Усилители нового века – Full Digital Amplifier (FDA)

Представьте такое нелепое событие – вы видите человека, подходящего к современному скоростному спортивному автомобилю, и вдруг достающего сбрую и снаряжающего ею кар. Какой-то сюр, не правда ли. Именно такое чувство я испытал наблюдая на одном из каналов youtube , когда эксперт, подключая современный китайский усилитель для тестирования, производил примерно такие же действия.

Разумеется, запряженный подобно лошади гоночный болид не помчится обгоняя всех, так и неправильное подключение современного усилителя лишает того всех преимуществ заложенных в его архитектуре.

Речь идет о современных усилителях созданных на архитектуре FDA, т.е. Full Digital Amplifier – полностью цифровой усилитель.

Что в себя включает данное понятие, в чем суть и преимущество над старыми архитектурами?

Вы включаете роскошный аудио компакт диск, где данные уже хранятся в цифровом виде, потом вы передаете эту цифру на отдельное устройство цифро-аналогового преобразователя – ЦАП, который преобразует цифру в аналоговый сигнал с некоторыми искажениями. Далее “аналог” подается на усилитель, где сигнал усиливается, по пути приобретая дополнительно массу новых искажений, и только после этого сигнал наконец попадает в динамики.

А что если цифру с компакт-диска в формате PCM (импульсно кодовая модуляция) каким то образом преобразовать в PWM (ШИМ) – широтно-импульсная модуляция и тогда мы получим  такой фокус, что цифра оставаясь цифрой, простой конвертацией превратится в аналоговый звук, минуя массу ненужных и вредных преобразований. Получится, что усиление и цифро-аналоговое преобразование произойдет, как-бы само собой без дорогостоящего ЦАП! Но это же гениально, это революция в аудио!

Так и есть, созданные по такому принципу усилители стали называть FDA – Full Digital Amplifier – полностью цифровой усилитель. Добро пожаловать в будущее.

Особенность такого усилителя заключена в том, что он принципиально не имеет аналоговых входов, именно принцип усиления это исключает. FDA-усилителю на вход подаются только цифровые данные по USB, коаксиалу или оптике.

Цифра с помощью специальных чипов преобразуется из PCM в PWM и на выходе мы имеет музыку полученную из цифры абсолютно кратчайшим путем, с минимумом искажений, которые безоговорочно прилипли бы при классическом преобразовании CD/ЦАП-усилитель.

PCM

Кроме того, так как FDA – это усилители класса D, хотя и со своей реализацией, они имеют просто сумасшедшую эффективность по КПД – 90-95%! Т.е. маленькая коробочка без мощного охлаждения способна выдать мощность даже в 80 ватт не требуя внешний ЦАП для преобразования. А высокое качество звучания достигается благодаря, не в последнюю очередь,  ультракороткому пути сигнала и отсутствию множества ненужных преобразований.

И такие удивительные устройства с  архитектурой FDA стали появляться на рынке, особенно в разнообразии моделей преуспели китайские разработчики.

Чтобы использовать усилитель FDA и получить максимально качественный звук на пределе его возможностей вам достаточно лишь подать цифру на усилитель – по коаксиалу, USB или оптике.

FX-Audio D802 (FDA)

Но, вспомните ситуацию со спорткаром и сбруей для лошади – дикость? Но по старой привычке аудиоманы по прежнему ищут аналоговые входы и что остается делать производителю техники?

Наплевать на идею FDA и качество звучания в угоду желаниям, и добавить совершенно не нужные аналоговые входы.

Но как это возможно, если усилитель сугубо цифровой?

Путем добавления лишнего преобразования аналог-цифра.

С СД цифра преобразуется в аналог с помощью ЦАП, и подается на аналоговый вход FDA усилителя. Далее в таком аппарате аналог получает цифровая “звуковая карта” –  АЦП далеко не высокого уровня, ибо ставится по остаточному принципу во первых, а во вторых, сама идея 2 раза переводить цифру в аналог и обратно, не имеет смысла.

Итого, человек желающий получить лучший звук на FDA усилителе путем использования дорогого внешнего ЦАП совершает глобальную ошибку, он добьется лишь того, что цифра с компакт-диска или файла будет преобразована в аналог внешним ЦАП, а потом полученный аналог будет снова оцифрован не сильно качественным АЦП, чтобы он мог быть подан на реальный цифровой вход FDA-усилителя.

Вам уже ясно, что FDA-усилитель должен получать только цифру и только на свой цифровой вход, разные “крутые” внешние ЦАП и золотые провода, только ухудшат звучание и по другому не выйдет.

Если вы видите усилитель архитектуры FDA, то сразу забудьте о возможности подать на него аналоговый сигнал, даже если там есть классические RCA-входы (тюльпанчики).

На FDA следует подавать только цифру на цифровой вход.

Тогда вознкиает вопрос, любой ли усилитель класса Д является FDA?

Нет.

FDA и Class D хотя частично схожи, но имеют принципиальную разницу.

Аппараты класса Д на вход получают аналоговый сигнал и потом уже его усиливают использую свои методы и транзисторы (обычно MOSFET) работающие в ключевом режиме.

FDA усилители получают на вход только цифру и преобразуют ее из PCM в PWM.

Т.е. эти аппараты имеют разную начинку.

Как выше было сказано, полные цифровые усилители (FDA) преобразуют PCM (импульсно-кодовую модуляцию)  звукового сигнала  в PWM (широтно-импульсную). Вы скармливаете ваши  данные с цифровых компакт-дисков напрямую в специальный усилитель класса D, который выполняет цифрово-аналоговое преобразование и усиление одновременно. И эта часть для усилителя FDA уникальна.

Цифровой сигнал PCM обычно подается в процессор PWM (модулятор) откуда уже преобразованный новый PWM-сигнал подается на стадию мощности PWM (Class-D) и дополнительно обрабатывается через типичные выходные фильтры классов D (катушки мощности) – вторая часть уже аналогично классическому усилителю класса Д .

Преобразование PWM  – это то место, где происходит волшебство FDA. Выходные этапы усиления FDA и классического усилителя класса Д в значительной степени идентичны.
Лучшие результаты по звучанию можно ожидать если сопротивление динамиков подобно  выходному импедансу усилителя.

Например если усилитель настроен на сопротивление акустических систем в 4 Ом, то подключение акустики с сопротивлением 4 Ом даст наилучший звук.

Усилители FDA можно встретить и под названием PowerDac.

Появилось много уникальных современных решений, ломающих привычки.

В заключение, несколько простых советов.

В XXI веке не всегда стоит следовать навыкам пришедшим из прошлого столетия.

Обратите внимание на тип усилителя.

Если это аппарат класса Д, то обязательно уточните, не является ли он FDA, и если это так, подключайте его только по цифре для получения лучшего результата.

Примеры усилителей использующих FDA-архитектуру:

FX-Audio D802 (есть только цифровой вход, чип STA326) – драйвовый, искрометный и задорный аппарат ультрабюджетного класса удивит четкостью звукового образа. Хорошо подходит для хэви метал, хотя и джазовый вокал слушать приятно. Небольшую суховатость можно подсластить настройками прессетов встроенного эквалайзера. И это очень быстрый усилитель, Kreator будет долбить отлично. В “улучшенной” версии 802С ухудшили все что можно – добавили аналоговый вход, и соответственно АЦП, добавили блютуз…

Послушать в сравнении:

SMSL Q5 PRO (TAS5508 PWM Processor/TAS5342 Mosfet Power Stage ) – очень популярная модель, репутацию которой подмочила перепутанная полярность на акустических клеммах. Наверняка эта ошибка была исправлена в следующих ревизиях, но вы можете нарваться и на такой фокус.

SMSL AD18 (TAS5508C/TAS5342A, есть аналоговый и цифровой входы (миниджек)) – более темный и телесный звук, не хватает искреннего задора и прозрачности.

Alientek D8 (STA326, есть аналоговый и цифровой входы) – явно уступает по звуку 802

Примеры усилителей не являющиеся FDA, это классический класс Д:

FX-Audio FX-502SPRO (TPA3250) – аппарат с отличной детализацией и локализацией, но есть некое ощущение “цифровой” сухости.

SA1 (TAS5630)

 

6 Комментарии

  1. Идея FDA хороша но на сегодняшний день не встретил ни одной достойной реализации. Все что слушал уступило по звуку так скажем классической системе. Даже тот же fx502s pro чарез цап звучит лучше. Я думаю пока преобразование PCM-PWM сыроваты. Но конечно будем ждать развития FDA.

  2. bavtec
    Без хорошего энерговооружения они все будут звучать посредственно. Блок питания должен быть очень близко к потребителю. Никаких длиннющих проводков и разъемов. Желательно все в одном корпусе.
    А так, китайцы легко отделываются, собирают погремушку без блока питания, – “а там сами как-нибудь”.
    Хотя самое главное в любом усилители это блок питания.

  3. Полностью цифровые усилители появились ещё 20 лет назад. Это продукция фирм Sharp и Sony. В частности, модели Sony S-Master (DA7000ES / DA9000ES) и Sharp (SM-SX100/200/300). Самым дорогим и первым был Шарп – он появился в 1999 году и стоит 18500 зелени. ПО текущим деньгам, это смело на три умножать можно. Но и самым фиговым – там была проблема с DSD модулятором, частота которого росла с индексом модели и даже выпускались апгрейд-комплекты. Сони пошла дальше и была более выгодной и массовой: при цене в 3-5 тысячи зелени давала многоканальный звук на ресивере отлично тянув и стерео и многоканальный звук. Да и звучала Сони лучше Шарпа. Поэтому Шарп довольно быстро загнулась с этой линейке, а Сони делала широкий спектр моделей включая индексы 2000/3000/5000/7000/9000. Самой качественной являлась модель DA9000ES серии. DSD на приборы обоих вендоров подавался через специализированные плееры интерфейсы, потому что тогда DSD был закопиращен, а HDMI ещё массово не внедрён. К слову: плеер от Шарп стоил ещё + десятку зелени, Сони – пару тысяч.

    Проблема полностью цифрового звука была в другом: на начало нулевых полностью цифровые аппараты являлись премиальным классом техники и предназначались изначально для премиального же формата SACD и были нацелены на верхний ценовой сегмент, а не на массовый звук. Создатели HD форматов понимали неспособность аналоговой техники с планкой качества +-90-100Дб воспроизвести чистые 120ДБ новых HD носителей. Для этого требовался уже полностью цифровой тракт. Но всё пошло не по плану: дорогой и редкий носитель со столь же редкой дорогой техникой к нему покупать никто не захотел. Дополнительно подкачали низкий уровень реализации конструкций первых цифровых усилителей, высокая стоимость R&D, учитывая уникальность данных приборов как класса. В итоге получилось, что Sharp стал прилично звучать лишь к модели SM-SX300, а из Сони качественно звучали только DA7000ES / DA9000ES. Младшие же модели обеих вендоров звучали просто как хорошие аналоговые усилители. Потому что как только на цифре начинают экономить – сразу получается самый обычный звук. К концу нулевых HD форматы провалились, да выживший SACD никому не стал нужен. А с провалом HD форматов, было похоронено и цифровое HD усиление. Срубить бабла не удалось. А в массовый сектор HD звук внедрён не был.

    Бум реинкарнации дешевых китайских цифровых усилителей на древних микросхемах произошел лет +- пять назад. Но к качественному звуку китайские поделки отношения не имеют, хоть и немного поднимают его планку в бюджетном решении. Просто проверяют коммерческую почву удешевляют конструкции и утилизируют старые никому не нужны чипы со складов. В среднем это мелкие коробочки на несколько десятков ватт и довольно урезанным входом по битам и частоте семплирования. В любом случае, лучший выбор, чем дешманский наладонный ЦАП и такой же усилитель. Тем не менее, цифровое усиление не похоронено, но имеет те же проблемы: малое количество производителей, высокая цена, отсутствие массовости данных устройств как класс, высокое качество только в самых дорогих моделях. Из старожилов можно выделить NAD и Lyngdorf. У Сони цифровое усиление S-Master сохранилось и многократно эволюционировало, но только не в стационарных усилителях. Из современной продукции к среднему и ТОП классу можно отнести серии Denon PMA на DDFA и продукцию Technics SU-G700 и более старшие модели. В любом случае это лучше, чем отстраивать связку ЦАП+Усилитель.

  4. Мне уже под 70 лет и теперь появилась возможность купить себе первый, новый ,приличный интегральный усилитель.А тут мне один приятель предложил купить у него интегр. усил. Accuphase E-600,8 лет , за пол цены. Все планы, мысли мне перепутал. Вы говорили что усил. класса А сильно греюся и его содержимое из за этого вроде как быстро портится(я не спец. и может не так понял…)Вот и ломаю теперь голову.О таком усилит. я даже не мечтал,а теперь я и не знаю как поступить.Вы и ваши подписчики -люди ЗНАЮЩИЕ.Пожалуйста посоветуйте мне,а как ваше мнение? Спасибо.

  5. Вон играет люксман l-570 в А классе, та ещё печка, за 30 ему уже перевалило, прекрасно себя чувствует. Берите и не думайте, если цена приятная

Оставить комментарий