นักเขียน : ธรรมนูญ ประทีปจินดา

               ขอนำ เข้าสู่เรื่องราวดีๆ ที่ถูกเปิดเผยครั้งแรกในบ้านเราโดย Rob Watts กับอีเวนต์พิเศษของการเปิดตัวผลิตภัณฑ์จาก CHORD Electronics จับคู่กับ FYNE Audio ลำโพงจากสก๊อตแลนด์ ที่ร้าน SAVE AUDIO ใน Crystal Design Center (CDC) เลียบทางด่วนรามอินทรา เมื่อเร็วๆ นี้เอง

               ขอเล่าย้อนไปในยุค ’80 หรือ 35 ปีที่แล้ว นับตั้งแต่ซีดีเริ่มขายในยุโรป อาจคิดว่า audiophiles ส่วนใหญ่จะเข้าใจพื้นฐานของทฤษฎีการ sampling แต่ในความเป็นจริงมันยังคงเป็นความเข้าใจผิดอย่างกว้างขวาง และไม่ใช่เพียงแค่นักเล่นเครื่องเสียงมือสมัครเล่น แม้แต่ผู้เชี่ยวชาญด้านเสียงก็เช่นกัน หากแต่เขา… ซึ่งก็คือตัว Rob Watts เอง ที่ปัจจุบันเป็นที่ปรึกษาด้านการออกแบบดิจิทัลของ Chord Electronics นั้น กลับคิดไปอีกทางและก็ถูกเสียด้วย Watts ใช้เวลานานหลายสิบปีในอุตสาหกรรมเครื่องเสียงแบบดั้งเดิม โดยใช้ดิจิทัลฟิลเตอร์ที่ค่อนข้างสั้น ซึ่งบางครั้งก็สั้นมากแต่ทำงานถี่ๆที่เรียกว่า Tap ในขณะที่ใช้ oversampled สูงๆใน DACs. จนเมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้นให้ใช้งานกับฟิลเตอร์ของ Watts จะใช้เวลายาวขึ้นเรื่อย ๆ และทุกครั้งที่ใช้เวลาฟิลเตอร์ Tap เพิ่มขึ้นเท่าไร พบว่าคุณภาพเสียงจะดีขึ้นมากเท่านั้น เหล่านี้เกิดจากความต้องการความเป็นที่สุด โดยการแสวงหาที่ยาวนานของ Watts เพื่อให้ได้มาซึ่งเทคโนโลยีดิจิทัลที่ดีที่สุดสาหรับ DACs ในวันนี้ และนั่นก็คือผลิตภัณฑ์จาก CHORD ELECTRONICS นั่นเอง

               What do I want from audio ?

               Rob Watts ตั้งโจทย์ที่นักเล่นเครื่องเสียงต้องถามตัวเองเช่นกัน สงสัยไหมว่าทำไมเวลาไปฟังคอนเสิร์ตในฮอลล์แล้วเรารู้สึกมีอารมณ์ร่วม อิ่มเอมไปกับมัน ไม่ว่าจะเป็นเครื่องสายเพียงชิ้นสองชิ้น ทำให้เราขนลุกได้ บางครั้งฟังดนตรีซิมโฟนีวงใหญ่ๆ ทำให้น้ำตาซึมได้ แต่เมื่อกลับถึงบ้าน มาฟังเครื่องเสียงที่บ้าน บางครั้งฟังเพลงเดียวกัน ทำไมแห้งแล้งไม่มีชีวิตไม่มีอารมณ์แบบนั้นเลย แปลว่าเครื่องเสียงชุดนั้นออกแบบล้มเหลวโดยสิ้นเชิงสรุปว่า…เราต้องการอะไรกันแน่

               What do we want a DAC/AMP do?

               ถ้างั้นเราต้องการอะไรล่ะ… เป้าหมายของผมคือการออกแบบเครื่องเสียงที่จะให้มันถอดแบบ ออกมาจากเสียงดนตรีแสดงสด (LIVE) ไม่ได้ดัดแปลงใดๆ เลย แน่นอนว่าไม่ง่าย… ในขณะที่นักออกแบบส่วนใหญ่ต้องการสร้างเสียงบุคลิกเฉพาะของพวกเขาเองพากันปรับเสียงที่ชอบ ที่คิดว่าใช่ จนเพี้ยน จะเรียกว่าบิดเบือนน่าจะถูกกว่า ซึ่งนั่นคือความผิดปกติ โดย DAC จาก CHIP Maker ทั่วๆ ไป จะมีเสียงเหมือนมีลายเซ็นของตัวมันเองลงบนทุกตัวโน้ตที่เสียงออกจากมันทุกอย่าง ฟังดูเหมือนกันไปหมดแล้วมันจะดีเหรอ..!

               สิ่งที่เราต้องการ ในนิยามว่า Sound Reproduce คือคุณลักษณะของเสียงของดนตรีแสดงสดที่ปราศจากการผ่านเครื่องขยายเสียงใดๆ ต้องครอบคลุมความหลากหลายท่วงทำนองของเสียงดนตรี รวมถึงความแตกต่างในช่องว่างของตัวโน้ต ข้อสำคัญต้องรองรับการเปลี่ยนแปลงในแบบของจังหวะจะโคน ความค่อยดังของเสียงดนตรีไม่ว่าเสียงจะเบาเพียงไรก็ฟังออกว่าเป็นเครื่องดนตรีอะไร ทราบว่าดนตรีสดหรือเปิดจากเครื่องเสียง แปลว่าต้องมี dynamic, pace และ rhythm เด่นชัดและแม่นยำกว่าอีกอย่างคือความสามารถในการแยกแยะชิ้นดนตรี ให้ความรู้สึกของพลังเสียงของเครื่องดนตรีแต่ละชิ้น ยังให้ความสามารถในการรับรู้ แม้หนึ่งตัวโน้ตจากการเริ่มต้นเล่นและการหยุดของตัวโน้ตอย่างถูกต้องแม่นยำ อิมแพ็คครั้งแรกของหัวโน้ตชิ้นดนตรีมีความคมชัด ซึ่งเป็นเรื่องยาก วิธีเดียวที่จะบรรลุเป้าหมายนี้ได้คือ ต้องมีความเป็นTransparency ที่แท้จริงนั่นเอง

ROB WATTS
With his Hugo M Scaler
The World’s Most Advanced Digital Technology

            3 key factors that all other DACs fail on

            แปลตรงๆ ก็คือความล้มเหลวของ DAC ทั่วไปในตลาด

            • Noise floor modulation – refinement and accurate timbre DAC ทั่วๆ ไปในตลาดมักสร้าง noise หรือเสียงรบกวนขึ้นมาเอง ถ้า Noise คงที่นิดๆ หน่อยๆ คงพอทนนะ แต่ DAC จะสร้าง noise มากขึ้น เมื่อสัญญาณเพิ่มระดับความดังขึ้นน่ะซิ … จะจัดการอย่างไรกับ noise ที่เพิ่มเข้ามา Noise floor modulation นี้จะไปทำลายจังหวะจะโคนของดนตรี (timbre) ไปสิ้น ทีนี้หมดกันเลยทีเดียว เสียงแหลมจะหยาบกร้าน ขาดความนุ่มนวล ความน่าฟังหดหายไปสิ้น ล้าหูง่าย พาลเบื่อไปเลย

            ในทางกลับกัน DAC ของ CHORD สามารถทำ Noise floor ได้ต่ำกว่า DAC ทั่วไปลึกลงไปมากถึง 2 เท่า คือ ทำได้ต่ำทะลุถึง -300dBFS เรียกว่าต่ำกว่าการได้ยินของหูมนุษย์กันไปเลย ในขณะที่ DAC ทั่วไปอย่างเก่งก็ -120dBFS ถึง -140dBFS แปลว่าจะมีความสงัดมาก ดนตรีจะเป็นตัวตน ให้เสียงไหลลื่น นุ่มนวล รายละเอียดชิ้นดนตรีเล็กๆ เก็บได้หมดประมาณว่าเข็มตกยังได้ยิน

            • Small signal accuracy – depth and detail perception ลองมาฟังออร์แกนในมหาวิหารซึ่งอยู่ห่างออกไป 100 เมตร เราจะฟังออกว่าเสียงที่ได้ยินมาจากระยะตรงนั้นจริงๆ แปลว่าเสียงดนตรีจริงมี depth และให้รายละเอียดเที่ยงตรง แต่ depth ของเสียงที่ถอดแบบออกมานั้น มักไม่ดีเมื่อเปรียบเทียบกับเสียงดนตรีสดที่ไม่ได้ผ่านแอมป์สัญญาณขนาดเล็กที่เป็นชนิด Non-Linear จะลดความสามารถของสมองในการประมวลผลสัญญาณต่อ depth และ details จริงอยู่ความคลาดเคลื่อนของสัญญาณขนาดเล็ก ไม่ว่าจะเล็กเพียงใด ยังสามารถได้ยินแต่สมองจะประมวลผลผิดพลาดไปแล้ว

            Solution: Pulse array DAC

            Pulse array เป็น DAC ที่ไม่เหมือนใครที่ผม.. Rob Watts คิดค้นในปี 1995 ใช้ FPGA และ discrete component hybrid โดยที่ FPGAรองรับในส่วนของระบบดิจิทัล และยังมีหน้าที่ตัดเสียงรบกวนด้วยส่วน discrete component จะจัดการในภาคอะนาล็อก

            Pulse array ช่วยลด noise floor modulation

            Pulse array จัดการกับ Jitter ได้อย่างสมบูรณ์ โดยจะทำงานที่ 104MHzซึ่งหมายความว่าสัญญาณรบกวน RF ถูก Filter อย่างง่ายดาย ไม่เหมือนกับ DAC อื่น ๆ ที่ไม่สามารถจัดการกับปัญหา noise floor modulation ได้อย่างเด็ดขาด

            Pulse array DAC – small signal resolution

            Pulse array มี noise-shapers ที่ดีกว่าหนึ่งพันล้านเท่า ในการแก้ไขสัญญาณขนาดเล็กกว่า DAC ทั่วไป ส่วนในภาคอะนาล็อก – แอมปลิฟายเออร์เพียงตัวเดียวและส่วนประกอบ 4 ตัวใน Signal Path นี่ง่ายกว่า DAC / แอมป์ทั่วไปสิบเท่า สิ่งนี้ส่งผลให้ depth perception, detail ดีกว่าชนิดไม่ต้องเทียบ

            • Transients – the WTA filter, changes every aspect of sound quality

            Transients – perception of space

            สมองวัดความแตกต่างของ Transient Timing จากหู มี Resolution ประมาณ 4uS สิ่งนี้ใช้เป็นหนึ่งการรับรู้สำหรับตำแหน่งจากซ้ายไปขวา สมองจะคำนวณตำแหน่งให้อยู่ภายใน 1 หรือ 2 องศา เกณฑ์ 4uS แสดงว่าสมองเก็บข้อมูลตัวอย่างที่ 250kHz เร็วกว่าซีดีมาก

            จริงอยู่ที่การรับรู้ระดับเสียงเบสที่หูมนุษย์ทำได้ไม่ดีเท่าไหร่ สมองจะคำนวณระดับเสียงเบสตั้งแต่เริ่มต้น ถ้าลบ Transients และคุณไม่สามารถรับรู้ Tune เลย อาจจะเคยได้ยินมาว่าเบสไม่มีทิศทาง ซึ่งไม่จริง!!!

            Transients and timbre

            การรับรู้ของ timbre นั้นขึ้นอยู่กับ Transients ถ้าตัด Transientsออกแลัว มันเป็นเรื่องยากมากที่จะบอกความแตกต่างระหว่างเสียงทรัมเป็ตและเปียโน และคือเหตุผลที่ว่า ทำไมเสียงดิจิทัลถึงได้แย่นัก ปัญหาเสียงดิจิทัล คือเหลื่อมช่วงเวลาที่เรียกว่า transients timing นั่นเอง

            ความละเอียดของเวลาของซีดีคือ 22uS แต่หู / สมองสามารถรับรู้เพียง 4uS (Micro-Second) และนี่คือข้อผิดพลาด “ข้อผิดพลาดของ transients เป็นความสัมพันธ์เกี่ยวกับจังหวะเวลานั้นเล็กมาก แต่ผลกระทบนั้นใหญ่มาก” วิธีแก้ เราเลยกำหนดเวลาใหม่โดย interpolation filter ของ DAC ลงไป แน่นอนว่าทำไม่ง่าย แต่เราทำได้ในขณะที่ DAC ทั่วไปนั้นมี transients ซึ่งเร็วหรือช้าเกินไปและเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา – ความไม่แน่นอนชั่วคราวนี้เกิดจากความสามารถในการ ประมวลผลที่จำกัดจึงไม่สามารถทำได้

อธิบายจากกราฟฟิกดังนี้

            รูปแรกจะเห็นว่าสัญญาณเสียงควรจะต้องเป็นลักษณะ Sine wave ในขณะที่ Sampling ของการส่งผ่านข้อมูลดิจิทัลเหลื่อมของ transients ตั้งแรกแล้ว รูปที่2 จะพบว่าเมื่อถูกแปลงเป็นอะนาล็อกต้องกลับเป็นลักษณะ Sine Wave แต่เมื่อมีความผิดเพี้ยนมาตั้งแต่แรก สัญญาณที่ได้ก็เหลื่อมและ เพี้ยนไปด้วย กราฟฟิกแสดงถึงสัญญาณเสียงผ่าน DAC ที่ออกแบบโดย WATTS ซึ่งผ่านการ reconstruction มาเรียบร้อยจะเห็นว่าเป็น Sine Wave สมบูรณ์แบบไร้ความผิดเพี้ยน ข้อสำคัญปราศจากการเหลื่อมของ transients ซึ่งตรงกับต้นฉบับเด๊ะ

            Reconstruction of timing – filter algorithm

            อัลกอริทึมของ Filter มีอิทธิพลอย่างมากต่อความแม่นยำของ transienttiming อัลกอริธึม WTA เป็นอัลกอริธึมที่ไม่ซ้ำกัน ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อลดtransient timing ความไม่แน่นอนของเวลา ผ่านการวิจัยพัฒนามานานกว่า 20 ปีด้วยการทดสอบการฟังมากมายในหลายมิติเพื่อเพิ่มคุณภาพเสียง อัลกอริทึมนั้นใกล้กับฟังก์ชันที่ sinc กันในระดับอุดมคติมากกว่า Filter อื่นๆ ทั้งหมดเท่าที่เคยทำกันมา และเรียกมันว่า WTA (Watts Transients Alignment) นั่นเอง

            WTA filter tap length history กับการวิจัยพัฒนาอย่างต่อเนื่องของ Filter Tap จะเห็นว่าเพิ่มขึ้นมาก ถูกติดตั้งลงบน DAC ทุกตัวจาก CHORD ส่งผลต่อคุณภาพเสียงอย่างมีนัยยะด้วย

            • 1024 taps – DAC64 – 1999

            • 18,000 taps – QBD76 – 2008

            • 26,000 taps – Hugo – 2013

            • 164,000 taps – Dave – 2015

            • 1,015,808 taps – Blu 2 M scaler – 2017 และใน HUGO M Scaler ในปี 2019 ด้วย

            ทำไม WTA Filter 1M จึงถูกติดตั้งที่ M Scaler?

            ด้วย 1 M taps ของ WTA Filter จะเหมือนกับว่า Filter ฟังก์ชั่นที่ถูกซิงก์ในอุดมคติกันเลยทีเดียว แน่นอนว่ามีความแม่นยำมากกว่า 16 บิต ของซีดี ซึ่งหมายความว่า Reconstruction นั้น จะรับประกันได้ว่ามีความแม่นยำมากกว่า 16 บิต หรือแม้แต่ DAC ที่ไม่ใช่ของ Chord ที่ดีที่สุดในวันนี้ อาจจะถูกReconstruction เช่นเดียวกันก็ตามแต่กรรมวิธีจะต่างกัน นั้นมีความแม่นยำเพียง 2 หรือ 3 บิตที่ต่างกันอยู่ดี

            Chord Electronics M Scaler

            เดิมถูกนำเสนอมาพร้อมกับ CHORD BLU MK2 ทีนี้มาเป็น Stand alone UpSampler ตัวแรกของโลกที่มีฟิลเตอร์มากกว่าหนึ่งล้าน filter taps, กล่าวคือมี linear-phase FIR (finite impulse response) ถูกติดตั้งไว้ โดยมีค่าสัมประสิทธิ์มากกว่าหนึ่งล้าน: 1,015,808 Taps จะมีความแม่นยำที่สุดในการใส่ตัวเลขนี้ในมุมมอง DAC ที่มี Oversampling มากที่สุด ใช้ฟิลเตอร์ที่มีไม่กี่ร้อย taps (หมายถึงค่าสัมประสิทธิ์) แม้แต่ Dave ซึ่งเป็น DAC ที่ดีที่สุดในปัจจุบันของ Chord ก็ใช้ฟิลเตอร์อยู่ที่ 164,000 taps เท่านั้น… Chord Electronics M Scaler คือผลงานวิจัยอันไม่หยุดนิ่งของ Rob Watts นั่นเอง

            Hugo M Scaler ใช้ Filter เทคโนโลยีก้าวล้ำที่สุดในโลกที่เรียกว่า WTA (Watts Transient Alignment) -> Hugo M Scaler ติดตั้งด้วย Xilinx XC7A200T FPGA ใหม่ล่าสุดที่ทรงพลังจาก 740 DSP Cores ทำให้พลังการประมวลผลมหาศาลของ device ได้ Break Through ของการค้นพบที่สำคัญใน tap-length (ตัวบ่งชี้ทางเทคนิคของความซับซ้อนของ interpolation filter) Rob Watts ได้วางเป้าหมายมาตลอดชีวิตการทำงานของ >1M taps (Hugo M Scaler มี 1,015,808 WTA taps หรือ coefficients) ใน FilterWTA (Watts Transient Alignment) เวอร์ชันล่าสุด

            Hugo M Scaler ติดตั้งอินพุตดิจิทัลห้าอินพุต (2x BNC, 2x ออปติคัล, บวกกับ USB Type-B ที่แยกได้ด้วย Galvanic isolation) ที่ให้การเชื่อมต่อดิจิทัลที่หลากหลาย อินพุต USB-B เข้ากันได้กับข้อมูล DSD และ PCM (สูงสุด DSD 256) โดย DSD เป็น PCM ใช้ Filter อันเป็นกรรมสิทธิ์ของ CHORD ซึ่งมีการลดทอนสัญญาณรบกวนของ DSD ที่ดีขึ้นมาก เอาต์พุตของ Hugo M Scaler รวมถึงออปติคัล S / PDIF และแยก BNC คู่แบบ galvanically ซึ่งจะช่วยเพิ่มความละเอียดสูงสุด (768kHz จากข้อมูล 96kHz) สำหรับการเชื่อมต่อโดยตรงกับอินพุต BNC คู่แบบดิจิทัลความสามารถ 768kHz บน DAVE DAC / pre / แอมป์หูฟัง เมื่อจับคู่กับ DACs ที่มีความสามารถแบบ dual-BNC-input 768kHz ของ Chord Electronics เช่น DACs อย่าง DAVE, QUTEST และ ตัวล่าสุดคือ Hugo TT 2 ด้วย Hugo M Scaler จะสร้างมาตรฐานใหม่อันน่าอัศจรรย์ที่คุณจะต้องทึ่ง เมื่อ Device ที่เชื่อมต่อแบบดิจิทัล ได้แก่ สตรีมเมอร์ แล็ปท็อปและคอมพิวเตอร์ เครื่องเล่นซีดี / ดีวีดี / ทรานสปอร์ตและเกมคอนโซลอีกมากมาย แม้ว่าจะได้รับการปรับให้เหมาะสำหรับการใช้งานกับ Chord Electronics DAC ที่เลือกไว้ (เพื่อประโยชน์สูงสุดใน upscaling / decoding สูงสุดถึง 768kHz),

            Hugo M Scaler ใหม่ สามารถใช้กับ DAC อื่นๆ ในโลกที่มีอินพุตขึ้นอยู่กับความสามารถในการถอดรหัส upscaling/decoding ของ DAC และสามารถปรับปรุงคุณภาพเสียงจากแหล่งสัญญาณดิจิทัลในทุกประเภทได้ทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นหูฟังหรือเดสก์ท็อปหรือภายในระบบไฮไฟทั่วไป ช่วยให้เสียงดีขึ้นเท่าตัว ได้คุณภาพเสียงดีกว่าลงทุนไปกับไปใช้สายแพงๆ หรือใส่ซับเบส รวมถึงตัวช่วยอื่น หวังว่าจะทำให้เสียงดีขึ้น แต่ดันไปเปลี่ยนบุคลิกของเครื่องเสียงเดิมๆ ไป ใหม่ๆ ก็ตื่นเต้นดีแต่เมื่อฟังนานจะเบื่อและล้าหูไปเองสู้ลงทุนในงบประมาณที่เหมาะสม ที่จะเป็นการกำหนดคุณภาพเสียงใหม่จากดิจิทัลออดิโอสุดรักของคุณวันนี้

            เชิญทดลองฟัง M Scaler และ HUGO TT2 ที่ส่งผ่านสัญญาณเสียงอะนาล็อกมาสู่ TToby เนื้อคู่ที่เหมาะสมก็เป็นเจ้าสองตัวทัพหน้า ที่เรียกว่า 3 Knights ยกมาทั้งสามอัศวินแห่งเมืองผู้ดี จับคู่กับลำโพงคู่ใจอย่าง FYNE Audio ที่ร้าน SAVE AUDIO ขอบคุณสำหรับการต้อนรับนะครับ. ADP