Diseño de amplificador y ventajas de NuPrime

Diseño de amplificador híbrido de clase D con diferentes características sónicas

En NuPrime, hemos dado un gran paso adelante en la construcción de amplificadores de clase mundial con diferentes características. Pasar de lograr un diseño casi perfecto a otro, pero con diferentes características sonoras, es un desafío abrumador. Muy a menudo, cuando uno realza un aspecto sonoro, pierde otro. Si apuntamos a un producto que suene como un amplificador de válvulas, no queremos sacrificar la dinámica y la velocidad, y ahí radica un logro estelar. Para ayudar a los lectores a comprender cómo llegamos aquí, nos gustaría llevarlo de regreso a la historia, donde todo comienza.

Desarrollo temprano de clase D

En 2005, The Absolute Sound (EE. UU.) honró al amplificador NuForce Reference 9 con su codiciado premio al producto del año. En el artículo que acompaña al premio, Chris Martens declaró que había llegado la Clase D. En ese momento, la reputación de la Clase D era menos que estelar a pesar del innegable éxito de NuForce. Los diez años transcurridos desde entonces han visto numerosos refinamientos de la tecnología advenediza. De las empresas que se dedican al diseño de clase D de alta gama, la mayoría compra sus módulos a ICEpower o Hypex Electronics y los modifica desde allí. Y, por supuesto, estos módulos han mejorado con el tiempo. Cada avance de UcD (ahora Ncore) o ICE fue recibido por críticas favorables. Asimismo, NuForce siguió adelante con las versiones 1, 2 y 3 de sus amplificadores de potencia físicamente pequeños pero notablemente potentes. [Consulte Acerca de nosotros para conocer la historia de NuPrime]

Implementación de clase D digital versus analógica

En inglés simple, esto es de lo que se trata la amplificación de Clase D: una señal analógica de entrada se modula en una serie de pulsos (piense en señales de FM o AM). A diferencia de FM y AM, la clase D usa el ancho del pulso para representar la amplitud de la señal analógica muestreada. El resultado es una serie de pulsos de la misma amplitud pero de diferente ancho. Los pulsos se manipulan aún más en pulsos con amplitudes aún mayores. Luego, los pulsos se demodulan en la señal analógica que impulsa el altavoz. Aparte de convertir la señal analógica inicial en pulsos, no hay nada digital en esta forma de implementación. Es de naturaleza analógica. Hay muchas formas de dar forma al sonido con técnicas analógicas. Otro tipo de implementación de Clase D es completamente digital: la señal de entrada se convierte en unos y ceros a través de DSP, por ejemplo, Devialet y chips clase D similares de bajo consumo. La ventaja aquí es que se puede procesar el sonido para mejorar los graves, ajustar el ecualizador, etc. Este es el punto del viaje en el que la Clase D se confunde con la amplificación totalmente digital. Lamentablemente, hay un inconveniente importante en el enfoque totalmente digital: suena totalmente digital.

NuPrime Amp no es un amplificador digital

Los amplificadores de conmutación, comúnmente conocidos como Clase-D, aparecieron por primera vez hace algunas décadas. Desde el principio, la Clase D mostró un enorme potencial junto con importantes deficiencias: ancho de banda utilizable limitado y una forma de onda de diente de sierra fija para la modulación de la señal de audio acompañada de una fluctuación que enmascara las señales de bajo nivel.

En lugar de la configuración convencional de dientes de sierra, el diseño de circuito patentado de NuPrime utiliza una señal de modulación analógica que se produce de forma natural y que no añade ni ruido ni fluctuación. En lugar de volver a las soluciones estándar, los avances internos de NuPrime han desbloqueado aún más el potencial del amplificador de conmutación sin las dificultades que los amplificadores de conmutación digital puros simplemente no pueden evitar; en otras palabras, lo mejor de ambos mundos.
Érase una vez el calor y el volumen eran insignias de estatus. Hoy, son la pesadilla de la tecnología obsoleta. Los amplificadores NuPrime cambian a 750.000 Hz, más de 10 veces la frecuencia de muestreo del CD. A estas frecuencias, los transformadores y condensadores funcionan de manera mucho más eficiente, lo que hace posible reducir su tamaño. Por lo general, los amplificadores de clase A rara vez utilizan más del 30% de la energía que consumen; el resto se desperdicia como calor. Las altas temperaturas de funcionamiento también acortan la vida útil de los condensadores electrolíticos utilizados en abundancia en estos diseños.

Avance del diseño de clase D

En los primeros días de la implementación analógica de la Clase D, los ingenieros no habían descubierto cómo mejorar las frecuencias de conmutación para evitar varias debilidades en el rendimiento de los graves, extensión de HF, jitter, etc. Debemos tener en cuenta que las implementaciones de estado sólido y tubo también tienen sus debilidades congénitas. La cuestión es que los ingenieros han estado trabajando para perfeccionar estas modalidades durante mucho tiempo. Dicho esto, hay resistencias obstinadas que creen que la Clase D no está lo suficientemente resuelta y, como consecuencia, suena menos que ideal. De hecho, mientras se haya grabado música, la resolución final está en gran medida fuera de nuestro alcance. El sonido ideal sigue siendo un objetivo, al que sugerimos, quizás de manera inmodesta, que nos hemos concentrado en un grado notable.

En la actualidad, un puñado de ingenieros especializados en diseños de Clase D pueden implementar frecuencias de conmutación a más de 500 kHz (el CD es 44,1 kHz). En nuestro laboratorio, tenemos diseños que se ejecutan a 1MHz con THD extremadamente bajo en amplios rangos de frecuencias y potencia con un jitter muy bajo. Sin agobiar al lector con detalles que entumecen la mente, nuestros ingenieros ahora pueden producir amplificación de clase D que, como decimos, se acerca a la perfección. No estamos sugiriendo que la mayoría de los ingenieros sepan cómo lograr esto. El mercado está repleto de implementaciones deficientes de tecnología Clase-D.

A diferencia de ICEpower o Hypex, no estamos en el negocio de fabricar módulos de gran volumen a bajo costo. Hemos invertido mucho tiempo y esfuerzo en hacer amplificadores con firmas sónicas contrastantes.

Ventajas de la tecnología de amplificador NuPrime

1. Alto ancho de banda. La reproducción verdaderamente fiel de la música exige ancho de banda, y mucho. El ancho de banda inadecuado retiene información espacial importante y complejidades tonales. Los amplificadores NuPrime ofrecen un gran ancho de banda con una respuesta plana de 20 a 50.000 Hz. Solo unos pocos amplificadores lineales muy costosos son capaces de lograrlo. Este ancho de banda permite a NuPrime amplificar música compleja con una fidelidad mucho más allá de la capacidad de los amplificadores convencionales, con especial atención a un vasto escenario sonoro: información espacial precisa entregada en su totalidad.

2. Un factor de amortiguación extremadamente alto. El factor de amortiguación es simplemente una medida de la capacidad de un amplificador para impulsar y controlar un altavoz. Cuanto más alto el número mejor. Un amplificador de válvulas excelente puede tener un factor de amortiguación entre 10 y 100. Un amplificador de clase A de alta calidad puede llegar a 200. Un amplificador NuPrime tiene un factor de amortiguación de aproximadamente 400. Y a diferencia de los amplificadores convencionales, el factor de amortiguación de NuPrime no se ve afectado por los cambios en frecuencias de audio. En pocas palabras, NuPrime ofrece una dinámica ultrarrápida a cualquier altavoz.

3. Distorsión y ruido ultrabajos. En los amplificadores convencionales, las especificaciones fijas de distorsión y ruido simplemente no existen. Los fabricantes optan invariablemente por citar los números más favorecedores, normalmente medidos en 1 vatio. En realidad, cuando aumentan las demandas de energía, también aumentan la distorsión y el ruido. NuPrime emplea tecnologías con patente pendiente que cancelan la distorsión en cada ciclo de operación. Los amplificadores NuPrime mantienen las mismas características de baja distorsión en cada nivel de salida y frecuencia de audio.

4. Sin cambio de fase. Muchos amplificadores utilizan filtros de salida que crean cambios de fase. Cuando cambia de fase, la información espacial se vuelve inexacta. La mayoría de los amplificadores presentan cambios de fase superiores a 45 grados a 20 kHz, dirigiéndose hacia los 90 grados a medida que aumenta la frecuencia. Los amplificadores NuPrime cancelan estas distorsiones debido a un diseño único de circuito cerrado que produce un cambio de fase cero en todas las frecuencias. Repita, cero.

Clase D con alma

¿Cómo creamos amplificadores de clase D con características de sonido de amplificador de válvulas o clase A? Las mentiras respuesta en la simulación por ordenador de Cass A y dispositivos de tubo y el modelado de ellos utilizando transistores de Clase A .

Dentro de la topología de Clase D, la etapa de preamplificador generalmente se implementa utilizando Op Amp. Solo unos pocos productos de alta gama utilizan un diseño de transistores discretos. El diseño de transistores discretos es costoso y desafiante de lograr, pero nos permiten crear la característica sónica. 

NuPrime proporciona una salida inigualable y totalmente regulada sin voltaje de ondulación ni ruido. En ausencia de este smog electrónico, la música surge de un fondo prístino, con delicados detalles y matices intactos. La pureza tiene un sonido y es hermosa.

En resumen, el carácter sónico de NuPrime se distingue, y de hecho, por encima del sonido suave y cómodo que a menudo asociamos con la mayoría de las amplificaciones tubulares o el sonido seco y vanguardista que a menudo asociamos con la tecnología de estado sólido y de conmutación. Rara vez un amplificador logra un equilibrio ideal de timbres y armónicos ricamente texturizados, autoridad en el extremo inferior, dinámica asombrosa, exquisitos detalles de bajo nivel y un escenario sonoro completamente revelado y dimensional contra un telón de fondo de un silencio de una milla de profundidad.