Dämpfungsfaktor

Der Verstärker treibt nicht nur den Lautsprecher an, indem Strom in Membrankraft (Bewegung, Hub) umgewandelt wird, sondern er muß auch dafür sorgen, das die Ausschwingbewegungen (Selbstinduktion) bei ausbleibendem Strom (Ende eines Impulses) gebremst wird. Dies ist insbesondere beim Baß notwendig, da dort der Membranhub am größten ist.

Diese Eigenschaft wird bei Verstärkern (und bei Lautpsrechersystemen) als Dämpfungsfaktor (D) bezeichnet. Dieser Verhältniswert (Anschlußwiderstand zu Quellwiderstand, Z/Ra) liegt bei Röhrenendstufen zwischen minimal 2-20 und bei stark gegengekoppelten Halbleiterendstufen bei maximal 1000. Praxisgerechte, gute Werte liegen bei 100 - 300 an 8 Ohm. Dies entspricht einem Ausgangswiderstand von: Ra = Z/D =  27-80 mOhm, der über der Frequenz konstant bleiben sollte, was oft zu hohen Frequenzen hin nicht mehr gewährleistet ist. Der hohe Ausgangswiderstand bei Röhrenendstufen ist bedingt durch den Ausgangsübertrager.

Entscheidend beeinflußt wird der in der Kette wirksame System-Dämfungsfaktor von dem Serienwiderstand (Rs) der Frequenzweiche (Baßspule), sowie dem Widerstand des Signalkabels und der Steck- oder Schraubverbindungen (Rk).
Bei Frequenzweichen liegt ein guter Wert bei kleiner 0.4 Ohm (Frequenzweichenspule vor dem Baß). Kabel inklusive der Verbinder erreichen Werte von ca. 0.1 Ohm.

Beispiel: Endstufe D=100 an 8 Ohm, 4 Ohm Lautsprecher mit einer Baßspule (0.3 Ohm) + Kabelverbindung 0.1 Ohm. 
Der resultierende System-Dämpfungsfaktor liegt bei: D = 4 Ohm / (8/100 + 0.3 + 0.1) Ohm = 8.33 !
Bei einer Röhrenendstufe mit D=10 ergibt sich sogar nur ein Wert von: 3.33 !

Ein niedriger Systemdämpfungsfaktor bedeutet:

• Eine schlechte Kontrolle des Verstärkers über den Lautsprecher.
• Baßimpulse werden verschliffen es entsteht ein weicher schwammiger Baß.
• Die Anregung von Raumresonanzen wird verstärkt.
• Es wird unnötig (Verlust-) Leistung an den Innenwiderständen verbraten (Ra+Rk+Rs).
• Die Frequenzabhängigkeit des Verstärkers zur Lastimpedanz ist kritischer. 
• Bei Einsatz eines Ausgangsübertragers (Röhrenendstufe) wird zusätzlich die Bandbreite eingeschränkt.

Das zu verarbeitende Musikprogramm besteht hauptsächlich aus Impulsen. Die Steigzeit wird als Maß für die Impulsverarbeitung eines Verstärkers benutzt.

Die Steigzeit (rise-time) (tr) ist die Zeit die bis zum erreichen eines Spannungswertes benötigt wird. Die Bezugsspannung ist bei Leistungsverstärkern im allgemeinen von 0 bis 60V (Spitze zu Spitze). Die Zeit wird in µs (millionstel Sekunden angegeben). Gemessen wird diese Kenngröße indem ein Rechteckimpuls an den Eingang angelegt wird und am Ausgang unter Lastbedingung (Dummy-Load) gemessen wird. Gute Werte bei Leistungsverstärkern liegen bei ca. 1-2µs (von 10-90%). Je kleiner der Wert umso "schneller" ist der Verstärker.
Das gleiche gilt natürlich auch für die Fallzeit (recovery time). Diese sollte der Steigzeit entsprechen. Längere Zeiten deuten auf unerwünschte Speichereffekte hin.

Aus der Steigzeit kann die Bandbreite eines Verstärkers abgeleitet werden: B ~ 1 / (3*tr) = 333 kHz bei 1µs. 
Die normierte Größe "Slew-Rate" wird in Volt pro µs angegeben und ist gebräuchlicher, z.B: 20V/0.5µs = 40 V/µs

Wird ein schneller Vorverstärker mit einer langsamen Endstufe verbunden, so kann dies unter Umständen zu dynamischen Verzerrungen (TIM) führen. Die Endstufe kann auf Grund Ihrer Schaltungsauslegung (Gegenkopplung) den Impuls nicht folgen, was zu Inhomogenitäten im Klangbild führt.

Die Bandbreite (B), bzw. Übertragungsbereich, eines Verstärkers beschreibt den Frequenzbereich von der unteren- (Hochpaß) bis zur oberen- (Tiefpaß) Übertragungsgrenze. Diese Grenzen beziehen sich auf einen Aplitudenwert der -3dB (Faktor 0.707 ~-30%) unter dem Mittelwert liegt. Ab diesen Punkten fällt die Amplitude (Spannung) mit einer definierten Steilheit (z.B.: 6, 12, ... dB/Oktave) ab. Zusätzlich dreht die Phase (zeitliche Beziehung zwischen Eingangs und Ausgangssignal). Dieser Übergang geschieht kontinuierlich, d.h. auch schon weit vor den Grenzen (ca. Faktor 5 - 10) ist je nach Steilheit und Filtertyp eine Beeinflussung wahrnehmbar (Amplituden und Phasenfehler). 

Die Bandbreite einer jeden Komponente (Vorverstärker, Verbindungskabel, Endstufe) der Übertragungskette sollte so groß wie möglich sein, da sich diese Grenzen nachteilig verschieben, d.H. die Gesamtbandbreite ist immer kleiner wie die des schlechtesten Gerätes der Kette.

Die untere Grenzfrequenz ist entscheidend für die Baßwiedergabe, die obere für die Höhenwiedergabe, also für die Feinzeichnung und Details der Wiedergabe. Liegt eine Beeinflussung der oberen Grenze im wichtigen Bereich, unterhalb 20kHz vor, so sind zwangsläufig Klangverfälschungen zu erwarten.

Unter Verzerren versteht man das Verändern eines Signals, also daß Hinzufügen (Obertöne, Rauschen) oder Entfernen (Einbrüche) von Signalteilen.
Es wird zwischen Rauschen, linearen und nichtlinearen (nicht im Eingangssignal enthaltene) Verzerrungen unterschieden. Letztere können statischer und dynamischer Art sein. Jede Komponente einer Übertragungskette ist anfällig für Verzerrungen.

Rauschen (Noise):

Rauschquellen sind alle aktiven Bauelemente (Halbleiter und Röhren) sowie einige passive wie Widerstände. Die Stärke des Rauschens hängt von der Auswahl der Bauelemente ab und steigt mit der Temperatur an. Das Rauschspektrum reicht von 0 Hz bis in den GHz-Bereich.
An kritischen Stellen setzen wir extrem rauscharme Operationsverstärker und Transistoren ein. Das Rauschverhalten wird zum Teil durch Parallelschaltung zusätzlich verringert (Faulknerschaltung). 

Lineare Verzerrungen (Distortions): 

Dies sind zum Teil gewollte Frequenzgangveränderungen wie bei Filtern (Klangbeeinflussung oder Entzerrung z.B. RIAA bei Tonabnehmersystemen) und ungewollte wie z.B. Welligkeit im Frequenzbereich, überwiegend bei Lautsprechern und durch den Hörraum.
Pegelunterschiede im Frequenzgang von Lautsprechersystemen von +/- 3dB (meist bedingt durch die Hörraumakustik) sind nicht ungewöhnlich. Wobei Unterschiede von 3dB deutlich hörbar und 0,3dB (ca. 3%) für geschulte Hörer noch feststellbar sind.
Teilweise werden vom Konstrukteur bewußt Absenkungen im Mitteltonbereich (bis zu 6dB) vorgenommen (Badewannenfrequenzgang, Loudness) um die Boxen breitbandiger, voluminöser und brillianter klingen zu lassen, was sicher nicht im Sinne von High-End ist.
Sinnvoll ist allerdings eine von außen zugängliche Anpassung für den Mittel- und Hochtonbereich vorzusehen um so Dämpfungseigenschaften des Hörraums auszugleichen und eine gehörpsychologische Anpassung vorzunehmen (Siehe Anschlußterminal Filiola).
Das Impulsverhalten (Sprungantwort) von Lautsprechern (Siehe zeitrichtige Wiedergabe) sowie Phasenverschiebungen zählt ebenfalls zu den linearen Verzerrungen. Diese Phasenverzerrungen entstehen durch die Frequenzweiche und die Anordnung der einzelnen Lautsprecher (zeitlicher Versatz). 

Nichlineare statische Verzerrungen: 

Diese werden unter dem Klirrfaktor zusammengefaßt. In Ihm werden solche negativen Effekte wie Übersteuerungsverzerrungen (Clipping), Übernahmeverzerrungen, Verzerrung auf Grund der "krummen" Kennlinien aktiver Bauelemente (Halbleiter, Röhren), Verzerrungen auf Grund nichlinearer Antriebe bei Lautsprechern und Sättigungsverzerrungen von Kernspulen der Frequenzweichen zusammengefaßt.

Der Klirrfaktor beschreibt das Verhältnis von einem zugeführten reinem Sinus-Ton zu dem vom Lautsprecher oder Verstärker zugemogelten Obertönen. Der Frequenzfaktor Oberton zu Grundton (bei sinusförmiger Ansteuerung) wird als k2, k3, ... bezeichnet (ganzzahlige Vielfache der Signalfrequenz, Harmonische). Wie diese über der Frequenz verteilt sind, wird als Klirrspektrum, die Summe als Gesamtklirrfaktor, oder gesammt harmonische Verzerrungen bezeichnet (Total-Harmonic-Distortion: THD+N, N ist das Rauschen, dies ist immer dabei). 

Jedes zuführen von Obertönen verändert die Klangfarbe des Musikprogrammes. Geradzahliger "weicher" Klirr (z.B. quadratischer k2) wie er bei Röhrenverstärkern überwiegend vorkommt und kubischer k3 der überwiegend bei Übersteuerung von Analogbändern entsteht, macht sich nicht sehr störend bemerkbar (wird vom Ohr bis etwa 3% toleriert). Ungeradzahliger Klirr höherer Ordnung, s.g. "harter" Klirr (k5, k7, k9..) wirkt dagegen schon in wesentlich kleineren Werten (ab 0.01%) störend. 

Da die Klirrempfindlichkeit des Gehörs mit zunehmender Frequenz ansteigt und unnatürlich starke Obertöne höherer Ordnung dem geübten Hörer sofort auffallen, sollten höherwertige Klirranteile stark abfallen (Abfallendes Klirrspektrum). 

Prinzipbedingt steigt der THD mit der Frequenz beginnend ab ca. 1kHz bis auf etwa den hunderdfachen Wert an (Ursache: Die Gegenkopplung wirkt kaum noch). Gleiches gilt für die Außsteuerung, diese steigt ab 1/10 der Nennleistung leicht und kurz vor der Vollausteuerung steil an, um dann unzumutbare Regionen (Clipping) zu erreichen. Der übliche Anstieg bei kleiner Leistung ist bedingt durch die Übernahmeverzerrungen.

Die Clipping-Verzerrungen liegen in der Verantwortung des Anwenders (Lautstärke verringern). Hierbei wird das Musiksignal in die Aussteuerungsgrenzen gefahren. Dabei entsteht harter überwiegend ungeradzahliger Klirr. Die effektive Leistung die der Hochtöner verarbeiten muß steigt stark an, was zur Zerstörung führen kann.
Wie hart der Klirr ausfällt hängt von der Schaltungsauslegung ab. Röhrenendstufen mit weichem Netzteil und niedrigem Dämpfungsfaktor clippen auch weich. Bei unserer SONITO wurde dies durch ein spezielles Netzteil erreicht, das unter Normalaussteuerung sehr schnell und viel Strom liefern kann, aber bei länger andauernder Vollauslastung und Clipping sich weich verhällt. 

Übernahmeverzerrungen (Nulldurchgangsverzerrungen) entstehen bei Verstärkern die nach dem meist verbreitetsten Gegentaktbetrieb arbeiten. Hierbei wird das zu verarbeitende Signal symmetrisch in eine positive und negative Halbwelle aufgeteilt und von zwei komplementären Verstärkerzweigen verarbeitet. In der Nähe des Nullpunktes sind die Kennlinen der Transistoren und Röhren sehr "krumm". Um diesen Bereich zu verlassen werden die Bauelemente (Endstufen- Transistoren, Röhren) vorausgesteuert. Dies wird mit Hilfe eines Ruhestromes (Gleichstrom) erreicht. Die Höhe beschreibt den Arbeitspunkt Class A-B oder A. Wobei bei A-Betrieb dieser am höchsten liegt. Wie weit der A-Betrieb reicht hängt vom Laststrom ab. Beispiel: 800 mA Ruhestrom an 8 Ohm Last: P = 2 * I² * Z = 2 * 0.8A² * 8 Ohm ~ 10W. Bis hierher besteht also A-, danach A-B-Betrieb.
Bei Vorstufen reicht für A-Betrieb ein geringer Ruhestrom aus, da die Lastimpedanz groß ist. Verstärker im Eintaktbetrieb (Single-Ended) arbeiten immer im A-Betrieb (in der Mitte der Kennline). Der Wirkungsgrad (Leistungsabgabe zu Aufnahme) ist dementsprechend sehr gering ca. 25%, der Rest ist Verlustwärme. Bei Gegentaktendstufen reicht der Wirkungsgrad von 50% bis 78%.

Diese Verzerrungen sind besonders unangenehm, da sie bei geringer Lautstärke auftreten !

Ein sinnvoll eingesetzter A-Arbeitspunkt wie bei der SONITO, der im Bereich der Lautsprecher-Betriebsleistung liegen sollte (bei 5 bis 10W) bring deutlich Abhilfe. Erkauft wird dies mit einem aufwendigen Netzteil hoher Verlustleistung und damit aufwendiger Kühlkörper. Dies alles führt natürlich zu hohen Kosten. Bis zur vollen Leistungsgrenze im A-Betrieb zu bleiben bringt keine weiteren Vorteile. 

Kennlinienverzerrungen entstehen aus ähnliche Gründen. Auch der obere Kennlinienbereich von aktiven Bauelemente ist nicht exakt linear. Eine Linearisierung kann durch geschickte Schaltungsauslegung mit lokaler Gegenkopplung und Kompensation durch parallelsymmetrische (spiegelbildliche) Schaltungsauslegung der einzelnen Stufen erreicht werden (Prinzip der SONITO). Ein mäßiger Einsatz der Gesamt-Gegenkopplung minimiert diese zusätzlich. 

Natürlich lassen sich beim Lautsprecher keine Klirrfaktorwerte im zehntel Promillebereich wie beim Verstärker erreichen. Gute Klirrwerte liegen bei < 0.5% (Im Frequenzbereich ab ca. 500Hz bei ca. 90dB in 1m Abstand), die aber hauptsächlich 2. Ordnung (k2) sein sollten. 
Weicher Klirr kommt hauptsächlich von zu großem Membranhub (nichtlinearitäten im Antrieb), harter Klirr von der Frequenzweiche (Sättingungsverzerrungen von Kernspulen), Bremseffekten der Membranzentrierung und Partialschwingungen der Membran. 

Aliasing-Verzerrungen entstehen in Digitalsystemen. Wird bei hoher Aussteuerung der Zahlenvorrat überschritten, so setzen die Verzerrungen extrem abrupt ein. Es stellen sich neben den oben erwähnten Verzerrungen noch Mischtöne durch Interaktion mit der Abtastfrequenz ein. 

Nichlineare dynamische Verzerrungen:

Zu diesen zählen Intermodulation (IM) und Transient-Intermodulation (TIM).

Intermodulationsverzerrungen: Während bei statischen Verzerrungen immer nur ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz entstehen, können Intermodulationsprodukte völlig unharmonische (in der Natur nicht vorkommende) Obertöne erzeugen. Bei der Übertragung von Musiksignalen werden gleichzeitig viele Frequenzen verarbeitet. Durch Nichtlinearitäten entstehen dann nicht nur Oberwellen der einzelnen Frequenzen, sondern auch Kombinationstöne aus Summen- und Differenzsignalen (Dissonanten).
Beispiel:
Amplitudenmodulation, AM-Verzerrungen: Der tiefe Ton (100Hz) moduliert den hohen (1kHz) in seiner Amplitude. Es entstehen zusätzlich 800Hz und 1.2kHz, 700Hz und 1.3kHz usw.
Frequenzmodulation, FM-Verzerrungen: Der hohe Ton (1kHz) wird um die Frequenz des Tiefen (100Hz) moduliert. Es entstehen zusätzlich 900Hz und 1.1kHz
Differenztonverzerrungen: Es entstehen Summen und Differenztöne. Z.B. 220Hz und 275Hz sollen gleichzeitig übertragen werden. Es entsteht zusätzlich 2*220-275=165Hz und 2*275-220=330Hz.

Typische Quellen für IM-Verzerrungen sind: Nichtlinearitäten der Verstärkerstufen, Übernahmeverzerrungen, zu starker Einsatz von Gegenkopplung sowie Mikrofonie , Magnetismus und Modulation durch Störungen auf der Spannungsversorgung.

Die Ursache der AM-Verzerrungen bei Lautsprechersystemen liegt, wie bei den Klirrverzerrungen, bei Partialschwingungen (Eigenschwingung) der Lautsprechermembranen, Nichtlinearitäten des Antriebs, Abstrahlung durch Gehäuseresonanzen.
FM-Verzerrungen treten auf wenn das Lautsprechergehäuse, auf Grund von Baßrückstellkräften und instabielen Stand, sich bewegt und damit die kleinen Membranbewegungen (ca. 1µm-1mm) des Hochtöners moduliert werden (Siehe Ankopplung). Der gleiche Effekt tritt bei Breitbandsystemen auf, indem die vom Chassis gleichzeitig abgestrahlten hohen Tönen von der Baßbewegung moduliert werden (Doppler-Effekt).

Wärend beim Verstärker IM-Verzerrungen schon bei kleinen Signalen auftreten, ist dies bei Lautsprechern erst bei größeren Membranhub der Fall.

TIM-Verzerrungen (Transient-Intermodulation) entstehen wenn ein Verstärker sehr steilflankige Impulse (Klavieranschläge) wiedergeben soll, aber eine der an der Verstärkung beteiligten Stufen nicht schnell genug reagiert und deshalb der Signalkurvenform nicht exakt folgt.
Die Ursache liegt darin, daß einige Schaltungsteile nicht genügend schnell den Strom für die Umladevorgänge der Kondensatoren (auch der Halbleiterkapazitäten) bereitstellen können (Steigzeit), bzw. die gespeicherte Ladung nicht schnell genug abgeführt werden kann (Recovery-Time).
Dagegen hilft keine Gegenkopplung (eine zu hohe schadet sogar !), sondern nur eine hohe dynamische Signalbandbreite (Slew-Rate) jeder Stufe. Die Signalbandbreite der Schaltung ohne "Über-alles-Gegenkopplung" (Open-Loop) muß mindestens so groß wie die spätere mit Gegenkopplung, bzw. die des Eingangssignals sein.

Typische Quellen für TIM sind: Strom-Spannungswandler und Verstärkerstufen in Digitalsystemen (Infos), zu starke Gegenkopplung bzw. zu geringe Bandbreite, HF-Störungen u.s.w.. 

IM und TIM machen sich schon bei sehr kleinen Werten bemerkbar.
Bei komplexen Musikpassagen führen diese zu einem Klanggeschmier im Hintergrund, das zwangsläufig Feinheiten der Musik verdeckt. Bei hochtonreicher Musik verschiebt sich die Klangfarbe in Richtung spitz und scharf.

Die einzelnen Stufen der Endstufe SONITO sind sehr niederohmig ausgelegt, so das eine hohe Stromlieferschnelligkeit erreicht wird. Die Stufen sind einzeln lokal gegengekoppelt. Die Open-Loop-Bandbreite beträgt > 60 kHz.

Gegenkopplung  bzw. Rückkopplung ist ein Kunstgriff aus der Regelungstechnik.

Durch lokale Gegenkopplung wird der Gleichspannungs-Arbeitspunkt und die lokale Verstärkung dieser Stufen eingestellt. Dies ist immer nötig, schon wegen des thermischen Verhaltens und der Parameterstreuung bei aktiven Bauelementen. Es gibt keinen Verstärker ohne sie (auch nicht bei Röhrenschaltungen). Bei Trioden ist diese lokale Gegenkopplung prinzipbedingt schon eingebaut.

Bei der "Über-alles-Gegenkopplung" bzw. Rückkopplung wird ein Teil des vom Verstärker durchlaufenen, verarbeiteten Signals, invertiert auf den Eingang zurückgekoppelt. Dieser Spannungsanteil überlagert sich mit dem aktuellen Signal, so das eine Vorverzerrung stattfinded und die Verzerrungen durch Kompensation reduziert werden.

Die Rückkopplung ist frequenzabhängig, d.h. je höher die vom Verstärker zu verarbeitende Frequenz ist, umso kritischer wird die Kompensation (Laufzeitproblem, Phasendrehung). Dies führt dazu das niederwertige Klirranteile verringert werden (z.B. k2, k3, k4), während höherwertige ansteigen (z.B.ab > k5). Außerdem steigt der Klirrfaktor zu hohen Frequenzen steiler an.

Der Lastwiderstand beeinflußt ebenfalls die Rückkoppung. Weist ein Lautsprechersystem im Mittel- und Hochtonbereich einen nichtlinearen Impedanzverlauf auf, was leider auch bei sehr teuren Systemen der Fall ist, so entstehen zwangsläufig Phasendrehungen. Durch diese wird der Regelvorgang der Rückkopplung deutlich erschwehrt, was zwangsläufig zu Klangverschlechterung (THD und TIM) führt und zudem den Einfluß des Lautsprecherkabels verstärkt. Ein Konstanter Impedanzverlauf ist also nicht nur bei Röhrenverstärkern von Vorteil ! Etwas Abhilfe schaffen auf das Lautsprechersystem abgestimmte Saugkreise und Zobelglieder, die an den Lautsprecherklemmen parallel zum Verstärkerausgang angeklemmt werden. 

Im schlimmsten Fall kann bedingt durch die komplexe Last (Lautsprechersystem) sowie parasitärer Kapazitäten (Streukapazitäten) und ungünstige Auslegung des Layouts die Phasendrehung zwischen Ausgang und Gegenkopplungseingang so weit fortschreiten das eine Mittkopplung entsteht, und dies bedeutet Schwingen ! Die Gefahr wird umso größer je mehr verstärkende Stufen ein Verstärker aufweist. Oft wird dann die Ursache nicht bekämpft, sondern großzügig mit Kompensations-Kondensatoren als Notbremse gearbeitet, die sich dann aber klanglich negativ auswirken (geringe Slewrate, steiler Anstieg der Verzerrungen). 

Durch diese Rückkopplung (über einen Spannungsteiler) wird die Gesamtverstärkung eingestellt (Vu = 1 + Rs/Rp). Durch die Rückkopplung sinkt zusätzlich der Ausgangswiderstand und somit steigt der Dämpfungsfaktor.

Der Gegenkopplungsfaktor ist das Verhältnis von Verstärkung ohne Rückkopplung (Open-Loop), zu der über die Rückkoplungsschleife eingestellten Verstärkung Vu (Closed-Loop).

Je höher dieser Faktor ist umso mehr können die statischen Verzerrungen (Klirrfaktor) reduziert werden, aber die Gefahr der wesentlich unangenehmeren dynamischen Verzerrungen (TIM) steigt ! 

Die Kunst des Entwicklers ist es den goldenen Mittelweg zu finden:

• Einstellung des optimalen Arbeitspunktes (A-Betrieb) der Spannungsverstärkerstufen.
• Alle Stufen durch geschickte lokale Gegenkopplung auf minimalen Klirr abstimmen.
• Parallelsymmetrischer Aufbau mit selektierten Transistoren zur Kennlinienlinearisierung.
• A-Betrieb der Stromverstärkerstufen (Leistungs- Transistoren, Röhren einer Endstufe) bis ca. 10W.
• Hohe Open-Loop-Bandbreite (Slew-Rate) um TIM zu minimieren.
• Kurze Rückkopplungswege
  
• Sanfte Über-Alles-Gegenkopplung um die Verstärkung einzustellen (beide Kanäle gleich). Oder noch besser keine Über-Alles-Gegenkopplung!

All diese Kenntnisse sind bei der Konstruktion der SONITO eingeflossen. Die Version 4 arbeitet ohne Über-Alles-Gegenkopplung!

Übrigens: Eine versteckte, unkalkulierbare Rückkopplung stellt die Mikrofonie dar. Das gerade abgestrahlte Musikprogramm wird (zeitlich versetzt) von den Geräten empfangen und beeinflusst, abhängig von den Resonanzbedingungen (Gehäuseaufbau, Stellfläche),  das elektrische Signal und erzeugt somit ständig sich verändernde (programmindizierte) Intermodulationsverzerrungen.

 Röhre oder Transistor - oder beides ?

Wird ein Transistorverstärker "richtig" (ähnlich wie ein guter Röhrenverstärker) konstruiert, so kann der hochgelobte "Röhrensound" auch ohne Röhren (und dessen Nachteilen) erreicht werden.

Hier einige Richtlinien:

1. Wenig, oder keine Gegenkopplung -> Günstiges Klirrspektrum. Genügend hoher, aber nicht zu hoher Dämpfungsfaktor. Klangfarbenreich. Gutes Timing.
2. Wenig Bauteileaufwand  ->Wenig Klangbeeinflussung. Der Einsatz klanglich ausgesuchter Bauteile ist bezahlbar.
   
3. Wenige Verstärkerstufen, kurze Signalwege -> Wenig dynamische Verzerrungen. Wenig Laufzeitprobleme.
4. Wenige oder keine Koppelkondensatoren -> Siehe 2.
   
5. A-Betrieb -> Geringe Übernahmeverzerrungen. Hohe Temperatur und damit angenehmer Materialklang aller Bauteile .
6. Gutes Netzteil -> Wenig Störmodulation. Detailreicher  Klang.
7. Genügend Leistung  ->  Gute Dynamik. Unkritisch bei Lautsprechern mit geringerem Wirkungsgrad.
   

Es gibt genügend Röhrenverstärker, auch Single-Ended (Eintaktbetrieb), die eher  wie ein schlechter  Transistorverstärker klingen. Die Klangeigenschaften reichen von sehr warm, müde ohne Biß und Detailauflösung, bis hin zu hart und hell.

Konstruktive Fehler und Probleme bei Röhrenverstärkern:

1. Mittlere bis hohe Gegenkopplung -> Klirrspektrum ungünstig. Timingprobleme.
2. Schlechter Ausgangsübertrager -> Begrenzte Bandbreite. Niedriger Dämpfungsfaktor. Vibrationsempfindlich.
   
3. Mehrstufiger Aufbau mit vielen Koppelkondensatoren -> Geht auf Kosten der Feinauflösung.
   
4. AB-Betrieb (Push-Pull mit Penthode) -> Übernahmeverzerrungen.
   
5. Störungsempfindliches Netzteil -> Starke Störmodulation insbesondere bei Eintaktbetrieb.
6. Störkopplung des Netzteiles mit den Röhren -> Brummen
   
7. Wenig Leistung (Single-Ended Triode) -> Starker wenn auch weicher Klirr.
   
8. Mikrophonieempfindlich -> Dynamische Verzerrungen.
   
9. Arbeitspunkt der Röhren verstellt sich auf Grund der Alterung.
10. Kontaktproble des Röhrensockels -> Detailauflösung geht verloren.
    

Ein guter Ansatz ist beide Welten miteinander zu verbinden. Dies führt zum HYBRID-VERSTÄRKER:

• Eine Triodenstufe übernimmt  die komplette Spanungs-Verstärkung.
• Ein FET-Treiber liefert den niederohmigen Ausgang.
• Eine FET- oder Bipolar Stromverstärker-Endstufe im A-Betrieb liefert den niedrigen Ausgangswiderstand und den Strom für die Lautsprecher.
• Eine Über-Alles-Gegenkopplung ist nicht nötig, kann aber zugeschaltet werden.
• Seperate Netzteile  für den Spannungsverstärker (hohe konstante Spannung mit wenig Strom), für die Heizung (Konstantstrom) und für den Stromverstärker (Rel. niedrige unstabilisierte Spannung mit viel Stromreserven).
  
• Die Netztrafos sind ausgelagert um mechanisch, elektrische Störmodulation zu minimieren.
  

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