Eνισχυτές Τάξης Δ και nCore

Η ευκαιρία που έχασε η Philips μέσα από τα χέρια της.

Η τάξη Δ είναι η πρώτη σε πολώσει σήμερα, την χρησιμοποιούν σε smartphone αλλά και σε high-end ενισχυτές.

Το κύκλωμα ενίσχυσης ενός ολοκληρωμένου ενισχυτή δεν είναι αρκετό για να λειτουργήσει από μόνο του. Χρειάζονται τροφοδοτικό, σασί, συνδέσεις και επιπλέον κυκλώματα για να γίνει συσκευή.

Ένα τελικό στάδιο ενίσχυσης είναι το UcD τάξης Δ που ανέπτυξε πρώτη η Philips την δεκαετία του ‘90. Αυτό άλλαξε όλη την εξέλιξη της βιομηχανίας των ενισχυτών, ένα κύμα που συνεχίζεται μέχρι σήμερα. Από το τελικό στάδιο ενίσχυσης Universal class-D (UcD) της Philips δημιουργήθηκε αυτό που γνωρίζουμε όλοι σήμερα ως τάξη Δ.

Οι ξένοι την ονομάζουν class D, σημειώνουμε ότι D δεν σημαίνει Digital όπως πολλοί γράφουν. Η τάξη Δ έφερε για πρώτη φορά μικρούς σε μέγεθος και βάρος ενισχυτές στην αγορά, που είχαν ως βασικό πλεονέκτημα την υψηλή αποτελεσματικότητα χωρίς καθόλου κακό ήχο.

Σήμερα οι ενισχυτές τάξης Δ βρίσκονται παντού, στις τηλεοράσεις, στα κινητά, στο αυτοκίνητο ακόμη και σε high-end audio μοντέλα αναπαραγωγής μουσικής. Πίσω από το UcD της Philips ήταν ο μηχανικός Bruno Putzeys που πρώτος δημοσίευσε στην επιστημονική κοινότητα σχετικά με τους ενισχυτές τάξης Δ.

Γνωρίζουμε ότι οι ενισχυτές χωρίζονται σε κατηγορίες, δηλαδή σε τάξεις, από τον τρόπο που ενισχύουν το σήμα. Οι παραδοσιακές τάξεις Α και ΑΒ λειτουργούν ρυθμίζοντας τα τρανζίστορ εξόδου να άγουν λιγότερο ή περισσότερο ρεύμα ανάλογα με το σήμα εισόδου. Οι τάξεις αυτές λειτουργούν και ακούγονται άψογα, μόνο που παράγουν υψηλές θερμοκρασίες κάτι που δεν είναι επιθυμητό.

H τάξη Δ δεν ακολουθεί αυτή την μέθοδο. Αυτή μετατρέπει το σήμα εισόδου σε μια σειρά μεταβλητών τετραγωνικών παλμών σταθερού πλάτους. Η τεχνική ονομάζεται διαμόρφωση εύρους παλμών (PWM). To πλάτος του παλμού αντιστοιχεί με την στάθμη του αναλογικού σήματος εισόδου. Οι παλμοί αυτοί ανοίγουν ή κλείνουν τα τρανζίστορ του ενισχυτή, γι΄ αυτό η τεχνική ονομάζεται και διακοπτική.

Το σήμα, στην συνέχεια, λαμβάνεται στην έξοδο με την βοήθεια χαμηλοπερατών φίλτρων που απορρίπτουν τις υψηλές συχνότητες του θορύβου που δημιουργείται από το συνεχές οn/off των τρανζίστορ. Το καθαρό πλέον σήμα είναι έτοιμο να οδηγήσει τα ηχεία. Επειδή τα τρανζίστορ σ’ έναν ενισχυτή τάξης Δ λειτουργούν σε δύο καταστάσεις, on ή off, δεν παράγεται θερμοκρασία και δεν καταναλώνεται σχεδόν καθόλου ενέργεια.

Οι ενισχυτές αυτοί έχουν απόδοση 90%, ενώ οι παραδοσιακοί τάξης ΑΒ αγγίζουν μόλις το 60%. Ο κύριος Putzeys που ανέπτυξε επίσημα πρώτος την τάξη Δ, στην συνέχει αποχώρησε από την Philips, η εταιρία έστριψε αλλού το ενδιαφέρον της με αποτέλεσμα όλη η σχετική έρευνα να παγώσει για χρόνια.

Το 2004 βρίσκει τον ερευνητή να συνεργάζεται με την Yamaha με σκοπό την κατασκευή ενός ενισχυτή AV (πολυκάναλου), κάτι που ήταν η απαρχή των ενισχυτών Hypex Universal (τάξης Δ), που φορούν πολλοί αξιόλογοι ενισχυτές hi-fi πια σήμερα, όπως είναι ο NAD Μ10 και ο Marantz Model 30.

Αρχικά οι ενισχυτές Hypex ήταν μονοφωνικοί και μπορούσαν να παραδώσουν 180W στα 4Ω, μια υψηλή ισχύ από ένα μικρό κύκλωμα που χωράει στην παλάμη ενός χειρός. Για στέρεο χρειάζονταν δύο, ενώ είχαν ως όπλο τις πολύ χαμηλές παραμορφώσεις, κάτι που διαπιστώσαμε και εμείς μετρώντας τον NAD M10 στο εργαστήριο.

Στην συνέχεια τα στάδια Hypex εξελίχθηκαν περισσότερο και πια ονομάζονται NCore. Tα NCore σε σχέση με τα αρχικά UcD έχουν υψηλότερη αποτελεσματικότητα και  εξαιρετικό ήχο (πολλοί αναφέρουν ότι ακούγεται σαν τάξη Α). Σήμερα τα τελικά ενισχυτικά στάδια NCore είναι πολύ διαδεδομένα και τα χρησιμοποιούν ακόμη και οι Marantz, B&W, Meridian και άλλες στα ακριβά τους μοντέλα.

Για την ιστορία αναφέρουμε ότι ο κ. Putzeys δημιούργησε τις audio εταιρίες Kii Audio και Purifi, μάλιστα για την δεύτερη έχει σχεδιάσει νέας τεχνολογίας ενισχυτή τάξης Δ.

Επομένως πως θα ηταν δυνατόν να μην αφιερωσουμε μια ολόκληρη σελίδα για την δράση του κ. Bruno Putzeys που άλλαξε την ρότα του ήχου με τις τάξης Δ σχεδιάσεις του;