Ayre MX-R, een technisch verslag Deel 1

In samenwerking met importeur Audiac presenteren wij u een tweetal bijzondere zgn. White Paper`s (een document met een informatieve of educatieve inhoud welke bedoeld is om de lezer op de hoogte te brengen van oplossingen voor bepaalde problemen, en/of de technische achtergronden bij het vinden van die oplossingen - red.). Het betreft de bijzondere versterkingsproducten van het Amerikaanse merk Ayre uit de X-R serie. Het is niet gebruikelijk dat we dergelijke artikelen publiceren, maar in dit geval maken we graag een uitzondering. Niet alleen omdat wij zelf de bijzondere kwaliteit van deze apparaten meermaals hebben mogen vaststellen, maar de artikelen zijn leuk en toegankelijk geschreven, en geven ook een goed inzicht in de verschillende technische principes die van belang zijn bij het ontwerpen van een versterker. Het artikel is vanuit de fabrikant geschreven in de "wij-vorm". Gedane uitspraken hoeven dus niet noodzakelijkerwijs de mening van HiFi.nl te vertegenwoordigen. Volgende week deel 2.

Het gebeurt niet dagelijks dat een nieuwe versterker de audiowereld op zijn kop zet, maar bij de introductie van onze Ayre Acoustics MX-R sleepte deze mono-eindversterker direct diverse prijzen in de wacht, terwijl het prestigieuze Stereophile hem uitriep tot Amplification Component Of The Year. Testers en andere kritische luisteraars verbaasden zich steeds weer over de enorme detaillering, de snelheid, de drive, de ruimtelijke weergave en vooral ook over de muzikaliteit van Ayre’s nieuweling.

Daarnaast zorgde de combinatie van de compacte, fraaie bouw en de hoge vermogenscijfers van de MX-R voor vraagtekens. Bij een uitgangsvermogen van 300 watt @ 8 ohm verwacht iedereen een grote, zware eindversterker, en geen bescheiden bemeten monoblock van niet meer dan 28 x 9,5 x 48cm (bxhxd). Zo verwacht ook bijna niemand dat een versterker met die afmetingen een dikke 23 kilo in de weegschaal legt – een gewicht dat de solide opbouw van deze krachtbron alleen maar onderstreept.

De Ayre Acoustics MX-R is een volledig gebalanceerd opgebouwde mono-eindversterker. Een groot voordeel van het gebruik van zulke mono-eindtrappen is dat elke luidspreker over een eigen krachtbron beschikt. Zo wordt onderlinge beïnvloeding tussen de kanalen uitgesloten en is optimale stabiliteit gegarandeerd.

Aluminium

We beginnen de productie van een MX-R met het uiterst precies uitfrezen van een massief, niet minder dan 35 kilo wegend blok aluminium. Dit resulteert in een prachtig vormgegeven behuizing, waarbij het gekozen materiaal ervoor zorgt dat elektromagnetische velden buitengehouden worden. Aluminium is niet alleen ongevoelig voor magnetische velden maar voorkomt ook de instraling van storingen in de elektronica.

Dat is belangrijk, want RF en andere vormen van elektromagnetische luchtvervuiling tasten de lage signaalniveaus in de versterker aan, ze verhogen de ruisvloer en ze maken de weergave plat en afstandelijk. Omdat ons aluminium chassis zich als een schild gedraagt, wordt het audiosignaal dus gevrijwaard van allerlei vormen van storing en kan muziek in z’n puurste vorm versterkt worden.

Het uitgefreesde aluminium chassis van de MX-R, dat op sommige plaatsen zelfs enkele centimeters dik is, zorgt voor een optimale stijfheid die een   resonantievrije montage van de onderdelen mogelijk maakt. Microfonie-effecten, veroorzaakt door in trilling gebrachte componenten, worden zo tot een minimum gereduceerd. De grote mechanische stabiliteit van de versterker is van groot belang voor de rust, de snelheid en de dynamiek in de weergave. De stijfheid van een luidsprekerkast heeft een vergelijkbaar effect.

Compartimenten

Het koellichaam bevindt zich aan de bovenzijde van de behuizing, terwijl de elektronica in drie afzonderlijke compartimenten gemonteerd wordt. Het grootste compartiment herbergt de complete versterkerschakeling; twee kleinere ruimtes zijn voor de transformatoren gereserveerd. De 230VAC voedingspanning van de AC connector naar de transformator heeft een eigen doorvoer in het chassis, net zoals er aparte ruimtes zijn voor de verderop besproken Ayre Conditioner en het Logic board.

De consequente scheiding van de diverse componenten draagt niet alleen verder bij aan de stijfheid van het chassis, maar voorkomt ook onderlinge instraling. Zo kunnen bijvoorbeeld de door de transformatoren ontwikkelde elektromagnetische velden niet tot de versterkerschakeling doordringen. Deze doordachte constructie vertaalt zich in een lage ruisvloer en een uitstekende definitie.

Een blik op het inwendige van de versterker toont niet alleen de gescheiden opbouw, maar laat ook steeds weer zien met hoeveel aandacht voor detail we de MX-R bouwen.

Koeling en symmetrische opbouw

Om een versterker betrouwbaar en nauwkeurig te laten werken, moet een aantal componenten en circuits structureel gekoeld worden. Bovendien kunnen temperatuurschommelingen de weergavekwaliteit van een versterker negatief beïnvloeden. Vaak wordt de benodigde temperatuurstabilisatie door lokale koellichamen verzorgd.

Ayre Acoustics kiest voor een totaal andereoplossing: alle componenten die koeling nodig hebben, worden direct aan het chassis gekoppeld, waarmee deze behuizing tegelijkertijd als een groot, massief en daarmee zeer effectief koellichaam fungeert. Deze bouwwijze garandeert een optimale en stabiele warmtedissipatie.

De doordachte versterkerschakeling van de MX-R zit in zijn geheel op een enkel, horizontaal opgebouwd audioboard. Veel eindversterkers hebben een verticale opbouw van het koellichaam terwijl de inputsectie en de spanningsversterking horizontaal zijn gemonteerd. Zo ontstaan meerdere printen met specifieke taken, met als groot nadeel dat de signaalverbinding tussen de boards om connectoren vraagt. Elke toegevoegde connector betekent immers een extra overgangsverbinding met verliezen als gevolg.

Bovendien kunnen de contactvlakken in de loop der jaren verslechteren en zo voor extra weerstand zorgen, waarbij de kleinste signaaldetails verloren gaan. De singleboard-opbouw van de MX-R voorkomt dergelijk signaalverlies, zodat ook deze details behouden blijven. Onze efficiënte bouwwijze zorgt samen met het als koellichaam dubbelende chassis voor een uiterst compacte eindversterker, die ook nog eens een unieke vormgeving heeft. Gecombineerd met het hoge uitgangsvermogen en de opvallende controle over de luidsprekers bieden we met de MX-R een versterker die zich duidelijk weet te onderscheiden.

Symmetrische opbouw

Veel versterkerschakelingen zijn gebaseerd op een ongebalanceerde, vaak als asymmetrisch of single-ended aangeduide signaalverwerking. Een ongebalanceerd signaal bestaat uit een enkelvoudig signaal en een massa. Het signaal, een spanning ten opzichte van de massa, wordt over één geleider getransporteerd. Bij de bij audioapparatuur gebruikelijke RCA of cinchkabels is sprake van zo’n ongebalanceerde signaaloverdracht. Een gebalanceerd of symmetrisch signaal bestaat uit een massa en twee audiosignalen met een onderling faseverschil van 180°. Het signaal dat in fase is, wordt non-inverted of nietgeïnverteerd genoemd.

Het tweede signaal is het geïnverteerde (180° uit fase) signaal. Voor gebalanceerde verbindingen worden veelal XLR-aansluitingen gebruikt. Gebalanceerde signaaloverdracht vindt zijn oorsprong in de professionele audiowereld, waar bij shows of studio-opnames audiosignalen met een lage spanning over lange kabels getransporteerd moeten worden. Zo geeft een microfoon een signaal van niet meer dan enkele millivolts af. Als een dergelijk zwak signaal over een twintig meter lange, ongebalanceerde kabel getransporteerd wordt, zal de onderweg opgepikte storing veel brom en ruis veroorzaken.

In een gebalanceerde verbinding pikken de geleiders van het geïnverteerde en het nietgeïnverteerde signaal beide dezelfde storing op. Door in de ontvanger een verschilversterker te plaatsen, zal alleen het verschil tussen de geïnverteerde en niet-geïnverteerde geleiders doorgegeven worden terwijl de eventuele storing, die in beide geleiders identiek is, effectief onderdrukt wordt.

Symmetrische opbouw en zero local feedback

Nu is er bij voor thuisgebruik bedoelde componenten geen sprake van dermate lage signaalniveaus en lange kabels. Het voornaamste voordeel van een gebalanceerde opbouw schuilt bij hoogwaardige audioapparatuur dan ook niet in de kabels, maar in de elektronica zelf. Een correct uitgevoerde gebalanceerde schakeling is namelijk minder gevoelig voor imperfecties in de voeding: de symmetrische opbouw zal dergelijke verschijnselen hoorbaar beter uitmiddelen, waarbij de nadelige effecten van storingen, ruis en vervuiling van de voeding tot een absoluut minimum gereduceerd worden. Zelfs bij versterkers die, zoals de onze, over een kwalitatief zeer hoogwaardige voeding beschikken, draagt de symmetrische opbouw nog bij aan extra rust en definitie in het klankbeeld.

Ayre Acoustics was in 1993 een van de eerste high-endfabrikanten die gebalanceerde signaalverwerking toepaste. We bouwen de MX-R volledig gebalanceerd op, waarbij het geïnverteerde en het niet-geïnverteerde signaal afzonderlijk van elkaar verwerkt worden. Zo bestaat de MX-R feitelijk uit twee versterkers in een enkel chassis.

De positieve aansluiting wordt aangestuurd door een schakeling die het niet-geïnverteerde signaal versterkt. Het geïnverteerde signaal wordt door de negatieve aansluiting van de versterker aangeboden. Anders dan bij ongebalanceerde ontwerpen is de negatieve aansluiting niet met de massa verbonden; hij levert exact hetzelfde signaal als de positieve aansluiting, maar dan uit fase. Deze constructie zorgt voor extra controle over de luidsprekers.

Andere voordelen van gebalanceerde signaalverwerking zijn onder meer een verbeterde ruisonderdrukking, een grotere dynamiek en een hogere resolutie. De weergave van de MX-R lijkt zo getekend vanuit een optimaal zwarte achtergrond, met een overdaad aan ruimte voor rust en detail.

(Foto: Jiri Büller)

Zero global feedback

Rond 1920 werd feedback of terugkoppeling al gebruikt om variaties in de versterkerschakelingen van telefoonsignalen op te vangen. De telefoonsignalen werden immers via lange kabels getransporteerd, zodat signaalversterkers nodig waren om door diezelfde kabels veroorzaakte verliezen te compenseren. Deze techniek wordt in audioproducten in bijna elke prijsklasse nog altijd toegepast.

Bij moderne audioapparatuur wordt feedback gebruikt om het uitgangssignaal terug te koppelen naar de ingang van de schakeling, waar de twee signalen met elkaar vergeleken worden. Zo kan deze terugkoppellus eventuele fouten en vervorming effectief onderdrukken, met indrukwekkende meetcijfers, lage vervormingsniveaus en een grote breedbandigheid als resultaat.

Toch kiest Ayre Acoustics niet voor deze oplossing, simpelweg omdat feedback iets probeert te corrigeren wat al plaatsgevonden heeft. Elke poging om het origineel te corrigeren drukt ons inziens een hoorbare stempel op het origineel – en het is beter om fouten te voorkomen dan ze te moeten corrigeren. We kiezen er daarom liever voor om al onze schakelingen zo perfect te ontwerpen dat feedback simpelweg niet meer nodig is.

Belangrijke en vooral ook heel goed hoorbare resultaten van dit zero global feedback concept zijn een pure muzikaliteit, grote transparantie en vooral veel ruimte. Meetapparatuur vertelt ons daarbij minder dan onze oren.