Sinn von Class A Verstärkern?
Hallo!
Weshalb verwendet man abgesehen vom Preis Class A -C Verstärker z. B. in der Musik, wenn die digitalen Class D Verstärker viel weniger Verlustleistung haben?
Lg
6 Antworten
Da Halbleiterschaltungen eine sehr hohe Ringverstärkung haben können, werden die Verzerrungen durch Gegenkopplung beliebig klein gemacht. Die verschiedenen Klassen unterscheiden sich deshalb nicht in ihrem konstruktionsbedingten Klirrfaktor. Unterschiede gibt es nur aufgrund von Qualität des Netzteils oder des ungenauen Abgleichs der Arbeitspunkte.
In der Hifi Branche kursieren viele Ammenmärchen, z.b. Vergleich zwischen Vinyl oder CD, Vinyl ist angeblich viel besser als CD, obwohl jede Vinyl am Schluss mind. 10% Klirrfaktor hat. Oder das Thema hochwertige Lautsprecher-Kabel mit wenig skineffekt. Der skineffekt wird erst oberhalb 1Mhz wirksam, aber die Herrschaften mit hörgrenze bei 12kHz hören natürlich den Unterschied!
Übersteuerung ist das Gegenteil zu Hifi, bei der man eine originalgetreue Wiedergabe des akustischen Ereignisses anstrebt.
Hallo Usedefault,
Obwohl du bereits die höchste Bewertung abgegeben hast, fühle ich mich verpflichtet, noch eine weitere Antwort zu schreiben.
Es kommt darauf an, welche Eigenschaften eines Verstärkers man heute priorisiert (bei dir ist es die Verlustleistung?), außerdem gehört zu deiner Frage die Betrachtung des historischen Aspektes, wenn man 1960 bis 1985 als historisch bezeichnen kann.
Der Energieverbrauch war in der Zeit, wo Class A auch in Leistungsendstufen eingesetzt wurde, kein Thema, es ging ausschließlich um den Gedanken der High Fidelity, also der hohen Klangtreue.
Das klangliche Ergebnis war bei diesen Endstufen herausragend, und dass man mit diesen Kisten im Winter das Zimmer beheizen konnte, war nicht verkehrt… leider ist den HiFi-Entwicklern (ich zähle mich zu dieser Gruppe leicht gestörter Individuen) damals kein Argument eingefallen, diese enorme Verlustleistung, die in Form von Wärme über riesige Kühlkörper an die Umgebung abgegeben wurde, auch im Sommer werbewirksam zu vermarkten;-)...das wurde aber von Liebhabern der High-End-Fraktion stoisch vor sich hin schwitzend wohl oder übel in Kauf genommen...man war damals noch echt leidensfähig.
Class D war damals in der Theorie bekannt, aber technisch noch nicht so umsetzbar, als dass man diese Technik im Bereich HiFi hätte einsetzen können.
Wichtigstes Argument für Class A:
Bei Class A fehlen die Übernahmeverzerrungen, die grundsätzlich bei Class B Endstufen auftreten.
Warum?
Eine Endstufe, die im Gegentaktbetrieb arbeitet, verstärkt das Musiksignal, das sich aus Sinus-förmigen Signalen zusammensetzt, für die positive und negative Halbwelle in getrennten Verstärkersektionen.
Dieses in 2 symmetrisch arbeitenden Sektionen verstärkte Musiksignal muss dann so zusammengefügt werden, dass ein komplettes, unverfälschtes Ausgangs-Signal entsteht. Hätten diese Endstufen diesen auch Push-Pull-Betrieb genannten Job sehr gut beherrscht, hätte es Class A Endstufen nie gegeben.
Leider entstehen in dem Bereich, wo eine Endstufenhälfte einer im Gegentaktbetrieb arbeitenden Endstufe die positive Halbwelle des Musiksignals an die für die negative Halbwelle zuständige andere Endstufenhälfte übergibt, diese unerwünschten Übernahme-Verzerrungen im Null-Durchgang der Schwingung, die den Klirrfaktor erhöhen und auch zu hören sind.
Genauer:
Im Bereich des Nulldurchgangs kann ein Transistor nicht mehr linear arbeiten und bei Signalspannungen unterhalb 0,7 Volt sperrt ein Transistor… es fehlt also immer für kurze Zeit ein kleines Stück des Musik-Signals, bis der Transistor, der die andere Halbwelle übernehmen soll, öffnet und zu arbeiten beginnt.
Um diese Übernahmeverzerrungen zu minimieren, musste der sogenannte Ruhestrom, der durch die Endstufentransistoren fliesst, so hoch eingestellt werden, dass die Transitoren bis annähernd Null Volt leitend bleiben und die Übergangsverzerrung nur noch minimal vorhanden ist.
Dieser modernere Endstufentyp arbeitet deshalb in Class AB (geringer Class A Anteil wegen des hohen Ruhestroms kombiniert mit Class B) und klang deutlich besser, aber immer noch nicht so gut wie ein reiner Class-A Amp.
Heute:
Nur in Blindtests lässt sich beurteilen, welche Technik am besten klingt, und ich bin davon überzeugt, dass ein Amp, der in Class A Technik arbeitet und auch alle anderen Komponenten richtig dimensioniert und konstruiert wurden, einem modernen Class-D Verstärker immer noch überlegen ist, aber um welchen Preis!!!
Dieses antiquierte Design hat heute tatsächlich keine sinnvolle Berechtigung mehr, und Class D Verstärker werden mit der Zeit immer besser und sind vor allen Dingen viel preiswerter und viel Ressourcenschonender als diese Class-A-Mini-Heitzkraftwerke.
Ich hoffe, deine Frage
Weshalb verwendet man abgesehen vom Preis Class A -C Verstärker z. B. in der Musik, wenn die digitalen Class D Verstärker viel weniger Verlustleistung haben?
verständlich beantwortet zu haben. Die These von weckmannu, dass die verschiedenen Klassen sich auf Grund hoher Gegenkopplungswerte in modernen Verstärkerschaltungen deshalb nicht in ihrem konstruktionsbedingten Klirrfaktor unterscheiden, stimmt so nicht, denn ein hohes Mass an Gegenkopplung verbbessert nicht nur den klirrfaktor, sonder bringt auch Verschlechterungen der Musikwiedergabe mit sich, auf die ich leider keine Zeit mehr habe, ausführlich einzugehen.
Der komplette zweite Teil seiner Antwort hat mit deiner Frage überhaupt nichts zu tun, aber tatsächlich vorhandene Argumente, die für einen hohen Class A Anteil sprechen, werden in den Bereich der HiFi-Esoterik geschoben (die es tatsächlich gibt), zudem wird dann auch noch unwissenschaftlich polemisiert, indem eine Nähe zu tatsächlich unwissenschaftlichen Thesen hergestellt wird.
Das ist nicht redlich!
https://de.wikipedia.org/wiki/Klasse-D-Verst%C3%A4rker
lese bitte den Teil über Genkopplung und wo deren Grenzen beschrieben sind bzw welche Verfälschungen entstehen
frequenzabhängige Phasenverschiebungen,
Laufzeitdifferenzen,
Veränderungen des Stereo-Bildes, also der räumlichen Abbildung
und dann noch über die sonstigen Vor-und Nachteile der Class D Technik, vielleicht siehst du dann, dass es sich nicht nur um eine Verbesserung der Verlustleistung handelt, sondern um optimale Musikwiedergabe... und welche Kompromisse man bereit ist, dafür einzugehen.
Grüße, Dalko
Hätte ich den Stern noch frei, wäre der natürlich an diese Antwort gegangen!
Vielen Dank.
Hypex-Verstärker-Module zeigen, was in Class-D geht
https://www.hypex.nl/oem-audio-amplifiers/
Hier ein Typ, der aus Duisburg stammt (Rolf Gemein)
https://www.hifi.nl/recensie/3147/Symphonic-Line.html
und in den 80er Jahren ein paar gute Leute kannte, die eine hervorragende Class-A Endstufe gebaut haben... die er heute noch in veränderter Form anzubieten scheint...das Teil nennt sich Kraft 100 aus dem Vernissage-Laboratorium.
Heute: http://www.symphonic-line.de/unternehmer_highend_bedeutet.html
Esoterik, ick hör dir trapsen... ein klerikaler Prediger in den USA könnte das Vorbild gewesen sein, Wahnsinn, diese Handhaltung.. ich verspreche dir, dieser Mann macht dich glücklich, wenn er dir erlaubt, bei ihm zu kaufen;-)
Hier wurde das Teil gebraucht angeboten, Preis??
Wenn das stimmt, dass nur 5 Teile gebaut wurden, dann dürften diese Class-A Heizungen ziemlich viel Kosten.
Vernissage Laboratorium, diesmal mit Felix Klinkenberg, gehört in die Gründer-Gruppe
http://www.vernissage-laboratorium.de/referenzen/musik-horen-bei-familie-r/
Eigenartig, im Hintergrund sehe ich auf einigen Bildern einen Lautsprecher, der mir sehr bekannt vorkommt...ich muss mal in meinem Archiv nachsehen, da dürfte ich die Baupläne finden von einer Konstruktion, die ich entwickelt habe und... ja, jetzt fällt es mir wieder ein, ich hatte mal einen Kunden, der diese Pyramidenkonstruktion bei mir gekauft hat, und der hieß Rolf Gemein...irgendwie lustig, ein Schelm, der böses dabei denkt... und das ist jetzt eine Entwicklung von ... na ja, mein Name steht da jedenfalls nicht.
Andere High End Boliden findest du hier, stöbere mal etwas herum
https://www.stereophile.com/index.html
dann ganz unten unter Amplification in Solid State Power Amp etwas herumsuchen...hier findest du neben technisch wirklich aufwendigen und guten Konstruktionen alles, was so geht, und das ist immer weniger Class-A, viel Class-AB und ebenfalls, aber noch selten, Class-D.
Hier ein Test einer Endstufe in Class-D, technisch direkt verwandt mit Hypex (siehe oben)
https://www.stereophile.com/content/audio-alchemy-dpa-1m-monoblock-power-amplifier
Und noch ein Vertreter der Old School, der legendäre und wirklich gut klingende Mark Levinson ML-3
der es sogar in die wikipedia geschafft hat, Eine Class-AB2 Endstufe, wiegt schlappe 56 kg. Wie hoch der Class-A-Anteil ist, weiß ich nicht, aber mit Sicherheit sehr hoch.
https://en.wikipedia.org/wiki/Mark_Levinson_ML-3
Was ich eigentlich aussagen will...
Alles hat zu seiner Zeit eine Berechtigung, gebaut zu werden, Class-A im Endstufenbereich ist eine aussterbende Spezies und Class-D ist die Technik, die sich bereits durchgesetzt hat im Massen-Bereich, also preiswert, leicht, im Klang bereits wirklich gut, aber noch nicht perfekt.
Im PA-Bereich ist Class-D bereits etabliert, in der Musikproduktion findest du eher klassische Technik, dann aber vom Feinsten.
Und dazwischen tummelt sich eine kleine, elitäre Gruppe, die verstanden hat, bestimmte Techniken zum Teil durch Verknüpfung mit Ideologien und Philosophien erfolgreich zu Geld zu machen, und es finden sich immer Menschen, die sich gerne zum ewigen HiFi-Seelen-Heil hinführen lassen, und sie machen gerne Kohle locker, um zu diesen edlen Kreisen gehören zu dürfen
Grüße, Dalko
P.S. Zum heutigen Reformationstag... da gab es doch mal eine religiöse Gruppe, die dir dann sehr wohlgesonnen war, wenn du Kohle hast rüberwachsen lassen...man nannte das Ablass, dir wurde versprochen, nicht ins Fegefeuer zu kommen...
und dann kam doch einer, der diese Abzocke erkannt hat und dann sein Maul aufgemacht hat, denn er hatte erkannt, dass es auch ohne Ablass geht...grins. Und so ähnlich ist das mit dem HiFi-Kram.
So, Leute, erschlagt mich nicht, denn ich bin ein echter studierter Theologe... aber Audiotechnik ist mein wirkliches Leben und macht auch viel mehr Spaß
@dalko
Als Theologe mußt du nicht unbedingt wissen, wie eine Gegenkopplung funktioniert.
Soviel sei gesagt, die Gegenkopplung zwingt das Ausgangssignal dazu, nicht im geringsten von dem Eingangssignal abzuweichen. Da können keine Phasenverschiebungen entstehen.
In den guten, alten Zeiten, als Hifi-Redaktionen noch selbst Messungen gemacht haben, wurde berichtet, dass Hifi-Verstärker Klirrfaktoren von <0,01% erreichen, also keine hörbaren Verfälschungen erzeugen. Diese Info habe ich aus der Funkschau und der französischen Hautparleur im Verlauf mehrerer Jahre mitbekommen. Ich bin überzeugt, dass sich die Theorie seitdem nicht geändert haben kann.
Als Theologe, der außerdem Elektrotechnik und diverse andere Disziplinen studiert hat, und parallel dazu bereits seit 1960 als Kind begonnen hat, Elektronik und Audiotechnik zu erforschen und sie zusammen mit der Musik (ab 4 Jahre Instrumente und Gesang) ...ich vergaß, dass habe ich ja auch noch studiert...watt ne Maloche...und deren perfekten Wiedergabe zum eigentlichen Mittelpunkt seines Lebens zu machen, ärgere ich mich etwas, wenn Kritiken und Zweifel an bestimmten Aussagen von mir laut werden, deren Inhalt mit etwas Engagement auf ihren Wahrheitsgehalt überprüft werden können.
Deine Aussagen zur Gegenkopplung sind Halbwahrheiten auf dem Niveau der Funkschau (habe ich seit 1964 gelesen, später auch eine große Zahl internationaler Fachzeitschriften zum Thema "High Fidelity"), als man über transiente Vorgänge noch nicht berichten konnte, da die entsprechenden Forschungsergebnisse noch nicht vorhanden waren bzw. nicht praktisch überprüft werden konnten, denn hierzu bedarf es eines Computers mit entsprechender Software, um Fourier-Transformationen schnell berechnen und auswerten zu können.
Auch selbst hochentwickelte Messtechnik von z.B. der dänischen Firma Bruel & Kjaer konnten diese Phänomene nicht erfassen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Br%C3%BCel_%26_Kj%C3%A6r
Hier ein paar Beispiele, was andere "Wissende" zum Thema Gegenkopplung zu sagen haben. Neben der positiven Wirkung von Gegenkopplung, die du in den Mittelpunkt deiner Aussage stellst, gibt es in deren Arbeiten auch den Hinweis, dass sie nicht der Weisheit letzter Schluss sind und durchaus zu einer Verfälschung der Musikwiedergabe im Transienten.Bereich führen können:
http://www.sengpielaudio.com/GegenkopplungBeiVerstaerkern.pdf
Unterhalb der ersten Abbildung am Ende des Absatzes findest du
Eine Gegenkopplung kann jedoch unter Um
ständen den Frequenzbereich und das Zeitverhalten eines
Verstärkers negativ beeinflussen:
Danach wird es interessant, viel Spaß beim Lesen und dem Zugewinn an neuen Einsichten und neuem Wissen.
Noch ein paar Artikel zum Thema Gegenkopplung:
http://www.hifimuseum.de/grundlagen-der-gegenkopplung.html
Lese bitte nach der Beschreibung der positiven Eigenschaften der Gegenkopplung den Absatz - Phasenfehler - und ganz am Schluss den Fettgedruckten Hinweis:
Das war ein Teil aus dem Wissen von 1983
Der nächste Artikel erklärt, warum in vielen Verstärkerschaltungen die Gegenkopplung gut und unverzichtbar ist, in anderen aber schlecht und warum die allgemeine Konstruktionstechnik, die den Emitterfolger in fast allen Audio-Transistorverstärkern umsetzt, zu Problemen mit der Gegenkopplung führt.
Aussage:
Ein Emitterfolger kann eine komplexe Last, wie sie ein Lautsprecher wegen des induktiven Anteils immer darstellt, prinzipiell nicht perfekt ansteuern.
https://www.abacus-electronics.de/info-service/informationen/audio-akademie/gegenkopplung.html
http://www.abacus-audio.org/76-0-Gegenkopplung.html
Obwohl Abacus lang und Ausführlich erklärt, was gut an Gegenkopplung ist, aber der Emitterfolger überall Schaltungstechnisch realisiert wird und sich trotz Gegenkopplung oder sogar gerade wegen ihr unlösbare Probleme auftun, wird diese Tatsache wieder als das Nonplusultra dargestellt... aber nur bei deren eigenem Verstärkerkonzept eines
Transkonduktanzverstärker, ganz ohne TIM, kaum nachweisbarem Klirr und 100% Gegenkopplung – alles gemessen mit ’nem richtigen Lautsprecher dran
Ich zitiere aus Wikipedia:
Eine Gegenkopplung kann jedoch unter Umständen den Frequenzbereich und das Zeitverhalten eines Verstärkers negativ beeinflussen: Erreicht ein Impuls (einmaliger, ggf. steilflankiger Vorgang) den Eingang eines Verstärkers, erscheint erst nach einer bestimmten Zeit das Ausgangssignal; das Gegenkopplungssignal erreicht den Eingang noch später. Während dieses Zeitraumes hat die Gegenkopplung keine Wirkung, die Schleife ist „offen“. Dieses führt insbesondere bei hohen Gegenkopplungsfaktoren und unzureichendem Schaltungsdesign zu transienten Signalabweichungen (sog. „Überschwinger“ oder Einschwingverhalten), bis sich das Ausgangssignal beruhigt hat (engl. settling). Diese Abweichungen sind umso größer, je näher der Verstärker an seiner Instabilitätsgrenze arbeitet. Auch die Last beeinflusst das Phasenverhalten, weshalb Audioverstärker besonders betroffen sind, da die an ihnen betriebenen Lautsprecherboxen einen stark frequenzabhängigen Impedanzverlauf haben.
Und komme zu dem Schluss, dass die übliche Art, entstandene Verzerrungen durch eine Über-Alles-Gegenkopplung zu eliminieren, nur für eingeschwungene Signale gelten kann und nur da auch funktioniert.
Ich muss diesen Kommentar aufteilen, denn ich erreiche gleich die 5000-Zeichen-Grenze.
Fortsetzung folgt
Fortsetzung:
Die tatsächlich auftretenden Verzerrungen waren mit den damaligen Messmethoden nicht zu erfassen... und wurden deshalb nirgends angesprochen.
Aber alle Entwickler von Audioverstärkern hörten Unterschiede zwischen verschiedenen optimal konstruierten Verstärkern je nach Konstruktionsprinzip.
Erst der finnische Wissenschaftler Mati Otala konnte diese besondere, bisher unbekannte Art von Verzerrungen entdecken und benannte sie "Transient Intermodulation Distortion", abgekürzt TIM.
Daraus entwickelte sich in den Folgejahren durch theoretische Aufarbeitung und deren Umsetzung eine neue unbedingt zu berücksichtigende Grundlage im Verstärkerbau, die aber nur in sehr wenig neuen Konstruktionen konsequent umgesetzt wurde.
Diese neu erkannte TIM wird auch heute schaltungstechnisch nicht ausreichend berücksichtigt und man versucht immer noch, über das Allheilmittel "Gegenkopplung" sie in den Griff zu bekommen ...die aber durch Gegenkopplung nicht in den Griff zu bekommen ist...oder sogar verursacht wird.
Ich lasse es mal dabei, du bist sicherlich in der Lage, dich mit dem Thema selbst ausführlich auseinanderzusetzen und viel Spaß beim vertiefen der gewonnenen Einsichten.
Grüße, Dalko
PS: Theologie kann zu einem gewissen Maß die Demut fördern, mit der Gegenkopplung hat sie tatsächlich nichts zu tun.
Hier sind die Vor- und Nachteile von Class A/B und Class D aufgezählt (Class C gibt es nicht):
http://hifiakademie.de/?id=1.8.1&si=MTUwOTAxNTI0MS43NzcyfDE5NC44LjIyMi4xMjZ8IA
http://hifiakademie.de/?id=1.8.2&si=MTUwOTAxNTI0MS43NzcyfDE5NC44LjIyMi4xMjZ8IA
Ebenso ist das hier interessant zu lesen:
https://blog.teufel.de/class-b-c-oder-d-die-verstaerkerklassen/
Ich weiß sowas übrigens nicht auswendig, sondern habe es innerhalb weniger Sekunden ergoogled. Warum schaffst du das nicht auch?
Weil ich hier ggf. gleich weiterführende Fragen stellen kann und meine Gutefrage Freunde mir keinen Blödsinn erzählen würden.
Der mit blog.teufel beschreibt das ganze sehr gut, finde ich.
Hier findest Du einen interessanten Artikel:
https://blog.teufel.de/class-b-c-oder-d-die-verstaerkerklassen/
Ich habe z.B. als Gitarrenverstärker einen Fender Champ 12 aus den 80ern - einen dieser legendären Red-Knob-Champs. Der hat als Endstufenröhre eine einzelne 6L6 - ist also ein Class-A-Verstärker.
Dieses Teil hat eine derart göttliche Übersteuerung, daß es derjenige Gitarrenverstärker meiner kleinen Sammlung ist, den ich über die Jahre mit Abstand am häufigsten zu benutzt habe.
Wie sagte einst Billy Gibbons: "Willst du einen großen Sound, nimm einen kleinen Amp!"
Woran das aus technischer Sicht beim Champ genau liegt, weiß ich nicht. Aber das Teil reagiert deutlich "lebendiger" als alle meine anderen Röhrenamps.
Die 6V6, 6L6 machen die Musik. Ein befreundeter Gitarrist, ewig mit Fender unterwegs, ist seiner Meinung nach zu gesund im Rücken für den Twin Reverb, hat sich deshalb eine kleinere Variante gebaut. Auch Neil Young gibt seinen F-Blues Deluxe nicht her.
Naja. Ich hab genau die Dinger ja nun hier rumstehen - sowohl einen Deluxe Reverb als auch einen 1:1 5E3-Klon. Die sind schon gut - aber anders gut als der Champ 12. Die haben nämlich jeweils zwei 6V6 - also keine Class-A-Schaltung.
Ich denke das liegt daran, dass Leute sogar auf Übersteuerung abfahren, weil das wie beim U-Bahn fahren als actionreicher, schneller, lauter erlebt wird.