– avagy gondolatok a digitális erősítőkről
Ritka pillanat, amikor a szerző az első mondatában cáfolja az általa nagy gonddal kiválasztott címet, de most pontosan ezt tesszük; a digitális erősítők nem sziszegnek! Akkor mégis mivel magyarázható az, hogy időnként fel-felszisszen a hangsugárzó, amikor digitális erősítést használunk? Annyi mindent ráolvastunk már az impedancia-változásra, hogy felesleges lenne pont most eltérnünk ettől a hagyománytól. De, az impedancia csökkenése, ami máskor a problémát okozza, elsősorban a mélytartományt érinti, ehhez képest a magasakat alig, sőt teljesítményt is keveset igényelnek. Éppen ez a baj!
Ígérjük, hogy cipekedésnek nézhet elébe az, aki elolvassa a cikket és megfogadja tanácsunkat, ezért a folytatás csak erős idegzetűek és izmos hifi-rajongók számára ajánlott.
Hogy megértsük a jelenség magyarázatát, kicsit messzebbről kell nekifutnunk a dolognak. A választott távolság messzebb van a kályhánál, egészen a szomszéd hifi-barát otthonáig kell elhátrálni. Ott ugyanis előfordulhat, hogy egy digitális erősítő kiváló hangot produkál. Ezt meghallva irigység támad a fülben és Ön is beszerez egyet. Következzen a felkavaró jelenet: csúnya esetben előfordulhat az, hogy az Ön hangfalán esetleg önkényeskedni kezd az erősítő, és az általa választott frekvencián – általában a magas tartomány valamely részén – érdekes hangokat csikar ki a hangsugárzóból. Gondolat kísérletünk minden eleme kitalált, ennek ellenére annyira általános a jelenség, hogy beszélnünk kell róla, nehogy feleslegesen szomorkodjon és elmenjen a kedve az egésztől.
Bármilyen furcsán hangzik, nem az erősítővel és nem is a hangfallal van a baj. Az a baj, hogy összekötöttük őket. Belismerjük, az átlag zenehallgató így kezdi, de nagyon nem mindegy, milyen erősítőt, milyen hangsugárzóval kötünk össze. Egyesével vesszük górcső alá a rendszer elemeket – kezdjük a hangfallal!
Hőn szeretett zeneközlője soha nem marad nyugton, pillanatról pillanatra másként terheli az erősítőt. A terhelés mértéke a pillanatnyi frekvenciától függ, amit éppen hanggá kell átalakítania. A mélytartomány általában nagyobb, a magas tartomány valamely részén pedig kisebb terhelést ró az erősítőre. Pontos értékekről nem beszélhetünk, hiszen hangfala válogatja, hogy mikor mit művel éppen. Lényeg az, hogy megdöbbentően széles tartományban változtatja az impedanciáját, fittyet hányva a teremtője által megadott adatokra. Hangja általában minden hibájával együtt szeretett, hiszen amúgy nem tűrnék meg a nappaliban.
És, most beszéljünk az erősítőről. A nagy könyv szerint láthatatlannak kell maradnia a rendszerben, szigorúan tilos rányomnia a bélyegét a hangzásra. Egyetlen dolga az, hogy kiszolgálja a hangsugárzó pillanatnyi igényeit, és tegye ezt „rezzenéstelenül”. Az analóg erősítő rendszerek hangja nagy terhelésen bizony néha megcsuklik, az erősítő „arca” fájdalmas fintorba torzul, a magas tartományon pedig ahol a terhelés általában kisebb, mosolygós. Nem így a digitális erősítő! Teremtője őt arra tervezte, hogy röhögve viselje a nagy terhelést, hiszen arra született, hogy kiküszöbölje az analóg erősítés-mód csuklását. Hatékonysággal használja fel a tároló kapacitásokban bujkáló utolsó Joule energiacseppeket is, soha ne okozzon problémát a megnövekedő terhelés. Elérkeztünk a probléma forrásához! A „gonosz üstdobosok” néha együtt zenélnek a triangulummal. Egyszerre kell a nagy erő és finomság. A digitális erősítő képes lehet olyan mutatványra, mint Karinthy erőművésze, aki a zsonglőr számában több száz kilós súlyokat dobált, hogy a nagy ereje tönkre ne tegye a produkciót? Igen! A varázslat neve negatív visszacsatolás.
Míg az analóg erősítők esetében könnyen megérthető ennek működése, a digitálisak esetében kicsit mélyebben kell belegondolni a hatásláncba. Vegyünk alapul egy impulzus szélesség modulált (PWM) digitális erősítőt! A tápfeszültség mindig maximális értékén kijövő impulzusok egy kondenzátort töltögetnek, amit a hangfal impedanciája sütöget ki. Az átlag érték az impulzus szélességétől és a pillanatnyi terheléstől függ. Ha egy digitális erősítőnek csak egy frekvencián kell jól működni, semmi ész nem kellene a tervezéséhez, már régen ezt használná mindenki. Ám, a zene még felharmonikusok nélkül is széles spektrumú dolog. Nagyon jól kell megválasztani a demodulátor kapacitás és a kapcsolási frekvencia értékeket, hogy ilyen széles spektrumon jól működő legyen. Lássuk be, ez gyakorlatilag lehetetlen! Ahogy nő az ár, úgy egyre inkább lehetséges, de még ennek is vannak korlátai. Ráadásul nem is a kondenzátor értékével manipulálnak, hanem a visszacsatolás módjával, és más dolgokkal.
Felmerül a kérdés: ha a kondenzátor már fel van töltve egy adott pillanatban, és a hangfal impedanciája azt képtelen kisütni, mert éppen az egekben jár (felső közép és magas tartományon igencsak jellemző), mit lehet tenni? Legyünk erősek, semmit! Meg kell várni azt a pillanatot, amikor az égben járó impedancia lecsap, mint a sas, és kisüti a kondenzátort. Addig is, a hangfal felszisszen, mert mit tehetne mást. Igaz, hogy minden a tökéletlen impedancia menetére vezethető vissza, de mivel a gazda őt szereti jobban, és nem az új jövevény erősítőt, biztos lehet abban, hogy a balhét az erősítő viszi el.
Hogy lophatja be magát egy „D”-osztályú erősítő mégis a gazda kegyeibe? Elsősorban úgy, hogy jó tervezésének köszönhetően villámgyorsan reagál. Nem, nem az impedancia csökkenésére, mert azt zsigerből jól kezeli, hanem a növekedésére. Hogy ez mikor következik be, azt csak a hangfal tudja. Mivel minden hangsugárzó típus más és más impedancia menettel rendelkezik, a „D”-osztályú erősítő gyártóknak folyamatosan kell fejleszteniük a visszacsatolás információk hatását a szabályzó algoritmusra. Hogy ez mennyire sikerül nekik? Hangfala válogatja. Ha a gazda, az általa kiválasztott zeneközlőhöz ragaszkodik, mese nincs, magával kell vinni egy-két demóra, hogy kiderüljön, miként reagál a kinézett „D”-osztályú erősítővel való összekötésre. Ez ne legyen visszatartó erő, mert ha sikerül a párját megtalálni, a hang igenis lehet kiváló. Legfeljebb Ön szisszen fel az erősítő árán, de ezt a problémát csak a vásárlás helyén tudják majd kezelni.
Az ábráért köszönet a Stereo Magazine-nak!
