Klasse R: Innovatieve hybride audioversterker

1 april 2018, 21:30
Een nieuw soort eindtrap: klasse-R. Afbeelding: UnoQuattro.
Een nieuw soort eindtrap: klasse-R. Afbeelding: UnoQuattro.
Het is bijna niet te geloven, dat er vandaag de dag nog iets te verbeteren valt aan de oude vertrouwde audioversterker, na decennia van research en verbeteringen. En het is nog interessanter, dat deze doorbraak juist bereikt bij een Japanse autofabrikant, die tot nu toe vooral bekend stond om zijn slecht-ontworpen, maar dankzij hybride aandrijving erg brandstofbesparende auto’s.

Maar misschien komt het wel, doordat er tot nu toe vooral is gelet op weergavekwaliteit en alleen is gekeken naar verhoging van het rendement door middel van digitalisering met alle nadelen van dien. En een eindtrap, waarin het analoge ingangssignaal eerst met een eindige nauwkeurigheid wordt gedigitaliseerd, waarna de datapakketjes worden bewerkt om ze vervolgens gekwantiseerd weer om te zetten in analoge signalen voor de luidspreker, is iets dat veel audiofielen pijn doet! Het betere rendement van een digitale eindtrap is dan een schrale troost.

U kunt zich misschien wel herinneren, dat een klasse-A-eindtrap zelfs in het praktisch niet bereikbare ideale geval bij volledige uitsturing een rendement van maximaal 50 % kan halen. Bij niet-volledige uitsturing is het rendement nog veel slechter. Daarom geeft men de voorkeur aan klasse-AB-eindtrappen, die dankzij een kleinere ruststroom bij volledige uitsturing nog steeds in de buurt komen van het rendement van 2/3 van een klasse-B-eindtrap, zonder het nadeel van een sterke cross-over-vervorming. In autoradio’s worden jarenlang alleen nog klasse-D-eindtrappen gebruikt, die theoretisch een rendement van bijna 100 % kunnen hebben en in de praktijk altijd nog ergens tussen 80 % en 90 % scoren, maar wel „digitaal“ klinken.

De nieuwe klasse R (de R komt van recuperatie of in het Engels „recover“) daarentegen, benut de niet-gebruikte magnetische energie van de spreekspoel van een dynamische luidspreker, door die bij het terugveren van de conus op te slaan in buffercondensatoren (te recupereren) en die energie te gebruiken voor de volgende versnelling van de spreekspoel, dus als het ware te recyclen. Zoals te zien is in het uitgelekte schema, zijn hier alleen maar 4 diodes en twee opslagcondensatoren voor nodig. Het ziet er erg eenvoudig uit, maar je moet er maar op komen! De spin-off UnoQuattro van de Japanse fabrikant benadrukt in een eveneens uitgelekte E-mail, die de Elektor-redactie dit weekend onder ogen kwam, dat de schakeling zelfs met de getekende Schottky-diodes nog niet optimaal is, hoewel de storingen niet hoorbaar zullen zijn door het geluid van de auto zelf, ook in een elektrische auto. Ze werken daarom aan een chip, die in plaats van de diodes vier LowRes-Power-MOSFET’s aanstuurt en de mogelijke beïnvloeding van het geluid reduceert door zacht te schakelen.

Om erachter te komen, wat met er een klasse-R-eindtrap mogelijk is, kunnen we een eenvoudige berekening doen: een normale, dynamische luidspreker heeft een rendement van ongeveer 3 %. Dat betekent dat er een verlies van ca. 97 % optreedt. Ook bij een digitale versterker! Niet meer dan ongeveer 3 % van de toegevoerde elektrische energie wordt omgezet in hoorbaar mechanisch arbeidsvermogen in de vorm van geluidsgolven. Dat is nog veel erger dan het rendement van een benzinemotor! Als we nu de in de spreekspoel opgeslagen bewegingsenergie recupereren, dan krijgen we het niet-verbruikte vermogen gewoon weer terug. Als we uitgaan van nog 2 % verlies in het recuperatiecircuit zelf, dan kunnen we dus tot maximaal 95 % van de niet gebruikte energie terugwinnen. Dat komt overeen met een factor 20! Met andere woorden: met een kleine netspanningsadapter van 5W van een mobieltje kunnen we dan een versterker voeden, die te vergelijken is met een conventionele 100W-versterker.

Zie voor meer details het persbericht van UnoQuattro.
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items