Принцип работы цифрового усилителя. Какой класс усилителя лучше: A, B, AB, H, D? Тест Прямого Цифрового Усилителя с обратной связью – NAD M2

Цифра наступает.

Прослушивание Прямого Цифрового Усилителя с обратной связью – NAD M 2.

Вступление.

Вопрос о том, что лучше звучит аналоговый усилитель или цифровой не дает покоя поклонникам чистого звука с момента появления на рынке первых цифровых устройств. Но, до недавнего момента, большая часть этих девайсов не была цифровыми в чистом виде.

Одним словом, вы должны принять то, что указывает тестер, и разделить его на 50, чтобы узнать, что такое выходное напряжение нашего домашнего генератора. Очевидно, что для получения второстепенных сигналов необходимо управлять регулятором громкости музыкального центра.

Наконец, мы должны измерить выход тестируемого усилителя и определить момент, когда выходной сигнал обрезается. Идеальный инструмент - это осциллограф, но предположим, что у читателя его нет. Идея состоит в том, чтобы снизить входной сигнал и постепенно увеличивать его. Следует отметить, что выходное напряжение увеличивается пропорционально входному напряжению до тех пор, пока оно не достигнет определенного значения, а затем не увеличится. Если тестер представляет собой иглу, ее наконечники должны быть перевернуты.

Но прогресс не стоит на месте, и в конце 2009 года произошло знаковое событие, компанией NAD на рынок, был выпущен полностью цифровой интегральный усилитель NAD M2. И в этом обзоре я вам расскажу о его работе.

Оснащение.

Собственно принцип работы цифрового усилителя известен еще с прошлого века. Данный тип устройств интересен тем, что позволяет обрабатывать и усиливать сигнал непосредственно в цифровой форме, минуя промежуточный этап цифро-аналоговой конвертации. Но впрочем, поговорим об этом чуть подробнее.

Измерение чувствительности на уровне обрезки

Затем возьмите эффективное значение, умножьте его на себя и разделите его на сопротивление громкоговорителя, чтобы получить истинную мощность. Усилитель представляет собой промежуточный блок между источником сигнала и динамиком. Чувствительность - это входное напряжение, необходимое для перевода усилителя на уровень дифферента. Такое же измерение дает нам ответ. Для нашего случая он достигает совершенно, но не может достичь или быть чрезмерно большим. Как отрегулировать уровень чувствительности нашего усилителя?

Итак, цифровой звуковой сигнал с любого источника будь то CD транспорт или DVD плеер поступает на усилитель в цифровом виде. Далее в обычном цифровом усилителе он приходит на плату DSP процессора для декодирования и обработки звука и передается на высококачественный ЦАП, где конвертируется в аналоговую форму, затем усиливается в усилителе и поступает на акустическую систему. Вот упрощенный пример прохождения сигнала в цифровом усилителе с выходным аналоговым каскадом усиления. Как видно есть несколько этапов способных внести искажения в исходный сигнал. Конечно это плата DSP , ЦАП и аналоговый тракт обработки. Каждый из этих узлов готов добавить в звуковой сигнал шумы, помехи и прочие «радости».

Вы увидите, что теперь он достигнет максимума 430 мВ или 305 мВ. Но не теряется ли это за счет снижения отрицательной обратной связи? Несколько очень важных вещей потеряны. В принципе, мы можем заверить, что искажение увеличивается с тех пор, как была добавлена ​​отрицательная обратная связь, чтобы уменьшить ее, и реакция теряется на низких и высоких частотах.

Позже мы увидим, что обратная связь также влияет на другие факторы. Студент должен понимать концепцию обобщенной производительности для любой машины, например: энергия, передаваемая машиной, делит потребляемую ею энергию. Это не электронная концепция, а механическая концепция, согласно которой электронные устройства должны выполнять любой ценой, потому что это соответствует тому, что мы можем назвать более высоким законом. И производительность всегда должна быть меньше единицы, потому что иначе мы бы изобрели непрерывное движение.

Совсем иной путь предстоит пройти цифровой музыке в NAD M 2. Здесь входной сигнал, закодированный в формате ИКМ (импульсно-кодовая модуляция) поступает сразу на плату цифрового сигнального процессора (DSP ). Замечу, что процессор осуществляет обработку данных строго в цифровой форме. Затем происходит конвертация сигнала из ИКМ в ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Опять же эта операция выполняется в цифровой форме непосредственно перед усилением, которое происходит на полевых транзисторах.

Это означает, что они доставляют 500 Вт и потребляют 200 Вт. Да, хорошо выглядеть, потому что вы наверняка найдете ведро для льда. Давайте вернемся к реальности; Наше оборудование относится к физическому миру и поэтому нагревается, указывая на то, что оно имеет производительность ниже единицы. Насколько меньше? Поскольку мы отрегулировали вакуумный ток для уменьшения поперечного искажения, наш усилитель остался с амперметром последовательно с источником. Мы оставляем его на месте, потому что он укажет, что такое потребление, и, следовательно, производительность нашего усилителя.

Обработанный и усиленный сигнал попадает в мощный импульсный каскад, на выходе которого используется высококачественный аналоговый фильтр для преобразования цифрового сигнала в аналоговую форму.

После краткого теоретического экскурса пора посмотреть на внутреннее оснащение усилителя. Начнем мы, как говорят в народе «от печки». Высокое качество работы усилителя невозможно получить без мощного и стабильного источника питания. Так вот в NAD M 2 используются три независимых блока питания, для левого и правого канала, а также для цепей управления. Каждый источник питания выполнен с применением отдельного тороидального трансформатора, что позволяет минимизировать магнитные наводки, а также устранить перекрестные импульсные помехи. Отдельно стоит отметить, что мощные выходные цепи каждого канала усилителя вместе с трансформаторами вынесены на отдельные печатные платы. Раздельные массивные радиаторы охлаждают выходные транзисторы усилителей правого и левого каналов, так что взаимный их нагрев, вызывающий тепловой дрейф характеристик, полностью исключен.

Поэтому нам не нужно измерять напряжение источника, чтобы выполнить расчет максимальной выходной мощности, которую мы знаем, что она всегда будет 12В. В реальном случае источник энергии не регулируется, и когда мы потребляем много, он падает. В этом случае необходимо измерить напряжение источника и источник тока. Если вы посмотрите на рисунок 3, вы увидите, что амперметр указывает примерно на 0, 25 мА, когда выдается максимальная мощность 1, 76 Вт. нет; когда усилитель работает на более низком выходе, имеет более низкую производительность.

Таким образом, вы должны выполнить измерение производительности с разной выходной мощностью на график или вставить в таблицу. Обратите внимание, что ваттметр представляет собой четырехконтактный, два тока и два прибора напряжения. Текущая секция соединена последовательно с нагрузкой и напряжением параллельно. В следующей таблице вы можете увидеть производительность различных входных и выходных сигналов.

Создание цифрового усилителя стало возможным благодаря использованию технологии Цифровой Обратной Связи. Это фирменная разработка компании Zetex Diodes с которой фирма NAD совместно работала над адаптацией этой идеи под использование в NAD M2. Специалисты Zetex Diodes назвали свою разработку «Усилитель с Прямой Цифровой Обратной Связью» (Direct Digita l Feedback Amplifier DDFA ).

Производительность реального усилителя с учетом выхода и драйвера составляет порядка 50%. Сколько ископаемого топлива исчезает в час по всему миру из-за таких отходов? Если в домашней лаборатории производства усилителей даже не проведены самые элементарные измерения, читатель может представить, что искажение является невозможным параметром для измерения, потому что для этого требуются конкретные инструменты. Фактически, для измерения требуется инструмент, называемый полным измерителем гармонических искажений, который трудно найти в ремонтной мастерской.

Цифровая обратная связь, также как и обычная аналоговая обратная связь (ОС) позволяет свести к минимуму искажения сигнала. Напомню кратко, как работает хорошо известная цепь аналоговой ОС. В ней уменьшенная величина выходного сигнала в противофазе заводится на входной каскад. Регулируя амплитуду этого сигнала, добиваются минимизации уровня нелинейных искажений.

На следующем рисунке можно наблюдать подключение приборов для измерения искажения и регулировки входного уровня, который, как мы видели, был выполнен с половинной мощностью, что и указано на международном уровне. Искажение является функцией отрицательной обратной связи усилителя. Помните, что он был добавлен, чтобы избежать заметной квартиры в виде синусоидального входного сигнала.

Измерение частотной характеристики

Обычно ученики ссылаются на искажение, когда выходной сигнал не пропорционален входному сигналу. Но если усилитель имеет неадекватную частотную характеристику, он имеет другую форму искажения, но не сомневается, что это искажение, которое в этом случае называется искажением, сокращая частотную характеристику. Поскольку ухо не может отличить два сигнала, амплитуда которых меньше чем на 33%, частотная характеристика измеряется с учетом падения этого значения на высоких и низких частотах.

Но когда у нас сигнал цифровой, то на пути такого подхода встает множество проблем. Главная из них это временная задержка в прохождении сигнала по цепям, ведь даже ошибка во времени в 1 наносекунду может привести к существенным искажениям выходного сигнала. Инновационность идеи Zetex Diodes состоит в том, что реальный ШИМ выходной сигнал высокого уровня (на выходе транзистора) сравнивается с референсным ШИМ сигналом низкого уровня. Источником такого сигнала является прецизионный тактовый генератор. Полученный таким образом сигнал ошибки преобразуется в цифровую форму с помощью 35 битового ЦАП с частотой квантования 108 мГц. Такие параметры ЦАП позволяют свести к минимуму не только ошибки, возникающие из-за временного рассогласования сигналов, но и минимизировать другие потенциальные источники искажений.

Когда измеритель достигает звуковых частот, он позволяет автоматически измерять кривую частотного отклика и при необходимости изменять его. Конечно, это не может ухудшить слух максимумов, но аномально высокий отклик может генерировать паразитные колебания при размещении реального динамика с индуктивностью в дополнение к сопротивлению. На низких частотах отсечка приближается к 80 Гц, что считается принципиальным, поскольку усилитель должен иметь небольшой резонанс для резонансной частоты динамика и акустического шкафа, чтобы избежать генерации звука барабана на низких частотах.

Выходной каскад усилителя выполнен с использованием высококачественных полевых (FET ) транзисторов. Выходные характеристики аппарата соответствуют современным требованиям. А самое главное выходная мощность усилителя не зависит от подключенной нагрузки, не важно используете вы колонки с сопротивлением 8 или 4 Ома, RMS мощность усилителя, составит 250 Ватт (пиковая мощность до 500 Ватт) на канал. Ну а по уровню нелинейных искажений, соотношению сигнал/шум, а также разделению каналов NAD M 2 может дать серьезную фору любому аналоговому «коллеге».

Лучший способ отрезать высокие частоты - через емкостную отрицательную обратную связь, добавленную к существующей сети. Читатель должен запустить файлы и найти поврежденный материал, выполнив измерения с помощью виртуальных инструментов. Когда вы уверены в поврежденном материале, вы должны изменить его и проверить, был ли устранен дефект.

Каждый раз, когда запускается симуляция, пресеты автоматически устанавливаются на половину значения. Используйте правильные параметры. Измерьте выход и измените напряжение источника на несколько мВ вверх и вниз, пока выход не будет равен половине напряжения источника усилителя. Если выход не изменяется, это связано с тем, что оборудование имеет неисправность, оставьте источник на 6 В и попробуйте следовать напряжениям от входа до выхода до нахождения поврежденного компонента.

Использование фирменной технологии Digital Power Drive специально переработанной для применения в цифровом усилителе позволило разработчикам получить хороший запас по мощности. Для предотвращения обрезания пиков сигнала на сверхвысокой мощности в аппарате применена цифровая форма технологии Soft Clipping .

Обширны также и коммутационные возможности девайса. В его активе имеются пять цифровых входов. В числе, которых два оптических, два коаксиальных и AES / EBU . Если нужно работать с аналоговым сигналом к вашим услугам пары XLR и RCA , входной каскад – балансный. Конечно, в этом случае аналоговый сигнал сначала преобразуется в цифровую форму с помощью прецизионного АЦП и затем усиливается цифровым каскадом.

На рисунке 8 показано, как открыт цикл обратной связи. Цифровой тестер в своей функции омметра может быть использован, если необходимо отсоединить компоненты практически во всех случаях. При этом значении напряжения диоды и биполярные транзисторы не работают, потому что это напряжение ниже барьера кремниевых контактов. Нельзя припаять и отсоединять резистор или конденсатор, не меняя его каким-либо образом.

Единственными случаями, требующими отсоединения компонента, является то, что он параллелен обмотке компонента или очень низкому сопротивлению. «Разделить на ремонт» - это принцип, который вы должны помнить всегда. Всегда ищите центральную точку грубой команды и делайте измерение, которое позволяет определить, была ли неисправность до или после этой точки. Напряжение не слишком сильно изменяется с подключенными основаниями или без них.

Не забыли разработчики и о фирменной идеологии CI friendly , NAD M 2 оснащен необходимыми портами для автоматизации управления: триггерным подключением, ИК-входом и компьютерным интерфейсом RS -232.

Экспертиза.

Прежде чем перейти к описанию результатов прослушивания я хочу рассказать вам о тестовой системе. В качестве источника звукового сигнала использовался высококачественный CD -проигрыватель NAD M 5 , сигнал с которого в цифровой форме подавался по коаксиальному кабелю на усилитель NAD M 2. Оценивалось звучание усилителя с помощью эксклюзивной акустической системы KEF Reference 203/2 . Для коммутации плеера и усилителя применялся цифровой коаксиальный кабель The Chord Company Codac , акустика к усилителю была подключена при помощи топового акустического кабеля The Chord Company Solstice .

Если проблема решена, повреждение происходит в одном из выходных транзисторов, которые снижают или поднимают напряжение коллектора. Таким образом мы проводим анализ основных параметров усилителя и объясняем, как они измеряются виртуальным и реальным способом. Если вы примените методы, изученные здесь, вы можете быть уверены, что у вас есть более глубокое знание предмета, чем у многих, кто профессионально посвящен звуку и кто будет произвольно исправлять измененные компоненты. В следующем уроке мы продолжим производить измерения на усилителе, и, прежде всего, мы объясним, как вы можете увеличить выходную мощность, подключив два мостовых усилителя.

Не забыли мы и о качественном электропитании нашей системы. Для подключения питающего напряжения использовались помехозащищенные электрокабели Wire World Electra 5.2 . Само помещение имеет акустическую обработку, на снимке хорошо видны звукопоглощающие плиты. Посмотреть фотографии тестовой системы можно в специальном разделе нашей фотогалереи .

Продолжайте изучать полную электронику

Маурисио Очень краткий и очень полезный. . Попробуем понять название. Цифровое устройство работает с выходами высокого или низкого уровня, промежуточных значений нет. Если бы мы могли сделать цифровой динамик, у него было бы 8 или 16 ножек входа и одна нога массы. Прикладывая напряжение к одному входу, конус немного двигался. Приведение напряжения в два входа приведет к перемещению чего-то еще и так далее, пока все входы не будут в высоком состоянии, и в этом случае конус будет двигаться до максимума.

Итак, первое, на что я обратил внимание сразу после включения комплекта, это тишина. Не удивляйтесь, может это кому-то и покажется странным, но усилитель не шумит вообще в отличие от аналоговых устройств даже на максимальной громкости. Таким образом понять включен аппарат или выключен, можно только взглянув на дисплей.

Таким образом, генерируются мгновенные звуковые напряжения. Это не теоретическая идея, которую невозможно реализовать на практике; Более того, поскольку автор не может понять, как такие устройства еще не были созданы, он проводит некоторые эксперименты, чтобы проверить его жизнеспособность.

Но этого оратора пока нет. Затем мы будем фильтровать его и применять к высокоимпедансному динамику. На этом рисунке читатель может наблюдать, как аналоговый входной сигнал, помещенный в положительный терминал, обрабатывается так, чтобы он представлялся синусоидальной волной с пульсацией на громкоговорителе с высоким импедансом. Но верстак делает вещи намного легче для нас, потому что сигнал выглядит очень легко понять мультфильм. На рисунке 2 вы можете увидеть моментальный снимок учебного процесса.

Первой композицией, которую я слушал, стала Токката и фуга ре-минор И. С. Баха с демонстрационного диска KEF Reference . Это весьма известное произведение характеризуется очень глубоким басом в начале. И скажу сразу, что того самого глубокого баса, который можно ощутить всем телом я не услышал. Далее я к теме баса еще вернусь, а пока опишу вам свои впечатления от первого прослушивания. Меня перед тестированием предупреждали, что звучание этого усилителя немного непривычно, и отличается от традиционного аналогового звука. Честно скажу, что ничего непривычного в характере звука я не почувствовал, наоборот я услышал чистый и сочный звук. Усилитель отлично справлялся с передачей объема звуковой сцены, и мне казалось, что я нахожусь примерно в третьем ряду концертного зала. Хочу еще заметить, что девайс одинаково качественно передает динамику произведения практически независимо от уровня громкости. Создаваемая аппаратом панорама намного шире, чем расстояние между колонками. На мой взгляд, главная заслуга системы в том, что даже на этом весьма непростом произведении я ощутил практически стопроцентный эффект присутствия в концертном зале. При этом усилителю свойственен даже некоторый академизм звучания.

В любом случае эта пульсация имеет частоту 41 кГц и поэтому совершенно неразборчива. Возможно изготовление динамиков такого высокого импеданса, как 1 кГц, но это очень сложно. Эти динамики используют очень тонкую проволочную рану в нескольких слоях, и это очень старая технология, потому что она использовалась для усилителей без трансформатора с момента затвора.

На самом деле схема приложения не показана. Это обратная сторона общего громкоговорителя, где цель состоит в минимизации индуктивности, и динамик ведет себя как чистая резистивная нагрузка как можно больше. В цифровом усилителе модулятор ширины импульса выражает низкочастотный звуковой сигнал как широкий импульс и высокочастотный звуковой сигнал как ограниченный импульс. Затем он выполняет преобразование цифрового аналогового сигнала для передачи, которое является основой любого цифрового носителя и, следовательно, с отличной близостью к цифровым источникам.

В качестве следующего материала я выбрал альбом из четырех концертов И. С. Баха в исполнении Камерного Оркестра "Эрмитаж" в транскрипции Алексея Уткина, выпущенный компанией Caro Mitis . Я думаю, что мне не стоит здесь говорить о высочайшем качестве записи этого диска.

Начать я решил с трека №3 Концерт ля мажор для гобоя д"амур, струнных и бассо континуо (BWV 1055) - Allegro Ma Non Tanto . Звучание записи радовало слух широтой звуковой сцены и безупречной аутентичностью. На этой композиции мне понравилось практически все, даже уровень баса. Как и в первом тесте NAD M 2 создал объемное звуковое поле и что самое приятное сохранился эффект нахождение в концертном зале.

Затем я усложнил задачу и поставил трек №5 Концерт до минор для скрипки, гобоя, струнных и бассо континуо (BWV 1060) – Adagio . И здесь усилитель не подвел. Все было на высоте, звучание скрипок радовало своей воздушностью и аутентичностью. Правда, возможно, что любители мягкого звука найдут исполнительскую манеру усилителя достаточно жесткой. Все дело в том, что выдаваемый аппаратом звук отличается быстрой атакой и драйвом, но возможно это и есть те самые особенности цифрового звука. Ведь здесь нет аналоговых цепей способных «затягивать» фронт звукового сигнала, об импульсном характере которого я уже неоднократно писал.

Опробовал я в работе тандем и с эстрадной музыкой. И теперь нужно снова вернуться к теме басовой части спектра. Зажигательные латинские ритмы покорили меня глубоким и напористым басом. При этом бас можно было даже ощутить телом. На мой взгляд, аппарат легко справляется с басом, имеющим быструю атаку, а вот органный медленный бас, как мне показалось, прозвучал сдержанно, хотя и с хорошей детальностью.

Далее я слушал композиции электронной музыки, и здесь наблюдалась полная гармония. Правда был замечен и один небольшой недостаток (или преимущество, с другой стороны), обладая бескомпромиссным характером звучания, аппарат способен легко обнажить технические огрехи сведения. Но ведь это и есть та самая высокая верность воспроизведения. Показать все ничего, не скрывая, ни к этому ли стремятся поклонники чистого звука?

Меня просто покорило, то, как новинка воспроизводит джазовые композиции. Вся комната наполнилась сочным и чистым звуком, даже сложные вокальные партии усилитель воспроизводил филигранно точно. Не было заметно никаких огрехов, не говоря уже о неконтролируемых перемещениях инструментов по сцене. Голос вокалистки был чистым, сочным, и воздушным, звучание сибилянтов было безупречным. Единственное в чем можно немного упрекнуть связку усилитель-акустика, так это та самая небольшая жесткость звука, о которой я написал выше.

И в заключение теста я решил послушать, как NAD M 2 справится с шансоном, не нужно «кидать в меня камни», я считаю, что это такой же музыкальный жанр, как и другие. Кстати его место четко указано в той самой поговорке: «русская, народная, блатная, хороводная». В общем, это абсолютно нормальный тестовый материал. Для прослушивания был взят CD Татьяны Кабановой «Из классики шансона и не только…» Я выбрал именно эту исполнительницу за ее очень эффектный голос немного похожий на Эдит Пиаф и необычную манеру исполнения. На этом материале характер звучания системы был немного другой, у меня возникло ощущение больше похожее на нахождение в студии звукозаписи напротив вокалистки. Честно говоря, впервые удалось услышать такой весьма интересный эффект вне студии. И поверьте это дорогого стоит.

Подводим итог.

Итак, можно с уверенностью сказать, что цифра пришла в High End надолго и всерьез. Новый цифровой усилитель NAD M 2 способен потеснить на этом рынке традиционные аналоговые системы, причем не только по качеству звучания, но и по уровню цены.

Можно, конечно, слегка упрекнуть аппарат за излишне академический характер звука, но я не зря заметил, что это и есть та самая высокая верность звучания, к которой стремиться любой уважающий себя аудиофил. А что касается отмеченной небольшой жесткости звука, то у нее есть немало поклонников.

На мой взгляд, главные достоинства новинки это ярко выраженный эффект присутствия в концертном зале и высокая верность звучания.

Технические характеристики усилителя NAD М 2 :

Выходная мощность - 2 х 250 Вт (продолжительная мощность ) при 8 и 4 Омах

Динамическая мощность IHF - >500 Вт

ОГИ - <0.004% на диапазоне 20 Гц – 20 кГц от 500 мВт до 250 Вт

Соотношение сигнал / шум - 126 дБ /90 дБ (на полной мощности / на 1 Вт )

Динамический диапазон - 120 дБ

Остаточный шум - 40μ В

Демпинг - фактор - >2000 на 50 Гц +0/-0.5 дБ на диапазоне 20 Гц – 20 кГц , -3 дБ >85 кГц

Любая аудиосистема, определяемая сегодня как цифровая, на самом деле является цифро-аналоговой. Цифровой сигнал с носителя информации поступает на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП, в англоязычной терминологии - DAC). В массовых аудиосистемах дальнейшая обработка сигнала (фильтрация, регулировка громкости, тембра и т.д.) производится аналоговыми методами. Это потенциальный источник искажений и шумов, особенно при обработке сигналов малого уровня. В аудиосистемах высокого класса обработка сигнала производится цифровым сигнальным процессором до ЦАП, что позволяет значительно уменьшить искажения. Однако эти различия в структуре не принципиальны - в любом случае сигнал после ЦАП поступает на аналоговый усилитель. Особенно уязвим звуковой сигнал на этапе аналоговой обработки и усиления, поэтому характер звучания так сильно зависит от примененных компонентов.

Эта проблема в принципе решаема, вопрос только в цене. Не будем касаться проблем согласования компонентов и взаимодействия их между собой - ограничимся наиболее критичными звеньями. Это усилитель и ЦАП. Не вдаваясь в детали различных способов цифро-аналогового преобразования, отметим, что каждый из них придает звучанию свой оттенок. Усилители, как известно, тоже имеют свой собственный "почерк", определяемый классом работы выходного каскада и общей схемотехникой. Экономичные усилители класса AB или B вносят в сигнал значительные искажения, усилители класса A обеспечивают высокое качество звучания, но неэкономичны. Если же в тракте применяется цифровой усилитель, в нем проводится обратное преобразование входного аналогового сигнала в цифровую форму, что вносит дополнительные искажения. Поэтому цифровые усилители пока применяют в основном для сабвуферов, поскольку требования к качеству сигнала там не столь высоки.

Чтобы улучшить качество звучания и сохранить высокую экономичность, звуковой тракт должен стать полностью цифровым - от носителя сигнала до акустической системы. Компания Apogee предложила для цифровых усилительных трактов технологию DDX (Direct Digital Amplification), в которой полностью исключены преобразование, обработка и усиление аналогового сигнала, что заметно упрощает и удешевляет систему. Цифровой сигнал после обработки в цифровом сигнальном процессоре поступает непосредственно на цифровой усилитель мощности, без дополнительных интерфейсов и преобразований (рисунок 1). Процессор поддерживает передискретизацию вплоть до восьмикратной и может работать с частотами дискретизации до 96 кГц. Используется 24-битное представление сигнала, для систем передачи речи разработаны 8-битные устройства.

Строго говоря, Apogee не была пионером в этой области. Идея носилась в воздухе и различные варианты полностью цифровых трактов известны с конца 80-х годов прошлого века. Однако именно в технологии DDX выражен новый подход к процессу обработки и усиления сигнала. Топология малосигнальных и силовых микросхем отличается, и объединение их на одном кристалле представляет значительные технологические трудности. Разделение процессора и мощного выходного каскада позволило выполнить их в виде отдельных микросхем, что значительно удешевило систему. Комплект микросхем состоит из процессора DDX и отдельных усилителей мощности по числу каналов. Выпускаются как двухканальные, так и многоканальные системы. Диапазон применения разработчики определяют от компьютерных мультимедийных устройств до домашних аудиосистем и проигрывателей MP3.

  • Основные преимущества DDX следующие:
  • Высокий КПД
  • Отсутствует ЦАП
  • Высокая помехоустойчивость
  • Низкий уровень шумов
  • Низкая стоимость
  • Отсутствует обратная связь
  • Хорошее демпфирование динамика

Такой букет достоинств обусловлен особенностями технологии обработки сигнала и построением выходного каскада. В отличие от традиционных усилителей класса D перевод выходного каскада в мостовой режим класса BD позволил организовать импульсное демпфирование подвижной системы динамической головки (damped ternary modulation). В промежутках между информационными импульсами выходной каскад замыкает выводы звуковой катушки. Электрическое демпфирование основного резонанса подвижной системы осуществляется не виртуальным выходным сопротивлением усилителя, а вполне реальным и достаточно низким сопротивлением силовых ключей (рисунок 2). Поэтому понятие демпинг-фактора к данной технологии можно применить только с некоторыми оговорками. При измерении традиционными методами значение получается небольшим - порядка 16, но степень демпфирования подвижной системы не хуже, чем у аналогового усилителя с демпинг-фактором более 100. Благодаря отключению нагрузки в паузах сигнала новая технология повышает также отношение сигнал-шум.


Помимо улучшения демпфирования увеличивается экономичность усилителя при усилении слабых сигналов. По сравнению с аналоговыми усилителями класса AB эффективность DDX приблизительно в два-три раза выше, традиционные усилители класса D уступают им в области малых сигналов приблизительно 20% (рисунок 3).


Еще одно немаловажное преимущество - отсутствие общей обратной связи в усилителе. Вкупе с мостовой организацией выходного каскада это значительно снижает влияние изменений напряжения источника питания на параметры сигнала. Без обратной связи возрастает и устойчивость усилителя: микросхемы, разработанные для автомобильных усилителей, развивают мощность до 100 Вт на нагрузке 0,7 Ом. И это - при напряжении питания 12 вольт, без преобразователей и массивных радиаторов! Создатели с оптимизмом считают, что широкое распространение новой технологии не за горами.

А как быть с аналоговыми носителями? Кончина компакт-кассеты откладывается на неопределенное время, да и цифровое радиовещание не скоро станет общедоступным (по причинам скорее экономическим, нежели геополитическим). Хотя стандарт DAB и рекомендован к применению в России и СНГ, дальше разговоров и опытов вещания дело не пошло. Да и в других странах аналоговое радиовещание пока не сдается.

Впрочем, серьезных препятствий нет. Для аналоговых источников придется использовать аналого-цифровые преобразователи, при этом открываются новые возможности. Например, становится возможным применение уже существующих цифровых систем шумопонижения и других устройств обработки сигнала. Такое решение в цифровых системах Hi-End стало типовым, никто не мешает применить его и в автомобильных устройствах.

В настоящее время компания Apogee поставляет производителям звуковоспроизводящего оборудования усилительные решения DDX в виде полупроводниковых компонентов, OEM устройств, а также осуществляет лицензирование своей технологии. Apogee постоянно разрабатывает новые виды продукции и технологии и расширяет сотрудничество с другими компаниями, работающими в этой области. Последняя новость - подписание соглашения с компанией STMicroelectronics (ранее называвшейся SGS-THOMSON Microelectronics). Эта компания проектирует, разрабатывает, производит и продает самые разнообразные интегральные схимы (ИС) и дискретные устройства для применения в широком диапазоне задач, включая телекоммуникации, компьютерные системы, системы для массового потребителя, автомобилестроение, промышленную автоматику и системы контроля и управления. Результатом этого сотрудничества стал выпуск новой линейки микросхем, включающей 4.1-канальный DDX контроллер и два усилительных DDX чипа, обеспечивающих до 100 Вт выходной мощности.

Похожие статьи

© 2019 evently.ru. Все о канализации и водоснабжении.