Nieke Roos
23 June 2017

Het Enschedese Axign heeft een ic ontwikkeld dat een mouw past aan de tekortkomingen van klasse D versterkers en hun geluidskwaliteit naar ongekende hoogte stuwt. Kleinere audiosets en compacte actieve luidsprekers kunnen hierdoor veel beter klinken zonder extra kosten.

Uit twee luidsprekerboxjes van nog geen dertig centimeter hoog vloeit het zoetgevooisde stemgeluid van Caro Emerald. Zonder enig spoor van vervorming en kraakhelder, met een luttele 35 microvolt aan ruis bij een vermogen van honderd watt. Met je ogen dicht verdwijnen de luidsprekertjes en waan je je in een intieme concertzaal. Levensecht en naturel.

Een audiofiel zou zweren dat hier een bakbeest van een klasse A versterker aan het werk is, maar de tonen komen ‘slechts’ uit een kastje met een klasse D versterker dat niet veel groter is dan een flinke broodtrommel, met als brein een controller-ic van Axign uit Enschede. Dit in 2014 opgerichte fabless halfgeleiderbedrijf heeft een grote speler in streaming-audioapparatuur zo enthousiast gekregen dat deze de chip heeft omarmd. Axign maakt zich nu op voor massaproductie.

Axign ic

Zonder kleuring

Het Enschedese ic brengt de geluidskwaliteit van klasse D versterkers naar ongekende hoogte, aldus marketingdirecteur Richard Langezaal van Axign. ‘Hierdoor kunnen kleinere audiosets en compacte actieve luidsprekers veel beter klinken zonder dat de kosten toenemen. Om dit voor elkaar te krijgen, hebben we de drie dominante tekortkomingen van de bestaande klasse D apparatuur aangepakt: de luidsprekerafhankelijkheid, het analoge ingangssignaal en de analoge terugkoppellus.’

Een klasse D versterker haalt een hoge efficiency door te schakelen op een modulatiefrequentie die ver boven de audioband ligt. Een laagdoorlaatfilter tussen versterker en luidspreker onderdrukt deze modulatiefrequentie, zodat de audio-informatie beschikbaar blijft. ‘Meestal zit dit uitgangsfilter niet in de terugkoppellus’, vertelt Langezaal. ‘Het gevolg is een ongewenste luidsprekerafhankelijke overdracht. Onze controllerchip heeft hier geen last; doordat hij de terugkoppeling vanaf de luidsprekerklemmen neemt, zal elke luidspreker optimaal presteren. Het uitgangsfilter zit bovendien in de lus, waardoor de eisen voor lineariteit minder belangrijk zijn en de filtercomponenten goedkoper kunnen.’

 advertorial 

Sigasi Extension for Visual Studio Code

Sigasi announces the release of their VS Code Extension with rich support for SystemVerilog, Verilog, and VHDL. Our extension provides features and language support such as code navigation, project management, linting, code formatting, tooltips, outline, autocomplete, hover, and much more!

Daarnaast zijn de meeste audiobronnen digitaal. De huidige klasse D versterkers hebben echter een analoge input. Daardoor is er een dac nodig om het digitale bronsignaal om te zetten naar analoog. Deze omzetting levert signaalverlies op. De Axign-versterker wil juist het originele digitale signaal op zijn ingang ontvangen.

‘Een analoge terugkoppellus heeft bovendien een beperkte onderdrukking bij hoge audiofrequenties’, gaat Langezaal verder. ‘Hierdoor is de invloed van bijvoorbeeld de dode tijd van een klasse D eindtrap niet volledig weg te regelen en zal de vervorming bij hoge frequenties flink toenemen. Wij lossen dit op met een hogere orde digitale terugkoppelus die de vervorming bij toenemende audiofrequenties wel volledig kan onderdrukken.’

Om het analoge signaal over de luidsprekerklemmen om te zetten naar het digitale domein gebruikt Axign een supersnelle en nauwkeurige on-chip adc. Dit is de enige analoge functie van het hele ic. ‘Zodra het digitale signaal beschikbaar is, regelen we alles via algoritmes en loopfilters zodanig dat het signaal over de luidsprekerklemmen identiek is aan de originele digitale input’, legt Langezaal uit. ‘Weliswaar met versterking en stroom, maar zonder kleuring van het geluidsbeeld toe te voegen.’

Axign demobox
De demobox met daarin de controllerchip van Axign is niet veel groter dan een flinke broodtrommel.

Niet onopgemerkt

‘Door de frequentie- en load-onafhankelijke overdracht, de exacte timing en de volledige reproductie van het originele ingangssignaal ontstaat een geluidsbeeld dat ongekend goed en gedetailleerd is’, stelt Langezaal. ‘Elk instrument staat los van de andere bronnen. Het gevoel is alsof je er echt bij bent.’

Axign ic bord
Axign brengt zijn eerste chip nu naar massaproductie voor grote streaming-audiomerken.

De prestaties van Axigns eerste chip zijn volgens Langezaal niet onopgemerkt gebleven in de markt. ‘We brengen hem nu naar massaproductie voor grote streaming-audiomerken. Daarnaast zijn we nieuwe toepassingsgebieden aan het ontwikkelen waar snelle digitale feedbackloops een toegevoegde waarde zijn.’

Dit redt het Enschedese bedrijf allemaal niet meer met de tien man die het nu groot is. ‘We staan op het punt om flink uit te breiden’, besluit Langezaal. ‘We hebben hoge nood aan ervaren mixed-signal ic-designers en systeemapplicatie-engineers, met passie voor audio. Vooral dat laatste.’