V titulku známé, obecně platné heslo na kterém Nelson Pass založil svou "doplňkovou" firmu k jedomu z etalonů oboru Pass Labs (založeno Léta Páně 1991 v Auburn, Kalifornie, Spojené státy americké). Přes "skromné" ceny zesilovačů značky First Watt mnohé modely dobyly sluchové orgány i nejrenomovanějších recenzetů a HiFi magazínů planety. Snad kvůli vzhledu a skoro určitě kvůli malým výkonům trochu podceňovaná značka, od roku 1998 primárně se soustředící na ty nejpoužívanější watty - dnešní novinkou jsou výkonové monobloky First Watt SIT-5
Důchod si užívající Nelson Pass (ca 100 let před jeho narozením bylo Auburn jedno z míst kalifornské zlaté horečky), dle svých slov většinu času trávící dnes na pláži, vymýšlejíc tam případná nová zapojení, dal k dispozici jediné foto své novinky - proto malý foto výlet do rodiště jeho skvělých zesilovačů, asi 20ti tisícového městečka Auburn a okolí. Výkon nových monobloků je ale zcela dostatečný, jejich 35 / 8 Ω a 60 Watt do 4 Ω v reálu zvládá většinu běžně používaných reprosoustav, s velmi důležitým bonusem brilantních prvních wattů (které používáme při běžném domácím poslechu). Dnes volně o dalším "pokračování" dříve představeného:
FIRST WATT - top koncový zesilovač - Hi-Fi Voice - recenze audio-video techniky a chytrého bydlení
Začínáme odzadu (osobním komentářem tvůrce)
Srovnání mezi SIT-4 a SIT-5 není jen o výkonu, i když i v tom je podstatný rozdíl. SIT-4 má SIT provozovaný v režimu Common-Source, kdy dodává jak napěťové, tak proudové zesílení. SIT-5 provozuje SIT v režimu Common-Drain, kde musí sledovat pouze napětí, což mu dává výhodu v nižším naměřeném zkreslení, šířce pásma a výstupní impedanci. Neměli byste očekávat, že budou znít stejně.
Moje zkušenost je taková, že lidé, kteří mají rádi 5 nebo 10 wattové triodové lampové zesilovače, které pohánějí účinné reprosoustavy s vyšší impedancí, ocení SIT-4 jinak než SIT-5, navržený s vyšším výkonem pro méně účinné repro s nížší impedancí.
Není to jen o wattech, ale o lidském vkusu a vztahu zesilovače k reproduktoru. V každém případě stojí za to vyzkoušet si obě strany, a to vlastně můžete udělat i se stejným zařízením s jedním zesílením...
Vždycky mám na paměti, že grafika a čísla pouze naznačují zvukový výkon.
Je zajímavé porovnat údaje z testů s poslechovými zkušenostmi. Někdy se obojí dobře srovná (v dobrém i špatném), ale někdy zesilovač, který se dobře testuje, přesto zanechá kritické posluchače zklamané. Někdy je tomu naopak.
Objektivní testy zesilovačů nemusí nutně vypovídat o všem (ale jsou alespoň spolehlivě opakovatelné), ale hlavní je, že slouží posluchačskému zážitku.
Lidské vnímání asi není nejspolehlivější, ale lidé jsou zákazníci a já se spoléhám na všechny informace, které mohu získat, protože jsem si za posledních 57 let (narozen 1951, spoluzaložil Treshold Electronic s jeho legendárdním zesilovačem Stasis, v licenci vyráběném i jako Nakamichi; je pachatelem další absolutní legendy oboru - cenově rozumného skvělého Adcom GFA-555, dnes kromě 2 aktivních a úspěšných značek na výrobu zesilovačů aktivně podporuje DIY audio komunitu - píše články a komuniku v diskuzích, v komunitě má přezdívku "Papa") zkusil vytvořit určitý smysl pro vztah mezi konstrukcí, měřením a poslechem.
Navrhuji hlavně pro sebe. Na trh se jich dostane jen pár návrhů, ale se všemi jsem spokojen. Je to zdlouhavý úkol, ale proces je zábavný a vlastně jednoduchý: Přemýšlej, konstruuj, měř, poslouchej, opakuj. U modelu SIT-5 tento proces začal v roce 2020 a nyní je návrh dokončen.
Tyto konkrétní zesilovače jsou určeny těm audiofilům, kteří ocení detail, vřelost, hloubku a obraz. Nejsou ale pro každého, i když se zdá, že v audiofilské komunitě mají značný ohlas. Každopádně doufám, že se vám budou líbit stejně jako mně.
Nelson Pass 29.10.24
Koho to zajímá, bude to technické a historické a dlouhé..
SIT-5 je nejnovějším zesilovačem vyrobeným společností First Watt a je 5., který používá statický indukční tranzistor (SIT) jako výkonové zesilovací zařízení. V roce 2011 byl představen první zesilovač SIT značky First Watt, který používá vlastní součástku tranzistoru z karbidu křemíku (SiC - sloučenina uhlíku a křemíku, obr. níže) vyrobenou společností SemiSouth. Zesilovač rovněž používal jediné výkonové zařízení, které pracovalo bez zpětné vazby v režimu single-ended třídy A Common-Source a poskytovalo výkon 10 W napodobující charakteristiku triody, ale pracovalo s napětím a proudy přímo potřebnými pro reprosoustavy, čímž se eliminoval výstupní transformátor.
Úspěch monobloků SIT-1 vedl ke vzniku modelu SIT-2, který nabízel podobný výkon při vyšší účinnosti a 2 kanály ve stejném šasi. V roce 2018 se začal vyrábět model SIT-3, který provozoval tranzistor SIT v režimu Common-Drain (follower), opět bez zpětné vazby, který byl k dispozici až do roku 2023.
Několik let předtím společnost SemiSouth postihl bankrot a First Watt se ocitli v situaci, kdy nebyli schopni získat další kusy této speciální součástky. V Japonsku však existovala společnost Tokin, známá výrobou průmyslových křemíkových součástek SIT vhodných pro audio použití. Její výrobní závod byl bohužel zničen při zemětřesení a tsunami ve Fukušimě, ale i tak se podařilo získat díly z existujících zásob těchto zařízení. Tyto velké SIT Tokin mají stejný charakter triody, ale s mnohem vyšším napětím, proudem a výkonem než původně používané SIT.
Speciální odrůda Jfet, vynalezená v Japonsku v 50. letech 20. století, se v 70. letech těšila oblibě ve výkonových zesilovačích „Vfet“ společností Sony a Yamaha a jsou dodnes vysoce ceněny v oblasti špičkového audia. Obtížnost a nákladnost výroby SIT je nakonec učinila méně konkurenceschopnými ve srovnání s pozdějšími bipolárními tranzistory a teprve nedávno byly uznány jejich vynikající vlastnosti pro špičkové audio.
Přístroje SIT mají jedinečnou vlastnost, která je pro audio zesilovače obzvláště cenná. Citace z patentového abstraktu vynálezce Nishizawy: „(Charakteristika) Drain-current to Drain-voltage velmi přesně simuluje charakteristiku Anode-current to Anode-voltage triodové elektronky“.
Stejně jako u triod umožňují charakteristické křivky SIT provoz na „zatěžovacích linkách“ třídy A, které mohou určovat relativní hodnoty harmonických 2. a 3. řádu a mají jen málo zkreslení vyššího řádu. Je dnes již běžným pozorováním, že nejpřitažlivější zvuk má tendenci vycházet z dominantního charakteru harmonických 2. řádu, následovaných menšími hodnotami harmonických vyšších řádů.
Historicky se SIT používaly v mikrovlnné technice, radarech a dalších exotických aplikacích, ale v 70. a 80. letech minulého století našly uplatnění v audio zesilovačích vyráběných společnostmi Sony a Yamaha. Poté v podstatě existovaly jako průmyslové díly od společnosti Tokin. V poslední době se zájem o tato vysoce výkonná zařízení podobná elektronkám obnovil, mimo jiné proto, že se 2. audio společnosti vzchopily a vynaložily peníze potřebné k výrobě nových zařízení vhodných pro výkonové audio zesilovače.
První z nich byla japonská firma Digital Do Main, která vyrobila nejméně dva audio zesilovače založené na novějších verzích původních dílů Yamaha od firmy Tokin. Tím druhým je First Watt s vlastními zesilovači SemiSouth Silicon Carbide SIT pro modely SIT-1, 2 a 3. V zesilovačích SIT-4 a SIT-5 už byly použity zesilovače Tokin THF51 s jmenovitým napětím 600 V, 30 A a 400 W v zesilovači s výkonem 10 W/kanál.
Abychom zjistili, čím jsou SIT tak zvláštní, začneme pohledem na křivky pentodové elektronky. Tento graf popisuje velikost proudu, který bude protékat pentodou jako funkce napětí mezi deskou a katodou při osmi různých hodnotách řídicího napětí mřížky:
Chování běžného Jfetu nebo Mosfetu je velmi podobné. Stejně jako u pentody se proud tekoucí z Drainu ke Zdroji u Fetu vyrovnává s rostoucím napětím mezi těmito vývody. V tomto ohledu mají Mosfety podobný tvar jako křivky bipolárních tranzistorů, s tím rozdílem, že bipoláry používají k řízení vstupní proud místo napětí.
Naproti tomu zde je sada křivek klasické triody (300B):
Stejně jako u triody i u SIT závisí proud zařízením nejen na řídicích vývodech, ale také na napětí na zařízení, podobně jako u rezistoru, jehož hodnota je řízena napětím na mřížce. Zde je SIT použitý ve First Watt SIT-5:
Audiofilové vynakládají velké náklady na dosažení výkonu pouhého 1 wattu pomocí triod kvůli jejich specifickému zvukovému charakteru. Bohužel je výkon triod částečně omezen nutností transformovat vysokonapěťový / nízkoproudý provoz triod do oblasti nízkého napětí / vysokého proudu reproduktorů. To znamená výstupní transformátor a s ním spojená omezení/náklady.
Cílem některých konstruktérů bylo dosáhnout toho, aby tranzistory zněly jako Triody, což se ale podařilo jen s omezeným úspěchem. Fety mohou znít jako pentody, ale je třeba jisté gyroskopie, aby se běžný fet podobal triodě. Pro tento účel požadujeme od polovodičového zařízení 2 věci - chceme vstupní charakteristiku „čtvercového zákona“ jako u elektronek (což Fety umí), ale také relativně nízký odpor na výstupu, odpovídající nízké impedanci triody.
To umožňuje použít jediný zesilovací stupeň s napěťovým i proudovým zesílením a mít vysokou vstupní impedanci a nízkou výstupní impedanci bez zpětnovazební smyčky nebo degenerace. Umožňuje také „práci se zátěžovou linkou“, která popisuje cestu zesilovacího zařízení oblastí napětí vs. proud v průběhu zesilování hudebního signálu, který pohání reproduktor. Změnou zátěžové linky lze snížit zkreslení nebo vytvořit určitý charakter zkreslení.
U původního prvního First Watt zesilovače SIT-1 na přední stranu umístili ovladač, který umožňoval určitou kontrolu nad nastavením zátěžové linky. Odhalilo to běžnou preferenci toho, čemu říkáme „záporný fázový charakter 2. harmonického zkreslení“. Tento zvukový charakter se ustálil standard pro všechny zesilovače SIT First Watt.
Takto vypadá tato signatura na analyzátoru zkreslení, kde je vidět, že zkreslení je na 2násobku základní (2. harmonické) a vrcholí negativně pro všechny vrcholy základní:
Níže je uvedeno zjednodušené schéma zapojení SIT-5 - je na něm znázorněn jednosměrný vstup RCA do stupně s push-pull napěťovým zesílením s použitím komplementárního, většinou jednosměrného výstupního stupně třídy A s použitím výkonného SIT v režimu Common-Drain (follower) bez zpětné vazby. Tento konkrétní SIT je dimenzován na 600 V, 30 A, 400 W s frekvenční odezvou do 50 megahertz (značka MHz, 10 na 6 Hz, tj. 1 milion Hz)
...je napájen záporným napájecím napětím 60 V přes Mosfet s P kanálem o jmenovitém napětí 500 V, 40 A a výkonu 890 W. Toto uspořádání je jedinečné v tom, že SIT dostává od Mosfetu s kanálem P, který má menší podíl na výstupu, typicky asi 20 %, proud předpětí třídy A v jednom směru. To je vidět na pravé straně schématu, kde výstup prochází 2 sadami výkonových odporů a kondenzátorů.
Úpravou poměrů těchto výkonových odporů přes 2 výstupní kondenzátory lze ořezat zátěžovou linku SIT tak, aby dominovala výstupnímu charakteru, trochu přidávala na výstupním výkonu, ale hlavně dávala konzistentní charakter napříč populací zařízení SIT. Níže několik grafů výkonu, dosažených s jednostupňovým výstupním obvodem bez záporné zpětné vazby.
Níže je křivka frekvenční odezvy, která ukazuje šířku pásma jako -3 dB při 200 Khz. Spodní křivka je 4 Ω a je vidět mírný vliv výstupní impedance 0,2 Ω:
Zkreslení vs. výkon ve wattech do 8 Ω při 1 Khz:
Zkreslení je na tomto logaritmickém grafu docela přímka, charakteristická pro čistou 2. harmonickou. To se začíná výrazně odchylovat nad jmenovitým výkonem s přidáním obsahu 3. harmonické. Zde je stejný druh křivky, ale se zátěží 4 Ω - i shoda charakteru mezi touto a křivkou do 8Ω.
Níže jsou uvedeny křivky zkreslení v závislosti na frekvenci do 8 Ω při výkonu 1 a 35 W. Charakter zůstává opět v celém rozsahu poměrně konzistentní:
Níže křivky zkreslení v závislosti na frekvenci do 4 Ω při výkonu 1 a 60 W:
A nakonec čtvercová vlna při frekvenci 20 Khz a výkonu 10 W do 8 Ω (ty malé úsečky v řádcích jsou digitální rozsah, škoda že analogové teleskopy nevysílají digitální soubory.....):
STRUČNÁ VERZE toho výše: „Tohle patří v seznamu věcí, co si poslechnout, hodně vysoko”
SPECIFIKACE (výkonové monobloky First Watt SIT-5 )
(měřeno při napětí 120 V AC a zátěži 8 Ω)
Zkreslení při 1 Watt: 0,07 %
Vstupní impedance: 100 kΩ
Zisk: 19 dB
Tlumicí faktor: 25
Výstupní výkon (při 1 % THD):
¤ 35 Watt / 8 Ω
¤ 60 Watt / 4 Ω
Frekvenční odezva: 5 Hz až 200 Khz (-3 dB)
Šum (nevážený, 20-20 KHz): 30uV
Příkon: 200 W
Pojistka typu 3AG s pomalým výbojem:
¤ 2,5 A pro 120 V AC
¤ 1,25 A pro 240 V AC
Rozměry: 432 x 127 x 381 mm
Hmotnost: 14,51 kg (kus)
Doporučená cena: 11.000 USD (ceny jsou vždy pouze orientační, konkrétní koncová cena v daném místě záleží na lokálním DPH a dalších ekonomických faktorech jako cena dopravy, clo..) Kam se podívat pozítří a popozítří víte...
...co zítra? Co Dánsko? Ortofon stvořil replikanta..
i v Kalifornii občas sněží / i v Americe mají historické stavby, tahle v Auburn z L.P. 1898
