En primer lugar, me gustaría señalar que “amplificadores digitales” es un término equivocado. Hay dos categorías:
Amplificadores de clase D controlados analógicamente con una señal de entrada analógica y un sistema de control analógico. Normalmente existe algún grado de corrección de errores por retroalimentación.
Clase D controlada digitalmente. Amplificadores con un control generado digitalmente que conmuta una etapa de potencia. No hay control de errores. Los que sí tienen un control de errores pueden mostrarse como topológicamente equivalentes a una clase D controlada analógicamente con un DAC delante.
Ambos utilizan etapas de potencia de conmutación y su característica más llamativa es la alta eficiencia energética.
¿Por qué digital?…
La clase D controlada digitalmente tuvo inicialmente un éxito en la forma del Tact Millennium. Sin embargo, por su mera existencia, este dispositivo (y otro de mi propia creación, el “PPDSD”, cuyo rendimiento es ligeramente superior) demuestra que obtener un buen rendimiento de un artilugio de este tipo es, en gran medida, un ejercicio de diseño analógico, un ejercicio muy complicado y caro. Después de todo, los fenómenos de distorsión que se interponen entre una señal de control digital perfectamente formada y una réplica analógica perfecta son intrínsecamente analógicos. Del mismo modo, los equipos digitales de clase D más baratos (como el S-Master de Sony y el de TI) demuestran que, a niveles prácticos de precio y complejidad, el rendimiento es bastante abismal (una THD superior al 0,1% es inusual, ¡y no se trata sólo del tercer armónico!)
Habría que preguntarse: ¿algún diseñador de convertidores D/A en su sano juicio construiría un DAC utilizando componentes de potencia? Probablemente no. Entonces, ¿qué hay del viejo argumento de que lo mejor es lo digital? Bueno, yo pensaría que la barrera D/A está mejor colocada precisamente donde permite que toda la cadena de señal rinda al máximo y ¿por qué deberíamos creer que esto es necesariamente justo al final? Evidentemente, el concepto de amplificador digital de clase D fue ideado por gente de DSP que presumía que la señal debía mantenerse fuera del gran mundo analógico malo el mayor tiempo posible, esperando al mismo tiempo que la etapa de potencia, la fuente de alimentación y el filtro (todos ellos de naturaleza altamente analógica) funcionaran sin problemas.
…o más bien, ¿por qué no?
La clase D controlada analógicamente es una historia bastante diferente. Aunque la mayoría de las implementaciones disponibles en el mercado están muy lejos de este ideal, se puede utilizar un control de errores adecuado para fabricar amplificadores de clase D analógicos con cifras de rendimiento que dan la vuelta a la variedad digital, a un precio muy inferior incluso al de la clase D digital más barata. Pueden tener una impedancia de salida increíblemente baja en toda la gama de audio y más allá de ella (¡lo que no pueden hacer los digitales!), mientras que la distorsión independiente de la frecuencia (para ese “sonido de retroalimentación cero”) es realmente más fácil de conseguir que con los digitales.
Al oído
¿Y qué hay del sonido? La alta impedancia de salida de HF del filtro de salida, cuando no se corrige (en los amplificadores sin retroalimentación post-filtro, es decir, todos los digitales y muchos analógicos también) es responsable de la calidez y el aire de las válvulas que se cita a menudo.
En las frecuencias bajas, la impedancia del filtro es baja, lo que da lugar a unos graves dominantes y dinámicos. Debido a que los amplificadores de conmutación tenían anteriormente la reputación de sonar ásperos (debido a la gente que no los había escuchado pero presumía que la conmutación no podía significar otra cosa), casi todas las entradas modernas en el campo fueron anunciadas como la “primera clase D para audiófilos”. Tenga en cuenta que si un dispositivo suena radicalmente diferente de lo que usted ha tenido en alta estima anteriormente, por lo general hay algo sospechoso.
Desgraciadamente, aunque la calidez y el aire son agradables, no es todo lo que se necesita para un verdadero sonido audiófilo. Me gusta pensar que los componentes de audio deben sonar neutrales y transparentes también. Una respuesta en frecuencia que se desvía 10dB de la línea a 20kHz no es propicia para la neutralidad. Una THD alta no es buena para la transparencia, especialmente cuando sube con la frecuencia. Por tanto, el Tact Millennium (que tiene una THD plana y baja pero una respuesta en frecuencia no plana) suena transparente pero no neutral, y el amplificador de transistores medio (que tiene una impedancia de salida baja pero una THD que aumenta bruscamente) suena neutral pero no transparente.
Ahora, existe la tecnología (si se puede llamar así a un circuito con 16 transistores) para ofrecer una baja impedancia de salida con una baja distorsión independiente de la frecuencia en clase D. Construido con piezas de grado audiófilo, asustará a cualquier amplificador de gama alta (aunque soy el diseñador de ese circuito y, por lo tanto, se justifica un poco de cuidado al leer esta afirmación, tengo un montón de gente seria para respaldar mis afirmaciones). Por supuesto, al tener estas características, suena más como otros amplificadores de gama alta que como algo diferente, de la misma manera que los mejores equipos de válvulas y los mejores equipos de estado sólido no se diferencian por kilómetros en el sonido.
Lo mejor
Clase D controlada digitalmente: callejón sin salida.
Clase D controlada analógicamente: definitivamente el futuro, aunque no hay que esperar que aplane la competencia de los amplificadores tradicionales de estado sólido y de válvulas por un margen tremendo.
En el segmento de gama alta, los tres están destinados a coexistir durante mucho tiempo. En los equipos convencionales, es seguro que la clase D se impondrá por completo, aunque sigue habiendo un grave problema: construir un buen amplificador de clase D es un orden de magnitud más difícil que un amplificador lineal, y los conocimientos necesarios son mucho más diversos. Es posible que pase mucho tiempo antes de que cada gran empresa tenga al menos un diseñador con conocimientos. Esto no les impedirá poner en el mercado productos basados en la clase D, pero hasta entonces, y a menos que compren módulos de amplificación completos a vendedores especializados (algo que las empresas orientales rara vez hacen, prefieren hacerse el harakiri antes que tener que tragarse su orgullo), seguirán sacando al mercado productos seriamente deficientes durante años.
Escrito por Bruno Putzeys (Philips, Purifi, Kii Audio, Mola Mola) para Audioholics https://www.audioholics.com/audio-amplifier/the-truth-about-digital-class-d-amplifiers
