La meg prøve å stille spørsmålet på en annen måte:
vil en 2x100W forsterker til 5000kr drive en gitt høyttaler like godt som en 2x100W til 50.000kr hvis man ser bort fra klang-preferanser og kun på det tekniske (drive uten forvrenigning og klipping på samme lydnivå)? Hva i speccen er det som kan avsløre dette?
Tja, det er et interessant spørsmål. Prisen trenger ikke å ha så mye med saken å gjøre, og effektangivelsen handler mer om posisjonering i markedet enn noe annet. Å drive høyttalere
uten forvrengning kan du bare glemme, spørsmålet er om det blir hørbare mengder forvrengning, og i så fall hvor irriterende den forvrengningen blir.
Spørsmålet kan vel også stilles slik: Hvilke kvantitative egenskaper er det som kan avgjøre om en effektforsterker er god nok til formålet den er tenkt brukt til? Jeg holder på å bygge aktive høyttalere og trenger forsterkerkanaler i fleng, så dette er faktisk en aktuell problemstilling for meg. Jeg kan jo ikke bygge alle tenkelige kombinasjoner og teste dem ut i praksis heller, så først må jeg sile ut hva som i det hele tatt kan være aktuelt å teste. Både LM3886 og NCore kan være aktuelle for min del, men da LM3886 i form av LM4780 som er to LM3886 forsterkerkretser i samme chip.
Når jeg sammenlignet de to databladene jeg la ut tidligere, var effekten selvsagt det første jeg så på. Høyttalerne blir ca 96 dB @ 1 W med nominelle 8 - 16 ohm impedans. Altså ganske snille og effektive elementer, men jeg regner med at jeg trenger en del mer effekt i bassen og mindre i diskanten. (Beyma TPL150 her også.) Det blir en effektforsterker pr høyttalerelement, tilsammen 2 x 6 forsterkerkanaler, eller 2 x 12 hvis jeg ender med bro- eller parallellkoblede LM4780. 68 W i 8 ohm fra en enkelt LM3886 er noenlunde tilstrekkelig i alle posisjoner, 100-150 W fra en LM4780 er antagelig mer enn nok, og det er 200 W i 8 ohm fra en NCore også.
Det du ser på her er ikke bare et visst antall watt, men du bør begynne med foretrukket gjennomsnittlig lydtrykk i lytteposisjon, f eks 78 dB, omregnet til lydtrykk 1 m fra høyttalerne, f eks 81 dB, pluss crest factor i den mest dynamiske musikken du spiller, f eks 24 dB, altså topper på 81 + 24 = 105 dB målt 1 m fra hver høyttaler. Hvis høyttalerne har 85 dB følsomhet @ 1 W, så trenger du 105 - 85 = 20 dB mer effekt enn det, altså 100 W levert i den impedansen høyttaleren nå engang har. Pluss litt headroom for å unngå forvrengning og klipping, f eks 3 dB, og da er vi på 200 W effektbehov. Så kan man leke med foretrukket lydtrykk, avstand fra høyttaler til lytteposisjon, crest factor i musikken og følsomhet i høyttalerne og ende opp med ganske forskjellige effektbehov alt etter som. Spiller du høyere enn dette trenger du fort mange fler watt. Skal man finregne for et aktivt system med flere forsterkerkanaler må man også ta hensyn til hvordan energien fordeler seg med frekvens og hvilken båndbredde hver forsterkerkanal skal håndtere for å forstå hvor mye effekt som trengs hvor. Deretter er det på tide å sjekke om forsterkeren kan levere stort nok spenningssving og nok strøm i den impedansen til å unngå klipping. I så fall er vi i business, og det går an å se på kvaliteten de wattene blir levert med.
Deretter så jeg på kurvene for THD+N vs frekvens og THD+N vs utgangseffekt ved forskjellige impedanser. De sier en del om hvordan disse forsterkerne vil oppføre seg med aktuelle effektnivåer. NCore har helt flate forvrengningskurver med frekvens og impedans. Ved 1 W har den ca 0,001 - 0,0015 % THD+N. Det er ca 100 dB under signalnivået ved 1 W og garantert ikke hørbart. LM3886 har forvrengning som endrer seg med frekvens, først fallende og så økende igjen over 2-300 Hz. Ved typiske 1 W i 8 ohm ved 1 kHz har den ca 0,007 % forvrengning, men med et litt merkelig sprang i kurven rett under 1 W. Da er vi på -83 dB, og det kan være nok til å legge litt "personlighet" på lyden. NCore oppgir forvrengningsspektrum direkte ("distortion residuals"), men det gjør ikke LM3886. Derimot er det en omvei vi kan bruke fra
databladet for LM4780. Den oppgir ca 0,08 % THD + N ved 1 W @ 1 kHz, men hvis chip'en brokobles vil den kansellere likeordens forvrengning, og da havner den på ca 0,06 %. Altså er det en god del "snill" andreordens forvrengning i LM3886, men der trenger vi bedre målinger eller lyttetester for å vite sikkert hvordan det vil oppleves.
Det er samme historie med intermodulasjonsforvrengning. Begge viser pene grafer, men penest for NCore. Den har de første sidebåndene 100 dB ned, og raskt fallende utover derfra. LM3886 har sidebånd ved -80 dB, men ved lettere testbetingelser. Ut fra disse grafene har ikke NCore hørbar intermodulasjonsforvrengning, mens LM3886 igjen vil sette litt farge på ting. Men de resultatene er ikke direkte dårlige heller. Igjen, det finner man bare ut ved å prøve.
Egenstøyen er viktig. Den er oppgitt på forskjellig måte, som utgangsstøy på NCore og referert til inngangssignalet på LM3886. Altså kommer det an på hvor mye gain man har tenkt å bruke, men med f eks 20x spenningsgain (26 dB) vil de 2 uV på LM3886 bli til 40 uV på utgangene, eller omtrent dobbelt så mye som på NCore. 40 uV er ca 57 dB under 2,83 V (1 W i 8 ohm). Det tilsvarer ca 39 dB egenstøy en meter fra høyttaleren og 36 dB i lytteposisjon, så dette
kan bli hørbart ved kritisk lytting på stille kvelder. Det vil bli enda høyere ved brokobling, så der har vi kanskje et problem med LM3886/LM4780. Dette kan begrense oppløsningen i systemet, siden vi neppe vil spille så veldig mye høyere enn 110 - 115 dB i de absolutte toppene. Det er godt nok til vinyl med 70 dB dynamikk, men ikke til å gjengi de 96 dB som kan få plass på en CD. NCore ligger 6 dB lavere, men selv det kan bli litt bakgrunnssus med så følsomme høyttalere hvis rommet er knepptyst.
Signal/støy-forholdet følger av dette, men igjen er ikke tallene helt sammenlignbare. For LM3886 er det oppgitt 92,5 dB ved 1 W i en 25 ohm last, mens NCore oppgir 102 dB i 2,83 V og 4 ohm. Ved full pinne har de 110 og 124 dB, respektive. Det enkle regnestykket er 110/6 = 18,3 bits og 124/6 = 20,7 bits oppløsning. Godt nok begge deler hvis man passer på gain i resten av signalkjeden, men jeg tror mer på regnestykket ovenfor med støyspenning og høyttalerfølsomhet. Ingen vits å å betale ekstra for 24-bits innspillinger med 144 dB dynamisk spenn, altså.
Gainstrukturen i anlegget er også viktig, sånn at volumkontrollen på preamp kan brukes hele veien opp. NCore har 26 dB og LM3886 kan settes til gain ned til 20 dB før den blir ustabil, 26 dB i brokobling. Det er ihvertfall tilstrekkelig. Dette sier også noe om mengden negativ feedback. Gain settes med negativ feedback, så lavere gain betyr mer negativ feedback og forhåpentligvis lavere forvrengning.
Men det virkelige spørsmålet for min del er varmeutvikling. Jeg kommer til å sette 6 eller 12 kanaler effektforsterkere i samme boks, og den varmen disse og strømforsyningene utvikler må transporteres ut av boksen. NCore utvikler ca 5 W på tomgang, ikke stort mer ved 1 W, og greier stort sett å kvitte seg med varmen hvis den bare skrus fast til et vanlig forsterkerkabinett. LM3886 er en annen problemstilling. De kan finne på å gi fra seg 10-15 W i varme ved 1 W ut på terminalene. De trenger helt andre kjøleflenser enn en NCore, men ikke så voldsomme som klasse-A-forsterkere vil trenge.
Så, chipampene er verdt å prøve, spesielt når de koster ca 70 kr stykket, forutsatt at jeg greier å lage et chassis som transporterer bort varmen og likevel blir så kompakt som jeg vil ha det. De vil nok ha en eller annen form for "personlighet" og farge lyden i en eller annen retning, men kanskje det er godt nok, eller kanskje bare nesten. Det største spørsmålet etter varmeutviklingen er om bakgrunnsstøyen blir sjenerende høy og om den forvrengningskarakteren låter bra eller ikke på disse høyttalerne. Parallellkoblede LM4780 vil gi lavere støy og snillere forvrengningssignatur, mens brokoblede vil gi lavere forvrengningsnivå i absolutte verdier. Må prøves for å vite noe sikkert. NCore ser ut som et sikrere stikk, men det blir grisedyrt med 12 stk når jeg ikke trenger all den effekten. Det hadde selvsagt også vært mulig å bygge noen små klasse-A-forsterkere tilpasset de aktuelle effektnivåene, men da blir varmeutvikling og varmetransport et seriøst problem med 12 forsterkerkanaler tilsammen. Kanskje svaret blir en hybrid med små klasse-A-forsterkere for diskant og mellomtone, og noe annet for bassene. Time will show.
Sånn tenkte ihverfall jeg med disse databladene foran meg. Men de tallene som oppgis av produsent for en typisk effektforsterker som du kan kjøpe ferdigmontert i butikk er nesten bare til dekorasjon i brosjyren. Det er bare ikke nok informasjon til å bruke til noe som helst. Det må bedre data til, eksempelvis sånt som John Atkinson måler i Stereophile. Da er det igjen mulig å grovsortere, i det minste.
