Avantgarde Acoustic Model 5

Avantgarde Acoustic, известный во всем мире производитель эксклюзивных рупорных систем, рискнул впервые за свою историю предложить интегрированный усилитель класса high end.

Рупорная акустика характеризуется не только высокой чувствительностью и динамическим диапазоном, но и потрясающей живостью звучания. Благодаря высокому импедансу, c рупорной акустикой из немецкого Лотерталя может справиться любой усилитель. Но ее невероятное разрешение очень быстро выявляет слабые стороны даже у многих высококлассных усилителей. Все классические характеристики универсального усилителя, которым уделяют большое внимание – выходная мощность, стабильность на реактивной нагрузке, коэффициент демпфирования и т.д. – не имеют принципиального значения для рупорной акустической системы.

Avantgarde Acoustic провела серьезные исследования и разработала программу создания уникального усилителя. Model 5 – это специальный интегрированный усилитель, который идеально подходит для рупорной акустической системы. Общеизвестным характеристикам рупоров – динамике, разрешению и когерентности – дана новая жизнь. И при том - удивительно простыми способами.

Рупорные специалисты из Лотерталя сделали смелый и важный шаг на пути дальнейшего усовершенствования своей акустики. Смелый, потому что ни один другой производитель электроники не задумался над тем, что же действительно нужно для чувствительных рупорных колонок. Важный, потому что установлены новые эталоны звучания и доступности. Сейчас любитель музыки может приобрести идеально подогнанный усилитель для своей рупорной системы.

Философия Аvantgarde
Акустика Avantgarde Acoustic известна своей быстрой реакцией на любое изменение музыкального сигнала. «При изготовлении наших колонок мы используем рупорную технологию, чтобы достичь максимально быстрой переходной характеристики. То, что вошло, должно выйти»,- объясняет Маттиас Руфь. В отличие от большинства производителей, которые оптимизируют время спада, компания из Лотерталя считает быстрый отклик на передний фронт главным преимуществом своих колонок. «Кто думает о втором искажении, если не было первого? Большинство колонок специально делают медленными и инертными, чтобы графики спадов выглядели красиво в обзорах. Это очевидно: чем меньше я пропущу через фронт, тем лучше это будет выглядеть сзади. Но это не означает, что перед нами хорошие колонки. Это то же самое, что и уменьшение скорости машины для уменьшения тормозного пути»,- объясняет конструктор Avantgarde. И в многокаскадных усилителях, у которых высокий коэффициент усиления и глубокая обратная связь, Маттиас Руфь видит ту же проблему.

Создавая Model 5, фирма Avantgarde Acoustic осталась верна своим ценностям. Model 5 - двухтактный усилитель, имеющий всего 2 каскада. В каждом канале вы обнаружите на пути сигнала только 2 транзистора. Невозможно сконструировать двухтактный усилитель проще. Короткий путь сигнала и быстрое прохождение сигнала гарантированы. Во входном каскаде используется биполярный транзистор, работающий в классе А. В выходном каскаде современный МОП транзистор, обеспечивающий до 1,1 Вт при 20 Ом в классе А и 38 Вт при 4 Ом в классе АВ. Дополнительный транзистор, который не находится на пути сигнала, стабилизирует ток смещения выходного каскада. Очень важно то, что производитель не использует параллельные транзисторы в выходном каскаде. Не существует двух транзисторов с одинаковыми параметрами. Следовательно, любые параллельные транзисторы уменьшают детальность воспроизведения.

Слушать, слушать, слушать…
На стадии разработки Model 5 звучание проверялось продолжительными тестами-прослушиваниями. В качестве контрольной акустики Avantgarde Acoustic использовал свою топовую модель TRIO OMEGA. «Рупор обеспечивает самое высокое разрешение. По этой причине для тестов мы использовали нашу лучшую рупорную систему - TRIO OMEGA. На TRIO Вы сразу же услышите даже мельчайшие изменения в схеме усилителя.» Так как TRIO OMEGA очень легко управлять из-за высокого импеданса, Avantgarde Acoustic разработала специальную тестовую установку, чтобы оценить влияние комплексной нагрузки на работу усилителя. Во время тестовых прослушиваний несколько колонок с низким импедансом, размещенных в соседней комнате, подключались параллельно с TRIO. «С таким включением мы смогли сымиторвать комплексную нагрузку и оценить результаты. Малейшее изменение качества звучания при включении и выключении комплексной нагрузки для меня было одним из самых важных критериев при создании Model 5». Model 5 не только идеален для рупорной акустики с высоким импедансом, но также превосходен для «тяжелой» акустической системы. Хотя его коэффициент демпфирования не очень высокий, схемотехника усилителя обеспечивает оптимальный контроль и удивительную нейтральность даже при очень низком импедансе.

Источник питания с 7 вторичными обмотками
В блоке питания Model 5 используется заказной тороидный трансформатор с 7 вторичними обмотками. Такая дорогая конфигурация источника питания очень неожиданна, если учитывать, что обыкновенные усилители работают с одним напряжением питания. Но у Матиаса Руфь есть свой собственный подход: «В Model 5 мы используем максимально упрощенную схему, но хотим быть уверенны в стаблильности питания во всех режимах». Заказной трансформатор обеспечивает с экранированных вторичных обмоток 7 различных напряжений для независимого питания различных деталей схемы: мощных транзисторов, дисплеев, реле и т.д. Взаимное влияние сведено к минимуму, так как подача питания к различным компонентам совершенно независима друг от друга. Статическое и магнитное экранирование тороидного трансформатора предотвращает от электромагнитных наводок с внешних компонентов. Для выходного каскада используется 40000 мкФ фильтрующих емкостей, что гарантирует достаточный резерв для сравнительно небольшой выходной мощности.

Другие характеристики
В интегрирированном усилителе Model 5 есть 5 RCA входов. Вход 5 можно переконфигурировать при помощи перемычки в режим AV. В режиме AV Model 5 превращается в усилитель мощности. Громкость левого и правого каналов управляется AV процессором. В Model 5 есть один RCA выход на запись, один выход предварительного усилителя c разъемами XLR для использования с активной акустикой и колоночный выход с разъемами WBT. Сетевой выключатель находится на тыльной стороне устройства. В состоянии STANDBY дисплей будет подсвечиваться красным светодиодом, показывая, что усилитель готов к работе. При выборе любого входа дисплей подсвечивается белым. При нажатии кнопки MUTE на ДУ, подсветка дисплея выключается. Яркость дисплеев можно подобрать с помощью трех регуляторов на оборотной стороне устройства. Пульт ДУ, который входит в комплектацию Model 5, включает настройки громкости и функцию MUTE.

Технические характеристики

Входы - 5 х Аудио (униполярные); RCA разъемы; 5 х стерео пар; входное сопротивление - 10 кОм
Опция (внутренний переключатель):
4 х Аудио, (униполярные), RCA разъемы, 4 стерео пары;
1 х Аудио AV-direct (униполярный) (с внешней регулировкой громкости), RCA разъемы, 1 стерео пара, входное сопротивление 10 кОм
Выходы:
1 х record (униполярный), RCA разъемы, 1 стерео пара
1 х аудио (симметричный), RCA разъемы, 1 стерео пара, выходное сопротивление - 200 Ом
1 х выход для колонок, WBT разъемы, 1 стерео пара, выходное сопротивление - 0,4 Ом
Выходной сигнал в режиме CLASS A: при 20 Ом - 2 х 1,1 Вт; при 8 Ом - 2 х 0,4 Вт
Выходной сигнал в режиме CLASS AB: при 4 Ом - 2 х 38 Вт; при 8 Ом - 2 х 27 Вт
Диапазон частот: -3дБ, 3Вт на 8 Ом, 10-220.000 Гц; -3дБ, 10Вт на 8 Ом, 10-35.000 Гц
Коэффициент демпфирования (на 8 Ом, в динамическом режиме): 20 Гц, 44; 200 Гц, 21; 2000 Гц, 19; 20000 Гц, 5
Коэффициент сигнал/шум: 86 дБ
Искажения (0,5Вт, 8 Ом): 100 Гц - 0,03%; 1000 Гц - 0,03%; 10000 Гц - 0,07%
Искажения (38Вт, 4Ом): 100 Гц - 0,25%; 1000 Гц - 0,30%; 10000 Гц - 2,00%
Максимальная потребляемая мощность: 130 Вт
Блок питания (тороидальный трансформатор с 7 вторичными обмотками):
Первичная - 2 х 115 В (50/60 Гц)
Вторичная - 4 х 20 В (1,2 А)
Вторичная 2 х 15 В (0,5 А)
Вторичная 1 х 12 В (1,5 А)
Пульт ДУ: громкость + mute
Размеры (Ш х Г х В), мм: 340 x 379 x 72
Масса - 7.5 кг

Режим Класс А

Model 5 - это интегрированный транзисторный двухтактный усилитель с выходной мощностью 2 х 0,4 Вт при 8 Ом в классе А. При 20 Ом возможна мощность 1,1 Вт в классе А, перед тем, как усилитель перейдет в класс АВ. За счет увеличения тока смещения, класс А позволяет исключить в двухтактном усилителе так называемые коммутационные искажения при прохождении сигналом нулевой точки на сигнальной кривой.

Высокая чувствительность рупорных систем Avantgarde Acoustic гарантирует, что даже при низкой выходной мощности - до 103 дБ для DUO и до 110 дБ для TRIO - усилитель будет работать в оптимальном режиме класса А. При большей выходной мощности Model 5 работает в классе АВ. Выходная мощность увеличивается до 2 х 27 Вт при 8 Ом, и этого достаточно для UNO, DUO и TRIO. Model 5, подключенная к DUO, может создать невероятное звуковое давление 118дБ. Но этого не достаточно. "Сколько существует усилителей, которые хорошо звучат при тестировании в лабораторных условиях. А при подключении к настоящим колонкам они звучат намного хуже", - рассуждает Матиас Руфь, идейный отец усилителя и главный конструктор Avantgarde Acoustic. По его мнению, причину нужно искать в воздействии, которое исходит от звуковой катушки на усилитель. Каждое колебание звуковой катушки вызывает появление потоков магнитного поля, которые возвращаются в усилитель. Это явление было названо паразитной ЭДС. В идеале усилитель должен подавлять эти помехи и управлять колонками при любых обстоятельствах. Обычные усилители пытаются контролировать эту ЭДС высоким коэффициентом демпфирования за счет введения глубокой обратной связи.

Двухтактный транзисторный усилитель.

Паразитную ЭДС очень трудно контролировать. Чтобы лучше представлять ситуацию, необходимо понимать устройство обычного двухтактного транзисторного усилителя.

Для обеспечения хороших технических характеристик, большинство двухтактных усилителей изготовливают по топологии операционного усилителя: высокий коэффициент усиления и глубокая обратная связь. Целью такой схемы является уменьшение искажений и увеличение коэффициента демпфирования усилителя.

В принципе, эта концепция очень проста в настройке и, на первый взгляд, очень логична. При использовании нескольких каскадов усиления, входной сигнал сначала усиливается больше, чем это необходимо. Затем сигнал уменьшается до требуемого значения при помощи глубокой обратной связи. Обратная связь постоянно сравнивает усиленный выходной сигнал усилителя с входным сигналом, и при отклонениях производит корректировку. Искажения уменьшаются, а демпфирование увеличивается. Такие усилители отличаются очень хорошими техническими характеристиками. "Покупатели свято верят характеристикам в спецификациях, и очень удивляются, когда у них дома эти характеристики не работают", - продолжает Матиас Руфь. Топология операционного усилителя работает на бумаге. На практике же это приводит к дополнительным искажениям.

Чтобы понять, что происходит, необходимо рассмотреть схему усилителя. Для получения высокого коэффициента усиления сигнала, в операционных усилителях используется несколько последовательных каскадов усиления. Самые современные высококачественные усилители используют до 7 каскадов. Вдобавок, входному сигналу надо пройти не только последовательные каскады усиления, но и несколько параллельных силовых транзисторов, которымы оснащены большинство усилитетелей для достижения большего выходного тока. В некоторых устройствах используют до 20 параллельно подключенных силовых транзисторов.

У такой идеологии есть два отрицательных момента. Во-первых, любой транзистор - даже самой последней модели - будет искажать. Чем больше каскадов, тем больше искажений. А эти искажения не только плюсуются, но еще и умножаются. Это происходит потому, что в каждом каскаде усиливаются искажения предыдущего каскада, и на них накладываются созданные в этом каскаде новые искажения.

Вторая проблема относится к скорости, с которой обратная связь исправляет проблему на выходе. Чем больше каскадов имеет усилитель, тем медленнее распространяется в нем сигнал и тем больше отличается информация на входе и на выходе.

В лабораторных условиях искажения, возникающие при усилении усиления сигнала, могут быть устранены глубокой обратной связью. Но эта компенсация осуществляется с запаздыванием. Коррекция происходит с задержкой, то есть тогда, когда искажения уже исчезли. Таким образом, обратная связь создает новые искажения, которые опять усиливаются и опять исправляются обратной связью и т.д. и т. д.

Эта проблема становится намного серьезней при подключенных колонках, представляющих собой нерезистивную нагрузку. При работе динамиков за счет паразитной ЭДС на усилитель наводятся помехи. Обратная связь обнаруживает эти помехи и пытается компенсировать их. Так как уровень этих помех - в зависимости от частоты и уровня сигнала - меняется, обратная связь постоянно с задержкой вырабатывает сигнал компенсации.

Опытный слушатель достаточно легко различит сравнительно безобидные искажения, созданные усилителем, и искажения, вызванные колонками. В большинстве случаев эта проблема проявляется в механистическом, грубом звучании средних частот и в потере разрешения.

Двухкаскадное усиление

Преимущества этой концепции очевидны. Сигналу надо пройти только через два каскада усиления. Поэтому он очень быстро проходит через усилитель. "Чтобы достичь быстрого прохождения сигнала, нам пришлось сократить схему до минимума. Другого выхода нет. Меньше, в данном случае, означает больше. В каждом каскаде мы минимизировали искажения и увеличили полосу пропускания схемы", - объясняет Матиас Руфь. Полоса воспроизводимых частот в Model 5 превышает 220кГц. Это практически на четыре октавы выше частотной характеристики CD. Даже при использовании дисков SACD и DVD AUDIO нет проблем. Model 5 настолько быстрый, что даже самые высокие частоты вне аудио спектра усиливаются линейно.

Локальная линеризация

Другая проблема глубокой ООС, охватывающей все каскады, заключается в том, что она исправляет не причину, а результат. Искажения, которые возникли во втором каскаде усилителя, исправляются не в момент возникновения, а в конце, как сумма всех этапов. Исправляется не причина, а симптомы. Маттиас Руфь приводит простой пример, который объясняет эту взаимосвязь. "Представьте себе, что вы надели туфли на размер меньше. Скоро вы натрете ноги. Мази и пластыри помогут вылечить симптомы, но не причину! Если вам нужно более быстрое и более эффективное лечение, надо надеть туфли своего размера. Проблема будет решена, и вы больше не будете натирать ноги".

Этот пример более четко иллюстрирует самую большую проблему ООС, охватывающей все каскады в конструкциях многокаскадных усилителей: происходит ошибка, после некоторого времени она переростает в проблему, и только потом исправляется. Из слов Маттиаса Руфь следует, что ключ к успеху лежит в локальной линеризации. Для этой цели два каскада усиления линеризированны по отдельности. Биполярный каскад, так же как и моп-тразистор, имеет свои собственные схемы линеризации. Искажения распознаются в момент их возникновения и мгновенно корректируются, независимо от соседнего каскада.

Минимальная обратная связь

Тем не менее, разработчики Avantgarde Acoustic не хотят отказываться от петли ООС, охватывающей все каскады. У Маттиаса Руфь есть четкое представление об этой проблеме. "Обыкновенно, люди видят белое или черное. В основном, применяются или глубокие обратные связи, или нулевые. В обоих случаях есть много отрицательных моментов. Для меня лучшее решение - это золотая середина".

Но как Model 5 с его низкой обратной связью ведет себя при комплексной нагрузке? "Чем больше каскадов усиления, тем медленнее схема, и тем более негативное влияние паразитной ЭДС из-за временной задержки. Быстрому усилителю для управления комплексной нагрузкой не нужен высокий коэффициент демпфирования, чтобы контролировать комплексные нагрузки". Избавившись от всего, что не играет важной роли, Model 5 работает только с двумя каскадами усиления. Таким образом, ООС, охватывающая все каскады, может подсоединяться от стока мощного транзистора к эмиттеру управляющего транзистора.

Благодаря этому искажения, вызванные паразитной ЭДС, и фазовые сдвиги ощутимы только в частотном диапазоне, который находится вне спектра слышимых частот.