Дискретные ОУ Burson Audio: усовершенствование аудиокомпонентов своими руками ‒ это не сложно

Burson Audio - австралийская компания родом из города Мельбурн. Бренд известен благодаря высококачественным цифро-аналоговым преобразователям и усилителям, изготовленным в соответствии с философией High-End: кратчайший сигнальный путь, минимальное количество элементов в аудиотракте и фирменные операционные усилители (ОУ) с подобранными дискретными транзисторами. На самом деле именно дискретные ОУ и другие схемы с их участием принесли Burson Audio признание аудиофилов. Ведь компания, основанная в 1996-ом, готовые устройства стала выпускать, начиная с середины нулевых. А до этого под маркой Burson Audio разрабатывались и продавались очень удачные модули ОУ и регуляторов напряжения, адресованные любителям мастерить что-то своими руками или модифицировать уже готовые аудио-компоненты. Более того, уже имея солидный модельный ряд собственных устройств, компания по-прежнему продолжает разработку семейства фирменных дискретных ОУ. И в этом нет ничего удивительного: прежде всего Burson Audio делает ОУ для себя, в дальнейшем на их базе создаются все предварительные каскады в готовых компонентах. А для любителей хорошего звука дискретные ОУ австралийцев стали едва ли не самым простым и недорогим способом модификации аудиоустройств бюджетной или средней категории, поднимающим качество воспроизведения на добрую ступень выше их изначального уровня.

Почему Burson Audio так держится за дискретные схемы, отказавшись от широко распространенных ОУ, выполненных в виде интегральных чипов? Никто не будет спорить, что усилители в виде микросхем очень удобны. Они уменьшают стоимость, упрощают сборку, делают конечную схему боле компактной. Недаром сегодня их можно встретить в самых разных аудиоустройствах: источниках, процессорах, цифро-аналоговых преобразователях и усилителях, а вся портативная техника вообще обязана своим существованием микросхемам. Но инженеры Burson Audio считают, если цель - действительно качественная аудиоаппаратура, преимущества чипов ОУ не перекрывают их минусов.

ОУ на базе интегральных микросхем уступают дискретным решениям из-за технологии производства. Как правило, они содержат несколько десятков плотно упакованных элементов «отпечатанных» на кремниевой подложке с помощью химической обработки и фотолитографии. Проводящие дорожки формируются из тончайшего алюминиевого слоя, сделанного методом вакуумного напыления. В таких условиях очень трудно добиться хотя бы 1% согласования элементов схемы, не говоря уже об индивидуальном подборе транзисторов. Близкое соседство элементов не может не увеличивать электромагнитные наводки, приводящие к росту шумов и искажений. Для создания биполярных транзисторов NPN или PNP-типа с оптимальными характеристиками требуется особая обработка подложки, которую проводят для целого кристалла. Но в интегральных микросхемах сделать подобное не представляется возможным, и для транзисторов разных типов изготавливается подложка с усредненными характеристиками.

Некоторые примеры модернизации аудиокомпонентов с помощью дискретных ОУ Burson Audio
из 5-ой и 6-ой линейки. Множество других историй апгрейда можно найти на сайте производителя

Напротив, дискретная схема разрабатывается для конкретного устройства с четко заданными параметрами электрической цепи, при прочих равных условиях такая схема будет работать эффективнее. В дискретной схеме производитель может контролировать качество и согласованность всех элементов, внимательно относясь к мелочам конструкции. Например, дискретные ОУ Burson Audio начинаются с толстых, термостабильных печатных плат, дорожек из чистой меди и позолоченных контактов. Защита от окисления обеспечивается специальным покрытием обеих сторон печатных плат. В обеспечивающем кратчайших сигнальный путь, минимальном наборе элементов схемы используются только подобранные и протестированные транзисторы, конденсаторы и резисторы. Резисторы испытывают жесткий отбор, включающий предварительную 50-часовую приработку. В ходе ручной сборки используется высококачественный бессвинцовый припой и терморегулируемая пайка, снижающая тепловой «удар» для всех элементов схемы. Естественно, при таком порядке изготовления дискретные схемы Burson Audio будут иметь улучшенные параметры по сравнению с микросхемами, разработанными для обобщенных задач.

Конечно, большие бренды хорошо осведомлены об ограничениях чипов с ОУ, однако продолжают использовать их из-за массовости производства и ради уменьшения себестоимости продуктов. Burson Audio выпускает продукцию малыми партиями и может позволить себе привередливое отношение к комплектующим и условиям сборки.

Что дают дискретные ОУ на практике: улучшенную проработку деталей, более живые, рельефные тембры, улучшенную атаку и контроль баса, возросшую прозрачность музыкальной сцены. Музыка просто становится более реалистичной. И что особенно важно, размеры и форм-фактор дискретных ОУ Burson Audio в большинстве случаев позволяет замену штатных чипов «один в один». Модернизировать можно самые разные компоненты: проигрыватели, предусилители, усилители наушников, ЦАПы и даже некоторые портативные устройства. Сотни примеров подобной модификации «старых» аудио-компонентов с подробными инструкциями можно найти на сайте Burson Audio и форумах энтузиастов.

Эволюция дискретных ОУ Burson Audio шла по пути постепенного уменьшения элементов в схеме, сокращения сигнального пути и размеров самого модуля. В чем не трудно убедиться, сравнив ОУ 4-го поколения с недавно выпущенными модулями 5-го и 6-го поколений. Разумеется, каждое следующее поколение ОУ - учитывая то, что модули изначально «заточены» под аудио проекты - дает прирост в качестве воспроизведения. При разработке ОУ Burson Audio делает упор не на высокий коэффициент усиления в цепи без обратной связи, а на более важные для звука характеристики: малые шумы и искажения, малый дрейф параметров (температурная устойчивость), сведенные к минимуму сдвиг ноля и смещение входного тока. Кроме того, по сравнению с ОУ на микросхемах дискретные решения австралийцев обладают расширенной полосой пропускания и увеличенным диапазоном питания.

Традиционно входной каскад ОУ Burson Audio оснащается парой тщательно согласованных полевых транзисторов. Каждая такая пара составляется в ходе двухэтапной выборки. В основной секции применяется не традиционный усилитель напряжения, а схема «токового зеркала». Выходная пара отборных полевых транзисторов включена в конфигурации эмиттерного повторителя, дающего ОУ большой выходной ток при низком импедансе - сочетание параметров, позволяющее применять ОУ в самых разных аудио-приложениях.

В 5-ом поколении дискретных ОУ разработчики окончательно перешли на элементы для поверхностного монтажа, что заметно уменьшило размеры модуля. База модуля по площади практически сравнялась с обычными чипами (12.4 х 14.5 мм), да и высота модулей стала совсем небольшой - 29 мм. Кроме того, усилители V5 получили защитный пластиковый корпус. Номиналы металлопленочных резисторов производства TDK подбираются с точностью 0.5%, емкость керамических конденсаторов того же производителя - с точностью ±0.5 пФ. В сравнении с ОУ предыдущего поколения V5 имеют заметно меньшее энергопотребление.

Burson Audio V5i по размерам сопоставим со стандартными чипами ОУ, его секрет - гибридная конструкция

Когда был создан усилитель V5, он стал самым маленьким дискретным ОУ в мире. Однако, V5 все равно крупнее стандартных чипов, и не всегда может влезть в схему готового аудиоустройства, особенно если это портативный прибор. Поэтому инженеры Burson Audio разработали ОУ V5i. Этот модуль имеет беспрецедентно малые габариты, сравнимые с обычными чипами: база - 11 х 11 мм, высота - всего 7.9 мм. Секрет компактности V5i - гибридная конструкция, сочетающая интегральную технологию с преимуществами дискретной схемотехники. Транзисторная схема V5i реализована в чипе, изготовленном на заказ ведущим производителем микроэлектроники. Но некоторые важные элементы обвязки, нуждающиеся в тщательном отборе параметров, вынесены за пределы микросхемы.

Дискретные ОУ 5-ой серии недолго оставались самыми передовыми в модельном ряду Burson Audio, в этом году австралийцы представили им на замену ОУ 6-го поколения. В новую серию вошли модули V6 Vivid и V6 Classic, по размерам идентичные усилителю V5. Первый ОУ (V6 Vivid) основан на схеме усилителя V5, но с некоторыми улучшениями. C V6 Vivid разработчики задались целью сделать звучание более прозрачным, динамичным и волнующим. Второй ОУ (V6 Classic) по архитектуре схемы отстоит от V5 еще дальше, получив совершенно новый выходной каскад. Манера звучания V6 Classic - это глубина, изысканная детализация и вдохновение. Из ключевых отличий ОУ 6-ой серии отметим увеличенный до ±16.5 В диапазон питания. Усилители получили новый корпус с отверстиями для дополнительного воздушного охлаждения (Vivid имеет красный корпус, Classic - оранжевый). Наконец, новые ОУ оснащены встроенным контуром защиты от пробоя напряжением питания обратной полярности. Как правило, если неправильно подать питание, ОУ тут же «погибают» - и эта распространенная ошибка подстерегает многих любителей электроники, не только новичков. Зазевался - и нужно заказывать новый ОУ! Как заявляет производитель, модули V6 на сегодняшний день являются единственными в мире ОУ, имеющими подобную защиту.

Для замены двух распространенных типов микросхем ОУ Burson Audio выпускает одинарные (одноканальные - моно) и двойные (двухканальные - стерео) модули. Обширные списки микросхем, которые заменяются дискретными ОУ, можно найти в приведенной нами таблице (см. выше) или на сайте компании. Соответственно, все модели дискретных ОУ Burson Audio продаются в комплектах: один двойной модуль, два одинарных модуля, два двойных модуля. Какой комплект нужен покупателю нетрудно определить, отыскав чипы штатных ОУ в схеме конкретного аудиоустройства.