ตอนที่แล้วเราได้รู้จักกับวงจรขยาย S-Master Pro ที่อยู่ใน AV Receiver และเครื่องขยายเสียงของ Sony กันไปแล้ว ในบทความตอนที่ 3 นี้ เราจะมาทำความรู้จักกับเทคโนโลยี S-Master ที่ถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์พกพา จนกระทั่งพัฒนากลายเป็น S-Master HX เพื่อรองรับมาตรฐาน Hi-Res Audio ของ Sony กันครับ

ใครที่ยังไม่เคยอ่านบทความตอนก่อนหน้า สามารถกดที่ลิ้งก์ข้าง ๆ นี้ได้ครับ : ตอนที่ 1, ตอนที่ 2

HD Digital Amp

ชิป CXD9847K ที่ใช้ใน Walkman MZ-RH1

การพัฒนาวงจรขยาย S-Master ในอุปกรณ์พกพานั้นเริ่มต้นมาจากการพัฒนาวงจรขยาย HD Digital Amp ที่เริ่มใช้งานในเครื่องเล่น Hi-MD ทั้งแบบ Walkman และเครื่องเล่นตั้งโต๊ะในปี 2004 และถูกพัฒนาจนสูงสุดในเครื่องเล่น Hi-MD Walkman รุ่น MZ-RH1 ที่เปิดตัวในปี 2006

กราฟเปรียบเทียบการปรับความดังเสียงของวงจรขยายดิจิทัลปกติ (บน) และ HD Digital Amp (ล่าง)
ที่มา : Sony Japan

วงจรขยาย HD Digital Amp นั้นมาในรูปแบบของชิป CXD9847K ซึ่งทำหน้าที่เป็น Switching Driver และวงจรขยายหูฟัง โดยมีจุดเด่นคือมีประสิทธิภาพสูง สัญญาณรบกวนต่ำ รวมทั้งมีเทคโนโลยีปรับความดังของเสียงที่ทำให้ความละเอียดบิตของเสียงนั้นไม่ลดลงเมื่อเล่นเสียงที่ระดับความดังต่ำคล้ายกับเทคโนโลยี Pulse Height Volume Control ที่อยู่ในวงจร S-Master

สำหรับ HD Digital Amp ที่ใช้ใน MZ-RH1 นั้น ทางทีมพัฒนาได้เลือกใช้ตัวเก็บประจุประสิทธิภาพสูงกับวงจรจ่ายไฟ เพื่อให้คุณภาพเสียงดีขึ้น รวมทั้งการเลือกขนาดตัวเก็บประจุ Coupling Capacitor ที่ภาคสัญญาณขาออกให้มีขนาดใหญ่เป็นสองเท่าจากปกติ เพื่อให้เสียงเบสนั้นเป็นธรรมชาติและการตอบสนองย่านความถี่มีความสมดุล จนทำให้ MZ-RH1 นั้นมีน้ำเสียงที่นุ่มนวลและสมจริงเป็นธรรมชาติจนกลายเป็นพื้นฐานให้กับคุณภาพเสียงของ Walkman รุ่นต่อมา

ถึงแม้ว่าวงจรขยายดิจิทัลนั้นจะมีช่องว่างในการให้พัฒนาและปรับปรุงน้อยลง แต่เทคโนโลยีการควบคุมแหล่งจ่ายไฟนั้นได้พัฒนาขึ้นอย่างก้าวกระโดดในช่วงหลัง ทำให้ทีมพัฒนาสามารถพัฒนาและปรับปรุงวงจรขยายดิจิทัลที่จะนำมาใช้งานกับ Walkman ยุคใหม่ได้

First S-Master in Portable Device

เดือนเมษายน 2009 ทาง Sony ได้เปิดตัว Walkman ตระกูล X1000 ซึ่งเป็น Walkman ระดับเรือธงในตอนนั้น X1000 อัดแน่นไปด้วยเทคโนโลยีใหม่ ๆ ทั้ง หน้าจอสัมผัสแบบ OLED  การรวมตัวประมวลผล Noise Canceling ไว้ในตัวเป็นครั้งแรก มี Wi-Fi เชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตได้ รวมไปถึงการนำวงจรขยาย S-Master มาใช้งานเป็นครั้งแรกในอุปกรณ์พกพา

สำหรับรายละเอียดของวงจร S-Master ที่ใช้ใน Walkman X1000 นั้นไม่ได้ถูกเปิดเผยมากนัก นอกจากทราบว่าตัวเครื่องเองสามารถตอบสนองความถี่ได้ตั้งแต่ 20 Hz – 20,000 Hz และมีกำลังขับหูฟัง 5 mw ต่อข้างที่โหลด 16 Ω มีการใช้เทคโนโลยีเพื่อลด Jitter และการปรับระดับความดังของเสียงโดยคงคุณภาพเสียงไว้

S-Master รุ่นนี้นอกจากได้ถูกนำมาใช้งานกับ Walkman X1000 แล้ว ยังได้ถูกนำมาใช้งานใน Walkman A840 และ A850 ด้วย

S-Master MX

เดือนกันยายน 2011 ทาง Sony ได้เปิดตัว Walkman ตระกูล Z1000 และ A860 ที่ญี่ปุ่น ซึ่ง Walkman ทั้ง 2 รุ่นนี้ได้ใช้วงจร S-Master สำหรับอุปกรณ์พกพารุ่นใหม่คือ S-Master MX นั่นเอง

Sony ปรับปรุงวงจร S-Master เดิมเพื่อลดสัญญาณรบกวนและความเพี้ยนของสัญญาณลงมากขึ้น ด้วยการรวมวงจรลด Jitter มาไว้ภายในภาค Pre Driver และการเพิ่มเทคโนโลยี Pulse Height Volume Control ที่อยู่ในวงจร S-Master รุ่นที่สองลงใน S-Master Driver เพื่อคงคุณภาพสัญญาณเสียงเมื่อปรับระดับความดังเอาไว้ ผลที่ได้คือ S-Master MX นั้นมีค่า SNR ที่ดีกว่า S-Master เดิมถึง 4 dB

นอกจาก Walkman Z1000 และ A860 แล้ว S-Master MX ยังถูกนำมาใช้ใน Walkman F800 ที่เปิดตัวมาในปีถัดไปและ Walkman M500 ที่เปิดตัวในปี 2013 พร้อมกับ Walkman ที่ใช้  S-Master HX ซึ่งจะเขียนถึงต่อไปจากนี้

S-Master HX

เดือนกันยาน 2013 ทาง Sony ได้ประกาศมาตรฐาน Hi-Res Audio ของตัวเองขึ้นมา และนับว่าเป็นจุดเริ่มต้นของยุค High Resolution Audio สำหรับผู้ใช้ทั่วไปอย่างเป็นทางการ และในการประกาศมาตรฐานครั้งนี้ ทาง Sony ก็ได้เปิดตัว Walkman ZX1 เรือธงตัวใหม่และ Walkman F880 ที่มาแทน F800 ซึ่ง Walkman ทั้งสองรุ่นก็ได้ใช้วงจรขยาย S-Master HX ที่รองรับอัตราสุ่มสัญญาณ 24 bit 192 kHz และสามารถตอบสนองความถี่ได้สูงสุด 40,000 Hz ตามมาตรฐาน Hi-Res Audio ของ Sony เอง

นอกจากการปรับปรุงวงจรขยายให้รองรับมาตรฐาน Hi-Res Audio แล้ว ทาง Sony ได้เลือกใช้วิธีการจ่ายไฟเข้าวงจรใหม่ โดยใช้แหล่งจ่ายไฟอิสระถึง 4 แหล่ง เพื่อจ่ายไฟบวกและลบของช่องสัญญาณเสียงซ้ายและขวา เพื่อให้การขับหูฟังนั้นดีขึ้น เพราะแหล่งจ่ายไฟไม่ต้องทำงานหนัก และลด Stereo Crosstalk ลง ทำให้มิติเสียง Stereo มีความแม่นยำมากขึ้น

และการจ่ายไฟลบเข้าวงจรเพิ่ม ทำให้ทาง Sony สามารถตัดตัวเก็บประจุ Coupling Capacitor ที่ใช้กรองสัญญาณไฟ DC ออกไปได้ ช่วยให้การตอบสนองย่านความถี่ดีขึ้น รวมถึงช่วยลด Phase Lag ในย่านสัญญาณความถี่ต่ำ ช่วยให้เสียงเบสดีขึ้นด้วย

เทคนิคนี้นอกจากจะนำมามาใช้ใน Walkman ทั้งสองรุ่นข้างต้นแล้ว ยังได้ถูกนำมาใช้กับ Walkman M500 ที่ประกาศเปิดตัวพร้อมกันอีกด้วย

ชุดวงจรขยาย S-Master HX ใน SRS-X9

การใช้งานของ S-Master HX ไม่ได้จำกัดเฉพาะแต่เพียงใน Walkman เท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงสินค้าอื่น ๆ เช่น ลำโพงไร้สายตระกูล SRX และภาคขยายเสียงลำโพงในชุดขยายเสียงของ CAS-1 เป็นต้น

S-Master HX 2nd Generation

เดือนกันยายน 2016 ทาง Sony ได้เปิดตัวสินค้าเครื่องเสียงพกพาในตระกูล Signature Series และ Walkman รุ่นใหม่ คือ Walkman WM-1Z และ WM-1A ซึ่งยังคงใช้งานวงจรขยายแบบ S-Master HX อยู่ แต่ S-Master HX ที่ใช้นั้นมีการเปลี่ยนแปลงจาก S-Master HX เดิมที่เปิดตัวในปี 2013 มาก คือ

• รองรับอัตราสุ่มสัญญาณ 32 bit 384 kHz
• รองรับการขยายสัญญาณเสียงรูปแบบ DSD โดยตรงที่ความถี่ 11.2 MHz (รุ่นก่อนหน้าต้องแปลงเป็นสัญญาณ PCM ก่อน)
• รองรับสัญญาณขาออกแบบ Balanced
• เพิ่มตัวประมวลผลเสียง DC Phase Linearizer จาก S-Master Pro

ชิป CXD3778GF ใน Walkman ZX300

S-Master HX ที่มากับ Walkman WM-1 นั้นอยู่ในรูปแบบของชิป IC รหัส CXD3778GF ซึ่งในภายหลังชิปตัวดังกล่าวก็ได้ถูกนำมาใช้งานใน Walkman ZX300, Walkman A40 และ Walkman A50 อีกด้วย

นอกจาก Walkman WM-1 แล้ว ทาง Sony ยังได้นำวงจร S-Master HX มาใช้เป็นส่วนหนึ่งของวงจรขยาย D.A. Hybrid Amplifier Circuit ในแอมป์หูฟัง TA-ZH1ES ซึ่งเรียกได้ว่าเป็นการนำวงจร S-Master กลับมาใช้ในเครื่องเสียงบ้านระดับไฮเอนด์อีกครั้ง หลังจาก S-Master Pro ใน TA-DR1

ความพิเศษของ S-Master HX ใน TA-ZH1ES คือ ทาง Sony เลือกใช้ชิป FPGA รุ่น Cyclone IV ของ Altera (ปัจจุบันเป็นของ Intel) แล้วโปรแกรมส่วนของ Processing Block ของ S-Master HX ลงไป แทนการใช้ชิป IC สำเร็จรูป นอกจากนี้ภายในชิปตัวเดียวกัน ทีมพัฒนายังได้โปรแกรม DSD Remastering Engine ลงไปในชิปตัวเดียวกันนี้อีกด้วย

Future of Sony Digital Amplifier

สิ่งที่ผมเขียนมาทั้งหมด 3 ตอน ก็คือความเป็นมาของวงจรขยายแบบดิจิทัลของ Sony ซึ่งถึงแม้ว่าเราจะเห็น Sony นั้นเอาจริงเอาจังกับวงจร S-Master ของตนเองมาก แต่ Sony เองก็ไม่ได้เลือกใช้ S-Master นี่กับในสินค้าทุกตัวของบริษัท โดยเฉพาะในช่วงหลายปีให้หลัง ที่หลาย ๆ ครั้งทีมพัฒนาเลือกใช้เทคโนโลยีวงจรขยายอื่น ๆ มากกว่า เช่น แอมป์หูฟังพกพาตระกูล PHA หรือ DMP-Z1 ซึ่งเป็นเครื่องเล่นเพลงที่ดีที่สุดของ Sony ในตอนนี้ แต่นั่นก็ไม่ได้หมายความว่า Sony จะทิ้ง S-Master ไปซะทีเดียว เพราะเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่ได้จากการพัฒนา S-Master นั้นสามารถนำไปต่อยอดได้อีกมากมาย เช่นเดียวกับเทคโนโลยีดิจิทัลที่ Sony นำมาใช้พัฒนา S-Master เช่นกัน

ชิป Audio Codec รุ่น CXD3775AGF ของ Sony

อย่างเช่น ชิป Audio Codec สำหรับใช้งานในหูฟังไร้สายรุ่น CXD3775AGF ที่พัฒนาโดย Sony Semiconductor นั้น รองรับอัตราสุ่มสัญญาณสูงสุด 24 bit 216 kHz และรวมภาควงจรตัดเสียงรบกวนและภาควงจรขยายหูฟังมาไว้ในตัวเลย ซึ่งตัวผมเองคาดว่าชิปตัวนี้น่าจะเป็นชิปรุ่นก่อนหน้าหรือชิปรุ่นลดทอนความสามารถของชิป HD Noise Cancelling Processor QN1 ที่อยู่ในหูฟังรุ่น WH-X1000M3 ครับ

ผมขอจบบทความแนะนำเทคโนโลยี S-Master ก่อนแต่เพียงเท่านี้ หาก Sony มีการอัพเดทเทคโนโลยีตัวนี้ใหม่อย่างไร ผมคงได้มีโอกาสกลับมาเขียนเรื่องนี้ให้อ่านกันต่ออีกครั้งครับ

Source

• MZ-RH1スペシャルインタビュー
• Sony Japan Walkman Z1000 Press Release
• ハイレゾの高音質を引き出すソニーのオーディオテクノロジー, My Sony Club