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Die europäische Musik ist von den Japanern als bedeutendes Kulturgut aufgenommen und anerkannt. Da für die Beurteilung der Musik anfangs ausschließlich Schallplatten zur Verfügung standen, war man von vornherein darauf angewiesen, mit der Schallplatte eine möglichst hohe Wiedergabequalität zu erzielen.

Selbstverständlich ist jede Beurteilung der Musikwiedergabe rein subjektiv; so ist z. B. auch der Publikumsgeschmack auf dem Hi-Fi-Sektor in Amerika anders als in Japan. High-Fidelity ist selbstverständlich keine Notwendigkeit. Sie ist aber ein Stück Lebensqualität.

Unsere Firma, Trio-Kenwood, will diesem gehobenen Anspruch gerecht werden und ist bestrebt, die entsprechenden Geräte zu produzieren.

Alle Hi-Fi-Geräte haben ein eigenes typisches Klangverhalten. Dieses ist nicht an Hand von physikalischen Meßwerten allein festzustellen. Zur Beurteilung müssen hier andere Faktoren herangezogen werden. Gerade diese Faktoren stellen für einen Entwickler eine erhebliche Erschwerung der Planung und Produktion von guten Geräten dar.

Wir sind ständig bemüht, die maximalen technischen Möglichkeiten der einzelnen Komponenten auszunutzen, um bei der Hi-Fi-Anlage Spitzenqualität zu erreichen.

Dies gilt aber nicht nur bei den teuersten Geräten, sondern auch für die weniger aufwendigen. (Anmerkung : So umschrebt man das Attribut "billig" oder "value".)

Es ist also unser Bestreben, für alle Bauteile einer Hi-Fi-Anlage diesen Maßstab anzulegen. Wir tun dies sowohl für unsere Lautsprecher, Plattenspieler, Verstärker als auch bei Tunern und Receivern. Die neue Serie „07" (siehe Klang-Bild erprobt Seite 29) ist das Ergebnis dieser Erkenntnisse.

Die Hauptaufgabe einer Anlage ist es, die beste Wiedergabequalität zu erzielen. Deshalb heißt auch das Ziel eines jeden Hi-Fi-Ingenieurs: Verbesserungen.

Verbesserungen hängen aber unmittelbar mit rein physikalischen Möglichkeiten zusammen. Die bisherige Entwicklungsrichtung konzentrierte sich auf: Frequenzgang und Phasengang sowie Dynamik und Klirrfaktor.

Hier setzte man früher die Grenzen verhältnismäßig niedrig an. Inzwischen hat man aber festgestellt, daß in bezug auf die Meßwerte ein durchaus gleiches Ergebnis erzielt werden kann, auf der anderen Seite aber die Klangqualität erheblichen Schwankungen unterliegt. Dies ist inzwischen bereits allen Herstellern von Hi-Fi-Geräten bekannt.

Die Annahme, daß durch die Verbesserung von Meßdaten automatisch die Klangqualität erhöht wird oder daß zur Erreichung einer besseren Klangqualität einfach die Meßwerte verbessert werden müssen, kann man hiernach verwerfen. Will man aber feststellen, nach welchen Kriterien man die Tonqualität beurteilen soll, gibt es sofort Probleme. Erreicht man aber eine bessere Klangqualität nur durch Zufall, kann man sie nicht steuern. Ohne objektive Beurteilungsmaßstäbe für die Tonqualität muß man eigenes Empfinden bzw. eigenen Geschmack heranziehen.
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Die Frage ist grundsätzlich, ob die einzelnen Komponenten einer Anlage auch wirklich ein eigenes Klangverhalten besitzen. Die Frage ist auch, ob überhaupt Meßwerte und Klangqualität in einem direkten Verhältnis zueinander stehen. Die Frage ist außerdem, ob das Verhältnis von Meßwert und Klangqualität durch eine neuartige Meßmethode objektiv erfaßbar gemacht werden kann . . .

Der Entwicklungsingenieur auf dem Hi-Fi-Sektor muß sich also unbedingt Gedanken darüber machen, wie Meßwerte und Klangqualität zu verknüpfen sind. Zunächst muß aber grundsätzlich erst festgestellt werden, welche Tonqualität denn die bessere ist. Weiter stellt sich die Frage, mit welcher Meßmethode Klangqualität überhaupt festgestellt werden kann. Diese Feststellungen sind die Grunderkenntnisse der heutigen Entwicklungsingenieure.
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Inzwischen steht fest, daß alle Komponenten einer Hi-Fi-Anlage ihr eigenes Klangverhalten haben, ihren eigenen Sound produzieren. Nicht nur Lautsprecher oder Tonabnehmersysteme. Auf der anderen Seite haben aber auch die Plattenhersteller durch die Verschiedenartigkeit der Herstellung und Pressung der Platten einen eigenen Klang mitgegeben.
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• Die erste Frage ist eine fundamentale:
  Welcher Klang ist letztlich der bessere?
• Und die zweite Frage ist:
  Mit welchen technischen Mitteln kann man diese bessere Tonqualität erreichen?

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Hier möchten wir ausführen, unter welchen Gesichtspunkten unsere Firma (Kenwood) glaubt, dieses Problem zu lösen.
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Eine neue Schallplatte ist auf jeden Fall besser als eine alte, abgenutzte Schallplatte. Die abgenutzte Platte erzeugt einen größeren Rauschpegel und hat weniger Höhen. Dazu kommen noch grundsätzlich schlechtere Übertragungseigenschaften - wobei auch der Klirrfaktor erheblich ansteigt.

Die Pressung einer Schallplatte ist ebenfalls ein wesentlicher Faktor. So sind z. B. amerikanische Pressungen deutschen unterlegen. Neuaufnahmen von Schallplatten sind ebenfalls in den meisten Fällen besser als alte, weil die Entwicklung der Aufnahmetechnik, der Tonbandmaschinen, der Mithörverstärker sowie der Schneidmaschinen von Jahr zu Jahr weiter fortschreitet.

Selbstverständlich sind direkt geschnittene Schallplatten - also Schallplatten ohne den Zwischenspeicher Tonband - besser als die normalen Pressungen. Die Anzahl der einzelnen Prozesse während der Herstellung vermindert die Tonqualität ebenfalls.
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• Anmerkung : Die Frage ist, wieviel besser oder schlechter wird es ? Hier steht eine sehr interessante Laboruntersuchung über die Platten-Verzerrungen bei Schallplatten bei der Polydor von 1979.

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So gibt es auch Direktüberspielungen vom Masterband, die zwangsläufig die Zahl der Prozesse in der Produktion herabsetzen. Dies bleibt ebenfalls nicht ohne positive Folgen für die Tonqualität. Ideale Bedingungen hat man selbstverständlich bei der Live-Übertragung - also bei direktem Weg vom Mikrofon zum Lautsprecher.

Hierbei dürften auch ein Minimum an Verzerrungen stattfinden, es wird auch kaum etwas abgeschnitten und nur wenig hinzugefügt. Wir bezeichnen dieses Optimum als Monitorwiedergabe. Will man also die Tonqualität verbessern, muß man möglichst solch eine Monitorqualität erreichen.
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Unserer Erfahrung nach gibt es drei Faktoren, die die Klangqualität bestimmen:

1. das statische Verhalten,
2. das dynamische Verhalten. Hinzu kommen noch
3. die passiven Bauelemente und andere Faktoren.

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Das statische Verhalten spiegelt sich in den Meßwerten wider. Ein schwacher Verstärker kann keinen guten Klang erzeugen. Bei heutigen Hi-Fi-Geräten setzt man bessere Meßwerte als vor einigen Jahren voraus. Man ging früher davon aus, daß die Dynamik der Signalquelle nicht so groß, daß der hörbare Übertragungsbereich nur von 20 Hz bis 20.000 Hz reicht, daß der Klirrfaktor unter 0,4%, die Übersprechdämpfung von Tonabnehmern zwischen 20dB und 30dB liegt und daß die Phasencharakteristik keinen Einflußauf die Hörbarkeit hat.

Diese Vorgaben sind - berücksichtigt man noch die damaligen ungenauen Meßmethoden - nicht mehr haltbar. Unter diesen Voraussetzungen wäre auch ein Fortschritt in bezug auf eine bessere Klangqualität wohl kaum zu erzielen.
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1. durch Linearität und
2. Bandbreite.

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Neuere Geräte sind mit einem Schalter ausgerüstet, der das Klangregelteil aus dem Nf-Zweig herausnimmt.

Somit wird die Linearität (bei Phonobetrieb) nur durch das Entzerrernetzwerk (im Phonovorverstärker) beeinflußt. Die im Entzerrer verwendeten hochpräzisen Kondensatoren und Widerstände ergeben eine äußerst präzise RIAA-Kennlinie, die nur noch (fast) unmeßbar kleine Toleranzen aufweist.

Berücksichtigt man, daß bei der neuen Kenwood-Verstärkergeneration zwischen 20 Hz und 20.000 Hz die Toleranz bei ±0,1dB liegt, sieht man, daß hier kein Problem liegt.
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Das Problem liegt auf der anderen Seite, nämlich der Bandbreite. Das Musiksignal ist nämlich kein Sinus-Dauerton, sondern es besteht aus verschiedenen harmonischen Komponenten (Obertöne). Es gibt Tonabnehmer-Hersteller, die mit ihren Tonabnehmern bei einer Lastkapazität von 300pF (Picofarad) eine hohe Linearität bis 20.000 Hz erreichen. Der Wiedergabebereich darüber wird jedoch abgesenkt. Das kann zur Folge haben, daß beim Vergleich zwischen mehreren Systemen die Wiedergabequalität ohne die Lastkapazität verbessert wird. Diese Tatsache ist ebenfalls allgemein bekannt.

Der Phasengang ist an den Frequenzgang gekoppelt. Er beeinflußt die Kurvenform des jeweiligen Signals. Der Vorverstärker L-07C hat einen Übertragungsbereich von etwa 20 Hz bis 50.000 Hz mit Abweichungen von +OdB ... -0,1dB und in dem erweiterten Bereich 3 Hz ... 500 kHz von nur +0 ... -2dB. Die Endstufe L-07 M hat einen Frequenzgang von 0dB ... -0,5dB zwischen 0 Hz (Gleichspannung) und 50 kHz und einen Frequenzgang innerhalb OdB ... -1,5dB zwischen 0 Hz und 150 kHz.
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Es gibt zwei Arten von Störspannungen:
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1. Eingangs-signalstörabstand und
2. Restgeräusche.

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Schallplatten haben nur (etwa) 60dB Störabstand. Die Frequenzbestandteile (das Spektrum) der Störsignale des Verstärkers liegen anders als die der Schallplatte (siehe KlangBild 8/1978, Seite 11). Deswegen ist beim Verstärker ein besserer Störabstand erforderlich. Die Entzerrer in den heutigen Verstärkern haben nur noch minimale Störspannungen. Deshalb ist auch ihre meßtechnische Erfassung überaus schwierig. Wenn man zur Messung an den Eingängen Widerstände anschließt, so rauschen diese mit dem Wert
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wobei T die absolute Temperatur in °K *1) darstellt, den Widerstand in Ohm, k die sog. Bolzmann-Konstante *2), f die Bandbreite in Hz (z. B. von 20 Hz ... 20.000 Hz » 20 kHz). Mit dieser Formel kann man also errechnen, daß ein 10kOhm Widerstand bei einer Temperatur von 18° C von sich aus schon mit ca. 2uV rauscht. Daraus ersieht man, daß dies schon höher ist als das heute übliche Vorverstärker-Rauschen. Dies ist ein Grund dafür, daß wir mit kurzgeschlossenem Eingang messen (müssen).

*1) T - 273 + 0[°C]
*2) 1,38- 10-23Ws/°
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Tonabnehmersysteme haben im oberen Frequenzbereich eine höhere Impedanz. Bipolare Transistoren - im Gegensatz zu Feldeffekttransistoren - erzeugen stromabhängige Störspannungen, die den Signal/Störspannungs- Abstand verschlechtern. Feldeffektransistoren zeigen keine derartigen Effekte.

Unter Berücksichtigung beider Tatsachen (Feldeffekttransistoren haben eine hohe Eingangsimpedanz) kann man eine Verbesserung der Meßwerte erzielen. Unsere Verstärker sind in weitem Rahmen mit Feldeffekttransistoren bestückt und liefern hierdurch das entsprechend günstige Ergebnis.

Ein weiterer Vorteil der Feldeffekttransistoren liegt darin, daß sich mit höherer Lautstärke die Impedanz ebenfalls erhöht und hierdurch auch weniger Rauschen hörbar wird. Restrauschen kann durch Widerstandrauschen beim Lautstärkepotentiometer (Lautstärkeregler) entstehen. Es sollte aber einen Wert von 30uV nicht überschreiten. Bei unseren Produkten liegt dieser Wert unter 20uV.
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Verzerrungen entstehen an nichtlinearen Elementen des Verstärker-Schaltkreises. Da sie nur sporadisch auftreten, sind sie äußerst störend für das menschliche Empfinden. Ein gleichbleibender Reiz einer Störung wird von den menschlichen Sinnesorganen weniger bewußt wahrgenommen. Selbstverständlich sollten aber auch kontinuierliche Störkomponenten vermieden werden. Viel wichtiger aber ist die Vermeidung der sporadisch auftretenden.

Der technische Stand heutiger Hi-Fi-Anlagen liegt auf einem sehr hohen Niveau. Dadurch kommen aber auch die Verzerrungen durch ihre - die Wiedergabequalität verschlechternden - Auswirkungen um so stärker zum Tragen.

Die Idealwerte hierfür sind bei einer Frequenz von 1000 Hz und bei halber Nennleistung 0,001% ... 0,002% und bei einer Frequenz von 20kHz : 0,002% ... 0,004%.

Unter den Meßgeräten gibt es schon Tongeneratoren, die diese Daten tatsächlich erreichen, meßtechnisch treten hier aber schon immense Probleme auf. Deshalb muß auch der Meßmodus angegeben werden - speziell bei Prospektdaten.

Es gibt Normen, die die Meßwerte bei 250 mW oder 50 mW (z.B. DIN 45 500) festlegen. Sie stammen häufig noch aus der Zeit der Röhrenverstärker bzw. aus den Anfängen der Transistorverstärker. Durch die fortschreitende Entwicklung der Verstärker gibt es heute keine Geräte mehr, die in diesem Bereich schlechtere Daten bringen.

Alle Produkte übertreffen die geforderten Werte bei weitem. Falls man bei einer Messung auf dem Oszilloskop Verzerrungen feststellt, dann beruhen diese auf Rauschen und nicht auf der „normalen" Verzerrung. Hier hilft die genaue Feststellung mittels Frequenzanalyse weiter. Die mit einer normalen Klirrfaktormeßbrücke gemessenen Daten sind ohne Bedeutung.
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Kenwood gibt die Daten sowohl für die Endstufe allein als auch für den gesamten Verstärkerzug an. Die Endstufe ist dabei direkt mit dem Lautsprecher verbunden. Bei der Intermodulation gelten ähnliche Verhältnisse wie beim Klirrfaktor. Es gibt keine Meßgeräte, die diese Intermodulation genau genug - wie es erforderlich wäre - messen. Auch das SMPTE-System ist hierfür nicht geeignet. Aus diesem Grunde hat Kenwood großen Wert auf die Untersuchung des Klirrfaktors gelegt.
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• Anmerkung : Das machten in 1978 aber bereits alle hochpreisigen Hersteller auf der Welt, also nicht nur Kenwood. Es war für Bruel&Kjaer die Goldgräberzeit, ihre dänischen Meßgeräte zu verkaufen.

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Im höheren Frequenzbereich tritt bei Verstärkern durch Streukapazitäten eine Verschlechterung der Kanaltrennung auf. Bisher ging man davon aus, daß bei einem Tonabnehmersystem bei 10.000 Hz die Übersprechdämpfung immer noch 20dB beträgt. Die Kanaltrennung bei Verstärkern dürfte demnach kaum Probleme aufwerfen. Eine schlechtere Kanaltrennung bringt aber neben einer schlechteren Ortungsfähigkeit auch eine Verringerung der Wiedergabequalität.

Da diese Art der „Verzerrung" auch vom Eingangssignal abhängig ist, wirkt sie sich unangenehm störend auf das menschliche Ohr aus. Ein einfacher Versuch verdeutlicht das:

Bei der Benutzung zweier getrennter Verstärker, wobei der eine nur für den linken, der andere nur für den rechten Kanal benutzt wird, ist das Ergebnis erheblich anders, als wenn man beide Kanäle gleichzeitig über einen Verstärker wiedergibt. Hierbei ist natürlich zu berücksichtigen, daß bei der Messung der unbenutzte Eingang kurzgeschlossen ist. 50dB für die Übersprechdämpfung dürften normalerweise zu erreichen sein, ideal sind aber 70 ... 80dB (bei 20 kHz gemessen).

Beim Vorverstärker L-07 C ist die Übersprechdämpfung mit 100 ... 110 dB außergewöhnlich gut.
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Für das dynamische Verhalten können keine Meßdaten erbracht werden. Das menschliche Ohr ist in seiner Empfindlichkeit für Veränderungen in der Dynamik sehr empfänglich. Das Musiksignal verändert sich ständig, und die Wiedergabe muß analog hierzu erfolgen.

Diese ständigen Änderungen, die aber als solche nicht meßbar sind, nennt man das dynamische Verhalten. Dieses Verhalten ist mit einem an der Endstufe angeschlossenen Widerstand nicht meßbar, sondern nur über die direkt angeschlossenen Lautsprecher zu beurteilen.

Mit dieser Erkenntnis haben wir bei unseren Entwicklungsarbeiten verschiedene überraschende Entdeckungen gemacht. Erhebliche Unterschiede wurden festgestellt

• • bei der Verwendung des doppelten Netzteils in bezug auf das dynamische Übersprechen,
• • bei direkt-gekoppelten Endstufen in bezug auf Verzerrungen
• • bei Gleichstromverstärkern in bezug auf den dynamischen Dämpfungsfaktor.

Bei nur einem Netzteil für beide Kanäle wird ein dynamisches Übersprechen nie auszuschließen sein. Mit getrennten Netzteilen ist dieses Problem zu lösen.

Normal angeschlossene Lautsprecher mit langen Verbindungskabeln verschlechtern nicht nur die Meßdaten, sondern vermindern auch die Klangqualität. Deshalb hat Kenwood für das L-07-System extrem kurze Lautsprecherkabel entwickelt.

• Anmerkung : Und wenn die Lautsprecher in einem 60qm Raum etwas weiter weg stehen ? Was dann ?

Für die Praxis hat sich herausgestellt, daß ein Gleichstromverstärker die Verzerrungen erheblich vermindert.
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Die Einflüsse der passiven Bauelemente eines Verstärkers auf die Klangqualität sind nicht klar zu spezifizieren. Es gibt kaum Untersuchungen und nur wenige Versuche, ihren Einfluß auf die Wiedergabequalität festzustellen. Es gibt aber noch einige andere Faktoren, die mit dem bisherigen Wissen nichtzu erklären sind.

So ist allgemein bekannt, daß die einzelnen Bauelemente eines Verstärkers ihre eigene „Tonqualität" besitzen. Der nicht immer zuverlässige Wert und mangelnde Präzision ergeben erhebliche Unterschiede im Klangverhalten, die sich stark auswirken. Leider gibt es Hersteller auf dem Markt, die zu dieser Erkenntnis noch nicht gelangt sind.

Hersteller, die hohen Qualitätsansprüchen genügen wollen, verwenden ausschließlich ausgesuchte Bauteile. Die Ursache für die Einflüsse der verwendeten Bauelemente auf die Klangqualität ist noch nicht voll bekannt, aber man beginnt Erklärungen dafürzu finden.
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So haben z. B. Koppelkondensatoren ohne Gleichspannung auf den „Polen" auch keinen Stromfluß. Man kann daraus schließen, daß damit auch keine Verzerrungen entstehen.

Der Phono-Eingangsschalter hat eine verhältnismäßig geringe Berührungsfläche an den Kontakten, so daß hier durch Oxidation nichtlineare Verzerrungen entstehen. Aus diesem Grunde vermeiden wir die Verwendung von Schaltern in diesem Bereich der Schaltung und vermindern damit eine negative Beeinflussung der Tonqualität.

Bei dem L-07-System hat man dieses Problem dadurch vermieden, daß man zwei Phonoeingänge mit getrennten Schaltkreisen verwendet und damit mit dem Tonabnehmersystem direkt auf den Schaltkreis gehen kann.
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Cinchstecker und andere Anschlüsse haben gegenüber Schaltern wesentlich größere Berührungsflächen und können demgegenüber vernachlässigt werden. Um aber auch dieses Problem zu berücksichtigen, kann man vergoldete Kontakte verwenden - speziell bei den niederpegeligen Eingängen. Das ist auch der Grund dafür, daß man Tonabnehmersysteme niemals ohne Verpackung lagern sollte, und es empfiehlt sich auf jeden Fall, die Kontakte vor dem Einbau zu säubern.
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Potentiometer für die Lautstärkeregelung bringen durch erhebliche Stromkonzentration Verzerrungen. Auch dieser Punkt muß berücksichtigt werden. Wegen des höheren Stromflusses in den Potentiometern würden bipolare Transistoren erhebliche Verzerrungen hervorrufen. Deshalb verwendet man Feldeffekttransistoren und direkt - ohne Kondensatoren - angekoppelte Eingänge.

Es gibt aber noch andere Faktoren, die die Tonqualität beeinflussen: z. B. die gedruckten Schaltungen. Bereits die Anordnung der Leiterbahnen hat einen Einfluß auf die Tonqualität. Ebenfalls ist das Verhalten des Verstärkers schon ohne Gegenkopplung ein Maß für die erreichbare Tonqualität. Die Frage ist natürlich, wie man derartige Erscheinungen beeinflussen kann.

Die Reaktionen der Gesamtschaltung sind bekannt, wie reagiert aber der einzelne Kreis? Es ist immer noch die Frage, ob eine errechnete Schaltung in der Praxis tatsächlich die gewünschte Forderung erfüllt. Vom Schaltbild her kann man nur die makroskopischen Funktionen erklären, die mikroskopischen hingegen nicht.

So haben z. B. Verbindungskabel auch eigene Induktivitäten. Zwischen verschiedenen Verbindungskabeln gibt es durchaus Beeinflussungen.

• Anmerkung : Was bedeutet das Attribut "durchaus" ? Ab welchen Frequenzen kommt es dann zur Wirklung ?

Ebenso besteht eine Kapazität zwischen Chassis und Gehäuse. Bei hohen Frequenzen entstehen kaum kontrollierbare Stromflüsse und Skin-Effekte (der Strom hat das Bestreben, weniger durch das Innere eines Leiters als auf der Außenhaut zu fließen). Bei noch höheren Frequenzen nimmt der effektive Widerstand zu.

• Anmerkung : In diesem Fall ist das sogar positiv, wenn höhere Frequenzen bzw. diese Kriechströme zwischen Chassis und Elektronik ausgebremst werden. Oder habe ich da etwas mißverstanden ?

Auch Schaltkreisschleifen darf man nicht vernachlässigen. Außer den regulär in der Schaltung vorgesehenen Gegenkopplungen gibt es aber auch noch unbeabsichtigte, parasitäre Rückkopplungen, die ebenfalls die Klangqualität beeinträchtigen.

Solche nicht direkt aus dem Schaltbild ersichtlichen Einflüsse infolge der Auslegung der Schaltung gibt es in unendlich großer Zahl. Daher müssen sie schon bei der Schaltungsentwicklung berücksichtigt werden. Rein meßtechnisch läßt sich das Vorhandensein solcher Erscheinungen nicht nachweisen.

Wir haben die Klangqualität mit wissenschaftlicher Akribie analysiert und waren dennoch nicht in der Lage, alle Details mit den derzeit zur Verfügung stehenden technischen Mitteln konkret zu erfassen.
Die Entwicklung ist längst noch nicht abgeschlossen und läßt noch unendlich viele Möglichkeiten zur Beurteilungoffen.

(Die Übersetzung - 1978 - aus dem Japanischen : Tatsuo Nishimura)
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