Klass D vs linjära förstärkare: NAD M23, Axiom Audio A1400-8 och Classé CT-2300 jämförda

Introduktion

Klass D-förstärkning avfärdades i åratal som bilstereoteknik och basförstärkeri. Det ryktet har inte hunnit ikapp mätningarna. Moderna klass D-konstruktioner når nu distorsions- och brusnivåer som en gång var förbehållna stora, varma linjära förstärkare, och de gör det i ett chassi du kan lyfta med en hand.

Den här jämförelsen tittar på tre förstärkare som befinner sig på olika punkter på den tidslinjen. NAD M23 är en Purifi-baserad klass D-konstruktion klassad till 200 W i 8 ohm och 380 W i 4 ohm. Axiom Audio A1400-8 är en åttakanalig klass D-förstärkare från mer än ett decennium tillbaka, klassad till äkta 200 W per kanal med alla kanaler drivna. Classé CT-2300 är en linjär förstärkare som visar vad noggrant utförande av en traditionell konstruktion fortfarande kan åstadkomma.

En sak bör sägas direkt: klass D är inte automatiskt det billigare alternativet. Tekniken bakom en välbyggd klass D-förstärkare, och särskilt dess switchade nätaggregat, medför verkliga kostnader.

Hur dessa förstärkare utvärderades

Varje förstärkare här mättes på samma sätt, så siffrorna kan läsas sida vid sida.

• FFT-spektra vid 1 kHz, tagna vid 1 W och igen vid angiven effekt, för att visa övertonsstruktur vid båda ändarna av arbetsområdet.
• Effekt mot distorsion-svep, för att avslöja var distorsionen börjar stiga när uteffekten ökar.
• Signal-brusförhållande mätt vid 1 W, vilket ställer förstärkare med mycket olika effektklassning på samma fot. Som en grov riktlinje är 80 dB vid 1 W bra, över 90 dB är mycket bra och 100 dB eller mer är exceptionellt.
• Frekvensgång mätt utan last, med 8 ohm och med 4 ohm, för att testa lastinvarians.

Lastinvarians förtjänar en egen kommentar. En förstärkare som ändrar sin frekvensgång beroende på impedansen hos högtalaren som är ansluten till den är inte transparent, eftersom den färgar varje högtalare olika. De bästa linjära förstärkarna har hållit denna fördel i åratal, och det är den enskilda mätning där äldre klass D-konstruktioner oftast kom till kort. För kontext: en kraftigt biaserad linjär förstärkare prissatt till runt 11 000 USD mätte mycket rent under 100 W men visade stigande distorsion mot sina gränser och ett signal-brusförhållande på 88 dB vid 1 W.

NAD M23 och Purifi-plattformen för klass D

NAD M23 använder en Purifi klass D-modul och är klassad till 200 W i 8 ohm och 380 W i 4 ohm med två kanaler drivna. Dess distorsion är tillräckligt låg för att själva mätuppställningen blev den begränsande faktorn: testkablar måste kortas och magnetiska krokodilklämmor tas bort, eftersom induktansen i dessa klämmor tillförde distorsion som förstärkaren inte gjorde.

Vid 1 W visar 1 kHz-spektrumet inga mätbara residualer alls, det renaste ett-wattsresultat som registrerats från någon förstärkare oavsett pris. Vid full angiven effekt på 200 W ligger tredje övertonen 113 dB under grundtonen, vilket är vid brusgolvsgränsen för en högkvalitativ ljudanalysator. Under samma testförhållanden hamnar de flesta linjära klass A/B-konstruktioner ungefär 30 till 40 dB sämre.

Frekvensgången är identisk utan last, med 8 ohm och med 4 ohm, vilket gör detta till en genuint lastinvariant konstruktion. Äran går till en mycket låg utimpedans och en hårt kontrollerad återkopplingsslinga. Signal-brusförhållandet når 103 dB vid 1 W, en siffra som är svår att sätta i perspektiv utan att höra hur tyst bakgrunden blir. Purifi är inte den enda familjen av högpresterande moduler på marknaden, eftersom Hypex-, Pascal- och ICE-moduler är byggda mot liknande mål, men Purifi är sannolikt det alternativ med lägst distorsion bland dem.

Den praktiska sidan är precis lika viktig. M23 säljs för under 4 000 USD, kan lyftas med en hand och blir inte varm vid användning.

Axiom Audio A1400-8 och tidig klass D-konstruktion

Axiom Audio A1400-8 kom för mer än ett decennium sedan och förtjänar beröm för sin ambition. Det är en åttakanalig klass D-förstärkare klassad till äkta 200 W per kanal med alla kanaler drivna, vilket var ett seriöst kanaltäthetsförslag på sin tid.

Mätningarna visar var konstruktionen gav vika. Vid 1 kHz och full effekt har spektrumet en betydande övertonsspridning, med tredje ordningens överton ungefär 80 till 85 dB under grundtonen och ett kluster av residualer över 10 kHz. Effektsvepet är mer avslöjande: distorsionen stiger brant över cirka 10 W, även om den stannar i området 0,02 %, en nivå som inte skulle vara hörbar utanför laboratorieförhållanden.

Brusprestandan är genuint respektabel. A1400-8 mätte 80 dB signal-brus vid 1 W, vilket placerar den i samma territorium som en bra linjär klass A/B-konstruktion.

Det större problemet är lastinvarians. Frekvensgången ändrades med den anslutna lasten och visade synlig toppning, och förstärkaren var bättre lämpad för 4-ohmshögtalare än för 8-ohmshögtalare. Det betyder att samma förstärkare kan få två olika högtalare att låta olika, vilket är motsatsen till transparens. Den förblir ett lärorikt exempel på hur mycket tekniken har rört sig sedan dess.

Classé CT-2300 som en välutförd linjär konstruktion

Classé CT-2300 är en linjär förstärkare, och den visar hur mycket en välordnad traditionell konstruktion kan leverera. Den väger ungefär hälften så mycket som den kraftigt biaserade linjära förstärkare den jämförs mot, samtidigt som den erbjuder liknande uteffekt.

Dess 1 kHz-spektrum placerar tredje ordningens överton ungefär 85 dB under grundtonen utan anmärkningsvärda högfrekevensartefakter, ett renare resultat än den åttakanaliga klass D-konstruktionen ovan. Effekt mot distorsion-svepet är det utmärkande: distorsionen håller sig konstant vid cirka 0,004 % hela vägen till kurvans knä precis före klippning. Frekvensgången förblev densamma oavsett vilken högtalarlast som anslöts, vilket är precis vad köpare betalar för i en high-end linjär konstruktion.

Signal-brusförhållandet mätte 92 till 93 dB på en kanal och 94 dB på den andra vid 1 W, ett mycket tyst resultat. En varning hör hit: 1 kHz-tonen i spektrumet ser något fetare ut än den borde eftersom en låg samplingsfrekvens användes när mätningen gjordes, så just den plotten bör läsas med det i åtanke.

Vad denna förstärkare demonstrerar är att linjära konstruktioner fortfarande sätter en hög ribba för laststabilitet och låg distorsion. Avvägningarna är fysiska snarare än elektriska: mer vikt, mer värme och ett större chassi för samma antal kanaler.

Effektivitet, värme och antal kanaler i moderna system

Klass D körs vid 90 till 95 procents effektivitet, medan en klass A/B-konstruktion klarar kanske 60 till 70 procent vid full effekt och betydligt mindre vid lägre uteffekt. Skillnaden visar sig som värme, och värme är anledningen till att linjära förstärkare behöver stora kylflänsar, tunga chassin och generös ventilation. En klass D-förstärkare med jämförbar uteffekt förblir sval och förblir lätt.

Det spelar större roll än någonsin när immersiva ljudsystem växer. När ett rum behöver 11, 13, 16 eller till och med upp till 32 högtalare blir linjär förstärkning opraktisk, eftersom kanaltätheten helt enkelt inte finns där. Klass D gör dessa system realistiska på ett sätt som ett rack med stora linjära chassin inte kan.

En myt är värd att rensa upp: klass D är inte automatiskt billigt. Ett switchat nätaggregat som är tyst, effektivt och pålitligt kostar verkliga pengar att bygga, och billiga aggregat går ofta sönder tidigt. Köpare som jämför priser bör titta på nätaggregatet och återkopplingstopologin, inte bara modulnamnet på specifikationsbladet.

När man väljer mellan dessa angreppssätt gör tre frågor det mesta av arbetet. Hur många kanaler behöver du? Hur svår är högtalarlasten, och förblir förstärkaren stabil och konsekvent i den? Och hur mycket värme och vikt kan rummet och racket tolerera? Svara ärligt på dessa och valet blir vanligtvis uppenbart.

Slutsats

Tre förstärkare, tre olika svar. NAD M23 visar var klass D har landat: distorsion vid gränsen för högkvalitativ testutrustning, lastinvariant beteende, ett signal-brusförhållande på 103 dB vid 1 W och ett chassi som förblir svalt och lätt. Axiom Audio A1400-8 visar hur långt tekniken har kommit, och hur mycket lastinvarians spelar roll i daglig användning. Classé CT-2300 visar att en välutförd linjär konstruktion fortfarande är en referens för jämn distorsion och stabilt beteende över laster.

För den som bygger eller uppgraderar ett system idag är de användbara filtren brusgolv, laststabilitet och antal kanaler. Moderna klass D-konstruktioner uppfyller nu alla tre, och i flerkanalsrum är de ofta den enda praktiska vägen. Linjära förstärkare förtjänar fortfarande sin plats i tvåkanalssystem, men antagandet att de automatiskt är mer transparenta håller inte längre.