Verstärker - Leistungsverstärker

Der Verstärker dient dazu sogenannte Hochpegel-Signale mit Pegeln von typischerweise um 1V sowohl in der Spannung zu verstärken, als auch den vom angeschlossenen Lautsprecher benötigten Signalstrom zur Verfügung zu stellen.

Dafür sind mehrstufige Konzepte notwendig. Am bekanntesten und häufigsten zu finden ist die sogenannte Topologie nach Herrn Lin.

Hier ist der Aufbau dreistufig und besteht aus einer Eingangsstufe,  einer Spannungsverstärkerstufe, und einer Endstufe.

  • Die Eingangsstufe ist ein Differenz-Transkonduktanzverstärker, die die Eingangs-Signalspannung in einen Strom umsetzt.
  • Es folgt ein Transimpedanzverstärker, der den Signalstrom in eine hohe Signalspannung umsetzt (Vas).
  • Die dritte Stufe ist ein Stromverstärker oder Buffer, der die Spannung nur noch puffert und den nötigen Ausgangsstrom bereit stellt.

Eine Rückkopplungsschleife (NFB) sensiert die Ausgangsspannung und führt auf die Eingangsstufe zurück. Hier wird dann das Ausgangssignal mit dem Eingangssignal verglichen und Abweichungen korrigiert. Das funktioniert innerhalb gewisser Grenzen sehr gut. Die Linearität wird erhöht, Verzerrungen und Ausgangs-widerstand werden gesenkt.

Mit dieser Topologie lassen sich extrem genaue Verstärker entwickeln. Die Frage die die HighEnd Szene seit je her umtreibt ist jedoch, ob das auch klanglich Vorteile bedingt. Hier scheiden sich die Geister. Fakt ist das spätestens mit dem Aufkommen exrem verzerrungsarmer Leistungsverstärker meist japanischer Herkunft in den frühen 80ern, die Diskussion über Verstärkerklang versus Messwerte aufflammte.

Vielen Hörern gefielen messtechnisch schlechtere Verstärker besser.

Als Extremfall gelten Rückkopplungs-freie SingleEnded Trioden Verstärker.

Oftmals schwächlich auf der Brust und teils nicht einmal die alte DIN 45500 erfüllend können diese Verstärker dennoch mit einer Authentizität und Lebendigkeit spielen, das technokratisch vorbelastete Gemüter an ihren Weltbildern zweifeln lässt. So geschah es zumindest mir mit den Kronzillas.

Was diese schaltungstechnisch so banal simpel wie antiquiert wirkende Röhrenendstufe zu Ohren bringt lässt jeden Transistoramp schier verzweifeln. An meinen Elektrostaten habe ich jedenfalls noch keinen Transistor gehört, der auch nur annähernd solch eine Stimmwiedergabe, Plastitzität und Dynamik liefert.

Es kann jedenfalls als gesichert angesehen werden, das die typischen einfachen Verzerrungsmessungen nicht mit einem Klangeindruck korrellieren. Es gab viele Versuche mit neuen Messverfahren und Theorien, z.B. über die Oberwellenverteilung, einen Zusammenhang zwischen Gemessenem und Gehörtem zu schaffen. Allein, bis heute ist das nicht gelungen.

Insofern sollten Messwerte als Handwerkszeug der Techniker betrachtet werden, mit dem die Funktionalität und Serienkonstanz gewährleistet werden kann.

Für den Hörer dagegen ist es Zahlenwerk ohne echte Aussagekraft und Nutzen.

Seit ich die Zillas also das erste Mal hörte suche ich nach Transistorstufen, die ähnlich gut spielen. Da bisher alle Verstärker nach Lin und mit Rückkopplung arbeitend den Anspruch nicht erfüllten möchte ich hier Verstärker-Konzepte besprechen, die von diesem Quasi-Standard abweichen. Zudem gibt es bereits viele Webseiten und Bücher, die sich umfassend mit diesen Verstärkern haben.

amplifier - power amplifier

The amplifier serves the purpose to amplify so called line-level signals with typical voltage levels around 1V in voltage level as well as current level sufficient for the drive requirements of the connected loudspeaker. Therefore multi-stage concepts are used. The most prominent and the most frequently applied topology is named after Mr. Lin. It is a 3-stage concept comprised of a input stage, a voltage amplification stage (Vas) and a power stage.

  • The input stage is a differential-transconductance amplifier that translates the input signal voltage to a proportional current
  • A transimpedance stage follows that translates the current into a highlevel voltage again
  • The third stage is a current amplifier or Buffer that only buffers the voltage and supplies for the required output current.

A global feedback loop (NFB) senses the output voltage and is connected through a network with the input stage, where the two signals are compared with each other and deviations are corrected for. This functions reasonably well within certain limitations. Linearity is improved and distortion and output impedance is reduced.

(rem: see above pic for the basic topology)

 

With this kind of topology extremely precise amplifiers may be designed. The question remaining throughout the HighEnd scenery is if it may be advantageous to sound quality also. This is where opinions differ widely. It can be regarded as a fact that at latest with the advent of extremely low-THD amps of mostly japanese origin in the early 80s the discussion about measurement values versus sonic quality heated up.

Many listeners preferred amplifiers with inferior measurement values.

Global feedback-free SingleEnded Triode amplifiers are one end of the extremes.

Typically rather week in wattage and in part not even fulfilling the old DIN45500 specifications these amplifiers can play with such authenticity and livelyness that technocratic minds doubt their view of the world. At least that´s what happened to me with the Kronzillas.

What these -circuit-wise as mundanly simple as antique appearing- tube amplifiers

bring to Your ears, lets every transistor amplifier writhe in agony.

No transistor has so far played so well in combination with my Electrostats, regarding the reproduction of voices, three-dimensionality and dynamic resolution as the Zillas do.

Anyway, it can be regarded a fact that the typical simple distortion measurement procedures don´t correlate with the sonic performance. Many new and advanced measurement procedures and theories have been tried, for example about the harmonics distribution, to detect a relationship between the measured and the listened. Unfortunately they all failed.

In this regard should measurement values be seen as tools for the technician that allow to guarantee the functionality and series consistancy of the devices.

For the listener its only numbers without significance and usefulness.

Since I heard the Kronzillas the first time I´m searching for a transistor amplifier that could cope. As all amplifiers after the Lin topology and utilizing a global feedback loop didn´t fit the demand I´d like to take a look at amplifiers that deviate from this quasi-standard. Also there are many websites and books that deal extensively with this issue.

 

 

Under Construction

 

its time off for playing Calvinball