UFPD 2: una musicalidad nunca vista en amplificadores High End de Clase D

20 de Enero de 2020 ada

Utilizado desde hace ya bastantes años en todo tipo de aplicaciones de audio, el modo de funcionamiento en amplificación conocido como Clase D ha despertado desde siempre las suspicacias de los aficionados más exigentes, como consecuencia de una musicalidad como mínimo dudosa. Varias han sido las marcas que han dedicado tiempo y recursos a intentar solucionar este serio inconveniente por cuando la Clase D aporta ventajas incuestionables en muchos aspectos teóricos y prácticos.

No cabe ninguna duda de que la sueca Primare ha sido una de las pocas que han resuelto la ecuación con brillantez, hasta el punto de que su particular interpretación de la Clase D, la UPFD, ahora UFPD 2, ha logrado impresionar incluso a los más escépticos debido no sólo al innegable realismo sonoro que exhibe en la reproducción de todo tipio de música, sino también a su excepcional comportamiento en parámetros que creíamos reservados a los diseños clásicos, caso de la capacidad de entrega de corriente.

 

Antes de entrar en materia: ¿por qué la Clase D?

Lo primero que hay que decir es que la “D” en cuestión no hace referencia, como es creencia común entre no pocos aficionados e incluso profesionales, a “digital”, sino a una mera coincidencia: a medida que se iban desarrollando las diferentes configuraciones circuitales que definen la manera en que se polarizan los dispositivos utilizados en los amplificadores, se les daba un nombre en la forma de una letra, léase A, B, C, D… y, coincidencias de la vida, la Clase D tiene elementos en su funcionamiento que inducen a identificar dicha “D” con “digital”. Dicho esto, es importante señalar que algunos amplificadores en Clase D pueden ser controlados por circuitos digitales o incluyen dispositivos para procesado digital de señal, pero hay otros que operan por completo en el dominio analógico.

Pero la principal razón por la que se inventó la Clase D fue la eficiencia, hasta el punto de que muchos de los beneficios aportados por la amplificación en Clase D son el resultado de la significativamente superior habilidad de los pertinentes circuitos a la hora de convertir la energía que reciben en una señal musical. Así, la eficiencia de la Clase A es del 20%, la de la Clase B del 50%, la de la Clase AB del 75% y la de la Clase D del 90-95%. Esta eficiencia no sólo reduce de manera drástica el tamaño del amplificador, sino también el calor generado y por tanto la necesidad de utilizar disipadores térmicos de grandes dimensiones. Esto permite usar disipadores térmicos compactos que pueden situarse directamente en el corazón del circuito de amplificación, minimizándose de este modo las dimensiones del mismo y simplificándose tanto su topología como el trayecto recorrido por la señal de audio.

Pero las ventajas de una Clase D correctamente implementada van mucho más allá, puesto que también permite una entrega de potencia considerable e instantánea a lo largo de toda la banda de frecuencias de trabajo, un control preciso de dicha potencia independientemente de las cajas acústica sutilizadas, un nivel de ruido muy bajo como consecuencia de una distorsión armónica muy baja y, muy importante, reducir drásticamente el consumo de energía con lo que ello implica en términos de respeto al medio ambiente.

 

UPFD de Primare: llevando la Clase D a su máxima expresión

Los ingenieros de Primare llegaron en su momento a la conclusión de que ningún modo de amplificación puede superar a la Clase D si ésta se ejecuta correctamente, por lo que pusieron sus más de 30 años de experiencia en el diseño de electrónicas de audio de alto nivel al servicio de tal misión, siendo el resultado la UPFD, siglas de “Ultra Fast Power Device”, es decir, Dispositivo de Potencia Ultra-Rápido. Puesto que las interioridades técnicas de este concepto escapan de los objetivos del presente Blog, resulta interesante utilizar un símil propuesto por la propia Primare en el que se compara la citada UFPD con un automóvil cien por cien eléctrico. La idea que subyace en tal comparación es que los automóviles de altas prestaciones bien construidos y con alimentación cien por cien eléctrica, caso de los desarrollados por la firma estadounidense Tesla, tienen muchas virtudes además del ahorro de combustible y la baja huella de carbono.

En particular, lo que tienen es una transferencia de par motor, léase potencia, inmediata a las ruedas, proporcionándoles velocidad instantánea sin apenas producir calor o ruido con sus compactos motores eléctricos situados de manera óptima para transferir dicha potencia a las ruedas que deben excitar. Esto significa cero emisiones con una aceleración de cero a 100 km/h en por ejemplo, unos extremadamente silenciosos 3 segundos. Pues bien, la UFPD actúa de modo similar mediante módulos que funcionan íntegramente en el dominio analógico y que, en esencia, lo que hacen es tomar una señal de entrada sinusoidal analógica y convertirla en un onda cuadrada de alta frecuencia con modulación de ancho de pulso para su amplificación. A continuación, dicha onda cuadrada es filtrada, siendo el resultado una onda analógica sinusoidal amplificada en la salida.

 

Además, en el circuito UFPD todas las señales se tratan por igual independientemente de su frecuencia, siendo el resultado la capacidad de suprimir por completo la resonancia del mencionado filtro y, como consecuencia de ello, el mantenimiento de la distorsión armónica total en unos valores muy bajos en toda la gama de frecuencias de trabajo. De este modo, al exhibir una curva de respuesta en frecuencia extremadamente amplia que no depende de las exigencias de la carga, es decir las cajas acústicas, los amplificadores UFPD son capaces de atacar de manera precisa y controlada prácticamente cualquier sistema de altavoces.

 

UFPD 2: afinando la UFPD para una musicalidad incluso superior

Desarrollada a mediados del año 2018, la UPDF 2 condensa todo lo aprendido por Primare en el diseño y fabricación de amplificadores en Clase D. Las mejoras aportadas son sutiles, pero contundentes, siendo la primera de ellas un nuevo circuito de salida desarrollado para mantener constante la ganancia a lo largo de toda la gama de frecuencias de audio. El resultado es una amplificación absolutamente lineal, con un nivel de ruido más bajo y un balance tonal mejorado que proporciona fondos absolutamente “negros” para la música, haciendo que esta última exhiba un carácter más holográfico y tridimensional; en suma, una mayor naturalidad.

Otra mejora clave aportada por la UFPD 2 la encontramos en la fuente de alimentación, concretamente en la aplicación de la tecnología APFC (“Active Power Factor Control” o Control del Factor de Potencia Activo) de Primare. Así, en la UFPD 2, el APFC controla la corriente procedente de la red eléctrica para garantizar que sea una señal sinusoidal pura cuya amplitud y fase sean exactamente las mismas que las de la tensión de red. Esto significa que incluso en el caso de que se drenen 1.000 vatios de la red eléctrica, el resto de componentes presentes en la misma estancia no se verán afectados por ello.

Además, la fuente de alimentación trabaja en lo que se conoce como “modo de transición”, minimizándose las pérdidas por conmutación y mejorándose la eficiencia global, concretamente en casi un 5% con respecto al sistema de alimentación utilizado en la UFPD. Para ser exactos, con una alimentación alterna de 230 V, la fuente de alimentación utilizada en los amplificadores UFPD 2 exhibe una eficiencia del 93’6%.
A efectos prácticos, lo que tenemos es una circuitería de amplificación con la distorsión y el nivel de ruido más bajos jamás propuesta por Primare, parámetros que además se traducen directamente en una musicalidad extraordinaria complementada por una capacidad de entrega de potencia y dinámica –cualidades que la etapa de potencia estereofónica A35.2 ejemplifica magistralmente- comparable a la de los mejores diseños equipados con fuentes de alimentación lineales.

 

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