Klasse D versus lineaire versterkers: NAD M23, Axiom Audio A1400-8 en Classé CT-2300 vergeleken

Inleiding

Klasse D-versterking werd jarenlang afgedaan als autotechnologie en subwooferwerk. Die reputatie is de metingen niet bijgehouden. Moderne klasse D-ontwerpen halen nu vervormings- en ruiscijfers die ooit het exclusieve domein waren van grote, warm wordende lineaire versterkers, en dat in een behuizing die je met één hand kunt optillen.

Deze vergelijking bekijkt drie versterkers die op verschillende punten van die tijdlijn staan. De NAD M23 is een op Purifi gebaseerd klasse D-ontwerp met 200 W in 8 ohm en 380 W in 4 ohm. De Axiom Audio A1400-8 is een achtkanaals klasse D-versterker van meer dan tien jaar geleden, met een echte 200 W per kanaal bij alle kanalen tegelijk aangestuurd. De Classé CT-2300 is een lineaire versterker die laat zien wat een zorgvuldige uitvoering van een traditioneel ontwerp nog altijd kan bereiken.

Eén ding is het waard vooraf te zeggen: klasse D is niet automatisch de goedkopere optie. De technologie achter een goed gebouwde klasse D-versterker, en vooral de schakelende voeding, brengt reële kosten met zich mee.

Hoe deze versterkers werden beoordeeld

Elke versterker hier werd op dezelfde manier gemeten, zodat de cijfers naast elkaar te lezen zijn.

• FFT-spectra bij 1 kHz, genomen bij 1 W en opnieuw bij het nominale vermogen, om de harmonische structuur aan beide uiteinden van het werkbereik te tonen.
• Vermogen-versus-vervormingssweeps, om te laten zien waar de vervorming begint te stijgen naarmate het uitgangsvermogen toeneemt.
• Signaal-ruisverhouding gemeten bij 1 W, wat versterkers met zeer verschillende vermogens op gelijke voet zet. Als ruwe richtlijn: 80 dB bij 1 W is goed, boven 90 dB is zeer goed en 100 dB of meer is uitzonderlijk.
• Frequentieresponsie gemeten zonder belasting, met 8 ohm en met 4 ohm, om de belastingsinvariantie te testen.

Belastingsinvariantie verdient een eigen opmerking. Een versterker die zijn frequentieresponsie verandert afhankelijk van de impedantie van de aangesloten luidspreker is niet transparant, want hij kleurt elke luidspreker anders. De beste lineaire versterkers hebben dit voordeel jarenlang behouden, en het is de enkele meting waarop oudere klasse D-ontwerpen het vaakst te kort schoten. Voor de context: een zwaar gebiaste lineaire versterker van rond de $11.000 mat zeer schoon onder 100 W, maar vertoonde stijgende vervorming richting zijn limieten en een signaal-ruisverhouding van 88 dB bij 1 W.

NAD M23 en het Purifi klasse D-platform

De NAD M23 gebruikt een Purifi klasse D-module en is gespecificeerd op 200 W in 8 ohm en 380 W in 4 ohm bij twee kanalen aangestuurd. De vervorming is zo laag dat de meetopstelling zelf de beperkende factor werd: meetkabels moesten worden ingekort en magnetische krokodillenklemmen verwijderd, omdat de inductie in die klemmen vervorming toevoegde die de versterker niet had.

Bij 1 W toont het 1 kHz-spectrum helemaal geen meetbare residuen, het schoonste resultaat bij één watt dat ooit van welke versterker dan ook, ongeacht de prijs, is vastgelegd. Bij het volledige nominale vermogen van 200 W ligt de derde harmonische 113 dB onder de grondtoon, wat op de ruisvloerlimiet van een hoogwaardige audio-analysator zit. Onder dezelfde testomstandigheden komen de meeste lineaire klasse A/B-ontwerpen ongeveer 30 tot 40 dB slechter uit.

De frequentieresponsie is identiek zonder belasting, met 8 ohm en met 4 ohm, wat dit een echt belastingsinvariant ontwerp maakt. De eer gaat naar een zeer lage uitgangsimpedantie en een strak geregelde terugkoppellus. De signaal-ruisverhouding bereikt 103 dB bij 1 W, een cijfer dat moeilijk in perspectief te plaatsen is zonder te horen hoe stil de achtergrond wordt. Purifi is niet de enige familie hoogwaardige modules op de markt, want Hypex-, Pascal- en ICE-modules zijn met vergelijkbare doelen gebouwd, maar Purifi is er waarschijnlijk de optie met de laagste vervorming.

De praktische kant is net zo belangrijk. De M23 kost minder dan $4.000, is met één hand op te tillen en wordt tijdens gebruik niet heet.

Axiom Audio A1400-8 en vroeg klasse D-ontwerp

De Axiom Audio A1400-8 verscheen meer dan tien jaar geleden en verdient credit voor zijn ambitie. Het is een achtkanaals klasse D-versterker met een echte 200 W per kanaal bij alle kanalen aangestuurd, wat destijds een serieuze kanaaldichtheid was.

De metingen laten zien waar het ontwerp terrein prijsgaf. Bij 1 kHz en vol vermogen draagt het spectrum een aanzienlijke harmonische spreiding, met de derde harmonische ongeveer 80 tot 85 dB onder de grondtoon en een cluster residuen boven 10 kHz. De vermogenssweep is onthullender: de vervorming stijgt steil boven ongeveer 10 W, al blijft die in de buurt van 0,02%, een niveau dat buiten laboratoriumomstandigheden niet hoorbaar zou zijn.

De ruisprestaties zijn echt respectabel. De A1400-8 mat 80 dB signaal-ruis bij 1 W, wat hem in hetzelfde gebied plaatst als een goed lineair klasse A/B-ontwerp.

Het grotere probleem is de belastingsinvariantie. De frequentieresponsie veranderde met de aangesloten belasting, met zichtbare pieken, en de versterker was beter geschikt voor 4-ohm-luidsprekers dan voor 8-ohm-exemplaren. Dat betekent dat dezelfde versterker twee verschillende luidsprekers anders kan laten klinken, het tegenovergestelde van transparantie. Het blijft een leerzaam voorbeeld van hoeveel de technologie sindsdien is opgeschoven.

Classé CT-2300 als een goed uitgevoerd lineair ontwerp

De Classé CT-2300 is een lineaire versterker, en hij laat zien hoeveel een goed afgestemd traditioneel ontwerp kan leveren. Hij weegt ongeveer half zoveel als de zwaar gebiaste lineaire versterker waarmee hij wordt vergeleken, terwijl hij een vergelijkbaar uitgangsvermogen biedt.

Zijn 1 kHz-spectrum plaatst de derde harmonische ongeveer 85 dB onder de grondtoon zonder noemenswaardige hoogfrequente artefacten, een schoner resultaat dan het achtkanaals klasse D-ontwerp hierboven. De sweep van vermogen versus vervorming is het hoogtepunt: de vervorming blijft constant op ongeveer 0,004% helemaal tot aan de knik in de curve vlak voor het clippen. De frequentieresponsie bleef hetzelfde ongeacht de aangesloten luidsprekerbelasting, precies waar kopers in een hoogwaardig lineair ontwerp voor betalen.

De signaal-ruisverhouding mat 92 tot 93 dB op het ene kanaal en 94 dB op het andere bij 1 W, een zeer stil resultaat. Eén voorbehoud hoort hier: de 1 kHz-toon in het spectrum ziet er iets dikker uit dan zou moeten, omdat bij de meting een lage bemonsteringsfrequentie is gebruikt, dus die specifieke grafiek moet met dat in gedachten worden gelezen.

Wat deze versterker aantoont, is dat lineaire ontwerpen nog steeds een hoge lat leggen voor belastingsstabiliteit en lage vervorming. De compromissen zijn fysiek eerder dan elektrisch: meer gewicht, meer warmte en een grotere behuizing voor hetzelfde kanaalaantal.

Efficiëntie, warmte en kanaalaantal in moderne systemen

Klasse D werkt met een efficiëntie van 90 tot 95 procent, terwijl een klasse A/B-ontwerp op vol vermogen misschien 60 tot 70 procent haalt en bij lager uitgangsvermogen aanzienlijk minder. Het verschil komt tot uiting als warmte, en warmte is de reden waarom lineaire versterkers grote koelichamen, zware behuizingen en royale ventilatie nodig hebben. Een klasse D-versterker met vergelijkbaar uitgangsvermogen blijft koel en blijft licht.

Dat is belangrijker dan ooit nu immersieve audiosystemen groeien. Zodra een ruimte 11, 13, 16 of zelfs tot 32 luidsprekers nodig heeft, wordt lineaire versterking onpraktisch, omdat de kanaaldichtheid er simpelweg niet is. Klasse D maakt die systemen realistisch op een manier die een rack vol grote lineaire behuizingen niet kan.

Eén mythe is het waard op te helderen: klasse D is niet automatisch goedkoop. Een schakelende voeding die stil, efficiënt en betrouwbaar is, kost echt geld om te bouwen, en goedkope voedingen begeven het vaak vroegtijdig. Kopers die prijzen vergelijken, moeten naar de voeding en de terugkoppelingstopologie kijken, niet alleen naar de modulenaam op het specificatieblad.

Bij het kiezen tussen deze benaderingen doen drie vragen het meeste werk. Hoeveel kanalen heb je nodig? Hoe moeilijk is de luidsprekerbelasting, en blijft de versterker daarbij stabiel en consistent? En hoeveel warmte en gewicht kunnen de ruimte en het rack verdragen? Beantwoord die eerlijk en de keuze wordt meestal vanzelf duidelijk.

Conclusie

Drie versterkers, drie verschillende antwoorden. De NAD M23 laat zien waar klasse D is aangekomen: vervorming op de grens van hoogwaardige testapparatuur, belastingsinvariant gedrag, een signaal-ruisverhouding van 103 dB bij 1 W en een behuizing die koel en licht blijft. De Axiom Audio A1400-8 laat zien hoe ver de technologie is gekomen, en hoeveel belastingsinvariantie in het dagelijks gebruik uitmaakt. De Classé CT-2300 laat zien dat een goed uitgevoerd lineair ontwerp een referentie blijft voor vlakke vervorming en stabiel gedrag bij verschillende belastingen.

Voor wie vandaag een systeem bouwt of upgradet, zijn de nuttige filters de ruisvloer, de belastingsstabiliteit en het kanaalaantal. Moderne klasse D-ontwerpen voldoen nu aan alle drie, en in meerkanaalsruimtes zijn ze vaak de enige praktische route. Lineaire versterkers verdienen hun plaats nog steeds in tweekanaalssystemen, maar de aanname dat ze automatisch transparanter zijn, houdt geen stand meer.