Classe D vs amplificatori lineari: confronto tra NAD M23, Axiom Audio A1400-8 e Classé CT-2300

Introduzione

L’amplificazione in classe D è stata per anni liquidata come tecnologia da car audio e da impieghi per subwoofer. Quella reputazione non ha tenuto il passo con le misurazioni. I moderni progetti in classe D raggiungono ora livelli di distorsione e rumore che una volta erano territorio esclusivo di amplificatori lineari grandi e molto caldi, e lo fanno dentro un telaio che si solleva con una mano sola.

Questo confronto prende in esame tre amplificatori che si collocano in punti diversi di quella evoluzione. Il NAD M23 è un progetto in classe D basato su Purifi, dichiarato per 200 W su 8 ohm e 380 W su 4 ohm. L’Axiom Audio A1400-8 è un amplificatore in classe D a otto canali di oltre un decennio fa, dichiarato per un reale 200 W per canale con tutti i canali pilotati. Il Classé CT-2300 è un amplificatore lineare che mostra ciò che un progetto tradizionale realizzato con cura può ancora ottenere.

Una cosa va detta subito: la classe D non è automaticamente l’opzione più economica. La tecnologia alla base di un amplificatore in classe D ben costruito, e in particolare il suo alimentatore switching, ha un costo reale.

Come sono stati valutati questi amplificatori

Ogni amplificatore è stato misurato allo stesso modo, così i numeri si possono leggere a confronto diretto.

• Spettri FFT a 1 kHz, rilevati a 1 W e poi alla potenza nominale, per mostrare la struttura armonica a entrambi gli estremi del range operativo.
• Sweep di potenza in funzione della distorsione, per rivelare dove la distorsione inizia a salire con l’aumentare dell’uscita.
• Rapporto segnale-rumore misurato a 1 W, che mette su un piano di parità amplificatori con potenze nominali molto diverse. Come guida approssimativa, 80 dB a 1 W è buono, oltre 90 dB è molto buono, e 100 dB o più è eccezionale.
• Risposta in frequenza misurata senza carico, con 8 ohm e con 4 ohm, per verificare l’invarianza rispetto al carico.

L’invarianza rispetto al carico merita una nota a parte. Un amplificatore che cambia la propria risposta in frequenza a seconda dell’impedenza del diffusore collegato non è trasparente, perché colora ogni diffusore in modo diverso. I migliori amplificatori lineari conservano questo vantaggio da anni, ed è la singola misurazione in cui i vecchi progetti in classe D sono più spesso rimasti indietro. Per contesto, un amplificatore lineare fortemente polarizzato dal prezzo di circa 11.000 $ misurava in modo molto pulito sotto i 100 W ma mostrava distorsione crescente verso i suoi limiti e un rapporto segnale-rumore di 88 dB a 1 W.

Il NAD M23 e la piattaforma classe D Purifi

Il NAD M23 utilizza un modulo in classe D Purifi ed è dichiarato per 200 W su 8 ohm e 380 W su 4 ohm con due canali pilotati. La sua distorsione è così bassa che l’allestimento di misura stesso è diventato il fattore limitante: i cavi di test hanno dovuto essere accorciati e le pinze a coccodrillo magnetiche rimosse, perché l’induttanza di quelle pinze aggiungeva una distorsione che l’amplificatore non aveva.

A 1 W, lo spettro a 1 kHz non mostra alcun residuo misurabile, il risultato a un watt più pulito registrato da qualsiasi amplificatore, a prescindere dal prezzo. Alla piena potenza nominale di 200 W, la terza armonica si colloca 113 dB sotto la fondamentale, che è al limite del rumore di fondo di un analizzatore audio di alta gamma. Nelle stesse condizioni di test, la maggior parte dei progetti lineari in classe A/B si attesta circa 30-40 dB peggio.

La risposta in frequenza è identica senza carico, con 8 ohm e con 4 ohm, il che lo rende un progetto realmente invariante rispetto al carico. Il merito va a un’impedenza di uscita molto bassa e a un anello di retroazione strettamente controllato. Il rapporto segnale-rumore raggiunge 103 dB a 1 W, un valore difficile da inquadrare senza sentire quanto diventa silenzioso il fondo.

Purifi non è l’unica famiglia di moduli ad alte prestazioni sul mercato, dato che i moduli Hypex, Pascal e ICE sono costruiti con obiettivi simili, ma Purifi è probabilmente l’opzione con la distorsione più bassa tra loro.

Il lato pratico conta altrettanto. L’M23 si vende sotto i 4.000 $, si solleva con una mano e non si scalda durante l’uso.

L’Axiom Audio A1400-8 e i primi progetti in classe D

L’Axiom Audio A1400-8 è arrivato più di un decennio fa e merita credito per l’ambizione. È un amplificatore in classe D a otto canali, dichiarato per un reale 200 W per canale con tutti i canali pilotati, che all’epoca era una proposta seria in termini di densità di canali.

Le misurazioni mostrano dove il progetto ha ceduto terreno. A 1 kHz e a piena potenza, lo spettro presenta una sostanziale espansione armonica, con la terza armonica circa 80-85 dB sotto la fondamentale e un gruppo di residui sopra i 10 kHz. Lo sweep di potenza è più rivelatore: la distorsione sale ripidamente oltre circa 10 W, anche se resta nell’ordine dello 0,02%, un livello che non sarebbe udibile al di fuori delle condizioni di laboratorio.

Le prestazioni di rumore sono davvero rispettabili. L’A1400-8 ha misurato 80 dB di rapporto segnale-rumore a 1 W, il che lo colloca nello stesso territorio di un buon progetto lineare in classe A/B.

Il problema più grande è l’invarianza rispetto al carico. La risposta in frequenza cambiava con il carico collegato, mostrando un picco visibile, e l’amplificatore era più adatto a diffusori da 4 ohm che a quelli da 8 ohm. Ciò significa che lo stesso amplificatore può far suonare diversi due diffusori in modo diverso, che è l’opposto della trasparenza. Resta un esempio istruttivo di quanto la tecnologia si sia evoluta da allora.

Il Classé CT-2300 come progetto lineare ben realizzato

Il Classé CT-2300 è un amplificatore lineare, e mostra quanto possa offrire un progetto tradizionale ben messo a punto. Pesa circa la metà dell’amplificatore lineare fortemente polarizzato con cui viene confrontato, pur offrendo una potenza di uscita simile.

Il suo spettro a 1 kHz colloca la terza armonica circa 85 dB sotto la fondamentale senza artefatti ad alta frequenza degni di nota, un risultato più pulito del progetto in classe D a otto canali visto sopra. Lo sweep di potenza in funzione della distorsione è il punto forte: la distorsione resta costante a circa lo 0,004% fino al ginocchio della curva, appena prima del clipping. La risposta in frequenza è rimasta la stessa indipendentemente dal carico del diffusore collegato, che è esattamente ciò che si paga in un progetto lineare di fascia alta.

Il rapporto segnale-rumore ha misurato 92-93 dB su un canale e 94 dB sull’altro a 1 W, un risultato molto silenzioso. Qui va fatta una precisazione: il tono a 1 kHz nello spettro appare leggermente più largo del dovuto perché al momento della misurazione è stato usato un basso tasso di campionamento, quindi quel particolare grafico va letto tenendo conto di ciò.

Ciò che questo amplificatore dimostra è che i progetti lineari stabiliscono ancora un alto standard per stabilità di carico e bassa distorsione. I compromessi sono fisici più che elettrici: più peso, più calore e un telaio più grande a parità di numero di canali.

Efficienza, calore e numero di canali nei sistemi moderni

La classe D funziona con un’efficienza del 90-95 per cento, mentre un progetto in classe A/B arriva forse al 60-70 per cento a piena potenza e considerevolmente meno a uscita inferiore. La differenza si manifesta sotto forma di calore, ed è il calore il motivo per cui gli amplificatori lineari richiedono grandi dissipatori, telai pesanti e un’adeguata ventilazione. Un amplificatore in classe D di potenza comparabile resta fresco e leggero.

Questo conta più che mai man mano che i sistemi audio immersivi crescono. Quando una stanza richiede 11, 13, 16 o addirittura fino a 32 diffusori, l’amplificazione lineare diventa impraticabile, perché la densità di canali semplicemente non c’è. La classe D rende quei sistemi realistici in un modo che un rack di grandi telai lineari non può.

Vale la pena sfatare un mito: la classe D non è automaticamente economica. Un alimentatore switching silenzioso, efficiente e affidabile costa davvero denaro da costruire, e gli alimentatori economici spesso si guastano presto. Chi confronta i prezzi dovrebbe guardare all’alimentatore e alla topologia della retroazione, non solo al nome del modulo sulla scheda tecnica.

Nel scegliere tra questi approcci, tre domande fanno la maggior parte del lavoro. Quanti canali ti servono? Quanto è difficile il carico del diffusore, e l’amplificatore resta stabile e coerente su di esso? E quanto calore e peso possono tollerare la stanza e il rack? Rispondi onestamente e la scelta di solito diventa ovvia.

Conclusione

Tre amplificatori, tre risposte diverse. Il NAD M23 mostra a che punto è arrivata la classe D: distorsione al limite di apparecchiature di misura di alta gamma, comportamento invariante rispetto al carico, un rapporto segnale-rumore di 103 dB a 1 W e un telaio che resta fresco e leggero. L’Axiom Audio A1400-8 mostra quanto la tecnologia sia progredita e quanto conti l’invarianza rispetto al carico nell’uso quotidiano. Il Classé CT-2300 mostra che un progetto lineare ben realizzato resta un riferimento per distorsione piatta e comportamento stabile su carichi diversi.

Per chiunque costruisca o aggiorni un sistema oggi, i filtri utili sono il rumore di fondo, la stabilità di carico e il numero di canali. I moderni progetti in classe D soddisfano ora tutti e tre, e nelle stanze multicanale sono spesso l’unica via praticabile. Gli amplificatori lineari si guadagnano ancora il loro posto nei sistemi a due canali, ma il presupposto che siano automaticamente più trasparenti non regge più.