Waversa Systems Japan

ウェーバーサシステムズ

WslimAIO-Lite:新技術

WslimAIO-Lite

開発&テスト中のWslimAIO-Lite PCBです。
コンパクトなサイズに、WaversaSystemsのほぼ全ての技術を投入しています。
Roon Ready、DLNA、WNDR、USB、Coaxial、Optical、Bluetooth、FMをサポートし、出力はチャネル80Wです。

WslimAIO-Lite

WslimAIO UIフォント

WslimAIO-UI
WslimAIO

WslimAIO

  1. INPUT:LAN(DLNA, WNDR), USB, Coaxial, Optical, FM
  2. アンプ定格:80W peak, 60w, Para-PBTL構成
  3. 電源:外部SMPS
  4. フロントディスプレイ:WaversaSystems新UI
  5. WAP:Level3

開発が進む最新オールインワンモデル、WslimAIOのフォント表示の写真です。
いろいろとテストの結果をまとめた最終候補です。

アンチエイリアスで綺麗に表示されます。視認性も向上しました。
全てのソースを2行で表示し、下に詳細を表示します。

青色のフレームはスマートフォンのカメラの影響か、色の見え方がちょっと違ってますが、実際はもっと綺麗です。

WslimAIO-Lite PCB DESIGN

LAN、USB-A、Coaxial、Optical、FM、Bluetooth、60+60Wをサポートするオールインワン機能を1つのPCBに集積しています。

出力段はPara-BTLで、チャネル当たり計8つのSingleEndアンプを並列に束ね、アンプの出力を精巧に処理し、実効出力W数に比較して高出力を得ています。

WAPレベルは3で、デジタルサウンドの欠点を克服し、アナログサウンドの利点を得る音質を提供します。

WslimAIO-Liteの外観はWslimAIO-Proとは若干異なりますが、同じ基本コンセプトで開発を進めています。

Waversa Speaker System

WaversaSpeakerSystem

4年以上前から準備を続けているプロジェクトの1つ、スピーカーシステムです。

高さが25cm程の小型ブックシェルフスピーカーで、非常に良い音を鳴らすプラットフォームです。
Waversaの試聴室で聴いた方も相当な人数になります。

材質はアルミニウムで、パッシブとアクティブと2つの形で予定してます。

WslimAIO-Proの内部構造

統合型ハイエンドオーディオWslimAIO

WslimAIO-Proは複数のPCBモジュールで構成し、それぞれはFFC(Flexible Film Cable)で接続されます。

PCBモジュールは、上段がSMPSでPFCフィルターとDC/DCが2ペアあります。SMPSは200Wを4つ搭載し、WaversaSystems独自開発のUltra SlimSMPSです。WslimAIO-Proの厚さが25mmなのでSMPSは厚み16mm以内で搭載できます。そのため独自に開発するしかありません。

その下の段がAMP、メイン、アナログパートです。

AMPモジュールは左右に1枚ずつあり、最大出力600Wの予定です。SMPSの性能によって出力が最大で600Wまで上げられるという意味です。AMPモジュールも16mmサイズのリミットがあるので特殊な設計を進めています。

メインモジュールはARM AP、eMMC、WAP FPGA x2、DSP、PWM Processor、FM、Bluetoothとデジタルオーディオなどを含むPCBモジュールです。従来よりも集積度が非常に高く、高さは5mm以内でとても薄く設計しています。Coaxial入出力はWAMP2.5mk2/WAIO2.5mk2のようにモノブロック拡張用として使用します。

アナログモジュールはPhonoとLine入力を処理し、デジタル変換の機能を担当します。ADCはWAMP2.5mk2/WAIO2.5mk2に搭載したAKMの32Bit768kHz ADCで、これによってアナログ解像度を保証し、同時にノイズを最大限抑制します。
PhonoはMCHまでは行かないが多様なカーブに対応する予定です。

モジュール形式で開発しているので、今後はアフターサポートやアップグレードも容易になるのも重要なポイントだと考えています。

また、アルミニウムシャシーにモジュールをレイアウトする空間を切削し内側に装着するため、モジュール間のノイズ流入を根本的に抑える事になります。これは結果的にスリムなデザインの短所を克服し長所になるポイントです。

背面のインターフェイスは様々な形式に対応し、オーディオ愛好家のためにRoonやDLNAなどのネットワーク再生も対応し、一般的ユーザーの必要のためにBluetoothやFMも対応し簡単な音楽鑑賞も可能です。

Integrated Stylish High End Audio. WslimAIO

統合型ハイエンドオーディオWslimAIO

オールインワン・ハイエンドオーディオ

オールインワン製品は日本では未発売ですが、開発中の新型の情報です。

統合型ハイエンドオーディオWslimAIO

WslimAIO

Integrated High End Audio

LiteとProの2グレードで設計を進めています。

430x430x25のスリムなデザインで、グレードで内部の仕様が異なります。

WslimAIO-Lite

  1. INPUT:LAN(DLNA, WNDR), USB, Coaxial, Optical, Bluetooth(APT-X), FM
  2. アンプ定格:80W peak, 60w, Para-PBTL構成
  3. 電源:外部SMPS
  4. フロントディスプレイ:WaversaSystems新UI
  5. WAP:Level3

WslimAIO-Liteはハイファイオーディオの入門機に最適です。
Liteの名でも音質はLiteではありません。
Para-PBTL構成はまだ一般的ではありません。これによって低ノイズで強力なドライブ能力を発揮します。Para-PBTLは合計8つのアンプを1つの出力の構成にしています。
販売価格は未定ですが、できるだけ1,000ドル台を目標に開発しています。

WslimAIO-Pro

  1. INPUT:LAN(DLNA, WNDR,RoonReady), USB, Coaxial, Optical, Bluetooth(APT-X), FM, Balance, Unbalance(Phono兼用)
  2. アンプ定格:300W, PBTL構成
  3. 電源:内部PFC SMPS搭載
  4. フロントディスプレイ:WaversaSystems新UI
  5. WAP:Level10
  6. 拡張性:4台までCoaxialケーブル接続で拡張でき、スイッチ選択でMaster設定した機体で全ての制御ができます。

WslimAIO-LiteとWslimAIO-Liteは同じ見た目ですが、内部プラットフォームは根本的に異なります。

特徴はアナログ入力部で、32ビットADCを使ったフォノ入力機能を搭載します。32Bit処理によって、これまではデジタルアンプのホワイトノイズで難しかった音圧のスピーカーへの対応が可能になります。
ライン入力とフォノ入力の切換は設定メニューで選択できます。
フォノ入力はMM/MCの選択が可能で、ゲイン調整機能も搭載します。MCの場合は入力インピーダンスもメニュー選択でき、カーブ選択も可能です。

スリムなシャシーにWaversaSystemsのほぼ全ての技術を投入して開発しています。
各部分ごとに個別ボードで構成して接続する構造です。
基板ごとに隔壁で遮断して搭載し、高度な静粛性を確保しています。
価格は5,000ドル前後を予定しています。

UI, UserInterface

WslimAIOのために新たに開発したWaversaSystemsの新型UIです。
視認性に優れ、必要な内容を直感で理解して操作できるように設計しています。

長い期間、ネットワークプレイヤー製品を開発してきて感じた事は、ネットワークオーディオで音楽鑑賞を望むオーナーの方々に、ある程度の専門知識を要求してしまうと言う盲点です。
そのために、この盲点だった点をユーザーインターフェースで簡単にできるように設計しました。

WslimAIO_UI_Bluetooth

Bluetooth

非接続時は赤、接続すると白、再生中は青。

WslimAIO_UI_FM

FM

信号を全くキャッチできていない時は赤色、信号が弱い時は白、正常受信時は青色。

WslimAIO_UI_DLNA

DLNA

DLNAやWNDRでの赤色はLANケーブル接続が準備されていない状態。白は正常接続ができていて再生していない状態、再生中は青色。

視認性を高めるために丸枠の色で入力の状態を示します。

一般的な感覚で、赤色は何らかの準備であることを示しています。
DLNAやWNDRでの赤色はLANケーブル接続が準備されていない状態です。
白は正常接続ができていて再生していない状態で、再生中は青色になります。

FMは信号を全くキャッチできていない時は赤色、信号が弱い時は白、正常受信時は青色になります。
他のモードも同様で、Bluetoothは非接続時は赤、接続すると白、再生中は青になります。
アナログ入力時は、入力リミットを超えると赤で表示し、入力ゲインを調整できます(WslimAIO-Pro)。
枠内の数値はサンプルレートやタイトルを表示します。スムーズスクロールで長いタイトルも表示できます。

WslimAIOシリーズはWaversaSystemsがハイエンドオーディオの中でも頂きを目指すラインナップです。

WaversaSystems+Roon

WaversaSystems+Roon

WaversaSystemsのネットワーク対応モデルは、今でもRoonでお使いの方が多くいらっしゃいますが、Roonで正式に登録される予定となりました。

WaversaSystems+Roon

WaversaSystems + Roon

Roon Ready network players

WVDACを筆頭に、全10種の製品が認証予定です。
10機種という機器認証はRoonで最多ブランドだそうで、最終的な登録はRoonのアップデート後に確認できるようです。

WaversaSystems+Roon

WPre3mk2、マルチチャネルディバイダープリアンプ

WPre3

チャンネルディバイダーによるマルチアンピングは、究極のオーディオとして多くの愛好家に評価されています。

しかし、このようなチャネルディバイダー、プリアンプの組み合わせは、膨大な数のアンプ構成を求めるようになり、当然大きな場所を必要とします。

WPre3

WPre3という製品は開発してから何年か経ちますが、商品化して発売せず、イベントや試聴の他は、自分だけで使っている機種です。

WPre3

WPre3はフルデジタルプリアンプ・アナログ入出力仕様です。

すなわち、内部的にADCとDACを備え、WAPによって音質を大幅に改善しています。

WPre3

W Pre3 mk2

最近また、多くの要望があり、WPre3mk2を企画し、設計を完了しましたが、これは多くの変更点があります。

更に、一緒に使われるWAMP3の最終スペックも決定しやすくなりました。

WPre3mk2の仕様は以下の通りです。

mk2 Specification

  1. Balanced Input x3
    Unbalanced Input x2
  2. Balanced Output x3
    Unbalanced Output(TBD) x3
    – Unbalanced 出力は非搭載にもできます。
  3. 100Mbps Ethernet
    – チャネルディバイダー設定用
  4. Input WAP5
    Output WAP2 each(Total x6)
  5. PCM4202 ADC, ES9038PRO DAC
  6. 自社開発チャンネル·ディバイダーDSP

バランス機器の普及により、バランス入力とアンバランス入力の数を調整しました。
3つのバランス出力があり、これにより3Wayチャンネルディバイダーが搭載されていることが分かります。

イーサネットを搭載しているのは、専用アプリによって、クロスオーバー、Parametric EQなどをグラフィカルに設定セットできることを意味します。さらに、スマートフォンのマイクによる自動設定も期待できるかもしれません。

内部構造は、ADC-WAP-チャネルディバイダーDSP-WAP-DAC-アナログ段で構成され、独自に設計したチャネルディバイダー前後にWAPを介して処理を行う構造です。

チャネルディバイダーDSPはAnalogDevices社のDSPを使い、内部設計はWaversaSystemsで設計し、どのようなスピーカーでも駆動可能な大規模な3ウェイクロスオーバーとParametric EQをサポートします。

チャンネルディバイダーの内部構造は、I2S-3D Processing-Volume-Parametric EQ-3 Way Channel Divider-Parametric EQ-Mute Control-I2Sで、複雑な経路になります。

注意深く見るべき部分は、低域の補償のためにサポートする3D Processing部分です。低域は繊細な左右チャンネル間のcrossfeedが広がりに大きな影響を及ぼすので、そのための機能です。

これらの複雑な構成の欠点は、設定が難しいということですが、そのためにLANポートを搭載し、専用アプリでサポートします。
そして大まかな設定の変更は、機器の前面のボタンやリモコンに変更できます。

WAMP3はWPRE3 MK2の仕様に合わせ、3 Way Power Amplifierで出るようになります。

Low,Mid,Highの出力をユーザが選択するようにし、Low Bassの出力を大幅に増加させる構成も可能になります。
全体的な出力は1600Wであり、これを6つのチャンネルで希望どおりに指定できるようにします。

Macの音をWMiniDACで鳴らす方法(AirPlayの設定)

MacにはAppleのAirPlayという便利なサウンド機能があります。

もともとAirPlayはiPhoneの無線機能を使って音を鳴らす機能です。

この便利なAirPlayはMacでも使え、無線LANでも有線のLANで繋がってるMacでも使え、Macの音をWMiniDACで簡単に、そして高音質に鳴らせます。

WMiniDACの準備
  1. WMiniDACの入力をDLNAにします。

これだけでWMiniDACでAirPlayを受ける準備は完了です。

続いてMacの設定を行います。

iTunesの音をWMiniDACで鳴らす方法

  1. iTunesを開く。
  2. iTunesの画面、一番上の左側にあるAirPlayのアイコンをクリック。
  3. サウンドを出力する機器のメニューが開く。
  4. 音の出力先を、コンピュータ(Mac本体)か、WMiniDACか選択。

Macのシステム音をWMiniDACで鳴らす方法

  1. システム環境設定を開く
  2. [サウンド]設定を開く
  3. [出力]設定で[WMiniDAC]を選ぶ。

これでWebブラウザのyoutubeの音など、Macの音がWMiniDACで再生され、高音質に楽しめます。

WNDR(オーディオ専用プロトコル)とWAP(原音復元プロセッサー)

HiFi Clubのコラムを翻訳掲載

WNDR(オーディオ専用プロトコル)

  • 連続する信号処理に最適化した伝送方式
  • ノイズに強い耐性を備えたプロトコル
  • 専用処理による無変換のプロトコル

DLNAを利用したネットワークストリーミングの最大の問題は、連続的なオーディオのストリーミングを全く考慮せずに、単にデータ転送のための規格ということでした。
DLNAがオーディオのみを考慮したプラットフォームではなく、様々なコンテンツの配信を考えられているため、安定性に比重を置いたパケット化したランダム方式の転送方式を採用しています。
これがしかし、オーディオは連続的な信号なので、この転送方式は音質的に不利となります。

WNDRはこれらの問題を解決するために、WaversaSystems社が独自に開発したプロトコルです。
通信上で発生しうる遅延を最小限に抑え、ノイズに対する優れた耐性まで備えるように開発しています。
またWNDR方式は専用プロトコルによって、プロトコル間の変換が行われないため、I2S規格のように変換過程を最小化し、音質を向上させることができるようにしています。
更に、WNDRは他の似たようなプロトコルと比べても、更に発展した内容で開発されたプロトコルで、ノイズに強い耐性を備えています。この特性によって、WNDR技術は車両用伝送方式にも採用される予定です。

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▲WNDRを使えば、多くのストリーミングサービスを 信号干渉の無い高音質で聴けます。

デジタル信号の伝送方式比較

それではここで、CDとコンピューターのストリーミングのデータ伝送方式を見てみましょう。

CDのデジタル伝送はSPDIF(Sony Philips Digital Interconnect Format)です。最大転送速度は、1,535kbpsです。
CDはトランスポートとDACが専用線(SPDIF)で接続され、連続した信号で伝送されます。
単独で接続され、外部の干渉がほとんどなく、アナログノイズが大きく周期的に発生し、人の耳は同じ刺激に無感覚になるため違和感を与えません。
したがって、CDのアナログノイズは音楽性を大きく損なわないようになっています。

コンピューターストリーミング(USBやEthernetネットワークプレイ)では、パブリックネットワークを使用します。転送速度もUSB 2.0は毎秒480Mbpsで、Giga LANでは1Gbpsまでの超高速通信になります。 そのネットワークで音源信号はとても小さなサイズに分かれて転送されます。USB 2.0では64bytesパケットに分かれて転送され、Ethernetは1500bytesに分かれてパケットサイズが継続的に変化して送信されます。

図のように、音楽信号は連続的に伝送されるのではなく、少しずつ伝送され、DACで数回に分けて送信された信号を1つに集める方式です。USBの場合、1秒間の音楽信号を2700回以上に分けて転送され、その信号の開始と終わりに”Electrical Impact”というノイズが発生し、このノイズがDACのアナログ段に影響を与えることになります。その結果、大小の高周波ノイズが起こり、継続的にデジタル信号の間に不規則に流入し、音を硬く荒くさせ、音楽的な微細な強弱や表現の音をかき消してしまいます。

 

WAP(Waversa Audio Processor)

  • 前後の信号から源信号のデジタル値を推定→ディテールと倍音情報を復元
  • 左右の信号からチャンネル別の正確なデジタル値を推定→ステージとフォーカシングの再現向上

▲WAPのアナログ修正アルゴリズムの記述

WAPはWaversa Audio Processorの略で、WaversaSystems社が独自に開発したオーディオプロセッサーです。
WAPは既存のDSP方式と違い、ハードウェア方式で製作されたダイレクトな回路構成で、膨大なデータを高速かつ正確に処理するように設計されました。

内蔵された独自のアルゴリズムは、既存のアルゴリズムと異なる方式でアナログ波形を推定します。
一般的なアルゴリズム技術は中間値の数を増やしていく補間(Interpolation、補間)を使用しますが、WaversaSystemsは、前後の信号からデジタル値を推定して復元(Restoration、復元)します。それだけではなく、左右のチャンネル間のデジタル値も比較分析し、エラーと判断すれば、これも源信号に復元します。このおかげでディテールと倍音情報が復元し、チャンネルセパレーションが大幅に向上し、空間表現が正確になり、フォーカスも精巧になります。この技術は高レベルに複雑な技術であり、処理レベルを調整できます。例えばWRouterは3レベル、WDAC3は5レベルで、レベルが高まるほどアナログ波形に近づきます。

▲WaversaSystems機器間でWNDR接続が可能で、
WCOREやWRouterもWNDR接続によって理想的な信号伝送が行われます。

WAPとWNDRの活用

WAPとWNDRはWaversaSystemsが独自に開発した技術です。WAPは原音に近い信号に復元するためのプロセッサであり、WNDRは伝送間の信号損失と歪みを防ぐために開発されたプロトコルです。
この二つの技術を組み合わせることで音質を大幅に向上させることができます。一つの機器に内蔵されたWAPをWNDRで相互に接続してWAPレベルを高め、アナログに近いデジタル信号を生成します。

  1. WCOREのQuick Settingで、OutputをWROUTERに設定。(一度の設定でOKです)
  2. WROUTERのOutputをWNAS3に設定。 (Level3)
  3. WNASのOutputをWDAC3に設定。 (Level3+Level3)
  4. 最終的にWDAC3でアナログに変換されます(Level3+Level3+Level5=Level11)