Некоторое время назад встал вопрос поиска адекватного усиления для моей коллекции электростатов. В этой теме очень много неадекватной информации, много мифов, порожденных маркетингом и коммерцией. Попалась неплохая китайская статья, которую я тут с сокращениями приведу.
1. Для начала немного ликбеза.
Итак, что же представляет из себя элекстростатический драйвер?
Из рисунка видно, что у такого драйвера отсутствует звуковая катушка.
Диафрагма, создающая звуковое давление, заключена между двух акустически прозрачных плоских электродов и двигается за счет электростатического заряда на ней, таким образом, создавая звуковое давление
Такой драйвер абсолютно не похож на обычный динамик. Номинальный импеданс такой нагрузки, видимый усилителем, весьма высок, кроме того обладает существенной емкостью ( STAX 009, например, имеет импеданс 145KОм и емкость 110пФ , включая емкость соединительного кабеля). Из-за этого, усилители для электростатических наушников, по-сути, являются не усилителями мощности, а усилителями напряжения.
В первых конструкциях усилителей для эс, из-за ограниченного выбора высоковольтных компонентов, в качестве выходных каскадов обычно использовали трансформаторы (да и в настоящее время на рынке встречаются подобные архаичные конструкции).
Высокий импеданс нагрузки требует от выходных каскадов усилителя ничтожно малый ток. Часто при обсуждении обычных усилителей рассуждают сможет ли он раскачать нагрузку, то есть обеспечить необходимую выходную мощность, или нет, а также обеспечить достаточно низкое выходное сопротивление для демпфирования нагрузки. Для электростатических усилителей же, мы должны учитывать совершенно иной параметр, который я называю минимальным током покоя.
Формула расчета проста: I=C*U/t,
C это заявленная емкость нагрузки,
U пиковое значение (PP) номинального выходного напряжения усилителя. t - время периода максимального по частоте воспроизводимого сигнала.
Для сигнала частотой 20KГц t=25мкС.
Используя данную формулу, легко найти величину минимального тока покоя необходимого для адекватной работы конкретных э\с наушников. Согласно расчету, и для SR-007, и для SR-009 он не очень велик, кроме того, поскольку емкость 007 х ниже чем у 009 х, требования к току покоя у первых, соответственно, также ниже.
Так почему же многие из пользователей так настаивают на необходимости применения усилителей с максимальными токами покоя? Для этого есть два обьяснения.
С одной стороны, пользователи вводятся в заблуждение маркетингом, поскольку предполагают что электростаты подобны обычным динамическим наушникам, и не понимают физических различий работы между ними. Многие просто привыкли, что, чем выше ток, тем глубже "А класс работы усилителя", и следовательно, выше качество звучания.
С другой стороны, многие популярные качественные конструкции электростатических усилителей используют мощные высоковольтные выходные ламповые и транзисторные каскады, например такие как EL34 (усилитель BHSE ),или C2M1000170D (карбид-кремниевый твердотельный триод, в конструкции KGSSHV CARBON ). Однако, существует такой параметр как оптимальный режим работы выходного элемента. Высокомощные лампы имеют крайне низкую линейность при работе с токами на уровне единиц мА. Для того, чтобы обеспечить их работу на линейном участке ВАХ необходимо задать им высокий номинальный рабочий ток. Всего-навсего.
И, наоборот, например, лампа 6CG7 , часто используемая в конструкциях STAX является маломощной, поэтому для ее оптимальной работы необходимо задать режим работы с малым значением тока покоя. Это не означает, что наушники должны раскачиваться высокими токами, и конструкция от Stax однозначно плоха. Подробнее это будет проанализировано далее.
2. Собственно об усилении. Обзор рынка.
В настоящее время на рынке представлено довольно большое разнообразие моделей усилителей для эс наушников, однако если быть честными, большинство моделей представляют из себя варианты основной (базовой?) схемотехники усилков от STAX . Основная архитектура схем везде одна и та же.
Различия в схемотехнике не означают, что какой-то из вариантов является более продвинутым. Не важно, кто кого в плане схемотехники копирует, практически все схемотехнические решения являются тенями схемотехники STAX (ну, почти), которые и сами по себе не оригинальны. Основное отличие между усилками от STAX и сторонних производителей по-сути, заключаются в деталях, чьи детали качественнее, у тех усилители и лучше, совершеннее. Впрочем, такое заключение справедливо не только для эс усилителей, но и для все без исключения серийных усилителей мощности.
Говоря же об усилителях STAX , начиная с модели SRM-T1 , много аппаратов собраны по общей схеме включающей из себя сломанный каскод + выходной каскад на электронных лампах с общим катодом.
Последней полностью полупроводниковой моделью был SRM-007t II , являющийся для STAX достаточно типичным. В противовес описанной выше ламповой схеме, тут также использована двухкаскадная дифференциальная структура на базе каскода, как у самой исторически первой полупроводниковой модели SRM-1MKII , которая постоянно используется в разных моделях STAX . Особо обсуждать в ней нечего, так что я просто приведу исторические первые схемы для этих двух устройств.
Архитектура сломанного каскода, используется как у STAX, так и у широкого круга усилителей от всевозможных самодельщиков и энтузиастов. Типичным примером могут быть усилители Kevin Gilmore , так называемая серия эс усилителей KG . Его схемы базируются на схемотехнике STAX, но немного улучшены в сравнении с исходником. Поскольку его схемотехника более совершенна, некоторым может быть сложно понять в чем они сходны, а в чем различны. Ниже я приведу блок-схему, показывающую родственные связи и улучшения между разными моделями STAX и KG (так сказать, грубо говоря)
Модели T1 и 006 являются практически клонами. Отличием от базовой модели у ветви KGBH\BHSE и KGDT\KGST является использование ИТ в нагрузке выходных каскадов, отличия между ветвями заключаются в реализации выходных каскадов (EL34 или 654A) . KGSSHV использует вместо лампы каскод на базе полупроводников, CARBON использует в качестве выходных транзисторы SiC, GG - лампы EL34.
STAX SRM-007t является почти полной копией Т1 , но с лампами включенными попарно в параллель.
