Czy wzmacniaczom lampowym mogą dorównać wzmacniacze innej konstrukcji?

Bywa, że mam możliwość recenzowania sprzętu, który dzięki tej opinii, przecież osoby niemającej udziału w procesie projektowania, albo stanie się produktem skończonym i możliwym by rozpocząć jego sprzedaż albo wróci na biurko projektanta, dla dopracowania koncepcji. 

Takim urządzeniem był wzmacniacz roboczo nazwany Szymiczek Audio M1. Konstruktor- pan Krzysztof Szymiczek, podjął próbę stworzenia wzmacniacza półprzewodnikowego z lampowym charakterem brzmienia, działającego w klasie A.

Warsztat pracy Krzysztofa Szymiczka

Czy się to udało? Porównanie prototypu wzmacniacza M1 (tak w skrócie go będę nazywał) z Lebenem CS-300X [1], w systemie audio niżej opisanym [2] miało dać odpowiedź. Żeby dokładniej przedstawić w jaki sposób konstruktor zamierza przekonać audiofilów (ot na przykład tak nieprzejednanych amatorów brzmienia lampowego jak ja) do technologii półprzewodnikowej zacytuję jego słowa:„Przypomnijmy: typowa konstrukcja lampowa w rodzaju non-OTL składa się z dwóch bloków funkcjonalnych- wzmacniacza napięciowego w postaci stopnia wejściowego oraz wyjściowego (obydwa zbudowane na lampach), oraz transformatorów głośnikowych, którym zadaniem jest obniżenie napięcia wyjściowego lamp oraz dopasowanie impedancji wyjściowej całego wzmacniacza. Konieczność stosowania transformatorów wyjściowych w klasycznym wzmacniaczu lampowym jest podyktowana uwarunkowaniami technicznymi, gdyż lampy operują w zakresie napięć zbyt wysokich dla zestawów głośnikowych, oraz będąc niemal idealnymi wzmacniaczami napięciowymi bardzo źle znoszą nisko impedancyjne obciążenia.
Analogicznie do konstrukcji lampowej, wzmacniacz M1 składa się również z dwóch zasadniczych bloków: wzmacniacza napięciowego oraz układów transformacji impedancji (stopni wyjściowych). Te ostatnie mają za zadanie dopasować impedancję wzmacniacza napięciowego do odbiornika, jednak, w przeciwieństwie do konstrukcji lampowych, układ transformacji impedancji nie musi już dopasowywać napięć, gdyż te mają już odpowiednią wartość na wyjściu stopnia napięciowego. Blok wzmacniacza napięciowego stanowi klasyczną implementację układu opartego o wzmacniacz operacyjny NE5532AP, NJM4562D lub OPA2134PA o niewielkim stopniu wzmocnienia (do ok. 30. razy) objętego lokalną pętlą sprzężenia zwrotnego, której zadaniem jest stabilizacja współczynnika wzmocnienia. Blok układów transformacji impedancji (stopni wyjściowych) zbudowany jest na wzmacniaczach operacyjnych NE3332AP dedykowanych do zastosowań w profesjonalnych mikserach studyjnych, optymalizowanych do pracy w charakterze wtórnika napięciowego (jednostkowe wzmocnienie) lub LF353N. Równoległe połączenie 240. takich wzmacniaczy operacyjnych (120 scalonych układów podwójnych) na kanał pozwala na swobodną transformację impedancji (buforowanie prądowe) przy zachowaniu jednostkowego wzmocnienia. Połączenie tak dużej ilości układów pozwala na wzajemne znoszenie produkcyjnych odchyleń parametrów w układach. W efekcie, statystycznie uzyskuje się układ zbliżony do idealnego przy założeniu wymieszania układów z różnych partii produkcyjnych. Warto zwrócić uwagę, że zastosowane układy charakteryzują się bardzo wysoką prędkością narastania sygnału (9V/μs) co przekłada się na bezkompromisową dynamikę stopnia wyjściowego.

 

W pełni liniowy stopień zasilający dostarcza energii z czterech transformatorów toroidalnych (Breve Tufvassons) a napięcie filtrowane jest na banku 16 kondensatorów Rubycon.
W wzmacniaczu M1 zastosowano wiele unikatowych, albo rzadko występujących rozwiązań układowych, a w żadnym dostępnym ze wzmacniaczy nie zostały one zastosowane równocześnie:

  • Konstrukcja symetryczna dual mono
  • Zwielokrotnienie ilości kondensatorów oraz transformatorów w układzie zasilacza liniowego w celu obniżenie impedancji źródła zasilania, a co za tym idzie, podniesienie dynamiki wzmacniacza.
  • Stałoprądowe sprzężenie międzystopniowe i wewnątrz stopniowe – w torze sygnałowym audio nie ma ani jednego kondensatora.
  • Wzmacniacz ma liniową charakterystykę napięciową od 0 – 50kHz
  • Możliwość konfiguracji maksymalnego wzmocnienia stopnia napięciowego w zakresie (5 – 30 razy)
  • modułowa konstrukcja – użytkownik może prawie dowolnie kształtować sygnaturę dźwiękową wymieniając moduł wzmacniacza napięciowego lub moduły układów transformacji impedancji
  • Konfigurowalna możliwość pracy w trybie ultra-linear (prądowym) albo bridge (napięciowym)

Tryb pracy bridge generuje wyższe napięcia wyjściowe kosztem wydajności prądowej wzmacniacza (dla głośników o bardzo wysokiej skuteczności), natomiast tryb ultra-linear będzie lepszym wyborem dla typowych kolumn o dużym zapotrzebowaniu prądowym.
Stopień wyjściowy wzmacniacza jest zabezpieczony przez przesterowaniem oraz pojawieniem się napięcia stałego na zaciskach głośnikowych. Poziom dopuszczalnego napięcia stałego ustalony jest na około 6V w trybie bridge i może być dowolnie zmieniany przez użytkownika w zakresie 2,5V – 14V za pomocą trymerów w układzie zabezpieczeń stopnia wyjściowego.
Konfiguracja podstawowa wzmacniacza składa się ze stopnia napięciowego zbudowanego na układzie NJM4562D oraz stopnia transformacji impedancji zbudowanego na układach NE5532AP, wzmacniacz skonfigurowany jest w trybie ultra-linear z maksymalnym wzmocnieniem napięciowym ok. 20 razy, dopuszczalne są różne konfiguracje, które znajdą się w ofercie firmy.
Niewątpliwą zaletą wzmacniacza jest modułowa konstrukcja pozwalająca na dostosowanie sygnatury dźwiękowej do pozostałych komponentów systemu oraz pozostawiająca otwartą ścieżkę do dalszych zmian brzmieniowych w przyszłości. Układ transformacji impedancji dla pojedynczego kanału składają się z czterech modułów (płytek). Nie jest konieczne obsadzenie wszystkich modułów dla systemów o mniejszym zapotrzebowaniu na moc wyjściową. Pozwala to obniżyć koszt samego wzmacniacza, jak i jego pobór mocy.”

 

Ode mnie:

Przykładowe parametry techniczne konstruktor podał dla jednej z wybranych konfiguracji, co wystarczająco obrazuje możliwości wzmacniacza M1 (przypomnę, że pracującego w klasie A)

  1. Moc wyjściowa RMS@1kHz: 2x20W (przy 8Ohm)
  2. Moc wyjściowa RMS@1kHz: 2x30W (przy 4Ohm)
  3. Pasmo przenoszenia w granicach spadku +/-1dB: 1Hz – 50kHz
  4. Dynamika (20Hz – 20kHz): 87dB
  5. Zniekształcenia harmoniczne < 0,003%
  6. Zniekształcenia intermodulacyjne dla 10kHz: 0.02%
  7. Oporność wejściowa: 100kOhm.
  8. Pobór mocy max.250W
  9. Szczytowy prąd rozruchowy (<200ms): 2,3A
  10. Napięcie zasilania 220-240V 50Hz.

Obudowa (solidna, estetyczna, o klasycznych proporcjach i bardzo starannie wykonana) została zamówiona u producenta chińskiego, natomiast inne elementy u europejskich dystrybutorów.
Płyta czołowa wzmacniacza wyposażona jest w pasywny włącznik sieciowy oraz potencjometr regulacji wzmocnienia (Blue Alps), na ściance tylnej znajduje się para gniazd RCA oraz komplet zacisków głośnikowych typu multi (widełki, przewód nieobrobiony, złącze bananowe), oraz gniazdo kabla zasilającego zintegrowane z bezpiecznikiem sieciowym. Dla podłączenia większej ilości źródeł należy zastosować przedwzmacniacz lub selektor zewnętrzny [3].

Ostatnim etapem projektowania urządzeń audio powinien być test odsłuchowy (niewiele firm to robi rzetelnie bądź umiejętnie) i taki postanowił konstruktor zorganizować, a ja zgodziłem się w tym etapie uczestniczyć. Założenie było takie- jeśli wzmacniacz w bezpośredniej konfrontacji z wysokiej jakości wzmacniaczem lampowym (jakim na pewno jest konstrukcja pana Taku Hyodo), w prawidłowo skonfigurowanym systemie audio, się „obroni”, a w przypadku M1- wykaże cechy charakterystyczne dla „lampowca” to… Może ten test będzie rzeczywiście ostatnim etapem konstruowania wzmacniacza M1? A jeśli nie, to może wskaże kierunek, w którym powinien konstruktor podążać?
Dla potrzeb testu konstruktor i piszący te słowa dobrali kilka płyt doskonale nagranych jakie dawały szansę na jednoznaczne odczytanie charakteru wzmacniaczy porównywanych ze sobą- Szymiczka Audio M1 i Lebena CS-300XS.

Opis wrażeń słuchowych ograniczę do nagrań pochodzących z trzech płyt: „Ben Webster at the Renaissance” Bena Webstera, „The Voice That Is!” Johnny’ego Hartmana i  „Colores del Sur”, wyk. Euskal Barrokensemble, choć użytych było więcej choćby z powodu faktu, że obaj posiadaliśmy niektóre tytuły w swoich zbiorach: „Komeda” Leszka Możdżera czy  „New Moon Daughter” Cassandry Wilson.
Już pierwsze płyty, które tylko miały być materiałem rozgrzewającym zestaw audio (w którym tylko zmienił się wzmacniacz) pokazały, że z dużej klasy brzmieniem będziemy mieli do czynienia. Wspomnę jedynie, że zanim do systemu został dołączony wzmacniacz M1, konstruktor (w mojej obecności) starał się oswoić z brzmieniem systemu, w którym Lebenem pełnił rolę główną, by w dalszej fazie testu zapamiętać konkretne aspekty dźwiękowe ujawniane przez wyżej przedstawiony zestaw płyt. Tego rodzaju testy wymagają porządnie wyćwiczonej pamięci muzycznej i umiejętności wyłuskiwania tylko niektórych aspektów muzycznych z poszczególnych nagrań. Wieloletni audiofilski „trening” pozwolił nam obu (i transparentny system też) na łatwe wyciąganie wniosków z odsłuchów (mimo zmiany tylko jednego elementu) dwóch różnych wybrzmiewających systemów audio. Zaplanowaliśmy czas rozgrzewania w sposób bierny (wzmacniacz był tylko podpięty do zasilania) wynosił 1,5 godziny  i czynny już wpięty w pozostałe sprzęty systemu i wzmacniający sygnał muzyczny- około godziny. Na pewno taki czas dla sprzętu półprzewodnikowego powinien być dłuższy, ale już ten czas pozwolił wnioski wysnuwać:

  1. Nagranie koncertu klubowego w wykonaniu zespołu Bena Webstera (z płyty- „Ben Webster at the Renaissance”) ujawniło, że dźwięk w stosunku do spektaklu przedstawianego przez Lebena oddalił się nieznacznie od linii bazy głośników. Szerokość i głębokość pozostała bez zmian. Wolumen instrumentów był też nieco mniejszy, w każdym razie na pewno akceptowalnie. Dzięki tej płycie można łatwo oceniać czy system jest w stanie oddać realia koncertu- rozmieszczenie muzyków na scenie, barwy instrumentów, oklasków i pojawiających się artefaktów, inaczej pisząc- atmosferę żywego dzieła muzycznego gdy zamknie się oczy lub zgasi światło po zmroku. Leben przybliża scenę muzyczną- słuchacz „siedzi w jednym z pierwszych rzędów sali”), oczywiście tylko wtedy gdy każemy mu grać z poziomem głośności rzędu 80-90 dB. Wzmacniacz M1 oddala scenę przy podobnej głośności (jak wspomniałem) sadowiąc słuchaczy w „rzędzie dalszym- dziesiątym bądź piętnastym”, ale jednocześnie nie tracąc niczego z atmosfery żywego grania.
  2. Zdziwienie (pozytywne) zbudziło przesłuchanie nagrań z płyty Johnny Hartmana- „The Voice That Is!”, bo różnice pomiędzy prezentacją wynikającą z podłączenia Lebena i M1 były znikome i ujawniające się jedynie w wokalu Hartmana, który był bardziej cofnięty w głąb sceny i zrównany z przestrzenią jaką zajmowali instrumentaliści. Może to wynik bardziej wyrównanej charakterystyki częstotliwości wzmacniacza M1 niż Lebena? Zaznaczę, że to tylko moje spekulacje niekonsultowane z konstruktorem- Krzysztofem Szymiczkiem, który może ma inne zdanie na ten temat, ale przed opublikowaniem artykułu jego myśli nie poznałem. Wszystkie instrumenty, podobnie jak baryton Hartmana, brzmiały bardzo naturalnie, były świetnie wypełnione harmonicznymi i co bardzo ważne- brzmiały ciepło. Dynamika obu wzmacniaczy była na zbliżonym poziomie.
  3. Płyta “Colores del Sur” zespołu Euskal Barrokensemble miała dać odpowiedź, a właściwie tylko potwierdzić, czy wzmacniacz półprzewodnikowy M1 może być konkurentem dla porządnego lampowca w oddaniu barw instrumentów akustycznych, a dokładniej w przypadku tej płyty- instrumentów historycznych strunowych i membranofonów. Na tego typu instrumentach odczytuje się jak sprzęt audio radzi sobie z wypełnieniem tonów w harmoniczne. Konfrontacja z Lebenem wskazywała, że lampy NOS 5751 i EL84 mają w tym aspekcie przewagę- instrumenty były jednak pełniejsze i mocniej zróżnicowane barwowo, choć muszę przyznać, że w innych nagraniach, których tu nie wymieniłem już różnice te były pomijalne.

Zanim przedstawię moje wnioski dopowiem (wnioski jakie wysnuł konstruktor wzmacniacza M1 są zapewne innego rodzaju, bo i cel konfrontacji z dobrym lampowcem miał panu Szymiczkowi dać inspirację [4] do dalszych prac lub nad innymi konstrukcjami), że czas (paru zaledwie godzin) przewidziany na testy nie pozwolił przetestować wszystkich dziesięciu konfiguracji na jakie pozwalają podmieniane moduły, o których konstruktor wspomina w swojej wypowiedzi. Zanim przystąpiliśmy do zaplanowanych testów, z trzech różnych konfiguracji wybraliśmy tę jedną, która zaspokoiła moje preferencje barwowe i dynamiczne.

Przedstawię wnioski jakie nasuwają się po przeanalizowaniu tego co usłyszałem w czasie testu:

  • Podczas testu byłem wielokrotnie poddawany próbie zwątpienia- czy moje przywiązanie do brzmienia lampowego ma sens, skoro bywają produkty konkurencyjne i praktyczniejsze w sprzedaży? No tak- bywają, ale Leben jest wyjątkowy! Zaprzeczam sam sobie? Może tak, ale polubiłem tak bardzo brzmienie lebenowe, że nie potrafię prawdopodobnie uczucia przenieść na inny produkt, więc i wnioski dalsze są zapewne zabarwione subiektywizmem z mojej strony.
  • W przypadku płyty “Colores del Sur” Leben dał bogatsze brzmienie, ale czy to nie był wynik tego, że w Lebenie wymieniłem bezpiecznik Fuji na audiofilski X-Fuse? Nie można dać odpowiedzi zanim się nie spróbuje wymienić „zwykły” bezpiecznik na niezwykły. Można zadać pytanie następne- a co byłoby gdyby przełożyć gumowe nóżki z M1 do Lebena, a skomplikowane stopy SSC zamontować w M1? Nie mam też pewności czy platforma granitowa jaką stosuję pod Lebenem jest równie odpowiednia pod M1… Do czego zmierzam? A do tego, że skoro zauważam tylko małe różnice w brzmieniu to prawdopodobnie można je zniwelować (jeśli ktoś sobie będzie życzył) właśnie przy pomocy akcesoriów audio, albo za pomocą tego co będzie oferował producent w ramach oferty sprzedażowej- zmianą w konfiguracji układu elektronicznego.
  • M1 jest jednym z nielicznych półprzewodnikowych wzmacniaczy, spośród tych jakie miałem okazję dłużej słuchać, które mają prawo być traktowane tak życzliwie jak dobrej konstrukcji wzmacniacze lampowe, bo oferuje dźwięk na tyle zbliżony w charakterze do lampowego, że w ślepym teście mógłby być z nim mylony. Skoro tak, to usatysfakcjonować może M1 (lub zbliżona konstrukcja) tych amatorów lampowego brzmienia, którzy nie chcą przeżywać stresu związanego z nieprzewidywalnością lamp (zwłaszcza współczesnej produkcji).

 

[1] Leben CS-300XS został wystarczająco dokładnie opisany (jak mi się zdaje)  w artykule „lampa czy tranzystor? (3)”

[2] Wzmacniacz Szymiczek Audio M1 zastępował Lebena CS-300XS w systemie składającym się z:

  • Listwa zasilająca- Verictum Cogitari
  • Kabel zasilający Verictum Arbiter
  • Odtwarzacz CD Pioneer PD-S06 (zmodyfikowany)
  • Kabel zasilający Verictum Demiurg (na wtykach Furutech FI- 28/38G)
  • Ineterkonekt Ixos 100.X03 Studio
  • Kabel zasilający Verictum Cogitar (na wtykach Furutech FI 25G/35G)
  • Zespoły głośnikowe Klipsch Heresy II
  • Kable głośnikowe Neotech NES 1002 z wtykami Furutech FT-211G/R
  • Słuchawki Sennheiser HD 600 (modyfikowane)
  • Akcesoria Verictum– X Bulk Silver, X Bulk Gold, X Block, X-Fuse
  • Platformy granitowe i z drewna jatoba
  • Pomieszczenie z adaptacją akustyczną

[3] KONSTRUKTOR ZASTRZEGA SOBIE MOŻLIWOŚĆ ZMIANY PARAMETRÓW ORAZ WYPOSAŻENIA, A W SZCZEGÓLNOŚCI UKŁADÓW SCALONYCH ZASTOSOWANYCH W STOPNIU WZMACNIACZA NAPIĘCIOWEGO.

[4] Pan Krzysztof Szymiczek doświadczenia wyniesione z testu wyraził w następujący sposób: „…w trakcie odsłuchów i zmian konfiguracji wewnętrznej zgromadziłem dodatkowe informacje, które zostaną przeanalizowane i pozwolą doprowadzić do finalnego szlifu”

 

Powrót do części 3 >>
Powrót do części 2 >>
Powrót do części 1 >>