Ampery potrzebne do przetwarzania elektroakustycznego...

Komputery Apple zyskał wiele lat temu szczególną pozycje wśród muzyków i na tej fali pojawił się do nich drogi zestaw dla słuchania muzyki przy biurku. Zaoferowano pasywne głośniki dwudrożne w małej obudowie, a takie są zawsze trudne do wysterowania, więc do każdego był monofoniczny wzmacniacz pracujący w ekskluzywnej klasie A. W pakiecie nie zabrakło także grubych kabli głośnikowych, które były niepotrzebnie długie i wprowadzały tylko bałagan na biurku, a przy okazji były również narażone  na silne zakłócenia z komputera. Optymalne były tu krótkie kable, bo odległość między głośnikiem i wzmacniaczem była niewielka. Taki zestaw widoczny jest na zdjęciu powyżej i był oferowany z nazwą  „Desktop Audio System” za 2690 zł, co było wówczas dość wysoką ceną. Zestawienie pakietu wskazuje, że kierowano się hasłami marketingowymi i brakowało właściwej wiedzy technicznej. Autorem mógł być sprzedawca w jakimś salonie audio, który przedstawił swojemu szefowi biznes plan stworzony w excelu na podstawie danych magazynowych. Mogło być nawet tak, że zalegały u nich niewielkich rozmiarów wzmacniacze pracujące w klasie A i do tego nazbierano kolejne elementy pakietu, a klienta można było skusić dobrym upustem odliczając długie kable.

Do tych wzmacniaczy pracujących w klasie A lepiej pasują japońskie Fostex ze współosiowym przetwornikiem FE103En w obudowie z transmission line. Temu producentowi nie brakuje praktycznej wiedzy technicznej. Wystartowali w 1948 roku, a ich oferta z linią transmisyjną stała się kultowa. Obecnie są jednym z największych producentów OEM głośników i przetworników elektroakustycznych. Ich produkty pojawiają się z markami: Sennheiser, Sony, Yamaha, Denon.

Zaoferowali ostatnio z własną marką aktywny zestaw głośników, które dostępne były w cenie detalicznej poniżej 900 złotych, ale aktualna inflacja dość szybko to zmienia. Na temat tej oferty podają: Para aktywnych monitorów studyjnych o mocy 2x 30W. Charakteryzują się przede wszystkim kompaktowym wymiarem. Posiadają bardzo efektywny wzmacniacz oraz całkowicie przeprojektowany 100 mm woofer i 19 mm tweeter sprawiają, że są skuteczne. PM0.4c zostały wykonane z wysokiej jakości materiałów wraz z profesjonalnie wykończoną matową przednią ścianką. Przetworniki elektroakustyczne są tu lepszej klasy od tych we wspomnianym na wstępie zestawie dla komputerów Apple, którego cena szacowana na teraz to ponad 5 tys. zł.

Fostex PM0.4c  mają natomiast mniej precyzyjny wzmacniacz mocy. Deklarowana przez producenta efektywność wskazuje, że pracuje w klasie D. Wzmacniacze w obu powyższych przykładach generują najprawdopodobniej porównywalną moc, ale jest różnica w precyzji tych watów. Konkretniej chodzi o ampery i prąd, który potrzebny jest dla wysterowania przetworników elektroakustycznych.

Prąd dostarczany jest zupełnie inaczej do tranzystorów we wzmacniaczu pracującym w kasie A i D, więc wszelkie próby porównywania tych konstrukcji stwarzają zbyt duże ryzyko, że będą błędnie interpretowane. Można natomiast porównać klasę od A do C. Wykres powyżej pokazuje, że różnią się efektywnością, co ma jednocześnie wpływ na uzyskiwaną precyzję ze wzmacnianiem sygnału dla wysterowania głośników. Wzmacniacze pracujące w klasie D to inny poziom zaawansowania konstrukcji i jest z nimi stały rozwój, co powoduje, że mają wysoką efektywność i sukcesywnie zyskują lepszą precyzję. Klasa B i C nie wchodzi już w rachubę z wolnaostojącymi wzmacniaczami audio w ofercie RTV.

Rzadkością staje się na rynku RTV również oferta ze wzmacniaczami pracującymi w klasie A i AB. Bardziej rentowna jest oferta pracujących w klasie D, które konkurują ze sobą jakością, jaką można uzyskać przy mniejszym poborze prądu z sieci energetycznej, ale głównym argumentem jest dla nich moc. Oferowane są domowe wzmacniacze, które w specyfikacji technicznej mają bardzo dużą ilość watów. Uzyskanie tego z klasą AB jest znacznie kosztowniejsze. Można również zaoferować taką moc z klasą A, ale koszt tego jest dla większości potencjalnych klientów zbyt nierealny. Domowe wzmacniacze audio potrzebują swoją moc, by optymalnie wysterować głośniki z pasywnymi zwrotnicami i długimi kablami zewnętrznymi. Takie rozwiązanie przestaje już być optymalne, podobnie jak wspomniany na wstępie zestaw dla komputerów Apple.

Aktywne głośniki to definitywnie korzystniejsze rozwiązanie. Wymogi mocy dla wzmacniaczy są tu znacznie mniejsze, by optymalnie wysterować poszczególne przetworniki elektroakustyczne. Pozwala to korzystnie zagospodarować lepszą precyzję we wzmacniaczach pracujących w klasie AB. Brytyjczycy Tannoy Gold 5 z 200 Watami dla wysterowania wysokiej klasy przetwornika współosiowego Dual Concentric oferują w detalu za 200 funtów.

Ofert aktywnych głośników ze wzmacniaczami pracującymi w klasie AB było wcześniej znacznie więcej, jak np amerykańskie Fluid Audio CX7, ale teraz są już nowsze ich wersje z tańszym rozwiązaniem elektronicznym dla wysterowania przetwornika elektroakustycznego. Wspólne dla nich jest, że mają bardziej atrakcyjne ceny i dostały więcej watów w specyfikacji technicznej, co jest zasługą wzmacniaczy D.

W aktywnych głośnikach są ograniczenia, by miały wbudowane wzmacniacze kasy A. W pierwszej kolejności z powodu kosztów, a te generuje m.in. potrzeba skutecznego odprowadzania ciepła. Teoretycznie można szukać tu jeszcze rozwiązań typu klasa Super A. W praktyce poszukiwania zaawansowanych technologicznie rozwiązań ze wzmacniaczami mocy dla rynku RTV ograniczyły się już tylko do klasy D i ich różnorodność jest imponująca. Niemniej w ofertach z aktywnymi głośnikami dominują jeszcze tanie rozwiązania, by wysterować przetworniki obsługiwane pasywną zwrotnicą. Przykładem tego jest wspomniana wcześniej japońska oferta i aż trudno jest uwierzyć, że przy tej cenie Fostex PM0.4c sprawdza się tak dobrze.

Niemniej pojawiają się także ciekawe hybrydy z aktywnymi zwrotnicami. Brytyjczycy w KEF LS50 Wireless II dla wysterowania współosiowego przetwornika Uni-Q oferują 280 W w klasie D dla niskiego rejestru i z AB 100 W dla wysokich tonów. Tego typu hybrydowe rozwiązanie ma już wielu producentów. Stosowane jest nawet dla wzmacniaczy pracujących w klasie A oraz AB. Aktywna zwrotnica ułatwia wysterowanie poszczególnych przetworników elektroakustycznych i wystarcza tu mniejsza moc wzmacniaczy. Pojawiają się przez to oferty, gdzie dla wyższego rejestru wzmacniacz jest klasy A.

W aktywnych głośnikach różna ilość mocy dla wysterowania niskich i wysokich tonów nie jest niczym nowym. Takie rozwiązanie holenderski Philips zastosował już w latach 70 ubiegłego wieku, co szczególnie dobrze sprawdzało się dla odtwarzania muzyki z głośnikami 2 drożnymi, ale ilość watów nie zapewniała właściwych efektów marketingowych, by zdominować rynek RTV. Podawane teraz przez KEF wartości w watach należy potraktować jako argument marketingowy. Wartości są na pewno niższe w pomiarze stosowanym dla specyfikacji technicznej oferowanych oddzielnie wzmacniaczy hi-fi. Te niższe wartość absolutnie jednak wystarczają dla optymalnego wysterowania przetworników.

Nie należy szukać logicznej spójność w specyfikacjach, które bardzo wiele lat temu stały się powszechnym argumentem marketingowym. Są nim np krzywe obrazujące charakterystykę głośników i wyglądają imponująco, ale mierzone są tylko z mocą 1 wata z odległości 1 metra. Natomiast głośniki kupowane są dla słuchania muzyki z większej odległości i najczęściej jest do tego używane więcej watów, a tu te krzywe wyglądają zupełnie inaczej. Praktyczne podejście to tematu było ze wspomnianymi wyżej głośnikami Philpsa, które miały innowacyjne rozwiązanie Motional Feedback, by kontrolować moc ze wzmacniacza niskich tonów. Automatycznie było w nich redukowane napięcie sygnału, by uniknąć przesterowania przetwornika, ale jednocześnie także wzmacniacza. 

Szwedzka marka Audio Pro zaoferowała pod koniec lat 70 dla wysterowania dźwięku z najniższą częstotliwością Amplifier Controlled Euphonic Bass i wyjaśniała to rozwiązanie, jako konstrukcję, gdzie wzmacniacz pracuje z "ujemną impedancją" -  The current through the speaker is sensed by R and the positive feedback around the power amplifier provides the negative resistance, while the negative feedback around the bandpass filter provides the parallel circuit.

Szwedzki ACE Bass to jedno z elektronicznych rozwiązań, by zapewnić prąd dla optymalnego wysterowania przetwornika niskotonowego, a w holenderskim MFB było mechaniczno-elektroniczne. Super A i podobne japońskie rozwiązania były dla prądu dla wysterowania pełnego pasma. Klasa D to ogólne określenie dla wielu rozwiązań, by zapewnić niższym kosztem optymalny prąd dla wysterowania głośników. Szerokie możliwość są tu dla rozwiązań uwzględniających różne pasma w aktywnych głośnikach. Wiele ciekawych rozwiązań może zostać zintegrowanych w cyfrowych zwrotnicach.