Holo Audio Spring, un DAC rivoluzionario

Il DAC "Spring" (primavera) è stato progettato da Jeff Zhu di Holo Audio. È un convertitore analogico digitale R2R e la conversione non è realizzata con un chip, ma con una rete discreta di resistenze. Questo è il primo DAC discreto che ha una compensazione lineare, permettendo risultati alle misure migliori di altri DAC dello stesso tipo.

Lo Spring supporta completamente il formato DSD. In realtà all'interno ci sono due DAC separati, uno per il DSD e un altro per il PCM. Il formato DSD non è convertito prima in PCM, ma direttamente dai componenti (discreti) dello specifico DAC DSD.

Per ulteriori informazioni, è possibile leggere le specifiche tecniche complete e verificare i prezzi di vendita sul sito di Magna Hi-Fi. Grazie a Jos per il supporto e i suggerimenti.



Ho scelto l'Holo Audio Spring (Level 1 RED) per l'impianto di riferimento per lo sviluppo di AudioLinux soprattutto per un motivo: all'interno vi sono in realtà due Dac, uno per il segnale PCM e l'altro per il DSD!

Cominciamo dall'inizio. La sorgente è costituita da un computer con un processore i7-6700 e una scheda madre Asus Z170M-Plus in uno chassis Streacom. Un sistema silenzioso senza alcuna ventola.
Il segnale è stato inviato al DAC da HQplayer (pilotato da Roon) utilizzando l'entrata USB dell'Holo. In alternativa ho anche usato lo Streamer PinkFaun 3.4 con la scheda I2S, con risultati sorprendenti, come vedremo.
All'uscita del DAC è collegato un preamplificatore a trasformatori SAC Thailand Minute, che può amplificare il  segnale di 6 dB ed assolve anche l'importante compito di isolare l'amplificatore dalla sezione digitale del DAC. Infine lo stupendo amplificatore SET a singola valvola a riscaldamento diretto Ayon Sunfire pilota le casse elettrostatiche Audiostatic DCI modificate.
Si tratta di un impianto leggermente carente di bassi, ma con una risoluzione incredibile, cioè qualsiasi modifica al software o all'hardware è immediatamente percepita all'ascolto. Quasi un impianto monitor da studio.



Da qualche anno sto cercando di ottenere la massima fedeltà audio nella risposta all'impulso, ritenendo che forse stia proprio in questo il punto essenziale di una corretta riproduzione del suono. In relazione a questo obiettivo mi sono orientato verso i DAC "NOS", cioè "non-overampling", come ad esempio quelli prodotti dalla Metrum olandese. Questo tipo di conversione consente una risposta ai transienti pressoché perfetta, senza significative oscillazioni nel tempo sia prima che dopo l'impulso di test. D'altra parte è noto che i convertitori di questo tipo hanno una distorsione piuttosto alta per la presenza di spurie non eliminate da alcun filtro. La soluzione a questo problema consiste nell'inviare al DAC un segnale sovracampionato in modo particolare, metodo spesso impropriamente definito con "filtro polinomiale". La stessa parola "sovracampionamento" o "filtro passa basso" non è del tutto corretta in questo caso. In realtà si tratta di una "ricostruzione analogica del segnale digitale", cioè l'algoritmo, che si avvale di funzioni che possono arrivare al 12° ordine o più, cerca di ricostruire il segnale "analogico" partendo dai diversi livelli discreti del segnale digitale. Il risultato è che la risposta all'impulso resta quella originale, senza oscillazioni, a pena di una lieve attenuazione a 20 kHz.

In HQPlayer ho così selezionato polynomial-1 alla massima frequenza disponibile (8x, cioè 384000 o 352800), e l'Holo Audio Spring è stato configurato in modo "NOS", in modo che il segnale non subisse ulteriori manipolazioni.
Con quali risultati?




A differenza di gran parte dei recensori sui siti e sulle riviste online o no, sarò estremamente chiaro e schematico, così potrete avere un'idea precisa del suono ottenuto:
1) Eccezionale profondità e tridimensionalità della scena.
2) Suono molto definito ma nonostante questo non fastidioso a causa di un'eccessiva messa in risalto delle alte frequenze.
3) Gli strumenti acustici risultano estremamente realistici. Il sax ad esempio sembra suonare nella stanza.
4) Frequenze basse ben presenti. Il pianoforte risulta più corposo e reale che con altri DAC.

Successivamente ho provato a collegare lo Streamer PinkFaun 3.4  all'entrata I2S dell'Holo con l'incredibile cavo della stessa PinkFaun.
In questa configurazione il realismo e la corposità degli strumenti è ancora migliorata. Inoltre le alte frequenze sono risultate più naturali, meno brillanti e risonanti, cosa che si nota in particolare nelle note alte del pianoforte. Un risultato soprendente, dovuto sicuramente alla qualità dello Streamer, ma anche al fatto che la scheda PCI della PinkFaun converte il segnale direttamente in I2S senza passare attraverso la codifica USB. Prossimamente verificherò il suono anche con un'interfaccia da USB a I2S che ho personalmente costruito utilizzando il recentissimo chip XMOS xu216: alimentazione con batterie LipoFe4, nessun convertitore DC-DC, cioè alimentazione completamente lineare, capacità teorica di arrivare fino a DSD1024.



La sostanziale correttezza della riproduzione non cambia passando da PCM a DSD512 con HQPlayer (in questo caso, non potendo utilizzare un filtro polinomiale, ho utilizzato quello che gli si avvicina di più in relazione alla risposta all'impulso, cioè minringFIR). In questo caso ho dovuto commutare la levetta del preamplificatore Minute su +6dB, poiché il livello di uscita è inferiore rispetto alla conversione PCM. Vorrei far notare inoltre che nei vari passaggi da PCM a DSD non è stato riscontrato nessun "bump", ma solo a volte un lieve, quasi inavvertibile "click". L'utilizzo del DSD nativo fino a DSD512 inoltre è possibile solo con un kernel modificato, come quello fornito da Audiolinux nelle ultime versioni da 1.9.1 in poi.
Come spesso accade nella riproduzione DSD, vi è un minore impatto delle basse frequenze, ma forse una grana più fine sulle alte. Il risultato in quanto a trasparenza è simile a quello ottenuto con le configurazioni "noDAC" su cui  ho fatto varie sperimentazioni (un semplice filtro passa-basso del primo ordine all'uscita del segnale digitale dsd, cioè un condensatore ed una resistenza) senza però gli inconvenienti relativi a rumore e fruscii.

In definitiva un grande dac, che tra l'altro ha un'estetica a mio parere molto bella ed è costruito in modo perfetto (guardate le immagini sia dell'esterno che delle schede) ad un prezzo molto invitante rispetto ad altre realizzazioni con la stessa tecnologia.

P. O. Marzo 2017

(english translation)

Holo Audio Spring, a revolutionary DAC

The Spring DAC is designed by Jeff Zhu of Holo Audio. It’s a R2R digital analogue converter and does not have a typical dac chip but a fully discrete set of resistors. This is the first discrete DAC that has Linear compensation, allowing a lot better measurements than other DAC of the same type.

DSD is natively supported in this R2R Discrete DAC. In fact there are two separate DAC, one does DSD and one PCM. Completely separate to achieve highest results. Holo Audio supports DSD natively. This is not the DSD converted to PCM, but directly by the discrete components of the DSD digital to analog converter.

For further information, you can read the full specifications and check selling prices at Magna Hifi distributor in Europe. Thanks to Jos for support and suggestions.

I have chosen the Holo Audio Spring as reference DAC for the development system of AudioLinux mainly for one reason: inside there are actually two Digital anoalogue converters, one for the PCM signal and the other for DSD!

The testing system consists of a computer with a i7-6700 processor and Asus Z170M-Plus motherboard in a Streacom chassis. A silent PC without fans.
The signal is sent to the DAC by HQplayer (driven by Roon) using the USB input of Holo. Alternatively we also used the PinkFaun Streamer 3.4 and the PCI I2S board from the same manufacturer, with surprising results, as we will see after.
At the output the DAC is connected to a SAC Thailand transformer preamplifier, which can amplify the signal by 6 dB and also performs the important task to isolate the amplifier from the digital section of the DAC. Finally, the wonderful SET tube amplifier Ayon Sunfire that is driving the electrostatic speakers Audiostatic DCI with some custom modifications.
This system is slightly lacking in bass, but it has an incredible resolution, that is any changes to the software or hardware is immediately perceived in listening. Almost a studio monitor system.

For several years I've been trying to get the highest audio fidelity in the impulse response, believing that perhaps this is the essential point of proper sound reproduction. In relation to this objective my interest turned towards the "NOS" DAC, that is "non-overampling", such as those produced by the Dutch Metrum and some other firms. This type of conversion pruduces an almost perfect transient response, without significant oscillations in time both before and after the test pulse. On the other hand it is known that the converters of this type have a rather high distortion due to the presence of spurious frequencies not eliminated by a filter. The solution to this problem consists in sending to the DAC an oversampled signal in a particular way, with a method often improperly defined with the term "polynomial filter". However, the words "oversampling" or "low pass filter" are not entirely correct in this case. In fact it is an "analog reconstruction of the digital signal," using an alorhitm using functions up to 12th order or more, that is trying to reconstruct the analog signal starting from the several discrete levels of the digital signal. The result is that the impulse response remains the original one, without oscillations, under penalty of a slight attenuation at 20 kHz.

In HQPlayer I selected polynomial-1 at the maximum frequency (8x, ie, 384000 or 352800), and the 'Holo Audio Spring has been configured to "NOS", so that the signal does not suffer further manipulation.
With what results?

Unlike most of the reviewers on some famous online magazines, I will be very clear and schematic, so that you can get an accurate idea of ​​the sound achieved.

1) Excellent depth and three-dimensionality of the scene.
2) Sound very defined but, in spite of this, not annoying due to excessive emphasization of the high frequencies.
3) The acoustic instruments are extremely realistic. The sax, for example, seems to play in the room.
4) Very good reproduction of low frequencies. The piano is more robust and realistic than with some other DAC.

Then I tried to connect the  PinkFaun Streamer 3.4 to the I2S input of the Holo with the incredible PinkFaun cable (this cable is huge!)
In this configuration, the realism and the body of the instruments is further improved. In addition the high frequencies are more natural, less bright and resonant, which is particularly noticeable in the high notes of the piano. A surprising result, certainly due to the Streamer quality, but also to the fact that the PCI PinkFaun card converts the signal directly into I2S without passing through the USB encoding. Soon I will verify the sound with a custom USB to I2S interface I personally built using the latest XMOS chip xu216: LipoFe4 battery power, no DC-DC converter, theoretical capacity of up to DSD1024.

The substantial correctness of the sound reproduction does not change going from PCM to DSD512 with HQPlayer (not being able to use a polynomial filter for this type of conversion, I have used the one that is closest in relation to behaviour of the impulse response, ie minringFIR). In this case I had to change the Minute preamplifier switch to +6dB, since the output level is much lower than the one given by the PCM conversion. I would note also that changing from PCM to DSD there was no "bump" from the speakers, but only sometimes a slight, almost imperceptible "click". The use of native DSD up to DSD512 is only possible with a modified kernel, such as that provided by Audiolinux in the latest versions from 1.9.1 onwards.
As often happens in DSD playback, there is less impact from the low frequencies, but perhaps a finer grain on the highs. The result in terms of transparency is similar to that obtained with the "noDAC" configurations that I've been experimenting in the last 2 years (a simple low-pass filter of the first order at the DSD output of the signal, made of only a capacitor and a resistor) without, however, the drawbacks relating to noise and hiss.

Ultimately a great DAC, which also has a very nice apperance and is built in a professional way (look at the pictures of the inside) with an attractive price compared to other DAC with the same technology.

P. O. March 2017