Introducción al amplificador: términos técnicos para principiantes

¿Quiere comprender mejor el lenguaje técnico que encuentra en los materiales de marketing y las revisiones de equipos? Este es su curso intensivo sobre terminología de amplificadores y cómo debería afectar sus decisiones de compra.

¿Alguna vez has leído una revisión de un amplificador y te has sentido abrumado por la jerga técnica? ¿Qué tal una copia del anuncio que contiene terminología esotérica como el ladrador en un espectáculo secundario? Una serie de palabras como clase A discreta de extremo único acoplado directo sin retroalimentación puede parecer calculada para deslumbrar a los consumidores promedio en un estado de cumplimiento de compras, pero hay una ingeniería real detrás de esto. Además, esto es Headphonesty y aquí estamos por encima del promedio, ¿no?

McIntosh MHA150

Este manual de arquitectura de amplificadores está escrito para brindarle la comprensión conceptual básica que necesita para seguir la discusión técnica que a menudo se filtra en las reseñas y los materiales de marketing de amplificadores. Cada sección destaca un término técnico común o una familia de términos, e incluye una explicación ligera de conocimientos prácticos, algunas formas generales en las que puede afectar la firma de sonido u otro aspecto de un diseño, y un ejemplo de producto específico que ilustra el concepto.

Tenga en cuenta que cualquier discusión sobre sonido o rendimiento aquí viene con un gran asterisco. Los amplificadores deben entenderse como un conjunto estratégico de compensaciones y no solo como la suma de los dispositivos o especificaciones. Esto hace que las generalizaciones sean un poco peligrosas, pero trataremos de ceñirnos a los impactos objetivos y dejaremos las conjeturas y la psicoacústica a los revisores.

Los amplificadores deben entenderse como un conjunto estratégico de compensaciones y no solo como la suma de los dispositivos o especificaciones.

Circuitos Estructurales

Los amplificadores se dividen en el nivel más fundamental en dos grupos:

  1. Amplificadores de un solo extremo
  2. Amplificadores push-pull (AKA diferencial)

Estos términos describen cómo fluye una señal y es amplificada por un circuito. En un amplificador de un solo extremo, la señal se amplifica como un todo desde la entrada hasta la salida. Un amplificador push-pull, por otro lado, amplifica la señal como dos imágenes especulares y las combina en la salida.

Es probable que haya encontrado estos términos antes en algún momento, pero es posible que no haya pensado mucho en el impacto de esta estructura básica en el sonido o el funcionamiento de un amplificador.

de un solo extremo

Los amplificadores de un solo extremo pueden ser extremadamente simples y pueden usar solo un solo tubo o transistor como dispositivo amplificador. Por esta razón, la amplificación de un solo extremo parece atraer a los diseñadores que siguen una filosofía de ‘menos es más’. Si bien un amplificador de un solo extremo tenderá a producir más distorsión armónica que un amplificador push-pull, a menudo es de la armónico que decae monótonamente sabor. Esta es una forma elegante de decir que es inofensivo o incluso agradable al oído.

El Woo Audio WA8 es un raro ejemplo de amplificación de tubo de un solo extremo portátil
El Woo Audio WA8 es un raro ejemplo de amplificación de tubo de un solo extremo portátil
El Woo Audio WA8 es un amplificador de un solo extremo «portátil» que tiene una duración de batería de 4 horas y es aproximadamente del tamaño de una caja de pan.

En un amplificador de un solo extremo, cada uno de los dispositivos debe ser capaz de manejar toda la señal como un todo. Esto conduce a mayores voltajes y más corriente por dispositivo para la misma potencia de salida. En otras palabras, los amplificadores de un solo extremo son menos eficientes que los amplificadores push-pull. El límite teórico es del 25% de eficiencia. Debido a esto, a menudo no encuentra una verdadera amplificación de un solo extremo en un formato portátil alimentado por batería.

El popular amplificador de auriculares de válvulas Bottlehead Crack
El popular amplificador de auriculares de válvulas Bottlehead Crack

El conocido Bottlehead Crack, un favorito de bricolaje, es un ejemplo perfecto de amplificación de un solo extremo en un formato de escritorio. Vendido en un kit que cualquier persona con un soldador puede construir, el Crack personifica la simplicidad de este estilo de amplificador. Muchos usuarios describen un sonido dulce y orgánico, quizás como resultado de los armónicos que decaen monótonamente, comunes en el diseño de amplificadores de un solo extremo.

Empujar tirar

Cuando se requiere más potencia o eficiencia, los amplificadores push-pull utilizan pares de dispositivos para amplificar imágenes especulares de una señal y recombinarlas en la salida. Cuando se compara con la amplificación holística de un solo extremo, dividir una señal y volver a unirla suena como un proceso destructivo y potencialmente con pérdidas. La realidad, sin embargo, se acerca más a la diferencia entre un leñador y una sierra y dos leñadores en cada extremo de una sierra trabajando juntos.

La duplicación de dispositivos en un amplificador push-pull aumenta la potencia y la eficiencia sobre la operación de un solo extremo a costa de una complejidad adicional. Cada uno de los dispositivos agregados también contribuirá con cierta cantidad de ruido e impedancia de salida (cuando duplica los leñadores, duplica el potencial de error humano), pero administrar otros aspectos del diseño mitiga estos indeseables.

En términos de distorsión armónica, la estructura del amplificador push-pull cancela intrínsecamente la distorsión armónica par, dejando solo los armónicos impares (que algunos etiquetan como subjetivamente de tono «frío» o «clínico»). General Distorsión armónica total (THD) es generalmente menor para push-pull que para single-ended, aunque la composición de los armónicos de distorsión difiere.

El funcionamiento interno del Audio-gd NFB-1AMP
El funcionamiento interno del Audio-gd NFB-1AMP

El Audio-gd NFB-1AMP (así como varios otros amplificadores de Audio-gd) utiliza una variación de una popular etapa de salida push-pull conocida como el búfer de diamante. Este circuito es común a muchos amplificadores de auriculares basados ​​en transistores debido a sus contribuciones de bajo ruido y distorsión y su baja impedancia de salida. También encontrará etapas de salida de búfer de diamante en amplificadores como el Lehmann Cube y las entrañas de circuitos integrados (CI) como el LME49600 utilizado en el Neurocromo HP-1.

Clases de amplificador

La clase de un amplificador no nos dice si sirve entremeses o aperitivos en las reuniones.

Las clases de amplificación no son una escuela nocturna para pequeños transistores y válvulas aspiracionales (por adorable que pueda ser esa imagen mental). La clase en la que cae un amplificador nos dice mucho sobre la cantidad de energía que consume el amplificador en funcionamiento.

Para que un amplificador produzca energía en los auriculares, debe entregar voltaje y corriente. Usualmente pensamos en voltajes en términos de potenciales y corrientes en términos de flujos. Los flujos de corriente en un amplificador tienen un gran impacto en la eficiencia y la distorsión, así como en varios otros parámetros de audio clave.

Las agrupaciones de clases de amplificadores se crearon como una referencia abreviada de cómo fluye la corriente en ellos mientras se amplifican las señales.

Clase A

Los tubos o transistores en un amplificador Clase A siempre conducen corriente. Esto significa que deben conducir suficiente corriente para acomodar la salida de potencia máxima en todos los niveles de señal, incluso en reposo. Como resultado de este flujo de corriente constante, la amplificación de Clase A se calienta, lo que lleva a un chasis o disipadores de calor más grandes. La baja eficiencia energética y un gran tamaño hacen que la Clase A sea una propuesta difícil en aplicaciones portátiles.

Los amplificadores Clase A de Nelson Pass se reconocen inmediatamente por sus enormes disipadores de calor
Los amplificadores Clase A de Nelson Pass se reconocen inmediatamente por sus enormes disipadores de calor

Entonces, si la Clase A es tan inferior en eficiencia y tamaño, ¿por qué alguien la aguantaría? Bueno, la amplificación de las válvulas y los transistores varía con la cantidad de corriente que fluye a través de ellos. La variación de la amplificación con la señal crea distorsión. Por lo tanto, el flujo de corriente más alto y más consistente en la Clase A generalmente conduce a un rendimiento más lineal (distorsión más baja) de los dispositivos amplificadores.

Debido a que solo hay un dispositivo amplificador, toda la amplificación de un solo extremo debe ser amplificador de Clase A, pero no confunda esto con todos los amplificadores de Clase A que son amplificadores de un solo extremo.

Muchos de los amplificadores de escritorio de Schitt Audio funcionan en Clase A
Muchos de los amplificadores de escritorio de Schitt Audio funcionan en Clase A

El Schitt Asgard es un amplificador de escritorio Clase A basado en transistores. Schitt afirma un rendimiento de THD del 0,008 % a una salida de 1 Vrms sin la ayuda de comentarios negativos (un tema que se tratará más adelante en este artículo). Este es un rendimiento impresionante para un amplificador Clase A purista de un solo extremo. Schitt dedica nada menos que tres menciones en sus preguntas frecuentes al calor generado por la Clase A.

Si quieres un amplificador que se enfríe, lo mejor es buscar en otra parte. -Schitt Audio

Clase B

Mientras que los dispositivos en un circuito de Clase A siempre conducen a la corriente máxima necesaria para una salida completa, los dispositivos en un circuito de Clase B se apagan siempre que sea posible para aumentar la eficiencia. Por naturaleza, los circuitos de Clase B utilizarán pares de transistores o tubos en una disposición de contrafase. Mientras uno de los dos conduce, el otro apaga. Esto es mucho más eficiente que la Clase A, pero probablemente nunca encontrará un amplificador de audio de Clase B.

Raramente vemos amplificación Clase B de alta fidelidad debido a algo llamado distorsión cruzada. ¿Recuerdas que dijimos que la amplificación de los dispositivos cambia con el flujo de corriente y que esto crea distorsión? La distorsión cruzada se crea cuando los dispositivos de amplificación se encienden y se apagan cuando la salida «cruza» de un dispositivo de un par al otro. Esta es una fuente importante de distorsión; afortunadamente, los ingenieros han encontrado una buena solución de compromiso.

Clase AB

Un amplificador de clase AB siempre tiene algo de corriente que fluye, pero esa corriente es mucho menor que la requerida por la salida máxima. Esto hace que la amplificación Clase AB sea mucho más eficiente energéticamente que la amplificación Clase A y también permite que sea más compacta porque genera menos calor. Los amplificadores compactos y portátiles suelen utilizar amplificación Clase AB para maximizar la duración de la batería y minimizar el espacio ocupado.

El objetivo 2 de clase AB alimentado por batería de JDS Labs
El objetivo 2 de clase AB alimentado por batería de JDS Labs

El Objective 2 fabricado bajo varias marcas es un ejemplo de un amplificador alimentado por batería Clase AB. El diseño estándar anuncia una duración de la batería de 7 a 9 horas con su par de celdas estándar de 9V. Esto mejora a 20-30 horas en una versión de bajo consumo. La mayoría de las versiones del amplificador incluyen una fuente de alimentación de CC (pared) para carga y funcionamiento de escritorio.

A diferencia del encendido y apagado de la Clase B, un diseño de Clase AB mantiene un flujo de corriente mínimo en los amplificadores en todo momento. Esto reduce en gran medida la distorsión cruzada creada por los dispositivos que se encienden y apagan. Hasta cierto nivel de potencia, los amplificadores Clase AB funcionan completamente en Clase A con ambos dispositivos de salida conduciendo la misma corriente. Más allá de este nivel generalmente modesto, el amplificador entregará mayor potencia al operar en Clase AB.

El Gracias AAA La serie de amplificadores de fabricantes como Massdrop o Monoprice son diseños de escritorio Clase AB. Si bien hay algo de magia adicional en el trabajo para reducir la distorsión, estos amplificadores funcionan en Clase AB como un compromiso entre la eficiencia y la máxima potencia de salida.

Clase CZ

Hay muchas otras clases de amplificación, pero en general, los auriculares son dispositivos de muy baja potencia. Las estrategias de amplificación exóticas, como los rieles de potencia de conmutación de Clase G o la modulación de ancho de pulso de Clase D, generalmente no se emplean ni se necesitan para alimentar los auriculares.

Acoplamiento de salida

La forma en que nuestro circuito se conecta a nuestros auriculares también juega un papel en el rendimiento y el carácter sonoro general de un amplificador. No, no estamos hablando de qué metal precioso está hecho su cable o cuántos cristales de rodio adornan el conector para auriculares. Nos estamos refiriendo a la acoplamientoo cómo se interconecta la señal, entre el amplificador y la carga de los auriculares.

Esta decisión de diseño a menudo está impulsada por otros factores y compensaciones, por lo que, como la mayoría de lo que se incluye en este manual, no existe un mejor enfoque único para todos.

Directo

El acoplamiento directo es exactamente lo que parece. El amplificador no tiene nada más que un cable entre él y los auriculares. Si bien esta es sin duda la conexión purista, no viene sin algunas advertencias. Cualquier voltaje de CC neto en la salida del amplificador aparece a través de los auriculares; esto se conoce como Compensación de CC.

Si bien se necesitaría una cantidad bastante catastrófica de compensación de CC para sobrecalentar y dañar un par de auriculares, el voltaje de CC no deseado desplaza el controlador de los auriculares de su posición centrada natural. Esto significa que no puede moverse tanto en una dirección como en la otra, reduciendo el máximo gama dinámica y potencialmente introducir una distorsión no deseada.

Se necesitaría un poco de DC para causar problemas serios, pero este es el pasatiempo de audio aquí, ¿no es así? Estamos más que un poco obsesionados con este tipo de cosas.

Nada de lo anterior impide que los diseñadores acoplen directamente la salida de un amplificador cuando pueden. Muchos emplean sistemas de protección adicionales que desconectan la salida al encender y apagar (cuando los problemas de compensación son más frecuentes) o si el amplificador detecta un problema. Sin embargo, estos circuitos de protección agregan complicación y la complicación es una fuente tanto de posibles fallas como de costos. Por esa razón, otros métodos de acoplamiento “menos puros” siguen siendo populares.

El primer producto de amplificador de auriculares independiente de la leyenda del equipo de estudio Rupert Neve
El primer producto de amplificador de auriculares independiente de la leyenda del equipo de estudio Rupert Neve

El RNHP de Rupert Neve Designs fue desarrollado por una leyenda en la industria de los estudios y la producción. Hasta el día de hoy, las consolas Neve son equipos de estudio muy buscados (ver el gran documental de Dave Grohl ‘Sound City’). Basado en circuitos en equipos mucho más caros, el amplificador de auriculares RNHP tiene salidas de acoplamiento directo con una impedancia de salida cercana a cero.

Condensadores

Condensadores de salida mejorados en una construcción de Bottlehead Crack por el autor de Headphonesty, Trav Wilson
Condensadores de salida mejorados en una construcción de Bottlehead Crack por el autor de Headphonesty, Trav Wilson

Un capacitor de salida proporciona una solución simple a posibles problemas de compensación de CC. Los condensadores, uno de los componentes fundamentales del circuito, transmiten señales de audio (corriente alterna o CA) pero no voltajes de corriente continua (CC). Debido a que son un componente común, los condensadores también tienden a ser bastante económicos (a pesar de los tipos de audiófilos boutique). Estos factores hacen que el acoplamiento de capuchones sea una práctica común en los amplificadores de auriculares.

Por supuesto, ningún tipo de acoplamiento viene sin alguna estipulación. Aunque el capacitor ideal es completamente transparente en el papel, los capacitores, los materiales y las técnicas de fabricación del mundo real pueden introducir cierta coloración en el sonido. La objeción más común es en el comportamiento de baja frecuencia, donde un condensador de tamaño o selección inadecuados puede introducir distorsión y/o caída de baja frecuencia. Los diseñadores competentes solucionan esto, pero no obstante es un fenómeno bien documentado.

El CTH diseñado por Alex Cavalli utiliza acoplamiento de condensadores en las salidas
El CTH diseñado por Alex Cavalli utiliza acoplamiento de condensadores en las salidas

El Drop x Cavalli Tube Hybrid (CTH), una colaboración con el conocido diseñador de audio Alex Cavalli, utiliza un acoplamiento de condensadores en su salida. Aunque el diseño original de Cavalli era de acoplamiento directo, el cambio al acoplamiento de capuchón para el amplificador Massdrop probablemente estuvo motivado tanto por la simplicidad (es decir, menos errores) como por el costo. Por cierto, el CTH original usaba una variación del tampón de diamante mencionado anteriormente en el artículo.

“Los diseños acoplados a la tapa a un precio razonable tienden a tener un rendimiento de gama baja indistinto o francamente fangoso, pero no escucho nada de eso con el CTH. – John Grandberg, InnerFidelity”

Transformadores

Los transformadores son una forma alternativa de acoplamiento de salida que, al igual que los capacitores, bloquean el voltaje de CC y pasan señales de CA. Sin embargo, los transformadores tienen una característica adicional importante: transforman impedancia. Probablemente esté familiarizado con la impedancia como clasificación o especificación para sus auriculares. En el caso de un amplificador de válvulas (que es donde normalmente se ven transformadores de salida), la impedancia relativamente baja de los auriculares se transforma en una impedancia mucho mayor para la válvula.

La alta impedancia hace felices a las válvulas.

Los transformadores, por naturaleza, emiten una señal balanceada. Esto hace que la configuración de un amplificador de válvulas acoplado por transformador para impulsar auriculares de conexión balanceada sea simple para el diseñador. El Dragon Inspire IHA-1 es un amplificador de válvulas acoplado por transformador con salidas no balanceadas y balanceadas.

Como muchos amplificadores de válvulas, el Dragon Inspire IHA-1 está acoplado por transformador
Como muchos amplificadores de válvulas, el Dragon Inspire IHA-1 está acoplado por transformador

Los transformadores son grandes, pesados ​​y costosos. También tienen su propio conjunto de desafíos de ancho de banda en ambos extremos de frecuencia. De hecho, la frase ‘sonido de tubo’ cuando se usa para denotar un extremo superior más suave y una presentación centrada en el medio probablemente tenga más que ver con los transformadores que con los tubos. Los transformadores de buena calidad y el diseño adecuado eliminan los agudos o los bajos, pero no son baratos.

Salida sin transformador (OTL) la amplificación evita algunos de los desafíos del transformador relacionados con la frecuencia. OTL significa simplemente que el amplificador no usa transformadores. Los amplificadores que se anuncian como OTL suelen estar acoplados a la tapa y aún deben lidiar con los efectos de una carga de baja impedancia en los tubos, por lo que OTL es una compensación, no una panacea. El Bottlehead Crack mencionado anteriormente es un ejemplo de amplificación OTL.

Amps and Sound Kenzie tiene múltiples tomas en los transformadores de salida para una variedad de cargas de impedancia de auriculares
Amps and Sound Kenzie tiene múltiples tomas en los transformadores de salida para una variedad de cargas de impedancia de auriculares

El Kenzie de amplificadores y sonido es un amplificador de tubo acoplado por transformador de un solo extremo. Sus transformadores de salida cuentan con múltiples derivaciones para acomodar diferentes cargas de impedancia de auriculares. Esto proporciona a los tubos una impedancia constante a pesar de las clasificaciones de auriculares drásticamente diferentes. Mantener la carga de impedancia en los tubos más consistente relaja algunos de los requisitos del transformador y, en general, hace que el sonido del amplificador sea más predecible en una variedad más amplia de auriculares.

Dispositivos amplificadores

Aquí es donde el autor enfurece a todos los lectores, sin importar su lealtad. No hay mayor debate en la amplificación de audio que los tubos, los transistores y los amplificadores operacionales. Sin embargo, si ha estado leyendo, habrá notado que los amplificadores no están definidos por una sola decisión de diseño. Son la culminación estratégica de muchas variables.

Decir que las válvulas son mejores que los transistores (o viceversa) ignora los muchos otros aspectos y compensaciones involucrados en el diseño de audio.

tubos

Los tubos de vacío son el dispositivo de amplificación OG. Se han utilizado en todo, desde audífonos hasta tanques. A pesar de su antigüedad y aparente obsolescencia, el audio de válvulas persiste tanto en el mercado de instrumentos musicales (amplificadores de guitarra, equipo de estudio) como en el mercado de audio de alta fidelidad.

Mujeres matemáticas y programadoras que poseen los primeros módulos informáticos electrónicos basados ​​en tubos de vacío
Mujeres matemáticas y programadoras que poseen los primeros módulos informáticos electrónicos basados ​​en tubos de vacío

De dispositivo a dispositivo, las válvulas son dispositivos de menor distorsión que los transistores (tenga en cuenta que esto no quiere decir que los amplificadores de válvulas tengan una distorsión más baja que los amplificadores de transistores). Lo que producen las válvulas de distorsión tiende a concentrarse en armónicos de bajo orden que decaen monótonamente (ahí está esa frase otra vez). Es decir, que muchos oyentes consideran inobjetable la distorsión de válvulas. Los diseños de tubos tienden hacia implementaciones minimalistas debido a estas características innatas.

Los tubos están en casa en entornos de alto voltaje. Las piezas de alto voltaje son más caras y los voltajes en sí mismos son potencialmente peligrosos si hurgas en el interior de un amplificador en vivo. Las cargas de alta impedancia (auriculares de 600 ohmios, auriculares electrostáticos) requieren un voltaje más alto para producir una potencia considerable. La producción de alto voltaje generalmente requiere una fuente de alimentación integrada en lugar de una verruga de pared, lo que hace que los amplificadores de válvulas sean más grandes y más costosos.

Los tubos se ven geniales. Por un lado, esto no tiene nada que ver con el sonido producido. Por otro lado, puede tener algo que ver con el disfrute de la experiencia musical por parte del oyente.

El diseño futurista del Woo Audio WA7 esconde un circuito amplificador de válvulas muy tradicional
El diseño futurista del Woo Audio WA7 esconde un circuito amplificador de válvulas muy tradicional

El Woo Audio WA7 es un amplificador de válvulas acoplado por transformador de un solo extremo de clase A (espero que la serie de términos haya comenzado a significar algo ahora). Se opone a la tendencia minimalista al incluir un convertidor de digital a analógico (DAC) USB, pero el circuito de amplificación del tubo es muy simple en su esencia. Un chasis de fuente de alimentación separado de aproximadamente el mismo tamaño que el propio amplificador está disponible como opción.

transistores

Mientras que los auriculares de alta impedancia se benefician del alto voltaje, los auriculares de baja impedancia se benefician de una corriente saludable. Esta es un área clave donde los transistores tienen una gran ventaja sobre los tubos (que de otro modo requieren un transformador para impulsar una baja impedancia). Cuanto mayor sea la corriente, más calor se convierte en un problema potencial, pero los disipadores de calor o la operación Clase AB son soluciones a este problema.

Una réplica del primer transistor.
Una réplica del primer transistor.

Los tubos vienen en un sabor eléctrico que llamaremos mantequilla de maní (canal N). Las conexiones de mantequilla de maní a mantequilla de maní funcionan, pero se vuelven incómodas. Los transistores vienen en dos sabores: mantequilla de maní y jalea (canal N y canal P). El sabor adicional hace que las conexiones directas entre transistores sean mucho más fáciles. Esto, a su vez, hace posible una mayor ganancia, lo cual es importante para la retroalimentación negativa (siguiente sección).

Por último, los transistores dominan la electrónica actual porque son compactos y (en comparación con los tubos) económicos. Esto juega un papel muy importante para brindarnos audio portátil de alta calidad y hacer que el audio de alta fidelidad sea más accesible para más personas. Más música en más lugares para más personas. Ese es un maldito buen legado.

El HeadAmp Gilmore Lite Mk2 es un diseño de solo transistor que funciona en Clase A
El HeadAmp Gilmore Lite Mk2 es un diseño de solo transistor que funciona en Clase A

El HeadAmp Gilmore Lite Mk2 es un amplificador de transistores de clase A basado en los diseños de Kevin Gilmore, un conocido diseñador de amplificadores de auriculares. Utiliza transistores de efecto de campo de unión (JFET) en la entrada y transistores de unión bipolar (BJT) en la salida en una configuración push-pull. Basado en otros diseños disponibles públicamente de Gilmore, el HeadAmp Gilmore Lite Mk2 se acopla directamente desde la entrada hasta la salida.

Opamps y Circuitos Integrados

Se podría decir que los amplificadores operacionales (casualmente denominados opamps) son la evolución natural de los transistores para el mercado de productos de audio. Los amplificadores operacionales son circuitos integrados (IC), lo que significa que no son un solo dispositivo como un martillo o un destornillador, sino una colección de dispositivos para un propósito especializado, como un controlador de impacto.

En efecto, los amplificadores operacionales son un montón de transistores en un solo paquete.
El diminuto Audioquest DragonFly Red tiene un IC amplificador Clase AB en la salida
El diminuto Audioquest DragonFly Red tiene un IC amplificador Clase AB en la salida

Puede pensar que esta hazaña de la ingeniería hace que los amplificadores operacionales sean costosos, pero (en su mayoría) estaría equivocado. La producción en masa, la miniaturización y las incontables horas de I+D que optimizan el rendimiento de los amplificadores operacionales los hacen económicos, compactos y muy eficientes energéticamente. Hay algunas excepciones costosas (mirándote BUF634), pero en su mayor parte, los amplificadores operacionales de alto rendimiento terminan siendo bastante asequibles una vez que los fabricantes los adoptan.

Sin embargo, la producción en masa y la aplicación universal funcionan en ambos sentidos cuando se trata de amplificadores operacionales. Aunque los amplificadores operacionales están altamente optimizados para su aplicación (amplificando sin distorsión), tienen configuraciones limitadas y condiciones operativas algo estandarizadas. Los fabricantes de amplificadores que buscan diseños únicos o aplicaciones especializadas (amplificadores de auriculares electrostáticos, por ejemplo) pueden centrarse en circuitos discretos, o transistores individuales, en lugar de circuitos integrados.

Tom Christiansen ha descontinuado el HP-1 pero está trabajando en un reemplazo igualmente transparente.
Tom Christiansen ha descontinuado el HP-1 pero está trabajando en un reemplazo igualmente transparente.

El Neurochrome HP-1 es, en muchos sentidos, la máxima expresión de lo que pueden hacer los amplificadores operacionales para la amplificación de auriculares. Es compacto, con una distorsión extremadamente baja y totalmente polarizante en muchos círculos de audio. ¿Es la amplificación incolora, inodora e insípida el camino hacia la iluminación definitiva o hacia el olvido despiadado? Tendrás que esperar a que salga el próximo amplificador de auriculares de Tom Christiansen porque el HP-1 ya no se produce (puedes estar al tanto de su boletín aquí).

¿Es la amplificación incolora, inodora e insípida el camino hacia la iluminación definitiva o hacia el olvido despiadado?

Híbridos

Más allá de los estrictos transistores, válvulas o amplificadores operacionales, los diseñadores de amplificadores pueden emplear cualquier combinación de estos dispositivos. Si bien cualquier mezcla probablemente podría llamarse amplificador hibridopor lo general reservamos ese término para cualquier cosa construida con válvulas y transistores o amplificadores operacionales.

Como se mencionó anteriormente en este artículo, los tubos son dispositivos de amplificación de voltaje más lineales, mientras que los transistores tienen una ventaja significativa al manejar la corriente que exigen los auriculares de baja impedancia. Los híbridos generalmente buscan explotar las fortalezas de ambos tipos de dispositivos mientras minimizan las debilidades. Hay muchas estrategias potenciales, pero los amplificadores híbridos generalmente usan un tubo para amplificar la señal de entrada y transistores o amplificadores operacionales para controlar los auriculares.

El Little Dot Mk III SE utiliza una etapa de salida de transistor
El Little Dot Mk III SE utiliza una etapa de salida de transistor

El Pequeño punto Mk III SE es un conocido amplificador híbrido que utiliza ambas válvulas y una etapa de salida de transistor Clase A discreta. Si bien tiene un precio más alto que los amplificadores típicos basados ​​en amplificadores operacionales, también es mucho más asequible que la mayoría de los amplificadores basados ​​exclusivamente en válvulas. Además, tiene pedazos de vidrio brillante en la parte superior, por lo que tiene eso que es agradable.

Retroalimentación negativa

Es posible que haya notado cuán cuidadosamente se eligió la redacción sobre válvulas, transistores y linealidad en la última sección. Extrapolar el rendimiento de un amplificador a partir de las características de cualquiera de los dispositivos que lo componen es un ejercicio inútil; es el amplificador en su conjunto lo que importa. Retroalimentación negativa es un detalle importante del circuito a considerar en el panorama general.

La retroalimentación negativa es una técnica que retroalimenta los ‘errores’ de un amplificador (es decir, la distorsión) a través del circuito, lo que resulta en su cancelación. Todo lo que se requiere es algo de ganancia de sobra (razón por la cual el acoplamiento directo con transistores es útil). La retroalimentación negativa no solo reduce la distorsión, sino que también reduce la impedancia de salida, lo que hace que el amplificador sea menos sensible a las variaciones de impedancia con la frecuencia que presentan la mayoría de los auriculares.

Si todo esto suena demasiado bueno para ser verdad, es porque básicamente lo es. Si bien la retroalimentación negativa reduce la distorsión, a niveles bajos (menos de 20db) aumenta la distorsión armónica superior, que es más audible para los oyentes humanos. Por lo tanto, los amplificadores que usan retroalimentación negativa deben comenzar con una distorsión baja (lo que hace que la retroalimentación negativa sea algo superflua) y/o aplicar una gran cantidad de retroalimentación (lo que requiere una gran cantidad de ganancia) para ver las ventajas de la distorsión.

Comentarios negativos: no hay almuerzo gratis real.

El Benchmark HPA4 utiliza circuitos únicos de retroalimentación y avance para eliminar la distorsión y la inestabilidad.
El Benchmark HPA4 utiliza circuitos únicos de retroalimentación y avance para eliminar la distorsión y la inestabilidad.

Además de la retroalimentación negativa, los diseños de amplificador de audio acromático THX (AAA™) como el Benchmark HPA4 usan algo llamado corrección de errores de avance. En lugar de simplemente enviar los errores de salida del amplificador para cancelarlos, el HPA4 también envía los errores creados al principio del proceso de amplificación directamente a la salida para corregirlos. La combinación de estrategias de corrección de errores lo convierte en un amplificador de muy baja distorsión que es muy estable en cualquier tipo de carga de auriculares.

Conclusión

Estamos participando en un pasatiempo de nicho y altamente técnico que tiende a obsesionarse con los detalles y debatir abstracciones. Naturalmente, esto puede conducir a rumores de ingeniería y malentendidos de algunos de los puntos más finos. Cuando gran parte de la investigación previa a la compra se lleva a cabo en línea y en las redes sociales en lugar de en una sala de exhibición (donde puede usar sus propios oídos), esto puede ser increíblemente frustrante.

Amplificador de auriculares absoluto de Manley

Espero que este manual proporcione un vocabulario más amplio y una mejor comprensión de algunos de los conceptos y métodos comunes a la amplificación de auriculares que se promueven a menudo pero que rara vez se explican. Como mínimo, ahora debería poder leer la sección Detalles técnicos de cualquier amplificador y hacer una suposición informada sobre las huellas dactilares sónicas dejadas por la filosofía de diseño del ingeniero.

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