hARt Lab Tune Three

Με βάση τις τυπικές προδιαγραφές, με όριο παραμόρφωσης το 3% (παραδοσιακή επιλογή όταν το κύκλωμα περιλαμβάνει λυχνίες), ο Tune Three εμφανίζεται μάλλον μικρός σε ισχύ, αποδίδοντας 37Wrms/8Ω και 69Wrms/4Ω. Φυσικά, έχουμε να κάνουμε με μια μαγική εικόνα καθώς, σε αυτό το όριο, το στάδιο εξόδου βρίσκεται πολύ μακρυά από το όριο του ψαλιδισμού, κάτι που δεν εκπλήσσει, αν βάλεις στο κάδρο το τροφοδοτικό και τον αριθμό των ημιαγωγών. Αυτό που συμβαίνει, εδώ, οφείλεται στην βασική ιδέα της hARt, η οποία θέλει έναν ισχυρό ενισχυτή με ήχο λυχνίας. Με την διπλοτρίοδο να λειτουργεί χωρίς ανάδραση (και με LED-biasing), όλη -ή σχεδόν όλη- η παραμόρφωση οφείλεται στο στάδιο τάσης του ενισχυτή και όχι στο στάδιο εξόδου (κάτι που συμβαίνει σπανίως στις συμβατικές σχεδιάσεις). Αν προσεγγίσεις τον ψαλιδισμό “με το μάτι”, δηλαδή παρακολουθώντας την έξοδο με τον παλμογράφο, οι επιδόσεις εκτινάσσονται. Ο Tune Three απέδωσε 162Wrms με φορτίο 8Ω και 275Wrms με φορτίο 4Ω. Με συντελεστή αύξησης 1,7, είναι προφανές ότι έχουμε να κάνουμε με ενισχυτή που έχει σημαντικά αποθέματα ισχύος και μπορεί να οδηγήσει δύσκολα ηχεία σε υψηλές στάθμες (και μέτριους/μεγάλους χώρους). Ο συντελεστής απόσβεσης υπολογίστηκε κοντά στο 34, αφήνοντας υποσχέσεις για μικρή επίδραση του φορτίου στην απόκριση του συστήματος.
Οι στατικές μετρήσεις παραμόρφωσης επιβεβαιώνουν την άποψη ότι το στάδιο ενίσχυσης της τάσης επιβάλλει τις επιδόσεις του στο στάδιο εξόδου. Η αρμονική παραμόρφωση και το σύνολο αρμονικής παραμόρφωσης και θορύβου παραμένουν στην περιοχή 1-2% με μικρή διαφοροποίηση σε συνάρτηση με την συχνότητα (καθώς δεν υπάρχει ανάδραση που βελτιώνει τις επιδόσεις με προοδευτική μείωση της επίδρασης στην περιοχή των υψηλών συχνοτήτων, όπως συμβαίνει συνήθως), αλλά, επίσης, μικρή διαφοροποίηση σε συνάρτηση με το φορτίο. Έτσι, για φορτίο 8Ω μετρήσαμε 1,7% και 1,8% THD+Ν αντιστοίχως για σήματα 1kHz και 10κHz ενώ με φορτίο 4Ω οι αντίστοιχες τιμές ήταν 1,5% και 1,7%. Η ασυνήθιστη συμπεριφορά των καλύτερων επιδόσεων στα 4Ω, εν συγκρίσει με τα 8Ω, επίσης δικαιολογείται από την δομή του ενισχυτή: Για να αποδώσει το 1/3 της μέγιστης ισχύος σε φορτίο 4Ω, το στάδιο εξόδου (με κέρδος 1, τυπικώς) απαιτεί μικρότερη στάθμη εξόδου από τον ενισχυτή τάσης, επομένως, αυτός εισάγει μικρότερες παραμορφώσεις. Παρόμοια συμπεριφορά είδαμε και στην μέτρηση της ενδοδιαμόρφωσης η οποία κινήθηκε στα ίδια επίπεδα (1,27% και 1,18% κατά SMPTE για τα 8Ω και τα 4Ω αντιστοίχως.
O λόγος σήματος προς θόρυβο κινήθηκε σε καλά επίπεδα (-74dBr(A)), με αναφορά το 1Wrms/8Ω) και ο θόρυβος από την τροφοδοσία βρέθηκε στην περιοχή των 700μVrms, δικαιώνοντας τις επιλογές της hARt στα τροφοδοτικά.
Το φάσμα της εξόδου με σήμα 1kHz, φορτίο 8Ω και στάθμη αναφοράς το 1/3 της μέγιστης ισχύος, περιλαμβάνει μια χαρακτηριστικά ισχυρή δεύτερη αρμονική (στην περιοχή των -35dBr) και μια αρκετά ομαλή ακολουθία ανώτερων αρμονικών, οι οποίες πέφτουν κάτω από τα -80dBr μετά την τέταρτη αρμονική και κάτω από τα -100dBr πάνω από την όγδοη.
Με φορτίο 4Ω, η εικόνα είναι λίγο διαφορετική, με την ακολουθία των αρμονικών να μειώνεται σε στάθμη με χαμηλότερο ρυθμό.

Το φάσμα του θορύβου (χωρίς σήμα στην είσοδο, με αναφορά το 1Wrms/8Ω) έχει εμφανή ίχνη των 50/100Hz και των υποπροϊόντων τους, με το σύνολο των ευρημάτων να βρίσκεται κάτω από τα -80dBr με τάσεις γρήγορης εξασθένησης πάνω από το 1kHz. Ο ενισχυτής δεν δείχνει να “μαζεύει” θόρυβο υψηλών συχνοτήτων από το περιβάλλον (ή από το ψηφιακό σύστημα ελέγχου του) καθώς όλες οι αιχμές πάνω από τα 20kHz βρίσκονται κάτω από τα -100dBr.
Το φάσμα της ενδοδιαμόρφωσης με φορτίο 8Ω χαρακτηρίζεται από μια ισχυρή συνιστώσα πρώτης τάξης (1kHz), στα -40dBr περίπου, με τις συνιστώσες τρίτης και πέμπτης τάξης να βρίσκονται γύρω από τα -60 και -75dBr αντιστοίχως.

Όταν το φορτίο του ενισχυτή γίνει 4Ω, η πρώτη τάξη μειώνεται, φθάνοντας τα -45dBr περίπου αλλά αυξάνονται οι στάθμες σε όλες τις συνιστώσες ανώτερης τάξης, με τον ενισχυτή να φαίνεται πολύ πιο “ζωηρός”.
Με ωμικό φορτίο στην έξοδο, η απόκριση του ενισχυτή είναι επίπεδη, με ήπιες τάσεις αποκοπής που ξεκινούν από τα 100Hz περίπου χαμηλά και την συνολική αποκοπή να μην ξεπερνά το 1,5dBr στα 10Hz. Ψηλά, η απόκριση είναι εκτεταμένη και στο όριο της μέτρησης (60kHz) η εξασθένηση είναι πολύ μικρότερη του 0,5dBr. Η ισορροπία των καναλιών είναι πολύ καλή, με διαφορές που βρίσκονται στην περιοχή του 0,3dB. Όταν το φορτίο γίνει σύνθετο, η απόκριση δεν εμφανίζει σημαντικές αποκλίσεις, κάτι λογικό με δεδομένο τον συντελεστή απόσβεσης.

Τα διαγράμματα της παραμόρφωσης (THD+N) σε συνάρτηση με την συχνότητα δεν κρύβουν εκπλήξεις με βάση τις ιδιότητες του κυκλώματος όπως τις έχουμε καταλάβει. Με φορτίο 8Ω, ο ενισχυτής κινείται στην περιοχή του 0,5% για πολύ χαμηλή ισχύ (1Wrms), με τις τιμές να αυξάνονται στην περιοχή του 1,5% για ισχύ 10Wrms και στην περιοχή του 1/3 της μέγιστης ισχύος. Στο 1/3 της ισχύος με αναφορά το πραγματικό clipping στην έξοδο, η παραμόρφωση είναι κοντά στο 4%.
Με φορτίο 4Ω, οι επιδόσεις είναι καλύτερες (όπως και στην στατική μέτρηση). Για ισχύ 1W/4Ω η έξοδος κινείται στην περιοχή του 0,3%, με εμφανείς τάσεις αύξησης πάνω από τα 3kHz περίπου, στα 10Wrms βρίσκεται στην περιοχή του 1%. Η παραμόρφωση δεν αλλάζει σημαντικά σε υψηλές τιμές ισχύος.

Το διάγραμμα μεταβολής της παραμόρφωσης σε συνάρτηση με την ισχύ και το φορτίο δείχνει με τον καλύτερο τρόπο την φιλοσοφία του ενισχυτή: Εδώ, δεν υπάρχει σημείο που να σηματοδοτεί την αρχή της υπερφόρτωσης αλλά μια σχετικώς ομαλή (όχι γραμμική, ο κατακόρυφος άξονας είναι λογαριθμικός), συνεχή τάση αύξησης της παραμόρφωσης. Τυπικά, για 3% THD+N, ο ενισχυτής βρίσκεται στην περιοχή των 30/60W για φορτία 8/4Ω αλλά, ήδη, γνωρίζουμε ότι το 3% δεν απεικονίζει συνθήκες ψαλιδισμού, στην συγκεκριμένη περίπτωση!
Μια περισσότερο τολμηρή μέτρηση δείχνει ότι ο Tune Three μπορεί να ξεπεράσει άνετα τα 200Wrms, ανεξαρτήτως φορτίου, αρκεί να είσαι... ελαστικός με την παραμόρφωση η οποία μπορεί να ξεπεράσει το 6% χωρίς συμβατικά ίχνη υπερφόρτωσης (δηλαδή απότομη αύξηση της παραμόρφωσης)! H hARt έχει άποψη και αυτό φαίνεται στις καμπύλες...

Η απόκριση σε τετραγωνικό σήμα είναι πολύ ομαλή, χωρίς προβλήματα στην μεταβατική συμπεριφορά. Ο χρόνος ανόδου υπολογίστηκε στα 1,7μs και ο ρυθμός ανύψωσης στα 26V/μs, επίδοση πολύ υψηλότερη από την ελάχιστη απαιτούμενη για τις συγκεκριμένες συνθήκες μέτρησης (0,14V/μs περίπου).