home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1997 December / Internet_Info_CD-ROM_Walnut_Creek_December_1997.iso / faqs / rec / answers / AudioFAQ / part4 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1997-09-29  |  54.7 KB

  1. Path: senator-bedfellow.mit.edu!faqserv
  2. From: neidorff@unixyztrode.com
  3. Newsgroups: rec.audio.tech,rec.audio.opinion,rec.audio.misc,rec.audio.marketplace,rec.answers,news.answers
  4. Subject: FAQ: rec.audio.* Amplifiers 5/97 (part 4 of 13)
  5. Supersedes: <AudioFAQ/part4_872763743@rtfm.mit.edu>
  6. Followup-To: poster
  7. Date: 28 Sep 1997 09:06:12 GMT
  8. Organization: Unitrode Corp.
  9. Lines: 1170
  10. Approved: news-answers-request@mit.edu
  11. Expires: 11 Nov 1997 08:58:45 GMT
  12. Message-ID: <AudioFAQ/part4_875437125@rtfm.mit.edu>
  13. References: <AudioFAQ/part3_875437125@rtfm.mit.edu>
  14. Reply-To: neidorff@unixyztrode.com
  15. NNTP-Posting-Host: penguin-lust.mit.edu
  16. Summary: Answers to common questions about audio equipment, selecting,
  17.   buying, set-up, tuning, use, repair, developments, and philosophy.
  18. X-Last-Updated: 1997/09/25
  19. Originator: faqserv@penguin-lust.MIT.EDU
  20. Xref: senator-bedfellow.mit.edu rec.audio.tech:57576 rec.audio.opinion:130203 rec.audio.misc:39672 rec.audio.marketplace:129387 rec.answers:34314 news.answers:113249
  21.  
  22. Archive-name: AudioFAQ/part4
  23. Last-modified: 1997/9/25
  24. Version: 2.12
  25.  
  26. 11.0 Amplifiers
  27.     Note: A receiver contains an amplifier, so the following 
  28.     questions apply to both receivers and amplifiers. In the
  29.     following text, "amp" and "amplifier" are used synonymously.
  30.  
  31. 11.1 What is Biamping? Biwiring?
  32.     Most speakers are connected to an amplifier by one pair 
  33.     of terminals on each speaker. Within these speakers, a 
  34.     crossover distributes the signal (modified appropriately) 
  35.     to each of the drivers in the speaker.
  36.  
  37.     Some speakers are set up to be either biwired or biamped. A 
  38.     much smaller number allows triwiring and triamping. The same 
  39.     principles apply but use three sets of wires or three amplifiers 
  40.     instead of two. Most speakers that support biamping/biwiring 
  41.     have two pairs of terminals and some mechanism for shorting 
  42.     the two pairs together when used in the normal way. This 
  43.     mechanism is most likely a switch or a bus bar. To help 
  44.     the descriptions below, I will refer to these two pairs as 
  45.     LO and HI (because normally one pair connects to the woofer
  46.     and the other pair connects to the tweeter/midrange).
  47.  
  48.     Biwiring means that a speaker is driven by two pairs of wires
  49.     from the same amplifier output. One cable pair connects HI to
  50.     the amp, and the other cable pair connects LO to the same amp 
  51.     output that you connected the HI cable to. Biwiring is 
  52.     controversial; some folks hear a difference, some do not. One
  53.     plausible explanation for this involves magnetic induction of 
  54.     noise in the relatively low current HI cable from the high 
  55.     current signal in the LO cable. Accordingly, Vandersteen 
  56.     recommends the two cable pairs for a channel be separated by at 
  57.     least a few inches. In any case, the effect appears to be small.
  58.  
  59.     Biamping means that the two pairs of terminals on a speaker are
  60.     connected to distinct amplifier outputs. Assuming you have two 
  61.     stereo amplifiers, you have two choices: either an amp per 
  62.     channel, or an amp per driver. For the amp per channel, you 
  63.     connect each terminal pair to a different channel on the amp 
  64.     (for example, the left output connects to HI and the right side 
  65.     to LO). In the other configuration, one amp connects to the LO 
  66.     terminals, and the other amp is connected to the HI terminals.
  67.  
  68.     The point of biamping is that most of the power required to 
  69.     drive the speakers is used for low frequencies. Biamping allows 
  70.     you to use amps specialized for each of these uses, such 
  71.     as a big solid-state amplifier for the LO drivers and higher 
  72.     quality (but lower power) amp for the higher frequencies. 
  73.     When you have two identical stereo amps, some folks 
  74.     recommend distributing the low-frequency load by using an amp 
  75.     per channel. In any case, whenever you use two different 
  76.     amplifiers, be careful to match levels between them.
  77.  
  78.     Biamping also allows you to use high-quality electronic 
  79.     crossovers and drive the speaker's drivers (the voice coils) 
  80.     directly, without the series resistance and non-linear 
  81.     inductance of a passive crossover. Biamping which uses the 
  82.     speaker's crossover is therefore much less desirable. Replacing
  83.     a good speaker's crossover with an electronic crossover has 
  84.     advantages, but involves some very critical tradeoffs and tuning 
  85.     which is best left to those well-equipped or experienced.
  86.     
  87.     See also section 16.0 below, on wire and connectors in general.
  88.  
  89. 11.2 Can amplifier X drive 2 ohm or 4 ohm speakers? How do I raise the
  90.         impedance of a speaker from (say) 4 ohms to 8 ohms?
  91.     Almost any amplifier can drive almost any load if you don't turn 
  92.     the volume up too high. Tube amplifiers are one exception. 
  93.     Some amps clip if you play them too loud. This is bad and 
  94.     damages speakers. Other amplifiers shutdown if they are asked 
  95.     to play too loud. Many will overheat, with bad consequences. 
  96.     However, in almost all cases, it takes seriously loud sound or 
  97.     low speaker resistance (less than 4 ohms) to do damage. Running 
  98.     two sets of 8 ohm speakers at once with common amplifiers 
  99.     represents a 4 ohm load. Four sets of 8 ohm speakers makes a 2 
  100.     ohm load. Two sets of 4 ohm speakers also makes a 2 ohm load. 
  101.     If you stay sober and don't turn it up past the point where it 
  102.     distorts, you are PROBABLY safe with most amplifiers and most 
  103.     loads. See 11.3 for more information.
  104.  
  105.     You can raise the impedance of a speaker by a few different
  106.     methods. However, each has drawbacks. If your amplifier won't
  107.     drive your speakers, AND you are sure that the problem is that
  108.     the speakers are too low impedance, you might try one of these
  109.     techniques.
  110.  
  111.     A)    Add a 4 ohm resistor in series with the speaker.
  112.         This requires a high power resistor, because the
  113.         resistor will dissipate as much power as the speaker.
  114.         Doing this will almost always hurt sound quality, too.
  115.         This is caused, in part, by the fact that speakers do
  116.         not have constant resistance with frequency. See 11.3
  117.         for more information on this.
  118.  
  119.     B)    Use a matching transformer. There are speaker matching
  120.         transformers which can change from 4 ohm to 8 ohm, but
  121.         a high quality transformer like this can cost as much
  122.         as a common receiver. Also, even the best transformer
  123.         will add some slight frequency response and dynamic
  124.         range errors.
  125.  
  126.     C)    Use two identical speakers in series. If you have two
  127.         4 ohm speakers which are the same make and model, you
  128.         can wire them in series and make an equivalent speaker
  129.         with 8 ohm impedance. The sound from that "new speaker"
  130.         will not be as precisely localized as it would from one
  131.         speaker, so your stereo image may be hurt. Also, it
  132.         requires that you buy twice as many speakers as you 
  133.         might have bought otherwise. However, this technique
  134.         has one side benefit. Two speakers can handle twice the
  135.         power of one.
  136.  
  137. 11.3 How do I drive more than two speakers with one stereo amplifier?
  138.     One amp can drive many speakers. However, there are two limits 
  139.     to this practice. The first is that you can overheat or damage 
  140.     an amplifier if you drive too low of an impedance to loud 
  141.     listening levels. Avoid loading any amplifier with a lower 
  142.     impedance than recommended. Adding two speakers to one amp 
  143.     output loads that output with half the impedance of one speaker. 
  144.     (See also 11.2 above)
  145.  
  146.     The second is that with tube amplifiers, which are uncommon 
  147.     in today's common system, it is important that the speaker 
  148.     impedance and the amplifier output impedance be well matched.
  149.  
  150.     When driving two or more speakers from one amp output, always 
  151.     wire them in parallel, rather than series. Series connection, 
  152.     while safe in terms of impedance levels, can hurt sound quality 
  153.     by raising the impedance that the speakers themselves see. 
  154.     Also, when different speakers are wired in series, amplifier
  155.     voltage will divide between the speakers unevenly, because
  156.     different speakers have different impedance-versus-frequency
  157.     characteristics.
  158.  
  159.     Many amplifiers have connectors for two pairs of speakers. In 
  160.     general, these amplifiers also have a speaker selector switch.
  161.     Most amplifiers connect speakers in parallel when both are 
  162.     selected, although some less expensive ones will wire the
  163.     speakers in series. It is common for these amplifiers to require 
  164.     8 ohm speakers only, because the amplifier is built to drive
  165.     either 4 or 8 ohms, and two sets of 8 ohm speakers in parallel
  166.     loads the amplifier like one set of 4 ohm speakers. It is 
  167.     almost always safe to connect one set of 4 ohm speakers to 
  168.     an amplifier with two sets of outputs, provided that you 
  169.     NEVER use the second terminals for any other speakers.
  170.  
  171. 11.4 How big an amplifier do I need?
  172.     Unfortunately, amplifier power ratings and speaker power ratings
  173.     are almost always misleading. Sometimes, they are factually 
  174.     wrong. Speaker ratings are almost useless in evaluating needs.
  175.  
  176.     To start with, sound pressure, measured in dB, often stated as
  177.     dB SPL, is a function of the log of the acoustic "sound" power.
  178.     Further, human hearing is less sensitive to differences in power
  179.     than the log transfer function would imply.  This means that the 
  180.     perceived difference between a 50 watt amplifier and a 100 watt 
  181.     amplifier, all else equal, is very small! One columnist said
  182.     that a 250 watt amplifier puts out twice the perceived 
  183.     loudness of a 25 watt amplifier, but quantitative statements
  184.     about perception should always be treated with caution.
  185.     That statement came from Electronics Now Magazine, Jan 1994, 
  186.     Page 87, Larry Klein's "Audio Update" Column, which is also
  187.     good reading on the subject of required amplifier power.
  188.  
  189.     There is a wide variation in the "efficiency" and "sensitivity" 
  190.     of the various speakers available. I have seen good speakers 
  191.     with under 80 dB per watt efficiency and have also seen good 
  192.     speakers with over 96 dB per watt efficiency, measured one meter 
  193.     from the speaker. This difference of 16 dB represents a factor 
  194.     of 40 difference in power requirement!
  195.  
  196.     So the first step in determining amplifier requirements is to 
  197.     estimate relative speaker efficiency. Other factors include how
  198.     loud you will want to listen, how large your room is, and how 
  199.     many speakers you will drive with one amplifier. This 
  200.     information will give you a rough starting point. For an 
  201.     example, a typical home speaker will produce 88 dB at 1 watt. 
  202.     In an average room, a person with average tastes will be happy 
  203.     with this speaker and a good 20 watt per channel amplifier. 
  204.     Someone who listens to loud music or wants very clean 
  205.     reproduction of the dynamics of music will want more power. 
  206.     Someone with less efficient speakers or a large room will also 
  207.     want more power. 
  208.  
  209.     Past that point, you will have to use your ears. As with all 
  210.     other decisions, your best bet is to get some candidates, borrow
  211.     them from a friendly dealer, take them home, and listen to them 
  212.     at your normal and loudest listening level. See if they play 
  213.     cleanly when cranked up as loud as you will ever go, into your 
  214.     speakers in your room. Of course, it is also important to be 
  215.     sure that the amp sounds clean at lower listening levels. 
  216.  
  217. 11.5 Do all amplifiers with the same specifications sound alike?
  218.     Some say that they do. Some say that they don't. Some 
  219.     demonstrated that many amplifier differences can be traced to 
  220.     very slight frequency response difference. Let your own ears 
  221.     guide you. If you want to compare amplifiers, you can do it 
  222.     best in a controlled environment, such as your home, with your
  223.     music and your speakers. Also be very careful to match levels 
  224.     precisely. All you need to match levels of amplifiers is a high 
  225.     input-impedance digital voltmeter set to AC volts and a test 
  226.     recording or signal generator. For best accuracy, set levels
  227.     with the speakers wired to the amplifier. 
  228.  
  229. 11.6 Is this amplifier too big for that set of speakers?
  230.     There is no such thing as an amplifier that is too big. Small
  231.     amplifiers are more likely to damage speakers than large ones, 
  232.     because small amplifiers are more likely to clip than larger 
  233.     ones, at the same listening level. I have never heard of 
  234.     speakers being damaged by an overly large amplifier. I have 
  235.     heard of 100 watt speakers being damaged by a 20 watt 
  236.     amplifier, however, in really abusive hands. This will happen 
  237.     because when an amplifier clips, it will generate much more
  238.     energy at high frequencies than normal music would contain.
  239.     This high energy at high frequencies may be less than the 
  240.     continuous power rating of the speaker, but higher than the
  241.     actual energy rating of the tweeter. Tweeters tend to be
  242.     very fragile components
  243.  
  244. 11.7 Where can I get a cheap low-power amplifier?
  245.     There are very few available. One source is to buy a cheap boom 
  246.     box and only use the amplifier. Another source is Radio Shack. 
  247.     A third alternative is to buy a car stereo booster and get a 
  248.     12V power supply for it. Finally, you can build an amp pretty 
  249.     easily if you are handy, but it probably won't be that cheap. 
  250.     Mark V Electronics, for example, sells 20 watt amp kits for 
  251.     under $30 and 80 watt amp kits for under $150. Sound Values
  252.     has a 60 watt amp kit complete for about $200, and Old Colony
  253.     sells some amp kits for a bit more. All three, Mark V, Old
  254.     Colony, and Sound Values kits have been built by satisfied 
  255.     rec.audio.* posters, although quality of the Mark V kit is
  256.     lower than the others. (See 11.15, 11.16, 11.17)  
  257.  
  258. 11.8 Is the stuff sold by Carver really awesome?
  259.     There is a lot of repeated rumor and prejudice for and against
  260.     Carver equipment based on anecdotes of older Carver equipment.  
  261.     Sometime in 1994, Bob Carver left the Carver Company, so it is
  262.     reasonable to expect significant changes in the company and
  263.     their product line. One of Carver's claims to fame is lots of 
  264.     watts per pound of weight. As with almost everything else, the 
  265.     best policy is to listen for yourself and see what you think.
  266.  
  267. 11.9 What is a preamplifier?
  268.     A preamplifier is an amplifying electronic circuit which can be
  269.     connected to a low output level device such as a phono cartridge 
  270.     or a microphone, and produce a larger electrical voltage at a 
  271.     lower impedance, with the correct frequency response. Phono 
  272.     cartridges need both amplification and frequency response 
  273.     equalization. Microphones only need amplification. 
  274.  
  275.     In most audio applications, the term 'preamplifier' is actually 
  276.     a misnomer and refers to a device more properly called a 
  277.     'control amplifier'. Its purpose is to provide features such 
  278.     as input selection, level control, tape loops, and sometimes, 
  279.     a minimal amount of line-stage gain. These units are not 
  280.     preamplifiers in the most technical sense of the word, yet 
  281.     everyone calls them that.
  282.  
  283. 11.10 What is a passive preamplifier?
  284.     A passive preamplifier is a control unit without any
  285.     amplification at all. It is a classic oxymoron, because it has
  286.     no capability to increase the gain of the signal. It is only
  287.     used with line level sources that need no gain beyond unity.
  288.  
  289. 11.11 Do I need a preamp? Why?
  290.     The tasks of a preamp are to:
  291.         Switch between various input signals,
  292.         Amplify any phono inputs to line level,
  293.         Adjust the volume,
  294.         Adjust the treble and bass if necessary,
  295.         Present the right load impedance for the inputs, and
  296.         Present a low source impedance for the outputs.
  297.  
  298.     If you have a turntable, you NEED a preamp with a phono input.
  299.     This is because the turntable has an output which is too
  300.     small for driving amplifiers and because the output of the
  301.     turntable requires frequency response equalization. You
  302.     can't connect any other source to a phono input other than a
  303.     turntable (phono cartridge). Also, you can't connect a phono
  304.     cartridge or turntable to any input other than a phono input.
  305.  
  306.     Microphones also require special preamplifiers. Some microphones
  307.     also require "phantom power". Phantom power is operating power
  308.     for the microphone which comes from the preamp. Microphone
  309.     preamps are often built into tape decks and microphone mixers.
  310.  
  311.     If you only have high level inputs, such as the output of a CD
  312.     player and the output of a tape deck, the main value of a preamp
  313.     is selecting between inputs and providing a master volume
  314.     control. If you only listen to CDs, it is plausible to skip
  315.     the preamp entirely by getting a CD player with variable level
  316.     outputs and connecting them directly to a power amplifier.
  317.  
  318.     Some caveats apply. One, the variable outputs on a CD player are
  319.     often lower sound quality than fixed outputs. Two, some sources
  320.     have high or nonlinear output impedances which are not ideal for
  321.     driving an amplifier directly. Likewise, some amplifiers have
  322.     an unusually low or nonlinear input impedance such that common
  323.     sources can't drive the input cleanly. A good preamplifier
  324.     allows use of such devices without sacrificing sound quality.
  325.  
  326.     Unfortunately, the only way to be sure that a preamplifier is
  327.     of value with your sources and your amplifier is to try one.
  328.  
  329.     Almost all receivers contain a phono preamp, a volume
  330.     control, and input switching. Therefore, if you have a
  331.     receiver, you may never need a preamp.
  332.  
  333. 11.12 Should I leave equipment on all of the time or turn it on and off?
  334.     Some gear draws significant electricity, so you will waste money
  335.     and fossil fuel if you leave it on all of the time. As an 
  336.     example, a common amplifier consumes 40 watts at idle. High-end 
  337.     gear uses far more electricity, but ignoring that, 40 watts x 
  338.     168 hours x 52 weeks x US $0.0001 per watt hour (rough estimate) 
  339.     is $35/year. Now add a CD player, a preamp, and a tuner, and it 
  340.     really adds up.
  341.  
  342.     High-end enthusiasts claim that equipment needs to warm up to 
  343.     sound its best. If you care about the best sound, give your 
  344.     equipment at least 20 minutes to warm up before serious 
  345.     listening. Warm up will allow the inside temperature to 
  346.     stabilize, minimizing offsets, bring bias currents up to their 
  347.     proper values, and bringing gain up to operating level.
  348.  
  349.     Either way, good gear will last a very long time. Tubes are 
  350.     known to have a finite life, but good tube designs run tubes 
  351.     very conservatively, giving them life exceeding 10 years of 
  352.     continuous service. Some amplifiers run tubes harder to get 
  353.     more power out, and thereby may be more economical to turn off 
  354.     between use.
  355.  
  356.     Filter capacitors will fail after enough time at temperature 
  357.     with voltage applied. They will last longer if turned off 
  358.     between use. However, like tubes, filter caps can last tens of 
  359.     years of continuous use, as can power transformers, 
  360.     semiconductors, and the like.
  361.  
  362.     Filter capacitors have a funny problem that justified a simple 
  363.     break-in or reforming when they are restarted after many years 
  364.     of rest. It involves bringing up the power line voltage slowly 
  365.     with a variable transformer. For tips on reforming capacitors, 
  366.     consult "The Radio Amateur's Handbook", by the ARRL.
  367.  
  368.     Semiconductors seem to fail more often because of bad surges and 
  369.     abuse than age. Leaving gear off may be best for semiconductors 
  370.     and other surge-sensitive gear if you expect power line surges, 
  371.     as come from an electrical storm or operation of large motors.
  372.  
  373.     Fuses seem to age with temperature and get noisy, but they are 
  374.     so inexpensive that it should not bias your decision. However, 
  375.     some are inconvenient to change, and may require opening the 
  376.     case and even voiding the warranty.
  377.  
  378. 11.13 Do tube amps sound better than transistor amps? FETs?
  379.     Lets first list some commonly used active electronic 
  380.     components and their good and bad attributes.
  381.  
  382.     TUBE: (Valve, Vacuum Tube, Triode, Pentode, etc.)
  383.     Tubes operate by thermionic emission of electrons from a
  384.     hot filament or cathode, gating from a grid, and collection 
  385.     on a plate. Some tubes have more than one grid. Some tubes 
  386.     contain two separate amplifying elements in one glass 
  387.     envelope. These dual tubes tend to match poorly.
  388.  
  389.     The characteristics of tubes varies widely depending on the 
  390.     model selected. In general, tubes are large, fragile, pretty, 
  391.     run hot, and take many seconds to warm up before they operate 
  392.     at all. Tubes have relatively low gain, high input resistance, 
  393.     low input capacitance, and the ability to withstand momentary 
  394.     abuse. Tubes overload (clip) gently and recover from overload 
  395.     quickly and gracefully.
  396.  
  397.     Circuits that DO NOT use tubes are called solid state, 
  398.     because they do not use devices containing gas (or liquid).
  399.  
  400.     Tubes tend to change in characteristic with use (age). 
  401.     Tubes are more susceptible to vibration (called 
  402.     "microphonics") than solid state devices. Tubes also 
  403.     suffer from hum when used with AC filaments.
  404.  
  405.     Tubes are capable of higher voltage operation than any other
  406.     device, but high-current tubes are rare and expensive. This 
  407.     means that most tube amp use an output transformer. Although
  408.     not specifically a tube characteristic, output transformers
  409.     add second harmonic distortion and give gradual high-frequency 
  410.     roll-off hard to duplicate with solid state circuits.
  411.  
  412.     TRANSISTOR: (BJT, Bipolar Transistor, PNP, NPN, Darlington, etc.)
  413.     Transistors operate by minority carriers injected from emitter 
  414.     to the base that are swept across the base into the collector, 
  415.     under control of base current. Transistors are available as PNP 
  416.     and NPN devices, allowing one to "push" and the other to "pull". 
  417.     Transistors are also available packaged as matched pairs, 
  418.     emitter follower pairs, multiple transistor arrays, and even 
  419.     as complex "integrated circuits", where they are combined with 
  420.     resistors and capacitors to achieve complex circuit functions.
  421.  
  422.     Like tubes, many kinds of BJTs are available. Some have high 
  423.     current gain, while others have lower gain. Some are fast, 
  424.     while others are slow. Some handle high current while others 
  425.     have lower input capacitances. Some have lower noise than 
  426.     others. In general, transistors are stable, last nearly 
  427.     indefinitely, have high gain, require some input current, have 
  428.     low input resistance, have higher input capacitance, clip 
  429.     sharply, and are slow to recover from overdrive (saturation). 
  430.     Transistors also have wide swing before saturation.
  431.  
  432.     Transistors are subject to a failure mode called second 
  433.     breakdown, which occurs when the device is operated at both 
  434.     high voltage and high current. Second breakdown can be avoided 
  435.     by conservative design, but gave early transistor amps a bad 
  436.     reputation for reliability. Transistors are also uniquely 
  437.     susceptible to thermal runaway when used incorrectly. However, 
  438.     careful design avoids second breakdown and thermal runaway.
  439.  
  440.     MOSFET: (VMOS, TMOS, DMOS, NMOS, PMOS, IGFET, etc.)
  441.     Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistors use an 
  442.     insulated gate to modulate the flow of majority carrier current 
  443.     from drain to source with the electric field created by a gate. 
  444.     Like bipolar transistors, MOSFETs are available in both P and N 
  445.     devices. Also like transistors, MOSFETs are available as pairs 
  446.     and integrated circuits. MOSFET matched pairs do not match as 
  447.     well as bipolar transistor pairs, but match better than tubes.
  448.  
  449.     MOSFETs are also available in many types. However, all have 
  450.     very low input current and fairly low input capacitance. MOSFETs 
  451.     have lower gain, clip moderately, and are fast to recover from 
  452.     clipping. Although power MOSFETs have no DC gate current, finite 
  453.     input capacitance means that power MOSFETs have finite AC gate 
  454.     current. MOSFETs are stable and rugged. They are not susceptible 
  455.     to thermal runaway or second breakdown. However, MOSFETs can't 
  456.     withstand abuse as well as tubes.
  457.  
  458.     JFET:
  459.     Junction Field Effect Transistors operate exactly the same 
  460.     way that MOSFETs do, but have a non-insulated gate. JFETs
  461.     share most of the characteristics of MOSFETs, including 
  462.     available pairs, P and N types, and integrated circuits.
  463.  
  464.     JFETs are not commonly available as power devices. They make 
  465.     excellent low-noise preamps. The gate junction gives JFETs 
  466.     higher input capacitance than MOSFETs and also prevents them 
  467.     from being used in enhancement mode. JFETs are only available 
  468.     as depletion devices. JFETs are also available as matched 
  469.     pairs and match almost as well as bipolar transistors.
  470.  
  471.     IGBT: (or IGT)
  472.     Insulated-Gate Bipolar Transistors are a combination of a MOSFET 
  473.     and a bipolar transistor. The MOSFET part of the device serves 
  474.     as the input device and the bipolar as the output. IGBTs are 
  475.     only available today as N-type devices, but P-type devices are 
  476.     theoretically possible. IGBTs are slower than other devices but 
  477.     offer the low cost, high current capacity of bipolar transistors 
  478.     with the low input current and low input capacitance of MOSFETs. 
  479.     IGBTs suffer from saturation as much as, if not more than 
  480.     bipolar transistors, and also suffer from second breakdown. 
  481.     IGBTs are rarely used in high-end audio, but are sometimes 
  482.     used for extremely high power amps.
  483.  
  484.     Now to the real question. You might assume that if these 
  485.     various devices are so different from each other, one must be 
  486.     best. In practice, each has strengths and weaknesses. Also, 
  487.     because each type of device is available in so many different 
  488.     forms, most types can be successfully used in most places.
  489.  
  490.     Tubes are prohibitively expensive for very high power amps. 
  491.     Most tube amps deliver less than 50 watts per channel.
  492.  
  493.     JFETs are sometimes an ideal input device because they have 
  494.     low noise, low input capacitance, and good matching. However,
  495.     bipolar transistors have even better matching and higher gain, 
  496.     so for low-impedance sources, bipolar devices are even better. 
  497.     Yet tubes and MOSFETs have even lower input capacitance, so 
  498.     for very high source resistance, they can be better.
  499.  
  500.     Bipolar transistors have the lowest output resistance, so 
  501.     they make great output devices. However, second breakdown 
  502.     and high stored charge weigh against them when compared to 
  503.     MOSFETs. A good BJT design needs to take the weaknesses of 
  504.     BJTs into account while a good MOSFET design needs to 
  505.     address the weaknesses of MOSFETs.
  506.  
  507.     Bipolar output transistors require protection from second 
  508.     breakdown and thermal runaway and this protection requires 
  509.     additional circuitry and design effort. In some amps, the 
  510.     sound quality is hurt by the protection.
  511.  
  512.     All said, there is much more difference between individual 
  513.     designs, whether tube or transistor, than there is between tube 
  514.     and transistor designs generically. You can make a fine amp 
  515.     from either, and you can also make a lousy amp from either.
  516.  
  517.     Although tubes and transistors clip differently, clipping 
  518.     will be rare to nonexistant with a good amp, so this 
  519.     difference should be moot.
  520.  
  521.     Some people claim that tubes require less or no feedback 
  522.     while transistor amps require significant feedback. In 
  523.     practice, all amps require some feedback, be it overall, 
  524.     local, or just "degeneration". Feedback is essential in 
  525.     amps because it makes the amp stable with temperature 
  526.     variations and manufacturable despite component variations.
  527.  
  528.     Feedback has a bad reputation because a badly designed 
  529.     feedback system can dramatically overshoot or oscillate. 
  530.     Some older designs used excessive feedback to compensate 
  531.     for the nonlinearities of lousy circuits. Well designed
  532.     feedback amps are stable and have minimal overshoot.
  533.  
  534.     When transistor amps were first produced, they were inferior to 
  535.     the better tube amps of the day. Designers made lots of mistakes 
  536.     with the new technologies as they learned. Today, designers 
  537.     are far more sophisticated and experienced than those of 1960.
  538.  
  539.     Because of low internal capacitances, tube amps have very
  540.     linear input characteristics. This makes tube amps easy to
  541.     drive and tolerant of higher output-impedance sources, such 
  542.     as other tube circuits and high-impedance volume controls. 
  543.     Transistor amps may have higher coupling from input to output
  544.     and may have lower input impedance. However, some circuit 
  545.     techniques reduce these effects. Also, some transistor 
  546.     amps avoid these problems completely by using good JFET 
  547.     input circuits.
  548.  
  549.     There is lots of hype out on the subject as well as folklore
  550.     and misconceptions. In fact, a good FET designer can make a 
  551.     great FET amp. A good tube designer can make a great tube amp, 
  552.     and a good transistor designer can make a great transistor amp.
  553.     Many designers mix components to use them as they are best.
  554.  
  555.     As with any other engineering discipline, good amp design 
  556.     requires a deep understanding of the characteristics of 
  557.     components, the pitfalls of amp design, the characteristics 
  558.     of the signal source, the characteristics of the loads, and 
  559.     the characteristics of the signal itself.
  560.  
  561.     As a side issue, we lack a perfect set of measurements to 
  562.     grade the quality of an amp. Frequency response, distortion, 
  563.     and signal-to-noise ratio give hints, but by themselves are 
  564.     insufficient to rate sound. 
  565.  
  566.     Many swear that tubes sound more "tube like" and transistors 
  567.     sound more "transistor like". Some people add a tube circuit 
  568.     to their transistor circuits to give some "tube" sound.
  569.  
  570.     Some claim that they have measured a distinct difference between
  571.     the distortion characteristics of tube amps and transistor amps. 
  572.     This may be caused by the output transformer, the transfer 
  573.     function of the tubes, or the choice of amp topology. Tube amps 
  574.     rarely have frequency response as flat as the flattest 
  575.     transistor amps, due to the output transformer. However, the 
  576.     frequency response of good tube amps is amazingly good.
  577.  
  578.     For more information on tubes, get one of the following old
  579.     reference books, or check out Glass Audio Magazine (see the
  580.     magazine section of the FAQ for more info on Glass Audio).
  581.  
  582.     The Receiving Tube Manual (annual up to 1970)
  583.     The Radiotron Designers Handbook
  584.     Fundamentals of Vacuum Tubes" by Eastman 1937, McGraw-Hill
  585.  
  586. 11.14 What about swapping op-amps?
  587.     Many components use ICs called op amps as audio amplifiers. 
  588.     Earlier op amps had poor sound quality, especially if misused. 
  589.     Some engineers with a strong background in ICs and op amps 
  590.     learned that they could improve sound if they replaced slow, 
  591.     noisy, low slew-rate, or otherwise bad op amps with better ones. 
  592.     Some less informed people tried doing the same thing and made 
  593.     the sound worse.
  594.  
  595.     One pitfall with op amp swapping is that some op amps are more 
  596.     prone to unwanted oscillation than others. The faster the op 
  597.     amp, the more likely it will cause an unwanted oscillation, 
  598.     which will really damage the sound. For that reason, Joe may 
  599.     succeed in replacing 741 op amps with 5534 op amps in his gear, 
  600.     and you may fail. It is dependent on design, layout, etc.
  601.  
  602.     As technology and design expertise improves, audio op amps 
  603.     get better and swapping is getting less and less useful.
  604.     Newer op amps are displacing yesterday's best, and sound
  605.     surprisingly similar to straight wire.
  606.  
  607.     Still, there are different op amps for different purposes. 
  608.     Bipolar op amps are ideal for preamplifiers where noise is
  609.     critical. The OP-27, OP-37, LT1028, and LT1115 are very well
  610.     received for phono preamps, head amplifiers, and microphone
  611.     preamplifiers. Bipolar op amps are also more practical for
  612.     signals with low source impedance.
  613.  
  614.     FET devices like the OPA604 and OPA2604 have higher slew rate,
  615.     higher bandwidth, and lower input current. These op amps are
  616.     better for line-level inputs and high source-resistance signals.
  617.     Some amplifiers, like the OP-37 and LT1115 achieve higher
  618.     bandwidth by using less internal compensation. These amplifiers
  619.     are not unity gain stable, and should not be used in circuits
  620.     with low closed loop gain or large feedback capacitors.
  621.  
  622.     Some of the better op amps for audio as of today include 
  623.     (* means highly recommended):
  624.         Single        Dual
  625.         AD845*        AD842
  626.         AD847        AD827
  627.         AD797*        NE5535
  628.         NE5534        NE5532
  629.         OP-27        AD712
  630.         LT1115*        LM833
  631.         AD811        OPA2604*
  632.         AD841        OP249*
  633.         HA5112*
  634.         LT1057
  635.         LT1028
  636.         AD744
  637.         SSM2016
  638.  
  639.     With op amp part numbers, there is a lot of room for confusion. 
  640.     Here is a guide to the numbers that is often accurate:
  641.  
  642.     Op amp part numbers start with a manufacturer's prefix:
  643.         Analog Devices uses AD
  644.         Burr Brown uses OPA
  645.         Linear Technology uses LT
  646.         Motorola uses MC
  647.         National uses LF and LM
  648.         PMI uses OP
  649.         Signetics uses NE and SE
  650.         TI uses TL
  651.     This can be confused because if TI copies a Signetics op amp, 
  652.     they may assume the Signetics prefix, or they may use their own. 
  653.     Fortunately, if the part numbers are the same, circuitry is 
  654.     almost exactly the same, as is the performance. (Note: almost)
  655.  
  656.     The next thing in the part number is two, three, four or five 
  657.     digits. This is invariably the key to the part. If the numbers 
  658.     are the same, the parts are almost surely the same. For 
  659.     example, an LM357N and an LM357J are electrically identical and 
  660.     sound the same.
  661.  
  662.     Next is a letter or two indicating the op amp package and 
  663.     possibly how it has been tested and what tests it passed. 
  664.     Unfortunately, manufacturers haven't standardized these letters.
  665.     Fortunately, you almost never care. If it is a dual-inline 
  666.     (DIP) package and you are replacing a DIP, you shouldn't have to 
  667.     worry whether or not it is ceramic or molded. Likewise, you 
  668.     rarely care if it has 100uV offset or 4mV offset for audio. 
  669.     Finally, you don't care if it wasn't tested at elevated 
  670.     temperatures because you will use it in your house, inside well 
  671.     ventilated gear.
  672.  
  673.     So in general, an NE5532J is a TL5532N, and an AD827JN will 
  674.     sound the same as an AD827LD. If you aren't sure about some 
  675.     detail, call or write the IC maker and ask for a data sheet on 
  676.     the parts in question. They will always send data sheets for 
  677.     free, and these data sheets contain details on the various part 
  678.     numbers, internal circuitry, and electrical characteristics.
  679.  
  680. 11.15 Where can I buy electronic parts to make an amplifier?
  681.     There are many commercial parts distributors that sell only to
  682.     Corporations. Their prices are often list, their supply is 
  683.     often good, and their service varies. Common ones are Arrow 
  684.     Electronics, Gerber Electronics, Hamilton Avnet, and Schweber
  685.     Electronics. See your local phone book.
  686.  
  687.     There are also distributors that cater to smaller buyers. These
  688.     typically have only one office. Some have lousy selections but 
  689.     great prices. In the following list, (+) means that the dealer 
  690.     has a good reputation, (?) means that the dealer has 
  691.     insufficient reputation, and (X) means that some have reported 
  692.     problems with this dealer. (C) means they have a catalog.
  693.  
  694.     All Electronics Corporation (Surplus, Tools, Parts) (?) (C)
  695.         PO Box 567
  696.         Van Nuys CA  90408 USA
  697.         800-826-5432
  698.         818-904-0524
  699.     Allied Electronics (Full Line of Parts) (+) (C)
  700.         800-433-5700
  701.     Antique Electronics Supply (Tubes, capacitors, etc) (?)
  702.         688 First St
  703.         Tempe AZ  85281 USA
  704.         602-894-9503
  705.     Billington Export Ltd. (Valves and CRTs)
  706.         I E Gillmans Trading Estate
  707.         Billinghurst, RH14 9E3  United Kingdom
  708.         Tel (0403) 784961
  709.     Chelmer Valves (Valves)
  710.         130 New London Rd
  711.         Chelmsford, CM2 0RG  United Kingdom
  712.     DigiKey Corporation (Full Line of Parts) (+) (C)
  713.         701 Brooks Avenue South
  714.         PO Box 677
  715.         Thief River Falls MN  56701-0677 USA
  716.         800-344-4539
  717.     Electromail (Wide range of parts, similar to Radio Shack)
  718.         PO Box 33, Corby, Northants NN17 9EL  United Kingdom
  719.         Tel 0536 204555
  720.     Langrex Supplies Ltd. (Obsolete Valves)
  721.         1 Mayo Rd. 
  722.         Croyden, Surrey, CR0 2QP  United Kingdom
  723.     Maplin (General parts supplier)
  724.         PO Box 3
  725.         Rayleigh, Essex, SS6 2BR  United Kingdom
  726.         Tel 01702 556751.
  727.     Marchand Electronics (?) (Crossover kits)
  728.         1334 Robin Hood Lane
  729.         Webster NY  14580 USA
  730.         716-872-5578
  731.     MCM Electronics (Speakers, A/V Repair Parts, Etc) (+) (C)
  732.         650 Congress Park Dr
  733.         Centerville Ohio 45459-4072 USA
  734.         513-434-0031 or 800-543-4330
  735.     MesaBoogie (Tubes, instrument speakers) (?)
  736.         707-778-8823
  737.     Michael Percy (Connectors, MIT, Wonder Caps, Buf-03) (+)
  738.         PO Box 526
  739.         Inverness CA 94936 USA
  740.         415-669-7181 Voice
  741.         415-669-7558 FAX
  742.     Mouser Electronics (Full Line of Parts) (+) (C)
  743.         PO Box 699
  744.         Mansfield TX  76063-0699 USA
  745.         800-346-6873
  746.         817-483-4422
  747.     Newark Electronics (Full Line of Parts) (+) (C)
  748.     Old Colony Sound (Audio parts and audio kits) (+) (C)
  749.         PO Box 243
  750.         Peterborough NH  03458-0243 USA
  751.         603-924-9464
  752.     Parts Express (Speakers, Cables, Connectors) (+) (C)
  753.         340 East First Street
  754.         Dayton OH  45402-1257 USA
  755.         937-222-0173
  756.     PM Components (High end audio parts and valves)
  757.         Springhead road
  758.         Gravesend
  759.         Kent, DA11 3HD  United Kingdom
  760.         Tel (0474) 560521
  761.     PV Tubes (Valves and Transformers)
  762.         104 Abbey St.
  763.         Accrington, Lancs, BB5 1EE  United Kingdom
  764.         Tel (0254) 236521
  765.     Radio Shack (Parts, Low-End Audio) (+) (C)
  766.     RATA Ltd (Audio parts and cables: Kimber, Ansar, Vishay)
  767.         Edge Bank House
  768.         Skelsmergh
  769.         Kendal, Cumbria, LA8 9AS  United Kingdom
  770.         Tel (0539) 823247
  771.     SJS Acoustics (High-end parts, valves, transformers)
  772.         Ben-Dor
  773.         Lumb Carr Rd.
  774.         Holcombe, Bury, BL8 4NN  United Kingdom
  775.     Sowter Transformers (Mains and output transformers)
  776.         EA Sowter Ltd. PO box 36
  777.         Ipswich, IP1 2EL  United Kingdom
  778.         Tel (0473) 219390
  779.     Tanner Electronics (Surplus Parts) (+)
  780.         214-242-8702
  781.     Toroid Corp of Maryland (Toroidal power transformers) (+)
  782.         (also sells without secondary, ready to finish)
  783.         608 Naylor Mill Rd
  784.         Salisbury MD 21801-9627 USA
  785.         410-860-0300
  786.     Triode Electronics (Tubes, transformers, boxes) (?)
  787.         2010 Roscoe St
  788.         Chicago IL  60618 USA
  789.         312-871-7459
  790.     Welborne Labs (Connectors, Linear Tech ICs, Wima Caps) (?)
  791.         P.O. Box 260198
  792.         971 E. Garden Drive
  793.         Littleton, CO 80126 USA
  794.         303-470-6585 Voice
  795.         303-791-5783 FAX
  796.     Wilson Valves (Valves)
  797.         28 Banks Ave. 
  798.         Golcar, Huddersfield, HD7 4LZ  United Kingdom
  799.  
  800. 11.16 Where can I buy audio amplifier kits?
  801.     Alas, Heath is no longer making Heathkits. Alternatives:
  802.     AP Electronics (High grade components and kits)
  803.         20 Derwent centre
  804.         Clarke St. 
  805.         Derby DE1 2BU  United Kingdom
  806.     Audio Note (Audio parts, kits, and high quality amps)
  807.         Unit 1
  808.         Block C, Hove Business Centre
  809.         Fonthil Rd.
  810.         Hove, East Sussex, BN3 6HA  United Kingdom
  811.         Tel (0273) 220511
  812.     Audio Synthesis (Many kits from Ben Duncan designs) (?)
  813.         99 Lapwind Lane
  814.         Manchester M20 0UT, UK
  815.         061-434-0126 Voice
  816.         060-225-8431 FAX
  817.     BORBELY AUDIO, Erno Borbely (JFET & tube preamp kits, MOSFET &
  818.         tube power amplifier kits. Also audiophile components)
  819.         Angerstr. 9
  820.         86836 Obermeitingen, Germany
  821.         Tel: +49/8232/903616
  822.         Fax: +49/8232/903618
  823.         E-mail: BorbelyAudio@t-online.de
  824. |        http://www.earthlink.net/~borbelyaudio
  825.     Crimson (UK) (?)
  826.     Hafler (+) (may be out of the kit business)
  827.     Hart Electronic Kits (Audiophile kits and components)
  828.         Penylan Mill
  829.         Oswestry
  830.         Shropshire, SY10 9AF  United Kingdom
  831.         Tel (0691)652894
  832.     Mark V Electronics (?)
  833.         8019 E Slauson Ave
  834.         Montebello CA  90640 USA
  835.         800-423-3483
  836.         213-888-8988
  837.     Old Colony Sound (+) (See 11.15)
  838.     PAiA Electronics (?) (Musician-related kits)
  839.         3200 Teakwood Lane
  840.         Edmond OK  73013 USA
  841.         405-340-6378
  842.     Sound Values (+) (See 11.7)
  843.         185 N Yale Avenue
  844.         Columbus OH  43222-1146 USA
  845.         614-279-2383
  846.  
  847. 11.17 Where can I read more about building amplifiers, preamps, etc.?
  848.     Audio Amateur Magazine 
  849.         Audio Amateur Publications
  850.         PO Box 494
  851.         Peterborough NH  03458 USA
  852.         603-924-9464
  853.     Analog Devices Audio/Video Reference Manual
  854.     Electronic Music Circuits, by Barry Klein
  855.         Available only from author direct at
  856.             klein_b@a1.wdc.com or barry.klein@deltronix.com
  857.         Howard D Sams & Co ISBN 0-672-21833-X
  858.     Electronics Australia (Magazine with audio projects)
  859.         AUD47 per year 12 issues, often discounted
  860.         PO Box 199
  861.         Alexandria, Austrailia
  862.         +612 353 9944 or +612 353 6666
  863.     Elektor Electronics (How it works and you-build articles)
  864.         (no longer published in US. Still available in Europe)
  865.         PO Box 1414
  866.         Dorchester DT2 8YH, UK
  867.     Enhanced Sound: 22 Electronic Projects for the Audiophile
  868.         (Some basic projects and some "how it works")
  869.         by Richard Kaufman
  870.         Tab Books #3071/McGraw Hill
  871.         ISBN 0-8306-9317-3
  872.     Glass Audio Magazine 
  873.         Audio Amateur Publications
  874.         PO Box 494
  875.         Peterborough NH  03458 USA
  876.         603-924-9464
  877.     IC Op-Amp Cookbook, Third Edition by Walter G. Jung
  878.         ISBN 0672-23453-4, Howard W. Sams, Inc.
  879.     Journal of the Audio Engineering Society (Theory & Experiment)
  880.         Audio Engineering Society
  881.         60 East 42nd Street
  882.         New York City NY  10165-0075 USA
  883.         212-661-2355
  884.     Popular Electronics                    
  885.     Radio-Electronics
  886.     Radiotron Designer's Handbook, Fourth Edition (old, tube info)
  887.     The Technique of Electronic Music, by Thomas H Wells
  888.         Schirmer Books ISBN 0-02-872830-0
  889.     Vacuum Tube Amplifiers, MIT Radiation Lab series
  890.     Wireless World
  891.     Some of the above titles, as well as a catalog of technical
  892.             books, are available from:
  893.         OpAmp Technical Books, Inc.
  894.         1033 N Sycamore Avenue
  895.         Los Angeles CA  90038 USA
  896.         800-468-4322 or 213-464-4322
  897.  
  898. 11.18 What is Amplifier Class A? What is Class B? What is Class AB?
  899.     What is Class C? What is Class D?
  900.  
  901.     All of these terms refer to the operating characteristics 
  902.     of the output stages of amplifiers.
  903.  
  904.     Briefly, Class A amps sound the best, cost the most, and are the 
  905.     least practical. They waste power and return very clean signals.
  906.     Class AB amps dominate the market and rival the best Class A 
  907.     amps in sound quality. They use less power than Class A, 
  908.     and can be cheaper, smaller, cooler, and lighter. Class D amps 
  909.     are only used for special applications like bass-guitar amps and 
  910.     subwoofer amps. They are even smaller than Class AB amps and 
  911.     more efficient, yet are often limited to under 10kHz (less than 
  912.     full-range audio). Class B & Class C amps aren't used in audio.
  913.     
  914.     In the following discussion, we will assume transistor output 
  915.     stages, with one transistor per function. In some amplifiers, 
  916.     the output devices are tubes. Most amps use more than one 
  917.     transistor or tube per function in the output stage to increase 
  918.     the power.
  919.     
  920.     Class A refers to an output stage with bias current greater than 
  921.     the maximum output current, so that all output transistors are 
  922.     always conducting current. The biggest advantage of Class A 
  923.     is that it is most linear, ie: has the lowest distortion.
  924.     
  925.     The biggest disadvantage of Class A is that it is inefficient, 
  926.     ie: it takes a very large Class A amplifier to deliver 50 watts, 
  927.     and that amplifier uses lots of electricity and gets very hot. 
  928.     
  929.     Some high-end amplifiers are Class A, but true Class A only 
  930.     accounts for perhaps 10% of the small high-end market and none 
  931.     of the middle or lower-end market.
  932.     
  933.     Class B amps have output stages which have zero idle bias 
  934.     current. Typically, a Class B audio amplifier has zero bias 
  935.     current in a very small part of the power cycle, to avoid 
  936.     nonlinearities. Class B amplifiers have a significant advantage 
  937.     over Class A in efficiency because they use almost no 
  938.     electricity with small signals. 
  939.     
  940.     Class B amplifiers have a major disadvantage: very audible 
  941.     distortion with small signals. This distortion can be so bad 
  942.     that it is objectionable even with large signals. This 
  943.     distortion is called crossover distortion, because it occurs at 
  944.     the point when the output stage crosses between sourcing and 
  945.     sinking current. There are almost no Class B amplifiers on the 
  946.     market today.
  947.     
  948.     Class C amplifiers are similar to Class B in that the output 
  949.     stage has zero idle bias current. However, Class C amplifiers 
  950.     have a region of zero idle current which is more than 50% of 
  951.     the total supply voltage. The disadvantages of Class B 
  952.     amplifiers are even more evident in Class C amplifiers, so 
  953.     Class C is likewise not practical for audio amps.
  954.     
  955.     Class A amplifiers often consist of a driven transistor 
  956.     connected from output to positive power supply and a constant 
  957.     current transistor connected from output to negative power 
  958.     supply. The signal to the driven transistor modulates the 
  959.     output voltage and the output current. With no input signal, 
  960.     the constant bias current flows directly from the positive 
  961.     supply to the negative supply, resulting in no output current, 
  962.     yet lots of power consumed. More sophisticated Class A amps
  963.     have both transistors driven (in a push-pull fashion).
  964.     
  965.     Class B amplifiers consist of a driven transistor connected 
  966.     from output to positive power supply and another driven 
  967.     transistor connected from output to negative power supply. 
  968.     The signal drives one transistor on while the other is off, 
  969.     so in a Class B amp, no power is wasted going from the 
  970.     positive supply straight to the negative supply. 
  971.     
  972.     Class AB amplifiers are almost the same as Class B amplifiers 
  973.     in that they have two driven transistors. However, Class 
  974.     AB amplifiers differ from Class B amplifiers in that they 
  975.     have a small idle current flowing from positive supply to 
  976.     negative supply even when there is no input signal. This idle 
  977.     current slightly increases power consumption, but does not 
  978.     increase it anywhere near as much as Class A. This idle current 
  979.     also corrects almost all of the nonlinearity associated with 
  980.     crossover distortion. These amplifiers are called Class AB 
  981.     rather than Class A because with large signals, they behave like 
  982.     Class B amplifiers, but with small signals, they behave like 
  983.     Class A amplifiers. Most amplifiers on the market are Class AB.  
  984.     
  985.     Some good amplifiers today use variations on the above themes. 
  986.     For example, some "Class A" amplifiers have both transistors 
  987.     driven, yet also have both transistors always on. A specific 
  988.     example of this kind of amplifier is the "Stasis" (TM) amplifier 
  989.     topology promoted by Threshold, and used in a few different 
  990.     high-end amplifiers. Stasis (TM) amplifiers are indeed 
  991.     Class A, but are not the same as a classic Class A amplifier.
  992.     
  993.     Class D amplifiers use pulse modulation techniques to achieve 
  994.     even higher efficiency than Class B amplifiers. As Class B 
  995.     amplifiers used linear regulating transistors to modulate output
  996.     current and voltage, they could never be more efficient than 
  997.     71%. Class D amplifiers use transistors that are either on or 
  998.     off, and almost never in-between, so they waste the least amount 
  999.     of power. 
  1000.     
  1001.     Obviously, then, Class D amplifiers are more efficient than 
  1002.     Class A, Class AB, or Class B. Some Class D amplifiers have 
  1003.     >80% efficiency at full power. Class D amplifiers can also have 
  1004.     low distortion, although not as good as Class AB or Class A.
  1005.     
  1006.     Class D amplifiers are great for efficiency. However they are 
  1007.     awful for other reasons. It is essential that any Class D amp 
  1008.     be followed by a passive low-pass filter to remove switching 
  1009.     noise. This filter adds phase shift and distortion.  It also
  1010.     limits the high frequency performance of the amplifier, such
  1011.     that Class D amplifiers rarely have good treble. The best 
  1012.     application today for Class D amplifiers is subwoofers. 
  1013.     
  1014.     To make a very good full range Class D amplifier, the switching 
  1015.     frequency must be well above 40kHz. Also, the amplifier must be 
  1016.     followed by a very good low-pass filter that will remove all of 
  1017.     the switching noise without causing power loss, phase-shift, or 
  1018.     distortion. Unfortunately, high switching frequency also means 
  1019.     significant switching power dissipation. It also means that the 
  1020.     chances of radiated noise (which might get into a tuner or phono 
  1021.     cartridge) is much higher.
  1022.  
  1023.     Some people refer to Class E, G, and H. These are not as well
  1024.     standardized as class A and B.  However, Class E refers to an
  1025.     amplifier with pulsed inputs and a tuned circuit output.  This
  1026.     is commonly used in radio transmitters where the output is at
  1027.     a single or narrow band of frequencies.  Class E is not used
  1028.     for audio.
  1029.  
  1030.     Class G refers to "rail switched" amplifiers which have two
  1031.     different power supply voltages.  The supply to the amplifier
  1032.     is connected to the lower voltage for soft signals and the
  1033.     higher voltage for loud signals.  This gives more efficiency
  1034.     without requiring switching output stages, so can sound better
  1035.     than Class D amplifiers.
  1036.  
  1037.     Class H refers to using a Class D or switching power supply
  1038.     to drive the rails of a class AB or class A amplifier, so that
  1039.     the amplifier has excellent efficiency yet has the sound of a
  1040.     good class AB amplifier.  Class H is very common in professional
  1041.     audio power amplifiers.
  1042.  
  1043. 11.19 Why do I hear noise when I turn the volume control? Is it bad?
  1044.     Almost all volume controls are variable resistors. This goes
  1045.     for rotary controls and slide controls. Variable resistors 
  1046.     consist of a resistive material like carbon in a strip and a
  1047.     conductive metal spring wiper which moves across the strip as
  1048.     the control is adjusted. The position of the wiper determines
  1049.     the amount of signal coming out of the volume control.
  1050.  
  1051.     Volume controls are quiet from the factory, but will get noisier
  1052.     as they get older. This is in part due to wear and in part due
  1053.     to dirt or fragments of resistive material on the resistive
  1054.     strip. Volume control noise comes as a scratch when the control
  1055.     is turned. This scratch is rarely serious, and most often just
  1056.     an annoyance. However, as the problem gets worse, the sound of
  1057.     your system will degrade. Also, as the problem gets worse, the
  1058.     scratching noise will get louder. The scratching noise has a
  1059.     large high-frequency component, so in the extreme, this noise
  1060.     could potentially damage tweeters, although I have never seen
  1061.     a documented case of tweeter damage due to control noise.
  1062.  
  1063.     Some controls are sealed at the factory, so there is no
  1064.     practical way to get inside and clean out the dirt. Others have
  1065.     access through slots or holes in the case. These open controls
  1066.     are more subject to dirt, but also are cleanable. You can clean
  1067.     an open volume control with a VERY QUICK squirt of lubricating
  1068.     contact cleaner, such as Radio Shack 64-2315. Even better is a
  1069.     non-lubricating cleaner, such as Radio Shack 64-2322. With any
  1070.     cleaner, less is better. Too much will wash the lubricant out
  1071.     of the bearings and gunk up the resistive element.
  1072.  
  1073.     You can also clean some controls by twisting them back and forth
  1074.     vigorously ten times. This technique pushes the dirt out of the
  1075.     way, but is often just a short term fix. This technique is also
  1076.     likely to cause more wear if it is done too often. Try to do it
  1077.     with the power applied, but the speaker disconnected, so that 
  1078.     there is some signal on the control.
  1079.  
  1080.     Sealed and worn controls should be replaced rather than cleaned.
  1081.     Critical listeners claim that some controls, such as those made
  1082.     by "Alps" and by "Penny and Giles" sound better than common
  1083.     controls. Regardless of the brand, however, it is essential
  1084.     that whatever control you buy have the same charcteristics as
  1085.     the one you are replacing. For most volume controls, this
  1086.     means that they must have AUDIO TAPER, meaning that they are
  1087.     designed as an audio volume control, and will change the level
  1088.     by a constant number of dB for each degree of rotation. 
  1089.  
  1090.     Badly designed circuits will wear out volume controls very
  1091.     quickly. Specifically, no volume control is able to work for
  1092.     a long time if there is significant DC current (or bias current)
  1093.     in the wiper. If the output of the control goes to the input of
  1094.     an amplifier, the amplifier should be AC coupled through a
  1095.     capacitor. If there is a capacitor there, it might be leaky,
  1096.     causing undesirable DC current through the volume control.
  1097.  
  1098.     If you have a circuit with no blocking capacitor or a bad
  1099.     blocking capacitor, you can add/replace the capacitor when
  1100.     you replace the control. However, get some expert advise
  1101.     before modifying. If you add a capacitor to a device which
  1102.     doesn't have one, you will have to make other modifications
  1103.     to insure that the amplifier has a source for its bias current.
  1104.  
  1105. 11.20 What is amplifier "bridging" or "monoblocking"?  How do I do it?
  1106.     When you're told a stereo power amplifier can be bridged,
  1107.     that means that it has a provision (by some internal 
  1108.     or external switch or jumper) to use its two channels 
  1109.     together to make one mono amplifier with 3 to 4 times the
  1110.     power of each channel.  This is also called "Monoblocking" 
  1111.     and "Mono Bridging".
  1112.     
  1113.     Tube amps with multiple-tap output transformers are simple to
  1114.     bridge.  Just connect the secondaries in series and you get 
  1115.     more power.  The ability to select transformer taps means that 
  1116.     you can always show the amplifier the impedance it expects, so 
  1117.     tube amp bridging has no unusual stability concerns. 
  1118.  
  1119.     The following discussion covers output transformer-less amps.
  1120.     Bridging these amps is not so simple.  It involves connecting 
  1121.     one side of the speaker to the output of one channel and the 
  1122.     other side of the speaker to the output of the other channel.  
  1123.     The channels are then configured to deliver the same output 
  1124.     signal, but with one output the inverse of the other.  The 
  1125.     beauty of bridging is that it can apply twice the voltage to 
  1126.     the speaker.  Since power is equal to voltage squared divided 
  1127.     by speaker impedance, combining two amplifiers into one can 
  1128.     give four (not two) times the power.
  1129.     
  1130.     In practice, you don't always get 4 times as much power.  This
  1131.     is because driving bridging makes one 8 ohm speaker appear like 
  1132.     two 4 ohm speakers, one per channel. In other words, when you 
  1133.     bridge, you get twice the voltage on the speaker, so the 
  1134.     speakers draw twice the current from the amp.
  1135.     
  1136.     The quick and dirty way to know how much power a stereo amp can 
  1137.     deliver bridged to mono, is to take the amp's 4 ohm (not 8 ohm) 
  1138.     power rating per channel and double it.  That number is the 
  1139.     amount of watts into 8 ohms (not 4 ohms) you can expect in mono. 
  1140.     If the manufacturer doesn't rate their stereo amp into 4 ohms, 
  1141.     it may not be safe to bridge that amp and play at loud levels, 
  1142.     because bridging might ask the amp to exceed its safe maximum
  1143.     output current.  
  1144.     
  1145.     Another interesting consequence of bridging is that the amplifier
  1146.     damping factor is cut in half when you bridge. Generally, if you
  1147.     use an 8 ohm speaker, and the amplifier is a good amp for driving 
  1148.     4 ohm speakers, it will behave well bridging.
  1149.     
  1150.     Also consider amplifier output protection. Amps with simple 
  1151.     power supply rail fusing are best for bridging.  Amps that rely 
  1152.     on output current limiting circuits to limit output current
  1153.     are likely to activate prematurely in bridge mode, and virtually 
  1154.     every current limit circuit adds significant distortion when it 
  1155.     kicks in. Remember bridging makes an 8 ohm load look like 4 ohms,
  1156.     a 4 ohm load look like 2 ohms, etc.  Also, real speakers do not 
  1157.     look like ideal resistors to amps.  They have peaks and dips in 
  1158.     impedance with frequency, and the dips can drop below 1/2 the 
  1159.     nominal impedance.  They also have wildly varying phase with 
  1160.     frequency.
  1161.     
  1162.     Finally, some amplifiers give better sound when bridged than
  1163.     others. Better bridging amps have two identical differential 
  1164.     channels with matched gain and phase through each input, left
  1165.     and right, inverting and non-inverting.  Simpler bridging 
  1166.     amplifiers have one or two inverting channels, and run the
  1167.     output of one into the input of the second. This causes the
  1168.     two outputs to be slightly out of phase, which adds distortion.
  1169.     There are also other topologies.  One uses an additional stage to
  1170.     invert the signal for one channel but drives the other channel
  1171.     directly. Another topology uses one extra stage to buffer the
  1172.     signal and a second extra stage to invert the signal. These are 
  1173.     better than the simple master/slave arrangement, and if well
  1174.     done, can be as good as the full differential power amp.
  1175.  
  1176. COPYRIGHT NOTICE
  1177. The information contained here is collectively copyrighted by the 
  1178. authors. The right to reproduce this is hereby given, provided it is 
  1179. copied intact, with the text of sections 1 through 8, inclusive. 
  1180. However, the authors explicitly prohibit selling this document, any 
  1181. of its parts, or any document which contains parts of this document.
  1182.  
  1183. Note: My e-mail address in this FAQ is "Spam-Blocked".  Remove "xyz" to use.
  1184. --
  1185. Bob Neidorff; Unitrode Corporation  |  Internet: neidorff@unixyztrode.com
  1186. 7 Continental Blvd.                 |  Voice   : (US) 603-429-8541
  1187. Merrimack, NH  03054-0399 USA       |  FAX     : (US) 603-429-8564
  1188.  
  1189. Note: Unitrode Corporation has openings for Analog and Mixed
  1190. Signal Design Engineers in Merrimack, New Hampshire.  If
  1191. interested, please send resume in confidence to address above.
  1192.