Piękno niejednoznaczości - Pathos Inpol 2 mkII
Zastosowano w nim wiele rozwiązań, które audiofilom dobrze się kojarzą - mają opinię sposobów na dobre brzmienie, chociaż nie zawsze, a nawet rzadko zapewniają dobre wyniki podstawowych pomiarów. Już w tym zdaniu jest kilka skrótów i pułapek.
Co to znaczy "podstawowe pomiary"? Tradycyjnie, w pomiarach wzmacniaczy, są nimi pomiar mocy znamionowej (ustalanej przy 1% THD+N) dla różnych impedancji obciążenia (dopuszczonych przez producenta), częstotliwościowej charakterystyki przenoszenia (przy napięciu 2,83 V), odstępu od szumu (2,83 V, przy 8 omach). Można do nich dodać pomiar impedancji wyjściowej (decydującej o współczynniku tłumienia), charakterystyki THD+N w funkcji mocy (dla określonej częstotliwości, standardowo 1 kHz), spektrum harmonicznych (1 kHz, przy określonej mocy - np. 1/4 mocy znamionowej).
Taki zestaw pomiarów dostarcza laboratorium AUDIO. To dużo i mało. Trudno każdy testowany wzmacniacz przebadać jeszcze dokładniej, chociaż łatwo sobie wyobrazić, że nawet wymienione pomiary można by rozszerzyć wielowymiarowo - np. badając spektrum harmonicznych dla innej częstotliwości podstawowej i innej mocy czy mocy wyjściowej przy różnych charakterystykach impedancji (w rzeczywistości niebędących obciążeniem rezystancyjnym). Zestaw ten nie obejmuje wielu innych rodzajów zniekształceń nieliniowych - fazowych, różnicowych, intermodulacyjnych, dzielących się na jeszcze bardziej "specjalistyczne" odmiany. Wśród nich często wspominane są zniekształcenia TIM (transjentowe intermodulacyjne), powstające w stanach przejściowych, które są przecież esencją sygnałów muzycznych.
Rozwiązania układowe zawarte w Inpol 2 mkII i wymienione poniżej mogą mieć zasadnicze znaczenie dla poprawy niektórych, nawet bardzo ważnych i obiektywnych parametrów i aspektów brzmieniowych. Ale same koncepcje sukcesu nie gwarantują. Większość z nich wymaga szczególnej staranności w wykonaniu. Nawet jeżeli uznamy znaczenie zniekształceń TIM, to inne, mierzone parametry wciąż mają swoja wagę. Dla redukcji jednego rodzaju zniekształceń nie należy poświęcać wszystkich innych parametrów. A ile można poświęcić? Na to pytanie każdy konstruktor szuka odpowiedzi i własnej recepty. Szukają jej też audiofile, chociaż nie w oparciu na analizie pomiarów. Ale zwracają uwagę nie tylko na brzmienie... Gdyby tak było, można by oddać im ostatnie słowo i kierować się wskazówkami wynikającymi z ich relacji.
Audiofile też liznęli trochę wiedzy technicznej, a ponieważ wrażenia odsłuchowe są znacznie bardziej podatne na subiektywizm, często "lepiej" brzmi wzmacniacz, o którym wiadomo, że zawiera szereg ambitnych, ekstrawaganckich lub purystycznych rozwiązań niż "zwykły", nawet najrzetelniej przygotowany. Z jednej strony mamy więc niekompletny obraz na podstawie pomiarów, które jednak "nie kłamią" i ostrzegają przed realnymi problemami, z drugiej - całościowy obraz na podstawie odsłuchu, który może być jednak wypaczony.
W największym skrócie - Inpol 2 mkII to wzmacniacz hybrydowy. Pod takim określeniem zwykle mamy do czynienia z połączeniem lampowego przedwzmacniacza z tranzystorowymi końcówkami mocy. Na podstawie pobieżnych oględzin mogłoby się wydawać, że taki schemat powiela Inpol 2 mkII. Na pierwszym planie widać kwartet lamp, a po bokach radiatory, do których przymocowano ukryte w środku tranzystory. Jednak nie jest to "zwykła" hybryda. Pathos od lat stosuje opatentowane rozwiązanie nazwane właśnie InPol (i nazywa tak oparte na nim wzmacniacze). Pomysł w ogólnych założeniach jest jeszcze starszy, ale na tyle unikalny, że obecnie kojarzony właśnie w Pathosem.
W typowym wzmacniaczu hybrydowym przedwzmacniacz lampowy zapewnia niewielkie wzmocnienie wstępne (oraz, chcąc nie chcąc, w silny sposób kształtuje barwę dźwięku), a tranzystorowa końcówka mocy wprowadza dalsze wzmocnienie napięciowe, jednocześnie pozwalając na podłączenie niskoimpedancyjnego obciążenia (zespołów głośnikowych), co wiąże się z możliwościami prądowymi układu.
W układzie InPol tylko sekcja lampowa daje wzmocnienie napięciowe. Na tym jednak nie można zakończyć sprawy, bo taki układ nie jest zdolny do zasilania niskich impedancji (nie potrafi puścić dużego prądu). Z tego powodu powszechnym rozwiązaniem we wzmacniaczach lampowych są transformatory wyjściowe, których zadanie polega na dopasowaniu wymagań lamp do obciążenia "głośnikowego" (pomijając egzotyczne układy beztransformatorowe OTL).
W układzie InPol zamiast transformatorów wyjściowych znajduje się sekcja tranzystorowa, ale niepracująca jak typowa końcówka mocy. Stąd też moc układów InPol nie jest tak wysoka jak typowych hybryd, których moce są porównywalne ze wzmacniaczami tranzystorowymi. InPol redukuje wpływ tranzystorów na brzmienie, pozostawiając je takim, jakie ukształtowały lampy sekcji przedwzmacniacza. Końcówkę mocy można tutaj uznać za bufor dopasowujący, zapewniający komfortowe warunki pracy układowi lampowemu, odpowiedzialnemu za wzmocnienie. Końcówka mocy ma wzmocnienie napięciowe równe jedności (według producenta, a według niektórych źródeł jest to jednak ciut więcej, ok. 1,3, ale nie zmienia to istoty rzeczy).
Obydwie sekcje pracują w klasie A; nawet w spoczynku wzmacniacz nagrzewa się momentalnie, a już przy niskich mocach intensywnie. Aby zwiększyć sprawność końcówki, pojawia się kolejne oryginalne rozwiązanie - dodatkowy obwód pasywny, określany przez Pathosa jako magazyn energii. Składa się z wielkiej cewki oraz banku kondensatorów sprzęgających. Nie znamy dokładnych wartości elementów zastosowanych w Inpol 2 mkII, ale we wcześniejszych podobnych projektach Pathos stosował cewki o indukcyjności przekraczającej 100 mH. Przy tak wysokiej indukcyjności utrzymanie umiarkowanej rezystancji wymaga grubego drutu i rdzenia, cewki te wyglądają więc jak transformatory (ale mają tylko pojedyncze uzwojenie).
Układ pracuje bez globalnego sprzężenia zwrotnego. To zawsze rozwiązanie ryzykowne, zagrażające wzrostem szumu, zniekształceń harmonicznych i impedancji wyjściowej, ale samo sprzężenie też wprowadza zniekształcenia i to takie, które są uważane przez purystów za najgorsze. Mniejszym złem (dla brzmienia) ma więc być wysoki THD+N i niski współczynnik tłumienia.
Cały układ jest zbalansowany. Wyjątkowo zaawansowany i rzadko spotykany jest układ regulacji głośności; na ogół producenci (nawet w bardzo drogich urządzeniach) posługują się gotowymi regulatorami w formie obwodów scalonych, a Pathos skonstruował swój układ samodzielnie z baterii przekaźników oraz rezystorów.
Wreszcie cały wzmacniacz jest konstrukcją dual-mono ze zdublowaną sekcją zasilającą - tam pracują dwa duże transformatory toroidalne.
Laboratorium
Według producenta, mamy spodziewać się 2×45 W przy 8 Ω oraz 2×75 W przy 4 Ω. Przy 8 Ω zmierzyliśmy 2×55 W (układ dual-mono gwarantuje utrzymanie mocy na takim samym poziomie przy jednym i dwóch kanałach wysterowanych jednocześnie), ale przy 4 Ω moc spadła - do 2×36 W.
Odstęp od szumu jest niski (78 dB), czego można było się spodziewać po rozbudowanej sekcji lampowej. Z kolei charakterystyki przenoszenia są całkowicie zadowalające, skoro sięgają (bez żadnego spadku w zakresie niskich częstotliwości) aż do ok. 70 Hz (spadek 3 dB zarówno przy 4, jak i 8 Ω).
Impedancja wyjściowa jest wysoka - 0,37 Ω/1 kHz, co oznacza współczynnik tłumienia 11 w stosunku do obciążenia 4 Ω - co jest typowe dla wzmacniaczy (końcówek) lampowych, a nie hybrydowych (tranzystorowych).
Z kolei tranzystorowe zniekształcenia kojarzone są z nieparzystymi harmonicznymi, ale tutaj właśnie trzecia jest najsilniejszą (wysokie -62 dB); na szczęście o kilka decybeli niżej (-66 dB) leży druga, a kolejne już poniżej -90 dB. Jak na układ bez sprzężenia zwrotnego sytuacja wygląda bardzo dobrze.
Sygnalizowane już wyższą mocą wyjściową lepsze zachowanie wzmacniacza przy obciążeniu 8-omowym znajduje także potwierdzenie w pomiarze THD+N w funkcji mocy - taka impedancja zapewnia ich niższy poziom w całym badanym zakresie. Wzrost zniekształceń jest przy tym powolny, bez charakterystycznego dla wzmacniaczy tranzystorowych gwałtownego przesterowania - a więc pod tym względem Inpol 2 mkII zachowuje się jak wzmacniacz lampowy.
Andrzej Kisiel
