Co kryje klasa D?

Maj 12, 2018

Wzmacniacze impulsowe to wciąż kontrowersyjny temat – z punktu widzenia audiofilów. Ci w większości są zdania, że te konstrukcje nie dorosły (jeszcze?) do tego, by zastąpić „bardziej audiofilskie” klasy A i AB. Poglądu tego nie podziela jednak rosnąca grupa producentów specjalistycznych, z tak znanymi markami jak Marantz czy Theta. Gdzie zatem leży prawda?

Tekst: Michał Sommerfeld, Filip Kulpa | Zdjęcia: NAD, Marantz, Kii Audio, AV


Zacznijmy od tego, czym jest wzmacniacz impulsowy, częściej nazwany wzmacniaczem pracującym w klasie klasie D. To szczególny typ wzmacniacza mocy, w którym tranzystory końcowe (zwykle mosfety) pracują w trybie szybkiego przełączania pomiędzy stanami pełnego przewodzenia (nasycenia) a całkowitego wyłączenia (odcięcia). Ten schemat pracy wzmacniacza zasadniczo różni się od metody działania „normalnych” wzmacniaczy w klasie A czy AB, w których…

 

Klasy wzmacniacza

…przez elementy aktywne (tranzystor, lampa) cały czas przepływa ustalony prąd spoczynkowy, niezbędny do poprawnej pracy układu. Wartość tego prądu determinuje schemat przewodzenia tranzystorów końcowych – a ściślej to, jak dużą część pełnego okresu sinusoidy przewodzi jeden element wzmacniający. Stąd wynikają definicje poszczególnych klas pracy wzmacniaczy: A, B, AB, C. Co ciekawe, przyjęty sposób definiowania klas pracy wzmacniaczy w ogóle nie tłumaczy specyfiki klasy D. Litera „D” ma przede wszystkim kontekst historyczny – została użyta jako konsekwencja ustalonego wiele dekad temu konwencji podziału na wspomniane klasy. Była to po prostu kolejna litera w alfabecie.

Należy tez nadmienić, że języku angielskim „D” jest skrótem od słowa „Digital”, czyli „Cyfrowy”. A że sposób działania wzmacniacza klasy D przypomina urządzenia cyfrowe, konkretnie zaś przetworniki analogowo-cyfrowe, to w branży audio przyjęło się (niepoprawnie!) używać terminu „wzmacniacz cyfrowy” jako zamiennik dla „klasy D”, czyli wzmacniacza impulsowego. Jak widać, klasa D jest pojęciem czysto umownym i w gruncie rzeczy nieprecyzyjnym. Ponieważ jednak na stałe weszła do słownika audio, dostosujemy się do przyjętej konwencji.

 

Sprawność: D kontra A i AB 

Klasa pracy wzmacniacza w przybliżeniu determinuje jego sprawność, choć ta zależy także od innych czynników, w szczególności od faktycznego obciążenia stopni końcowych, czyli aktualnej mocy wyjściowej. Im jest ona mniejsza – czyli im ciszej słuchamy muzyki – tym sprawność stopniowo się obniża. W najbardziej optymistycznym, ale i najmniej życiowym przypadku, klasa A osiąga sprawność 20-25% – dotyczy to jednak mocy znamionowej. Przy 1/10 mocy, sprawność wzmacniacza tego typu maleje do zaledwie 3%. Klasa AB jest wyraźnie lepsza, choć wciąż bardzo mało efektywna – odpowiednie liczby to 50 i ok. 15-18%. Oznacza to olbrzymie straty energii elektrycznej, która nie tylko jest bezpowrotnie tracona, ale też wydziela się w postaci ciepła, które niepotrzebnie podgrzewa cały układ elektroniczny, pogarszając warunki jego pracy i skracając żywotność niektórych komponentów (np. kondensatorów). Dla porównania, wzmacniacze w klasie D osiągają maksymalną sprawność rzędu 90-95% oraz aż około 78% przy 1/10 pełnej mocy. Dzięki temu wzmacniacz impulsowy może uzyskiwać znacznie większe moce przy zachowaniu rozsądnych rozmiarów obudowy. Nie wolno także zapominać, że mniejsze straty energii to także mniejszy zasilacz, mniejsze radiatory, większa swoboda w optymalizacji układu, a w konsekwencji – krótsze ścieżki sygnałowe.

 

Jak działa wzmacniacz impulsowy?

Jak już wspomnieliśmy, we wzmacniaczu impulsowym przez elementy aktywne nie przepływa prąd spoczynkowy. Tranzystory nie zapewniają wzmocnienia sygnału, lecz działają jak przełączniki pracujące w dwóch stanach: odcięcia (nieprzewodzenia) do nasycenia. Ten drugi stan odpowiada „odkręceniu kurka”, tj. podaniu napięcia zasilania na wyjście wzmacniacza; pierwszy je blokuje. Pary tranzystorów nigdy nie przewodzą jednocześnie: robi to albo jeden, albo drugi tranzystor (to krytyczny moment – w przeciwnym razie doszłoby do zwarcia układu zasilania). Stąd właśnie bierze się wysoka sprawność klasy D, ciepło odkłada się na elementach tylko przez krótką chwilę trwania impulsu, podczas gdy w klasycznych rozwiązaniach straty ciepła są ciągłe (prąd spoczynkowy).

Minimalną częstotliwość przełączania (kluczowania) determinuje prawo Nyquista mówiące to tym, że musi być ona co najmniej dwukrotnie wyższa niż górna granica pasma wzmacnianego sygnału. W praktyce częstotliwość kluczowania może wynosić od 80 nawet do pojedynczych megaherców.

 

diagram1 schemat blokowy

Schemat blokowy typowego wzmacniacza w klasie D.

 

Pierwszym stopniem wzmacniacza impulsowego jest układ przekształcający z natury ciągły (nieskwantowany) sygnał analogowy (w przypadku sygnałów wejściowych bieg sygnału w teorii nieco się upraszcza) na ciąg impulsów o naturze binarnej (zerojedynkowej), które dalej sterują załączaniem i wyłączaniem tranzystorów końcowych. Do tego celu używa się generatora sygnału trójkątnego (piłokształtnego) i komparatora. Ten porównuje dwa sygnały wejściowe, dając na wyjściu jeden z dwóch możliwych wyników, określając, czy sygnał jest mniejszy, czy większy od wzorca. Najczęściej mamy do czynienia z modulatorami szerokości impulsu (PWM – Pulse Width Modulation), rzadziej – z modulacją głębokości impulsu (PDM – Pulse Density Modulation). W jednym i drugim rozwiązaniu chodzi o to, by za pomocą zerojedynkowych stanów możliwie dokładnie opisać sygnał wejściowy. Inaczej mówiąc, wzmacniacz produkuje serię impulsów o jednakowej amplitudzie, lecz (w przypadku PWM) różnej długości stanów „0” i „1”.

 

diagram2 dzialanie modulatora

Idea działania modulatora PWM i rekonstrukcji wyjściowego sygnału analogowego.

 

Stopień wypełnienia stanami o dużej amplitudzie (1) reprezentuje amplitudę sygnału (analogowego). To znaczy: dużo szerokich impulsów odpowiada dużej amplitudzie sygnału, impulsy wąskie odpowiadają sygnałom małym. Jeśli uśrednimy całość w czasie, okaże się, że do głośników płynie taki sygnał, jak powinien. By tak się ostatecznie stało, potrzebny jest jeszcze jeden istotny, a podstawowy element wzmacniacza impulsowego: filtr wyjściowy (zwykle szeregowa cewka i równoległy kondensator – LC), którego zadaniem jest tzw. rekonstrukcja sygnału analogowego, czyli – upraszczając nieco – oczyszczenie go z wysokoczęstotliwościowego „brudu”, będącego efektem szybkiego przełączania tranzystorów oraz efektów aliasingu. Bez analogowego filtru wyjściowego sygnał PWM o dużej częstotliwości zniszczyłby głośnik wysokotonowy. Całość musi zostać objęta globalnym (i nie tylko) sprzężeniem zwrotnym. W przeciwnym wypadku zniekształcenia wzmacniacza byłyby bardzo duże.

 

class d reprezentacja sinus

Klasa D - reprezentacja sinus.

 

Warto jeszcze odnieść się do określenia „wzmacniacz cyfrowy”, używanego w odniesieniu do urządzeń wyposażonych jedynie w wejścia cyfrowe S/PDIF, AES/EBU czy USB. Większa część ścieżki sygnału może być w nich faktycznie cyfrowa, ale samo wzmocnienie pozostaje, co do zasady, analogowe.

 

Wyzwania dla klasy D

Pierwszy wzmacniacz w klasie D skonstruowano jeszcze w latach 60.. Nie jest to więc żadne nowinka. Tyle że do tej nowatorskiej koncepcji musiała dojrzeć odpowiednia technika, która pojawiła się dopiero stosunkowo niedawno – mniej więcej w połowie lat 90. Zaprojektowanie dobrego wzmacniacza impulsowego wymaga skomplikowanych symulacji i dużych umiejętności w projektowaniu obwodów. Współczesne wzmacniacze w klasie D różnią się między sobą częstotliwością kluczowania, użytym sprzężeniem zwrotnym (rodzajem, sposobem implementacji) czy sposobem przełączania tranzystorów.

Tranzystory MOSFET reagują z pewnym opóźnieniem, w związku z czym przełączanie ze stanu odcięcia do nasycenia ma pewną zwłokę – nie jest natychmiastowe. To skutkuje tzw. martwym czasem. Z jednej strony, konstruktorzy dążą do jego skrócenia, ponieważ sytuacja, w której oba tranzystory wyjściowe (para) są „wyłączone” skutkują stratami energii, zaś z drugiej – zbyt krótki czas martwy stwarza ewentualność jednoczesnego załączenia obu tranzystorów, co prowadzi do zwarcia (awarii) zasilacza. Analogicznie – zwiększanie częstotliwości przełączania pozwala dokładniej opisać przebieg analogowy serią impulsów PWM, ale prowadzi do zmniejszenia sprawności, rosną też zniekształcenia. Zadaniem projektanta jest umiejętne pogodzenie tych sprzeczności.

NAD C368 1

NAD C368 – niedrogi wzmacniacz zintegrowany, który potrafi przekonać sceptyków. Rok temu zrobił na nas duże wrażenie.

 

Obiektywną słabością wzmacniaczy w klasie D jest to, że na wyjściu pracuje pasywny filtr (LC), na którego charakterystykę dość silnie wpływa rodzaj obciążenia, czyli impedancja zestawów głośnikowych. Ze zrozumiałych względów producent nie jest w stanie zoptymalizować filtru wyjściowego dla setek różnych zestawów głośnikowych. By sprostać temu i innym wyzwaniom, w  ostatnich latach wiele uwagi poświęcono konstrukcji pętli sprzężenia zwrotnego, które odpowiada za minimalizację zniekształceń generowanych przez wzmacniacz w klasie D. Pojawiły się różne rozwiązania i i zaawansowane techniki mające na celu radzenie sobie z innymi ograniczeniami wzmacniaczy w klasie D, a w szczególności:

  • dużą opornością wyjściową (skutkującą małym współczynnikiem tłumienia),
  • relatywnie dużym poziomem zniekształceń THD przy wyższych częstotliwościach,
  • stosunkowo wąskim pasmem mocy i zniekształceniami fazowymi przy dużych częstotliwościach.


W konsekwencji, wielu renomowanych producentów coraz śmielej i częściej sięga po konstrukcje impulsowe. Duża w tym zasługa wyspecjalizowanych wytwórców modułów wzmacniaczy w klasie D, którzy wprowadzają coraz bardziej dopracowane rozwiązania. Najnowszy high-endowy wzmacniacz Marantza PM-10 wykorzystuje moduły Ncore firmy Hypex, to samo dotyczy końcówek mocy Mola Mola (dla tej firmy pracuje obecnie autor modułów nCore, z którym przeprowadziliśmy rozmowę), obecna seria Classic firmy NAD wykorzystuje nieco tańsze rozwiązanie tej samej marki (w droższych modelach stosuje układ DDFA firmy CSR). Nie brak producentów korzystających z innych gotowych rozwiązań, jak ICEPower. Pula producentów korzystających z klasy D z roku na rok powiększa się.

Dużym wyzwaniem dla projektantów wciąż jednak pozostaje poradzenie sobie z zakłóceniami elektromagnetycznymi, których wzmacniacze impulsowe produkują w nadmiarze. Przedostają się one po kablach połączeniowych, masie zasilania, powodując interferencje z innymi urządzeniami w systemie. Z tego względu, użytkując wzmacniacz w klasie D warto zadbać o spełnienie podstawowych (i uniwersalnych tak naprawdę) zasad dotyczących budowy systemów hi-fi, w szczególności o właściwy porządek w okablowaniu, ustawieniu urządzeń (na wzmacniaczu impulsowym nie stawiamy odtwarzacza CD ani DAC-a) itd. Pomocne może być także stosowanie listew filtrujących dla urządzeń małosygnałowych (źródła, przedwzmacniacze).

 

Bruno Putzeys o klasie D

Bruno Putzeys   Belg, z wykształcenia inżynier elektronik (ur. 1973) specjalizujący się w amplifikacji impulsowej. W latach 1995-2005 pracował dla Philipsa w Leuven, gdzie pełnił funkcję głównego inżyniera odpowiedzialnego za projekty wzmacniaczy w klasie D (m.in. UcD). W latach 2004-2012 pracował dla firmy głośnikowej Grimm Audio (słynne monitory LS1), równolegle pełnił funkcję szefa działu R&D w firmie Hypex (do listopada 2014 r.). Współzałożyciel marek Kii Audio, Purifi oraz projektant (nie tylko elektroniki) w firmie Mola Mola.   

 

AV: Dlaczego klasa D jest określana jako cyfrowa, skoro tak nie jest?

BP: Ściśle rzecz biorąc, klasa D nigdy nie jest cyfrowa. Cyfrowa oznacza, że wszystko jest wykonywane przy użyciu liczb. Wzmacniacz w klasie D pracuje z napięciami i prądami zmieniającymi się w czasie, tak jak każdy inny wzmacniacz.
Określenie „wzmacniacz cyfrowy” pojawiło się z niezrozumienia litery „D”. Kiedy klasa D została wynaleziona (w latach 30. ubiegłego wieku) istniały już klasy A, B i C, więc nazwali ją klasą D. Oczywiście w tamtych czasach nie było technologii cyfrowej, z którą można było ją pomylić. W roku 2004 współtworzyłem dokument AES (Audio Engeineering Society przyp. autor) zatytułowany „Wszystkie wzmacniacze są analogowe” (oryg. „All Amplifiers are Analogue”), warto go wyguglować i przeczytać.
Oczywiście istnieją wzmacniacze wykorzystujące DSP (cyfrowe przetwarzanie sygnału przyp. autor) jako element konstrukcji i można je nazywać „trochę cyfrowymi”, ale „prawdziwe” wzmacniacze cyfrowe nie istnieją.

AV: Jakie wymieniłbyś główne zalety wzmacniaczy w klasie D?

BP: Wzmacniacze w klasie D mają dużą sprawność, dzięki czemu są wyborem przyjaznym dla środowiska. Ta sprawność oznacza mniej marnowanego ciepła, a w związku z tym możesz użyć mniejszych radiatorów, czasem nawet zupełnie z nich zrezygnować. Dlatego też wzmacniacz może być sporo mniejszy niż porównywalny mocowo w klasie A.

AV: A wady klasy D?

BP: To bardzo trudna i skomplikowana technika. Uzyskanie dobrych osiągów audio jest ogromnym technicznym wyzwaniem, które wymaga dobrych zdolności matematycznych, połączonych z nadzwyczajnie dobrym projektowaniem obwodów analogowych i płytek drukowanych. To są oczywiście trudności dla projektanta. Dla klienta wzmacniacz w klasie D nie ma żadnych wad, ponieważ ich rozwiązanie to zadanie konstruktora. Klient musi jedynie wiedzieć, który wzmacniacz powinien kupić.

AV: Czy istnieje jakiś konkretny rodzaj kolumn głośnikowych, których wzmacniacze w klasie D nie lubią?

BP: W przeszłości wzmacniacze w klasie D miały dużą impedancję wyjściową w zakresie wysokich częstotliwości, co oznaczało, że większość kolumn miała ich (wysokich tonów) zbyt wiele, a kilka innych – za mało. Te problemy zostały obecnie rozwiązane – impedancja wyjściowa nowoczesnej technologii klasy D, takiej jak NCore, jest dużo niższa niż większości high-endowych wzmacniaczy w klasie A. Obecnie dobry wzmacniacz w klasie D bez problemów wysteruje każdą kolumnę.

AV: Jaki zasilacz jest lepszy – liniowy czy impulsowy? I do jakiego rodzaju wzmacniaczy?

BP: Jak zawsze, istnieją dobre i złe projekty, więc nie ma sztywnej zasady. Jedynie mogę powiedzieć, że wiele doskonałych wzmacniaczy (w klasach D i A/B) używa zasilania impulsowego, a rezultat jest tak dobry, jak przy zastosowaniu zasilacza liniowego [jednym z wymownych przykładów tej tendencji jest nowa wersja wzmacniacza Baltlab Endo 2, w którym zasilacz liniowy zastąpiono impulsowym – przyp. F.K.]. Podobnie jak klasa D, zasilacze impulsowe to trudna technologia, więc znaleźć można wiele złych przykładów zasilaczy impulsowych. Ci ludzie następnie wysnuwają wniosek oparty na ich własnym doświadczeniu: iż dobry zasilacz impulsowy jest niemożliwy do zbudowania. Chciałbym zaznaczyć, że jest również wiele kiepskich wzmacniaczy w klasie A z liniowymi zasilaczami, co rzecz jasna nie oznacza, że ta technologia jest zła.

AV: Czy wzmacniacze i zasilacze impulsowe powinny pracować z najwyższą możliwą częstotliwością kluczowania?

BP: To duże nieporozumienie. Zwiększanie częstotliwości kluczowania wzmacniacza w klasie D powyżej tego, co jest niezbędne, zwiększa jedynie techniczne problemy. Zniekształcenia w otwartej pętli rosną, a efektywność maleje. Moim zdaniem jedynym powodem, dla którego ludzie lubią wysokie częstotliwości kluczowania jest fakt, że projektowanie układów z dużym wzmocnieniem i rozsądnymi częstotliwościami kluczowania jest trudne matematycznie. Inżynierowie wolą efekciarskie nowe technologie od nudnej matematyki. Poza tym, rzecz jasna, audiofile lubią duże cyferki, wysokie częstotliwości próbkowania i tak dalej. Trudno zainteresować ich matematyką, za to łatwo ekscytują się wyższymi wartościami.
Istnieje obecnie grupa twórców eksperymentujących z tranzystorami FET z azotku galu pozwalającymi na wyższe częstotliwości kluczowania, ale nadal nie widziałem żadnego z tych wzmacniaczy, który dałby choć zbliżone zniekształcenia do najlepszych wzmacniaczy w klasie D opartych na krzemie. 500 kHz to dobry punkt startu.

W zakresie zasilaczy impulsowych jest to kwestia czysto praktyczna. Wyższa częstotliwość kluczowania pozwala zbudować mniejsze urządzenie, ale trudniej utrzymać jego dużą skuteczność. Nie istnieje jednoznaczny związek między częstotliwością kluczowania zasilacza impulsowego a osiągami audio.

 

NAD C368 Hypex UcD 1

Moduł UcD (Hypex) stosowany we wzmacniaczach NAD serii Classic.

 

AV: Czy klasa D jest jedyną słuszną przyszłością dla wzmacniaczy audio?

BP: Skoro możesz mieć wzmacniacz w klasie D, który jest równie dobry, jak najlepsze konstrukcje w klasie A, nie widzę powodu, żeby wybierać klasę A. Powodem tego stanu rzeczy nie jest nawet sama wyższość klasy D, lecz prozaiczny fakt, że projektanci wzmacniaczy w klasie A przespali mnóstwo czasu, nie pracując nad swoimi konstrukcjami, podczas gdy w konstrukcji wzmacniaczy impulsowych dzieje się bardzo wiele dobrego. Dogryzałem obozowi klasy A przez cała lata i muszę przyznać, że w końcu podjęli wyzwanie. Ostatnio spotkałem jeden czy dwa  (bardzo drogie) wzmacniacze w klasie A, które poważnie rywalizują z moją obecną pracą. W związku z tym czuję się pozytywnie zmotywowany, żeby wspinać się na jeszcze wyższy poziom.

AV: Dlaczego audiofile nienawidzą klasy D?

BP: Uważam, że to zbyt mocne sformułowanie. Odnosi się ono do tych, którzy wskutek swoich uprzedzeń do tej techniki po prostu nie chcą spróbować posłuchać dobrych wzmacniaczy w klasie D. Istnieje grupa audiofilów, którzy preferują pewien rodzaj zniekształceń obecny w układach lampowych, jednak ostatnio odkrywam, że wielu miłośników lamp przeszło na wzmacniacze z naszymi modułami NCore. Rodzi się pytanie, dlaczego tak się dzieje. Większość miłośników lampowców nie akceptuje brzmienia wzmacniaczy tranzystorowych dlatego, że bardziej akceptują pewne zniekształcenia (typowa dla lamp), ponieważ chcą uniknąć zniekształceń innego typu.

Dla mnie bardziej interesujące jest to, że istniała niewielka grupa ludzi, która zawsze opisywała wzmacniacze w klasie D (poza NCore) jako specyficznie brzmiące, a ja nie mogłem aż do niedawna rozgryźć – dlaczego? Okazało się, że rdzeń magnetyczny cewki wyjściowej ma pamięć i wytwarza niewielką ilość bardzo skomplikowanego zniekształcenia. Powód, dla którego NCore nie ma tej dźwiękowej sygnatury, jest taki, że wykorzystuje tak dużo sprzężenia zwrotnego, iż to zniekształcenie jest kompletnie niewykrywalne. Sprzężenie zwrotne to fajna rzecz…

AV: Dlaczego w ogóle zdecydowałeś się projektować wzmacniacze w klasie D?

BP: Ponieważ jest to ciekawe i wymagające zajęcie. Poza tym nie zapominajmy, że świat ezoterycznego audio emocjonalnie wciągnięty w starą technologię jest bardzo, bardzo niewielkim wycinkiem ludzi słuchających muzyki.

AV: Jaka jest różnica pomiędzy technologią NCore a innymi rozwiązaniami wzmacniaczy impulsowych?

BP: W większości jest to wprost ogromna ilość sprzężenia zwrotnego. Poważnie! Audiofilom od 30 lat wmawia się, że sprzężenie zwrotne jest złe dla dźwięku. W rezultacie mogę się afiszować przed wszystkimi z moim sekretem, będąc pewnym, że i tak nikt w to nie uwierzy. Sugeruję przeczytanie mojego artykułu „the F word”, żeby dowiedzieć się więcej.
Problem polega na tym, że zrobienie dobrze działającej pętli silnego sprzężenia zwrotnego nie jest takie proste. Większość uważa, że wzmacniacz ze wzmocnieniem w otwartej pętli rzędu 80 dB i dominującym biegunem na 10 Hz ma „dużo sprzężenia zwrotnego”. Nie jest to prawda, ponieważ będzie miał on jedynie 14 dB sprzężenia przy 20 kHz. Dlatego właśnie ludzie są bardzo podejrzliwi w stosunku do „dużej ilości sprzężenia zwrotnego”. Wydaje im się, że słyszeli takie wzmacniacze, choć wcale tak nie było. 50 dB przy 20 kHz to jest dopiero dużo sprzężenia zwrotnego. Problem polega na tym, że jeżeli chcesz to osiągnąć prostym projektem, potrzebujesz bardzo szerokiego pasma przenoszenia. Klasa D nie ma go aż tyle – co najwyżej 200 kHz. Uzyskanie 50 dB przy 20 kHz, jeśli mamy pasmo mocy sięgające 200 kHz [optymistyczne założenie – przyp. red.], wymaga użycia pętli wysokich rzędów, które są trudne matematycznie do zaprojektowania. To właśnie powstrzymuje innych od zrobienia tego samego (co ja).
Poza sprzężeniem zwrotnym jest masa drobnych detali w projekcie układu i płytki drukowanej redukujące EMI (zakłócenia elektromagnetyczne). Zakłócenia elektromagnetyczne są największym zabójcą brzmienia. Może pamiętacie pewną firmę reklamującą jakiś czas temu wzmacniacz w klasie D, który nie pozwalał słuchać radia FM w swojej okolicy. Projektowanie wzmacniacza, który nie interferuje z falami FM, wymaga poświęcenia  uwagi wielu szczegółom, ale jeżeli już to zrobisz, usłyszysz lepszą jakość dźwięku z innych źródeł, ponieważ one również mają wrażliwe na zakłócenia elementy. Finalnie, jest jeszcze problem umieszczenia części małosygnałowej na samym module. Znajduje się ona obok części wyjściowej przełączającej wiele amperów prądu w ciągu pojedynczych nanosekund. Strategia pozwalająca na zapobieganie przesłuchom pomiędzy nimi to specjalna forma połączenia symetrycznego. Podkreśliłem ją gdzieś w artykule o nazwie „the G word”.

AV: Co z pasmem mocy? Wzmacniacze w klasie D nie błyszczą pod tym względem – nie wpływa to na intermodulację dużych częstotliwości audio?

BP: Pasmo mocy jest zdeterminowane przez odpowiedź filtru wyjściowego i istotnie jest to umiarkowane 35 kHz. Co ważne, w dobrze zaprojektowanym wzmacniaczu klasy D możesz go wysterować blisko jego limitu, bez pojawienia się niespodziewanych zniekształceń. Wzmacniacz w klasie AB, zwłaszcza zaprojektowany przez kogoś, kto zapomniał zdegenerować układ wejściowy (czyli w większości przypadków), dla sygnałów audio musi pozostać bardzo, bardzo daleko od maksymalnej szybkości narastania, jeżeli chcesz uniknąć zniekształceń z nią związanych. Odsyłam do noty na temat DIM na stronie Hypex po więcej szczegółów.
Krótko mówiąc, te wzmacniacze nie muszą radzić sobie z krótszymi czasami narastania niż te, które spotykasz w audio. Najlepszy test sprawdzający, czy wzmacniacz (w klasie A/B czy D – nie ma to znaczenia) ma wystarczające pasmo mocy i szybkość narastania, to test z dwoma zmieszanymi tonami sinusoidalnymi 19 kHz i 20 kHz. Jeżeli go przejdziesz, nie jest istotna ani szybkość narastania, ani pasmo mocy.

AV: A o z fazą na górnym skraju pasma przenoszenia?

BP: We wzmacniaczach audio odpowiedź fazowa i częstotliwościowa są powiązane. Znając odpowiedź częstotliwościową, znasz też fazową. Tak naprawdę, przesunięcie fazy (pomiędzy wejściem a wyjściem) nie jest istotne. To, co jest ważne, to odstępstwa od liniowości fazy. Liniowa faza to po prostu opóźnienie sygnału. Jeżeli chcesz zmierzyć przesunięcie fazy, najpierw odejmij jej opóźnienie. Wszyscy wiedzą, żeby to robić podczas testowania kolumn, a nikt nie pamięta o tym w przypadku wzmacniaczy. Wszystko poniżej 45 stopni przy 20 kHz jest praktycznie niesłyszalne. Wzmacniacze UcD mają 2 stopnie odstępstwa od liniowej fazy, NCore – zaledwie 1 stopień.
Komiczny w branży jest fakt, że specyfikacja THX wymaga utrzymania określonego całkowitego przesunięcia fazy, więc nawet mądrzy ludzie potrafią to pomylić [we wzmacniaczach do kina domowego efekt opóźnienia grupowego może rzutować na kalibrację zestawów głośnikowych, zapewne stąd ten wymóg – przyp. red.].

AV: Czas zatem posłuchać…

BP: Wzmacniacze impulsowe wyrosły już z chorób wieku dziecięcego i osiągają coraz lepsze parametry, nie tylko w dziedzinie sprawności. Na przestrzeni ostatnich dziesięciu, a nawet kilku lat, widać ogromny postęp w tej dziedzinie. Co najmniej kilka z przetestowanych przez nas w ostanim czasie wzmacniaczy tego typu pokazuje, że potencjał klasy D jest bardzo duży. Zainteresowanych odsyłamy do recenzji najnowszej konstrukcji firmy Primare, jak również do indywidualnych odsłuchów. Uprzedzenia w audio nigdy nie były dobrym doradcą, w przypadku klasy D obowiązuje dokładnie ta sama zasada.

 

Galeria

Zaloguj się, by skomentować

Wybierz dział

Aktualnie w testach

  • B&W 606
  • Marantz NA6006 kontra Denon DNP-800AE
  • Aurender ACS10
  • Focal Elegia
  • Auralic Aries G1
  • Taga HTA-800
  • Piega T Micro 60 AMT ALU
  • Reimyo CDT-777 TOKU / DAP-999EX TOKU
  • SOTM SMS-200 ultra

Ranking urządzeń

ranking

Polecane strony

Kontakt z redakcją