具有不同聲音特性的混合 D 類擴大機設計

 

在 NuPrime，我們在打造具有不同特性的世界級擴大機方面取得了巨大的飛躍。 從實現一種近乎完美的設計到另一種具有不同聲音特性的設計是一項艱鉅的挑戰。 很多時候，當一個人增強了聲音的某一方面時，他就會失去另一方面。 如果我們的目標是一款聽起來像電子管擴大機的產品，我們不想犧牲動態和速度，這就是一項出色的成就。 為了幫助讀者了解我們是如何走到這一步的，我們希望帶您回到這一切開始的歷史。

 

 

2005 年，The Absolute Sound（美國）授予 NuForce Reference 9 擴大機令人垂涎的年度產品獎。 Chris Martens 在獲獎文章中表示 D 級已經到來。 儘管 NuForce 取得了不可否認的成功，但當時 D 級的聲譽並不那麼出色。 此後的十年裡，這項新貴技術得到了無數的改進。 在那些從事高端 D 類設計的公司中，大多數從 ICEpower 或 Hypex Electronics 購買模組，並從那裡進行調整。 當然，這些模組隨著時間的推移而得到改進。 UcD（現在的 Ncore）或 ICE 的每項進展都受到了批評的好評。 同樣，NuForce 繼續推出其體積雖小但功能非常強大的功率放大器版本 1、2 和 3。 [有關 NuPrime 的歷史，請參閱關於我們]

 

 

簡單來說，D 類別放大的意思是：輸入類比訊號被調變為一系列脈衝（例如 FM 或 AM 訊號）。 與 FM 和 AM 不同，D 類別使用脈衝寬度來表示取樣類比訊號的幅度。 結果是一系列幅度相同但寬度不同的脈衝。 脈衝被進一步處理成幅度更大的脈衝。 然後脈衝被解調成驅動揚聲器的類比訊號。 除了將初始類比訊號轉換為脈衝之外，這種實現方式完全沒有數位化成分。 它本質上是模擬的。 使用模擬技術塑造聲音的方法有很多種。 另一種 D 類實作是完全數位化的：輸入訊號透過 DSP（例如 Devial​​et 和類似的低功耗 D 類晶片）轉換為 1 和 0。 這裡的好處是可以對聲音處理，增強低頻，調整EQ等等。 這是 D 類放大器與全數位放大器混淆的地方。 不幸的是，全數位方法有一個顯著的缺點——聽起來全數位化。

 

 

開關放大器，通常稱為 D 類，首次出現在幾十年前。 從一開始，D 類別就顯示出巨大的潛力，但也存在明顯的缺點：可用頻寬有限，音頻訊號調製採用固定鋸齒波形，並伴隨掩蓋低電平訊號的抖動。

 

NuPrime 的專利電路設計並非採用傳統的鋸齒形配置，而是使用自然發生的類比調變訊號，既不會增加噪聲，也不會增加抖動。 NuPrime 沒有採用現成的解決方案，而是進一步釋放了開關放大器的潛力，避免了純數位開關放大器根本無法避免的困難 – 換句話說，兩全其美。

曾幾何時，熱和體積是地位的象徵。 如今，它們已成為過時科技的禍根。 NuPrime 擴大機的開關頻率為 750,000Hz，是 CD 取樣率的 10 倍以上。 在這些頻率下，變壓器和電容器的工作效率要高得多，從而可以減小其尺寸。 通常，A 類放大器的利用率很少超過其消耗功率的 30%； 其餘的則作為熱量浪費掉。 高工作溫度也會縮短這些設計中大量使用的電解電容器的使用壽命。

 

 

在D類模擬實現的早期，工程師們還沒有弄清楚如何提高開關頻率，以避免低音性能、高頻擴展、抖動等方面的各種弱點。 我們需要記住，固態和電子管的實現也有其先天的弱點。 問題是，工程師們長期以來一直致力於完善這些模式。 儘管如此，還是有一些頑固的堅持者認為 D 級問題沒有得到充分解決，因此聽起來不太理想。 事實上，只要音樂被錄製下來，最終的解析度基本上就遙不可及。 理想的聲音仍然是一個目標，我們可能不謙虛地表示，我們已經在很大程度上實現了這一目標。

 

目前，少數專門從事 D 類設計的工程師可以實現超過 500kHz 的開關頻率（CD 為 44.1kHz）。 在我們的實驗室中，我們的設計運作頻率為 1MHz，在寬範圍內 THD 極低