Grand Sound

На главную
Карта сайта
Обратная связь

(097) 798-89-18 (Киевстар)

г. Киев, на ул. Васильковская, 34 "В"

Pass Labs

Pass Labs стерео усилители Hi-End класса

Pass Labs (Pass Laboratories) - известная американская компания, которая самостоятельно конструирует и производит лучшие в мире Hi-End усилители с непревзойденным звучанием, сочетающим в себе музыкальность и теплоту ламповых усилителей с мощью и точностью лучших транзисторных аппаратов.

Hi-End усилители Pass Laboratories, стерео усилители

Основанная в 1991 году в городе Форестхилл, Калифорния, США, Pass Laboratories Inc заслуженно входит в элиту мировых аудио брендов. С самого первого дня рождения компании и поныне, её возглавляет Нельсон Пасс, человек-легенда, один из самых известных и талантливых аудио-конструкторов современности. Созданные им  уникальные усилители, предусилители и акустические системы пользуются неизменным успехом у аудио-любителей всего мира. Достаточно сказать, что его схемы использовали такие фирмы, как Threshold, Adcom, Nakamichi и многие другие.

Основанная им в 1991 году компания Pass Laboratories вот уже без малого 20 лет выпускает уникальные усилители, предусилители, цифро-аналоговые преобразователи и акустические системы. Запатентованная фирмой в 1998 году схема SuperSymmetry (патент США №5376899) позволила в 100 раз снизить уровень нелинейных искажений и шумов в балансной схеме. С 2007 года Нельсон Пасс совместно с Уэйном Колберном возглавляет инженерный отдел Pass Labs, а руководит фирмой Десмонд Харрингтон, конструктор и индустриальный дизайнер, в свое время стоявший за кульманом у другого американского производителя усилителей — Krell.

Получившие самые лестные оценки от специалистов и критиков серии усилителей Aleph, X и XA завоевали множество престижных наград, а Нельсон Пасс, как основной разработчик, является обладателем многочисленных патентов. Среди его наиболее известных достижений – изобретение усилителя в “Динамическом Классе А”, создание усилителя, полностью собранного на Каскодах, разработка усилителя Stasis в 1977 году (изготавливался по его лицензии фирмами Nakamichi и Threshold). Он стойкий сторонник и пропагандист применения полупроводниковых однотактных усилителей мощности в классе А, разработал очень успешную серию Aleph, изобрёл схему “Суперсимметрии”, которая позволяет достичь исключительно низкого уровня искажений и шумов (почти в 100 раз) .

Нельсон Пасс постоянно находится в творческом поиске, его негласное кредо: каждая новая серия продуктов, разработанных в  его компании должна базироваться на совершенно новом, оригинальном изобретении. Он не допускает никаких доработок и ре-модификаций уже устаревших моделей. И это ему удаётся, как никому другому - каждая новая линейка усилителей или других компонентов  Pass Labs неизменно собирает свою долю наград и призов, их  с нетерпением ждут ценители настоящего звука всей планеты.

Будучи приверженцем чистого, свободного, неискаженного звука, Нельсон Пасс выработал основные правила, которых следует придерживаться при проектировании усилителей: балансная схема, работающая в классе А, минимальное количество каскадов усиления, минимальная обратная связь или ее отсутствие, качественное питание для каждого каскада.

Нельсоном Пассом была разработана собственная балансная схема "Super симметричных" (патент США 53776899). Более 700 патентов, полученных им за прошедшие годы, позволяют создавать продукт высочайшего класса, оставаясь на недосягаемой для конкурентов высоте.

Линейка усилителей, предварительных и мощности, была со временем дополнена фонокорректором, активным кроссовером и цифро-аналоговым преобразователем. При их создании были учтены те же требования, что позволило создать продукцию, не уступающую по классу собственным усилителям.

С 2003 года Пасс Labs выпускает активную акустическую систему Rushmore. Отделанная гранитом и шпоном ценных пород дерева, Рашмор достойно увенчает тракт любого уровня цены и качества.

Hi-End усилитель мощности Pass Labs XA 60.5

Суперсимметрия – что это такое, откуда появилась, как работает, и какова её роль .

SuperSymmetry™ – это название, данное усилительным схемам нового типа.

Принцип работы этих схем сильно отличается от того, что в настоящее время есть на рынке и того, что освещается в литературе. Я проектировал новые усилители всю мою сознательную жизнь, и несколько из них запатентовал, но эту идею я расцениваю как самую интересную и глубокую. Название "суперсимметрия" относится к схеме, но также это и название теории из области физики частиц, которая изучает природу материи и вводит термин "симметрия".

Раскрыть проблему поможет небольшой рассказ о развитии этой идеи. Насколько я понимаю, суть прогресса в производстве усилителей в том, чтобы делать усилители все лучше, при этом упрощая их конструкцию.

В этом столетии были предложены многие различные технологии производства усилителей, но те идеи, которые выдержали испытание временем, заключались в том, чтобы обеспечить наибольшую производительность наиболее простым способом. Две лучших идеи - это отрицательная обратная связь и двухтактная работа (push-pull operation). Отрицательная обратная связь - это простая технология, которая требует только пару дополнительных частей, просто организована, но позволяет добиться большого увеличения производительности. Двухтактная технология также требует только две дополнительные части, которые невероятно повышают эффективность, и уменьшают искажения при большой мощности. Концепции отрицательной обратной связи и двухтактного режима работы усилителей уже были не новы в 1970 году, и ограничения этих технологий были очевидны, по крайней мере, в производстве аудиоусилителей. С легкой руки посредственных инженеров обратную связь стали использовать слишком часто, чтобы скомпенсировать все мыслимые недостатки конструкции схемы, а в результате усилители звучали не слишком хорошо, несмотря на хорошие показатели по измеренным искажениям. Двухтактные схемы, обеспечивая высокую эффективность и дешёвое производство, не помогали улучшить качество звука при малой громкости, хотя мы чаще всего именно так слушаем музыку. Чтобы устранить этот недостаток, инженеры применяли обратную связь.

Вообще говоря, человеческие органы слуха в некотором отношении более тонкие инструменты, чем аппаратура для измерения искажений, и поэтому многие меломаны были разочарованы первым поколением твердотельных (полупроводниковых) усилителей, которое появилось в 60-е и 70-е годы. Для того чтобы улучшить результат работы двухтактных схем, инженеры обильно использовали обратную связь.

Инженеры-новаторы начали рассматривать иные возможности помимо этих использованных, и во многом правильных подходов, и в результате появилось несколько новых решений.

После того, как пришло понимание того, что чрезмерно частое использование обратной связи создаёт проблемы со звуком, несколько инженеров попытались решить проблему простым уменьшением количества обратной связи, и сосредоточить внимание на качестве самой усиливающей схемы. Обратная связь перестала быть вещью "лучше, чем совсем ничего", и стала более похоже на кредитную карту, которая замечательно работает до тех пор, пока вы в состоянии платить. В этом случае способность платить означает подлинное качество самой платы. Парадокс заключается в том, что наилучшие результаты применение обратной связи дает именно с теми платами, которые менее всего в обратной связи нуждаются.

Одна из альтернатив - отказ от использования обратной связи, а точнее, использование локальной обратной связи. Я сделал это уточнение потому, что некоторые любители точности, пожалуй, возразят: "локальная обратная связь - тоже обратная связь".

По сути дела, всегда имеется какое-то количество обратной связи в любом усилительном устройстве, что определяется самой природой такого устройства. Поэтому я в дальнейшем буду говорить об отсутствии обратной связи, или "нулевой обратной связи" во всех случаях, где обратная связь не охватывает более одного устройства или каскада. Устройства с локальной обратной связью будем называть "устройства с нулевой обратной связью". Если кто-то не согласен со мной, пусть вышлет мне схему устройства с "истинно нулевой обратной связью", а я постараюсь показать ему, где в этом устройстве скрытая обратная связь.

В направлении двухтактности наибольшие успехи были в разработке управления по классу А. Это не новая концепция, которая значительно улучшает производительность путем значительного увеличения тока холостого хода через устройство усиления. Это сильно снижает итоговые искажения сигнала, но за счет увеличения количества рассеиваемого тепла. Работа усилителя в Классе А была и остаётся дорогим по реализации предложением в сравнении с обычными устройствами. И объясняется это не столько дороговизной потребляемой электроэнергии, сколько повышенной стоимостью самой аппаратуры, которая требуется для доставки питания и рассеивания выделяемого тепла.

Одно из важных потенциальных преимуществ работы по Классу А - это возможность упрощения схем, для которых требуется мало или не требуется совсем обратной связи. Это объясняется значительно более линейной характеристикой усиления для устройств, работающих при высоких токах. К середине 70-х годов на рынке появились полупроводниковые усилители высшего класса, которые располагали выходными устройствами различных степеней управления по Классу А. Однако я могу утверждать, что ни в одном из них преимущества управления по Классу А не были использованы для достижения более простой схемы с меньшей обратной связью. Во всяком случае, я таких тогда не делал.

Примерно в это же время Матти Оттала предложил концепцию искажений переходной внутренней модуляции нагрузки (Transient Intermodulation Distortion - TIM), согласно которой главными виновниками плохого звучания усилителей были объявлены чрезмерное применение обратной связи и замедляющие схемы усилителей. Одно время все были помешены на этой технологии, но к тому моменту энтузиазм уже поостыл. Методы решения TIM - это меньшее применение обратной связи в сочетании с быстрым усилением (высокой скоростью нарастания выходного усиления).

Ретроспективно можно сказать, что эти мысли были правильные, по крайней мере, наполовину. Но я полагаю, что только наполовину, и вот почему:

Во-первых, предполагалось, что в музыке используются быстро колеблющиеся сигналы. Исследования, поведённые Питером Уокером и мной самим, показали, что в действительности музыка содержит очень мало сигналов со значительной скоростью колебаний, а поэтому такое влияние скорости нарастания выходного усиления, о котором говорил Оттала, мало вероятно. Кроме того, все эти высококачественные ламповые усилители имели очень низкие показатели скорости нарастания выходного усиления.

Однако, хотя ограничения скорости нарастания выходного усиления и не могли быть причиной плохого звука, они оказывали влияние на эффективность звуковых устройств. Выяснилось, что существует 2 способа повысить скорость усиления, и первый путь - производить более сложные схемы. Второй путь - производить более простые схемы. Видеоусилители, которые обязаны быть очень быстрыми, очень просты. Платы на лампах также идут к максимальному упрощению.

Выйдя на рынок в 70-е годы с аппаратурой низких искажений переходной внутренней модуляции нагрузки, компании стали применять либо более простые, либо более сложные схемы для достижения высокой скорости усиления. При этом те усилители, где использовались простые платы с меньшим числом компонентов, показали лучшее звучание, чем усилители со сложными схемами и массой компонентов. При этом они стоили дешевле и реже выходили из строя, что также немаловажно.

Так родился великий принцип конструирования аудиоусилителей. По аналогии с философским принципом, известным как "бритва Оккама", можно сказать, что если есть два усилителя одинаковой производительности, то лучший из них - тот, который проще. Часто более постой звучит лучше, даже притом, что измеренный уровень искажений у него может оказаться выше.

Проанализировав показатели моих усилителей, я обнаружил, что дизайн становится всё проще и проще. Мой первый коммерческий продукт, подобно произведениям многих молодых инженеров, включал в себя практически всё, за исключением, может быть, только кухонной мойки для посуды. Теперь же я стремлюсь быть похожим на Пикассо, который рисовал женский портрет одним штрихом карандаша, и создавал при этом шедевр.

Суперсимметрия - это не один карандашный штрих, но я продолжаю работу в этом направлении. Появилось понятие суперсимметрии в конце 70-х годов, когда я изучал достоинства и недостатки так называемых "усилителей, корректирующих ошибки", которые были альтернативой традиционным усилителям с обратной связью. При этой технологии два усилителя, большой и маленький, работают совместно. Большой выполняет большую работу подачи питания на колонки, а маленький подчищает огрехи. Большой усилитель не заботится о деталях, он поставляет энергию, как супертанкер, бороздящий океанские волны. Маленький усилитель подобен буксиру, который аккуратно затягивает танкер в порт. Эта неплохая концепция, которой мы в немалой степени обязаны Питеру Уокеру, но все-таки она чуть сложнее, чем хотелось бы.

Мысли об этой концепции привели меня к разработке усилителя Stasis. Это была более простая, хотя и несколько грубая ещё схема, при которой океанский лайнер вполне мог самостоятельно зайти в порт (может быть только с небольшими повреждениями), а буксир мог бы переплыть Атлантический Океан, если не Тихий. Компания "Threshold and Nakamichi" успешно продала множество таких усилителей в течение последних 19 лет.

При этом меня не оставляло ощущение того, что должно быть лучшее решение проблемы эффективности "нулевой обратной связи", что-нибудь более простое и элегантное. Я чувствовал, что ключ к решению проблемы - в симметрии и анти-симметрии характеристики сигналов и цепей. Но я не видел ни одного способа, как это осуществить, и в течение 15 лет забавлял себя тем, что рисовал различные варианты топологии в этом русле. В один из дней 1993 года я нарисовал схему, соединяющую два транзистора, каждый с локальной обратной связью, и всё встало на свои места. В следующем году я получил патент на этот дизайн.

Концепция действительно очень простая. Обычная обратная связь, локальная или нет, используется для того, чтобы сделать выходной сигнал походим на входной. В моей схеме вместо этого происходит следующее: Две половины симметричной сбалансированной цепи ведут себя одинаково в отношении искажений и шумов, что резко уменьшает дифференциальные искажения и шумы (а не искажения и шумы в каждой отдельно взятой половине схемы).

Если вы создаёте симметричную (сбалансированную) цепь, вы уже получаете этот эффект. Если вы возбуждаете идентичную дифференциальную пару транзисторов симметричным сигналом, вы получаете симметричный выходной сигнал, у которого искажения и шумы примерно равны 10% от этих показателей у каждого из компонентов по отдельности. С помощью суперсимметрии характеристика той же дифференциальной пары может быть сделана столь идентичной, что искажения и шумы дифференциального выходного сигнала будут составлять 1/100 от показателей каждого из отдельных компонентов.

Суперсимметрия не уменьшает искажений и шумов, присутствующих в каждой из половин симметричной цепи. Сравнивая кривые искажения для каждого из контуров по отдельности, мы не видим существенного влияния суперсимметрии после её применения по сравнению с ситуацией до этого. Но решающим образом улучшается дифференциальная характеристика, а это позволяет сформулировать единственное требование суперсимметрии: это управление должно использовать симметричный входной сигнал. Оно производит симметричный выходной сигнал. В принципе, возбуждение можно осуществлять несимметричным входным сигналом и подключать колонки только к одному выходу и заземлению, но в этом будет мало смысла.

Суперсимметрия заставляет обе половины симметричной схемы вести себя абсолютно одинаково. Если составить обе половины цепи по одинаковой топологии и применять одинаковые компоненты, можно достигнуть уменьшения искажений и шумов примерно в 20 ДБ, а применяя локальную обратную связь с соединением Суперсимметрии, можно получить ещё 20 ДБ или около того. Этого легко достичь с помощью только одного каскада усиления вместо множественных каскадов, которые применяют в обычных усилителях, и это имеет результатом только один "полюс" высокочастотной характеристики и сохраняет необычную стабильность без компенсации.

В 1993 году я попытался создать первый мощный усилитель, использующий данный принцип, но без успеха. Ирония в том, что Суперсимметрия не только позволяет применять очень простые схемы, но и предъявляет высокие требования к их производительности. Мои первые попытки не использовали достаточно простые методы, хотя в тот момент я этого ещё не понимал. Более скромная версия схемы нашла применение в предварительном усилителе "Aleph P". Работа над мощным усилителем была отложена, мы были очень заняты над созданием несимметричного усилителя Класса А "Aleph".

В 1997 году я решил создать реально работающий усилитель очень высокой мощности, Х1000; этот проект не вполне соответствовал несимметричному усилителю класса А (поверьте, вы бы не захотели иметь усилитель, на холостом ходу потребляющий по 3000 Вт на канал). Поэтому я вынул из шкафа свои документы на патент №5,376,899 и подумал ещё раз. Активные испытания потенциальной схемы показали, что наилучшая топология входного каскада усилителя - это та, которую мы называем "сбалансированная несимметричная"; это выражение я использовал, говоря о дифференциальном использовании двух несимметричных усилительных устройств Класса А. Классическая дифференциальная пара транзисторов (либо ламп, если угодно) - как раз такая топология.

"Сбалансированная несимметричность" - это оксюморон в аспекте того, что многие энтузиасты несимметричности полагают, что наилучшая особенность несимметричных схем - в том, что они создают составляющие чётных искажений за счёт своей асимметричности. Любители точности могут указать, что симметричная версия несимметричной цепи вызовет эффект взаимной компенсации шумов и чётные составляющие. Интересно, что несимметричная природа каждой половины симметричной цепи не слишком сильно увеличивает нечётные искажения, и когда чётная составляющая и шум подвергаются взаимной компенсации, остаётся не так уж много искажений и шума. В любом случае, термин "сбалансированная несимметричность" правильно описывает схему.

Для входного каскада усилителя был разработан сбалансированный несимметричный каскад усиления, который использовал только одну дифференциальную пару усиливающих устройств на МОП-транзисторах. Они подвергались смещению от источников постоянного тока; каскадное усиление применено для достижения максимальной производительности; использована локальная обратная связь и соединение Суперсимметрии. После многих лет испытаний альтернативных конструкций, закончилось всё практически той же схемой, которая была на обложке патента.

Входной каскад, который производит всё увеличение напряжения усилителя, затем поставляет это напряжение в батарею повторителей - мощных МОП-транзисторов. Первоначально предполагалось, что для того, чтобы добиться нужной производительности, следует закрыть этот выходной каскад петлей обратной связи. Но затем обнаружилось, что можно обходиться без обратной связи, если пропускать сильный ток смещения через каскад. Для таких усилителей это примерно соответствует 600 Вт. Это не управление по классу А в чистом виде (в контексте 1000-ваттного выхода), но как оказалось, это достаточное количество.

У нас есть серия усилителей, применяющих топологию суперсимметрии, поставляющих до 1000 Вт на канал 8 Ом, с хорошими показателями искажений и шумов. Если вас не так сильно беспокоят искажения, то при 4 Ом эти показатели удваиваются. Это достигается только 2-мя каскадами усиления без обратной связи.

Люди постоянно спрашивают, как всё это можно сравнить с мостовыми усилителями и симметричными усилителями, предлагаемыми другими компаниями. Они имеют то общее, что оба контакты выхода на колонки у них незаземлены.

Суперсимметричный усилитель - это особый род симметричных усилителей, уникальный и защищенный патентом США. Суперсимметрия - это подход, который в наибольшей мере использует преимущества симметричного управления и требует симметричного входа для того, чтобы сохранять образцовую точность работы.

В идеале суперсимметрия используется для того, чтобы с помощью очень простой топологии получить высококачественный результат, и избежать как составляющих искажения высокого порядка, так и нестабильности обратной связи в сложных схемах. Усилитель с единственным каскадом усиления, использующий данную технологию, показывает такую эффективность работы, как обычный усилитель с двумя каскадами, а версия усилителя нашей топологии с 2-мя каскадами превосходит обычный усилитель с 4-мя или 5-ю каскадами.

Теперь некоторые объяснения деталей работы:

Топология суперсимметрии не использует операционных усилителей как строительные блоки, и не применяется в операционных усилителях. Топология имеет 2 отрицательных входа и 2 положительных выхода и состоит из 2-х идентичных блоков усиления, сопряженных в одной центральной точке, где напряжение равно абсолютному нулю. Уникальность топологии в том, что в этой точке искажения, вносимые каждой из половин, оказывается не в фазе с сигналом, и это используется для усиления требуемого сигнала и гашения шумов и искажений. Это взаимное гашение между двумя половинами схемы производит в результате симметричный по осям напряжения и тока сигнал и антисимметричный по искажениям и шумам. Это означает, что искажения и шумы каждой из половин идентичны и взаимно гасятся.

Согласно результатам измерений, схема практически никак не влияет на искажения и шумы в каждой из половин. Кривые искажений до и после применения суперсимметрии практически не различаются.

Суперсимметрия не уменьшает искажения сами по себе, но работает на то, чтобы точно уравнять две половины схемы, для того чтобы симметричный выходной сигнал устранил нежелательные характеристики. Если две половины идентичны, производительность не зависит от частоты звука, и не ухудшается при различных значениях звуковой полосы. Искажения на среднем уровне примерно равны 0.002%; это очень высокая производительность для единственного симметричного каскада усиления.