significa circa 14 bit. Si può anche vedere che a causa del cosiddetto "rumore Johnson", non supererai mai la risoluzione di 24-bit nel dominio analogico. Il rumore Johnson è il rumore termico autoprodotto da una resistenza. Può essere contenuto soltanto agendo sulla temperatura ambientale. In un ambiente normale a 25°C (riscontrabile anche all'interno di molte elettroniche), i 32-bit di risoluzione sono frottole commerciali. E' impossibile. Il rumore termico prevarrà. Forse con le temperature sotto-zero a -40°C, le resistenze avranno migliori prestazioni ma per essere più precisi, una risoluzione maggiore al momento è disponibile solo nel dominio digitale. Infatti il nostro circuito FPGA funziona a 400MHz con parole di 64-bit."

"Un altro vantaggio del nostro modulo DAC Two è che contiene convertitori accoppiati. Usando lo stesso numero di moduli di prima, noi ora raddoppiamo il numero effettivo di ladder. L'attuale Pavane [Level 1, n.d.t.) contiene quattro moduli per lato, quindi quattro ladder. L'Adagio e il Pavane Level 2/3 ne includono otto per canale, anche se ne vedi solo quattro. (N.d.r.: l'Amethyst contiene due ladder per canale, così come il Menuet. L'ONYX contiene 4 ladder per canale!). Questo raddoppio produce un effetto positivo sul rumore, sulla distorsione e sulla linearità ... Un vantaggio finale del modulo DAC Two è che libera lo slot del circuito esterno FPGA sulla scheda digitale di ingresso, per future opzioni d'uso; infatti, abbiamo già inviato il nostro modulo DAC TWO alla MQA e abbiamo ottenuto la certificazione."

Cees Ruijtenberg.

Caratteristiche tecniche:

• Principio di funzionamento: Dac non-oversampling. Tecnologia forward Correction. Moduli Transient DAC TWO 2 x canale
• Modulo MQA: opzionale
• Alimentazione: Trasformatore toroidale 15 VA  
• Voltaggio di alimentazione: 220/230V AC 60/50Hz
• Ingressi: 1x ottico, 1x coassiale, 1xAES/EBU, 1x USB oppure 1x I2S
• Uscite: 1 coppia di RCA Stereo single-ended a 2 Volt RMS; una coppia di uscite XLR bilanciate. 
• Risposta in frequenza: 1Hz - 20 khz -1dB. 44.1 kHz sampling; 1Hz - 65 kHz -1dB .192 kHz sampling
• Distorsione: 0.006 % THD
• Rumore: -145 dB su 2 Volt RMS
• Impedenza di uscita: RCA 100 Ohm; XLR 100 Ohm
• Frequenze di campionamento: Ottica 44.1 - 96 kHz sampling rate; Coassiale ed AES/EBU : 44.1 -192 kHz; USB:   44.1 kHz -384 kHz
• Voltaggio di uscita: RCA Max. 2 Volt RMS; XLR Max 4 Volt RMS
• Dimensioni: 290 x 250 x 60 mm
• Peso: 3.1 kg.