Основы технологий компании Electrocompaniet

Основным ядром конструкции каждого изделия фирмы Electrocompaniet, является разработка по созданию усилителей с минимальным уровнем переходных интермодуляционных и динамических искажений (TIM-Free amplifier), автором которой были профессор Матти Отала и инженер Ян Лохстро.

Одной из причин появления гармонических и интермодуляционных искажений — это нелинейность усилительных каскадов усилителя. На практике, для борьбы с данными видами искажений, усилительные каскады дополняют электронными цепями обратной связи, которые могут отличаться по своим параметрам и структуре. Но использование цепей обратной связи ведёт за собой решение других технических вопросов. Для построения глубокой цепи обратной связи, необходимо увеличивать коэффициент усиления каскадов, в тоже время, возможно, необходимо будет сократить полосу пропускания сигнала. Данные схемотехнические изменения могут привести к увеличению гармонических и интермодуляционных искажений и к нестабильности работы всего усилителя. Это объясняется некой обратной зависимостью, улучшение одного параметра может привести к ухудшению другого и наоборот.

Философия проектирования основана на использовании системы местных и общих цепей обратных связей и сосредоточена на создание линейных усилителей во всех аспектах, насколько это возможно. Конструкторы компании находят некий компромисс или баланс между различными техническими решениями и всегда ставят в приоритет достоверность воспроизведения. Как было верно подмечено Linsley-Hood: «Усилитель должен быть прямым проводником с усилением, как Ampliwire!»

Усилители мощности серии AW (Ampliwire), представляет собой эволюционно изменённую структуру усилителей серии Отала 70-ых годов, когда были использованы локальные (местные) и общие цепи обратной связи. Но первые усилители Отала имели недостаток — низкое входное сопротивление. Топология современных усилителей мощности состоит из двух основных частей. Первая часть (transconductance amplifier) — входной каскад, охваченный несколькими локальными обратными связями, который имеет дополнительно свойство преобразователя выходного сопротивления для согласования с выходным каскадом. Вторая часть (transresistance amplifier) — выходной и основной каскад, охваченный общей обратной связью. Это простое сочетание обеспечивает высокую линейность усилителя и большое входное сопротивление.

Топология интегральных усилителей серии ECI аналогична структуре усилителей мощности. Но первая часть дополнена особой системой управления уровнем громкости, где механический регулятор громкости управляет процессором, который в свою очередь управляет коэффициентом усиления, таким образом, механическая погрешность регулятора исключена из системы управления.

Floating transformer technology — фирменная технология стабилизации питания компании Electrocompaniet, имеет постоянно низкое выходное сопротивление во всей полосе рабочих частот, независимо от тока потребления. Дополнительно, образована система раздельно-каскадного и раздельно-канального питания.

В целом, конструкция питания позволяет мгновенно отдавать в нагрузку, в зависимости от модели усилителя, большой уровень тока и стабильно работать с нагрузкой, у которой полный модуль сопротивления может доходить до 0.5 Ом.

Балансная структура усилительных каскадов встречается во всех изделиях компании Electrocompaniet, объясняется это рядом причин. Балансная (дифференциальная) структура заимствована из профессиональной среды, где очень остро существует проблема передачи сигнала на большом расстоянии в помещениях, содержащих большое количество различного электронного оборудования, а значит и источников помех. Как работает балансная структура? На рисунке 1 изображена небалансная система включения, где соединительный кабель имеет два проводника, один сигнальный, а второй для заземления. Любой проводник работает как антенна и «собирает» различного рода электромагнитные и электрические помехи, встречающиеся на пути прохождения проводника, они смешиваются с полезным сигналом и далее попадают в каскады усилителя. Таким образом, в музыкальном выходном сигнале появляются шумы, которые сокращают уровень сигнал-шум и увеличивают значение искажений. На практике для защиты кабеля от помех используют дополнительно экранирование.

Why balanced. Нажмите на рисунок, чтобы увеличить его.

В случае балансного включения (рисунок 2), используется балансный кабель, который имеет три проводника: два сигнальных и один для заземления. Сигнальные проводники включены в противофазе (180 град.) относительно проводника заземления и передают положительную и отрицательную информацию сигнала соответственно. Сигнал помехи появляется одновременно в двух соединительных проводниках и имеет одинаковую фазу. После преобразования балансного сигнала в небалансный, в оконечных каскадах, помехи взаимокомпенсируются. Утверждать, что помехи полностью исчезли, нельзя. Частично энергия помех преобразуется в другие виды энергии (тепловая), но данный способ значительно сокращает уровень шума и значение искажений, что положительно сказывается на уровне сигнал-шум и динамического диапазона. Использование балансной схемы включения, требует от конструкторов более тщательной разработки и изготовления каскадов усилителя, оба плеча усиления (по количеству сигнальных проводников), должны быть равнозначны. Но, тем не менее, компания Electrocompaniet берёт за основу данный технический принцип для проектирования усилителей высокого качества воспроизведения.