Без преувеличения, усилители мощности, по-свойски прозванные звукорежиссерами и звукоинженерами «блоками» — одно из самых ответственных звеньев во всем звукоусилительном тракте, будь то туринговый комплект, перманентная инсталляция в модной дискотеке, или загруженная работой 12 часов в сутки репетиционная база.
У автора отношение к «блокам» сложилось в далеком 80-м, когда в Украину для озвучивания мероприятий Олимпиады-80 поступило первое концертное оборудование с «чуждого» Запада. Это было оборудование западногерманской компании Dynacord. Поддерживая свои более чем 60-летние традиции разработки усилительной техники, к Франкфуртской выставке компания Dynacord выпустила три новых серии усилителей мощности, в том числе и для турингового использования, для которого характерны экстремальные условия работы. Это флагманская серия PowerH, среднеценовая LX, и бюджетная CL
Стратегия
В своей деятельности Dynacord тесно взаимодействует с известными мировыми производителями Pro-аудио, например с Electro-Voice. Эти компании связывают давние отношения — компании являются дочерними предприятиями. Electro-Voice и Dynacord являются и OEM-партнерами: в большинстве акустических систем Dynacord используются динамические головки производства Electro-Voice, в то время как усилители для EV разрабатывает и производит Dynacord. Это, в сочетании с немецким качеством, позволяет Dynacord выпускать высокотехнологичные изделия, задающие стандарты индустрии звукоусиления.
Почему класс «Н»
Требования, предъявляемые к современным усилителям мощности (УМ) иногда противоречат друг другу и часто выходят за пределы разумных норм эксплуатации: усилитель мощности должен выдавать предельно высокую мощность в несколько тысяч Вт, иметь небольшой вес (на сегодня это значение соответствует 10…15 кг), отменные звуковые характеристики, абсолютную надежность, дистанционный контроль и управление, возможность работы в аудио-сети и т.д. Для получения уровней мощности порядка 2500Вт/4 Ом усилители должны выдавать пиковые значения выходного напряжения порядка 180…200 В. После периода интенсивных исследований разработчики Оупасо пришли к выводу, что на сегодняшний день перечисленным выше требованиям при существующей элементной базе могут удовлетворить лишь два класса усилители мощности: класс «О» и класс «Н».
Как это ни банально, но параметры оборудования во многом определяются его элементной базой. Поэтому главная проблема современных усилителей О-класса — это зависимость их АЧХ от характера нагрузки, которое не может быть преодолено на существующей элементной базе и топологии, в частности, выходных фильтров. Также, при всех мощностных преимуществах класса О, его схемотехнические решения пока не обеспечивают низких искажений (особенно на ВЧ) и абсолютной надежности. Все эти проблемы приводят к возникновению окрашенности звучания усилителей класса О, особенно на низких уровнях мощности.
Линеаризованные пушпульные каскады, работающие в классической топологии «Н», могут обеспечить выходную мощность вплоть до 1,5 кВт/40м и не один год используются в усилителях мощности производства Dynacord. Но «чистый» класс «Н» имеет свои ограничения — для выходных каскадов нужны транзисторы с напряжением пробоя коллектор-эммитер в 250В!
Превышение его даже на короткий период времени ведет к неизбежному пробою транзисторов. Использование для решения проблемы экзотических транзисторов с икэ=350В — не самое надежное решение, так как и в этом случае, выходной каскад работает близко к пределам своих возможностей. Также, такие транзисторы не дешевы и их выпускает всего несколько компаний в мире. Вывод очевиден: проблема требует иных топологических и технологических решений. Запатентованная компанией Dynacord топология Linear Grounded Bridge («линеаризо¬ванный заземленный мост»), используемая ранее в УМ Dynacord L2400 и EV Р3000, зарекомендовала себя высокой мощностью, надежностью в сочетании с высоким качеством звучания.
Одно из ключевых преимуществ топологии «заземленного моста» заключается в значительном снижении бросков напряжения на выходных каскадах, что позволило создавать высоконадежные УМ, выдающие пиковые напряжения на выходе более 200В без использования экзотических компонентов.
Боки питания, или обратная сторона медали
Сегодня блоки питания (БП) современных высоко мощных усилителей — сложные устройства с прогрессивной схемотехникой. Основной принцип питания выходных каскадов усилителей класса Н — так называемый «подброс напряжения питания»: при малых уровнях входных напряжений питание минимально. Но мере роста входного напряжения такой БП «подбрасывает дров в топку».
Соответственно, быстродейс¬твие таких БП, постоянно осуществляющих мониторинг по входу, также должно быть высоким: в качестве компонентов в них часто применяют сверхбыстродействующие диоды Шоттки. При этом силовая часть блока питания может быть построена как по импульсному принципу, так и выполнена на традиционном тороидальном трансформаторе.
В усилителях Dynacord Н2500 и Н5000 применен трехуровневый «подброс» питания. Несложно убедиться, что такой подход также значительно снижает тепловыделение усилителя: выходной каскад получает от блока питания ровно столько мощности, сколько требуется. В результате получился аналоговый усилитель Dynacord Н5000 с выходной мощностью 7кВт(!) при высоте 2U и весе 14,5 кг. Еще одна модель серии — Н2500 выдает 3,8 кВт и весит 14,2 кг.
Работа в сети
Усилители мощности серии PowerH легко интегрируются в сеть — в данном случае IRIS-Net. IRIS-Net — это программно-аппартная платформа для всех приборов с дистанционным управлением, производимых концерном Telex Communications, Inc., в которую входят компании Dynacord, Electro-Voice, Midas, KlarkTeknik.
Данная сеть позволяет объединять в единую гибко конфигурируемую систему множество приборов, осуществляя при этом их дистанционное управление и контроль от одного пользовательского интерфейса. IRIS-Net поддерживает и другие сети — Ethernet, Cobra-Net, CAN-Bus, USB и является открытой системой, способной работать с новыми версиями различных сетевых решений от других производителей.
Для сетевой конфигурации к усилителям серии PowerH выпускается опционно встраиваемый двухканальный модуль дистанционного управления Dynacord RCM-26, который содержит микропроцессор для реализации функций параметрической эквализации, кроссоверов, задержек, компрессоров и лимитеров. Модуль также содержит алгоритмы FIR-фильтров с линейной ФЧХ и нулевой латентностью и всевозможные защиты громкоговорителей.
Кроме аналоговых балансных входов, RCM-26 имеет профессиональные цифровые входы AES/EBU и интерфейс RS-232. В RCM-26 используются 24-битные сигма-дельта АЦ/ЦА преобразователи с 128-кратной передискретизацией, работающие на частоте 96 кГц и обеспечивающие динамический диапазон >116 дБ, коэффициент гармоник THD+N менее 0,005%. На борту модуля работают два DSP с вычислительной мощностью 300 MIPS. Внутренняя шина 48-битовая. При использовании шины CAN-Bus с помощью этих модулей можно объединять в систему до 250 усилителей.
За всеми процессами следит интегрированный микроконтроллер, отображающий процессы на большом ЖК-дисплее. Приборы серии Ро-werH имеют развитые виды защит: например, температура замеряется в 6 точках, а охлаждение обеспечивают два трехскоростных вентилятора.
При отклонении от теплового режима микроконтроллер, в зависимости от ситуации, сначала снижает входной сигнал, давая усилителю «передохнуть»; в более серьезных случаях контроллер отключает усилитель от питающей сети. На дисплее также постоянно отображается напряжение питающей сети и режимы работы. На задней панели расположен полный набор профессиональных разъемов — XLR, Speakon, зажимные клеммы для фиксированных инсталляций. Подвод питания осуществляется посредством надежного разъема PowerCon, имеющего самоочищающиеся контакты и исключающего случайное обесточивание усилителя мощности.
Особенности профессиональных усилителей Dynacord LX1600, LX220 и LX3000, относящихся к серии Switchmode Precision: импульсный источник питания, топология класса «Н» с двухуровневым питанием, встроенные защиты и лимитеры, возможность работы на нагрузку 2 Ом, сверхмалый вес (всего 8,7 кг). Опционно в данные усилители мощности могут встраиваться патентованные фильтры, представляющие собой узкополосные нотч-фильтры, исключающие нежелательные переходные процессы в НЧ-диапазоне, тем самым, расширяя вниз спектр, воспроизводимый средне-форматными акустическими системами.
Усилители Dynacord С1_800-С1-2000 сочетают в себе прекрасные функциональные возможности, прогрессивную схемотехнику и невысокую цену.
Блоки питания С1-серии выполнены по классической схеме на тороидальных трансформаторах. Топология выходных каскадов — «Н» (кроме С1-800, класс АВ), в усилителях имеются надежные защиты, динамические лимитеры, 1_Р11-фильтры, режим «мягкого старта».