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Das gilt auch für die benötigte Leistung, die ein Verstärker bei vorgegebenem Wirkungsgrad des Lautsprechers bringen sollte. Manche Lautsprecher mit komplexer Frequenzweiche sind so „power-hungry", wie man im Englischen sagt, daß ein Verstärker mit einer Sinusleistung von 2 x 200 Watt gerade ausreicht (Anmerkung : Unsere JBL 250Ti zum Beispiel).

Bei einigen Lautsprechern wie der Danlquist DQ 10, der alten OHM F, der Infinity Quantum Line Source oder dem Full-Range-Elektrostaten von Dayton Wright sind noch größere Leistungsreserven eher von Vorteil. Manche setzen schon im Netzwerk der Frequenzweiche einen Großteil der Leistung in Wärme um.

In aller Regel genügen wenige Watt, damit der Lautsprecher einen normalen Schalldruckpegel erzeugt. Je größer der Schalldruckpegel sein soll, um so größer müssen die Leistungsreserven des Verstärkers sein. Eine Verdoppelung der Lautstärke erfordert ein Zehnfaches an Verstärkerleistung.

Mit Hilfe einer schnell ansprechenden LED-Anzeige kann man leicht überprüfen, daß für Impulsspitzen - selbst bei manchen Lautsprechern mit mittlerem Wirkungsgrad - ganz erhebliche Reserven zur Verfügung stehen müssen, wenn der Verstärker nicht kurzzeitig ins Clipping gefahren werden soll.

Wer sich über den manchmal „harten" Klang seiner Hi-Fi-Anlage ärgert, sollte darum zuerst einmal überprüfen, ob der Verstärker auch bei allen Schalldruckpegeln, bei denen man Musik hört, unverzerrt seine Leistung abgibt.

pK ist auch ein grundsätzlicher Irrtum, daß man für kleine Lautsprecher wie die in Mode gekommenen Mini-Boxen nur Verstärker mit wenig Leistung benötigen würde. Gerade der Wirkungsgrad bei den „Minis" und „Brikett-Boxen" ist so gering, daß ein Verstärker von 2 x 20 Watt Sinus leicht überfordert werden kann.
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Für den Verbraucher, der sich an den Meßdaten von Testblättern orientiert und danach seine Kaufentscheidung trifft, ist es wenig tröstlich, aber wahr: Immer mehr setzt sich die Erkenntnis durch, daß Messungen an Verstärkern im eingeschwungenen Zustand mit Hilfe eines Gemischs von zwei Sinusschwingungen, die im übrigen meist sowieso nur punktuell durchgeführt werden, nicht die ganze Wahrheit über Klirrverhalten und Verzerrungsfreiheit eines Verstärkers im tatsächlichen Betrieb enthalten.

Im letzteren - und das ist schließlich der normale! Fall können Verzerrungen um ein Vielfaches größer sein als die unter statischen Bedingungen gemessenen. So hat man beispielsweise einen Klirrfaktor, der durch sogenannte Übernahmeverzerrungen entsteht, zunächst nicht durch Labormessungen ermittelt.

Dieses Phänomen fiel zuerst Entwicklern und HiFi-Liebhabern auf, die den Klang mancher Verstärker auf die Dauer als lästig empfanden und dann nach der Ursache forschten.

„Transient intermodulation distortion" (TIM) in Verstärkern war schon Mitte der sechziger Jahre in etwa bekannt. Aber wie diese Verzerrungen entstehen und was man zur Lösung des Problems konstruktiv tun kann, wurde erst vor wenigen Jahren näher untersucht. Heute werben schon die Anzeigen beim Normalverbraucher für TIM-freie Verstärker.

Ein Mittel, die im Betrieb entstehenden Einschwingverzerrungen zu analysieren, schlug kürzlich Kenneth Leonard von der US-Firma Analogue Engineering Associates (AEA) vor. Dabei geht es darum, die analogen Ein- und Ausgangssignale - also die Musik als komplexes Frequenzgemisch - digital zu zerlegen und dann Punkt für Punkt mit Hilfe eines Computers zu analysieren, der vorher die Signale gespeichert hat. Solche Messungen geben über die Qualität eines Verstärkers besseren Aufschluß als die meisten in Testzeitschriften nach herkömmlichen Methoden ermittelten Verzerrungsdiagramme und Klirrfaktor-Daten.
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Auf die Tatsache, daß für das Klirrverhalten eines Verstärkers je nach Meßverfahren unterschiedliche Ergebnisse ermittelt werden können, wies vor kurzem auch Christopher Russell hin, der Entwickler der in Fachkreisen vielgelobten Endstufe Bryston 4B.

Russell: „Die meisten Probleme haben mit dem Einschwingverhalten des Verstärkers zu tun. Viele von ihnen basieren auf Problemen im tieffrequenten Bereich."

Plötzliche Änderungen in derSpannungsversorgung durch das Netzteil, wie sie bei jedem starken Impuls - etwa einem mächtigen Paukenschlag oder dem vollen Einsatz eines Klangkörpers - auftreten, bringen nach seiner Meinung manchen Verstärker in Schwierigkeiten. Das Problem werde noch größer, wenn ein Netzteil beide Kanäle versorgt. Instabile Spannungsversorgung und ein plötzlich hoher Strom führe - wie kurzfristig auch immer - zu einer verminderten Klarheit, Transparenz und Auflösung des Klangbilds bei manchen Verstärkern.

Subtile Details gingen durch ein plötzliches Ansteigen harmonischer Verzerrungen verloren, und genau das bemerke das menschliche Ohr bei kritischen Musikpassagen.

Die von Russell benutzten Begriffe Klarheit, Transparenz und Auflösungsvermögen kommen zwar aus der Optik (bei den Menschen ist das Auflösungsvermögen der Netzhaut unterschiedlich, es kann zwischen 60 und 150 Prozent schwanken, bei manchen Tierarten ist es bekanntlich viel größer als beim Menschen), aber sie scheinen mir zur Beschreibung der in die Gehörpsychologie reichenden Phänomene durchaus zutreffend.

Wie gering die Verzerrungen eines Verstärkers bei komplexer Musik sind, wie sauber beispielsweise Piano-Passagen reproduziert werden, kann man tatsächlich wahrnehmen. Vorausgesetzt, wie gesagt, daß der Tonabnehmer und die verwendeten Lautsprecher einen sehr hohen Qualitätsstandard besitzen.

• Anmerkung : Wir sind immer noch im jahr 1978 und die CD wurde von Philips nur ganz wenigen eingeweihten Fachleuten als Zukunfts-Konzept vorgestellt.

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Warum solche klanglichen Unterschiede zwischen Verstärkern überhaupt auftreten können, erläuterte der Entwickler Tomlinson Holman in einigen Aufsätzen, die letztes Jahr in der US-Zeitschrift „Audio" erschienen. Diese amerikanische Testzeit-
schrift ist nicht gerade als Forum für HiFi-„Spinner" bekannt, sondern läßt nur seriöse Autoren zu Wort kommen. Darum ist es interessant, einige technische Argumente an dieser Stelle zu wiederholen.

Zu seinem eigenen Erstaunen stellte Holman fest:

Als wir uns daran machten, die Wiedergabeeigenschaften von Phonoentzerrer-Vorverstärkern zu untersuchen, wurde sehr schnell klar, daß es hörbare Unterschiede zwischen Schaltungskonstruktionen gab, die nach konventionellen Testmethoden gemessen fast identische Meßdaten aufwiesen.

Der offenkundigste Unterschied bei den mit direktem Umschalten durchgeführten A/B-Vergleichen bei gleichem Pegel war für die Testpersonen der, daß der wahrgenommene Frequenzgang nicht in eindeutiger Korrelation stand zum standardmäßig gemessenen Frequenzgang.

Für die klanglich wahrgenommenen Unterschiede führt Holman unter anderem die in der Tabelle genannten Gründe an:

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• 1. Die Phonoeingänge können für den Tonabnehmer eine frequenzabhängige Impedanz darstellen; in manchen Fällen haben sie nicht die standardmäßig geforderten 47 oder 50 kOhm im Hochtonbereich; die Impedanz sinkt dort bisweilen bis auf 33 kOhm ab. Was natürlich die Hochton-Wiedergabe hörbar beeinflußt.
• 2. Verschiedene Tonabnehmer reagieren auf die frequenzmäßig schwankende Eingangsimpedanz der Phonoeingänge unterschiedlich. Wenn man die Impedanz über den gesamten Frequenzbereich normgerecht stabilisiert, „klingen" Vorverstärker nicht mehr so unterschiedlich, weil nicht mehr diese Unlinearitäten im Wiedergabefrequenzgang auftreten.
• 3. Störspannungen, durch Rumpel im subsonischen Bereich von 3 bis 8 Hz hervorgerufen und in der Entzerrerstufe um über 20 dB (das ist ein Verhältnis von 1:10) verstärkt, führen mit größter Wahrscheinlichkeit zu Intermodulationsprodukten und zur Überlastung von Endstufe und Tieftöner des Lautsprechers. Der Baßlautsprecher führt in diesem tiefen Frequenzbereich sehr starke Bewegungen aus, die zwar nicht vom menschlichen Ohr gehört werden, aber hörbar die darüber liegenden Frequenzen modulieren. Wenn man in den Entzerrer-Vorverstärker ein steilflankiges Subsonic-Filter von 18 dB pro Oktave einbaute, das den Frequenzgang bei 15,5 Hz mit 3 dB und bei 7 Hz mit 21 dB abfallen läßt, klang der Baß sofort kompakter und „impulsfester", und die Signale im Hörbereich wurden nicht mehr durch die starken Auslenkungen im subsonischen Frequenzbereich moduliert.
• 4. Bei hochtonreichem, sehr dynamischem Musikmaterial und Verwendung eines Tonabnehmers mit sehr hohem Übertragungsfaktor kann es vorkommen, daß der Phonoeingang nicht genügend übersteuerungsfest ist, sondern verzerrt, wenn er die dann auftretenden Spitzenspannungen verarbeiten soll.
• 5. Da der Entzerrer die tiefen Frequenzen um über 20 dB anhebt, kann er auch Intermodulationsprodukte in diesem Bereich verstärken.
• 6. Wenn ein Verstärker das Gemisch der impulsartigen Spannungen nicht schnell genug verarbeitet, kommt es zu sogenannten TIM-Verzerrungen vor allem im Hochtonbereich. Die nicht ausreichende „slew rate" des Verstärkers führt zu erhöhtem Klirrfaktor (auch durch Clipping des Signals).
• 7. Verzerrungen durch zusätzlich entstehende Differenztöne sind bei Verstärkern hörbar wie auch bei Lautsprechern, bei denen die bei der Membran-Auslenkung produzierten Intermodulationen seit langem als ein Hauptübel bekannt sind, weil sie ganz unmittelbar den Klang verfälschen.
• 8. Damit der Entzerrer-Vorverstärker einwandfrei arbeiten kann, muß man unbedingt die Tonarm/Tonabnehmer-Kombination optimieren, das heißt, die Resonanzfrequenz des Systems muß 8 oder besser 10 Hz betragen. Denn Rumpelstörungen von der Platte her liegen, statistisch gesehen, zu 70 Prozent unterhalb von 5 Hz und zu 95 Prozent unterhalb von 8 Hz. Die zahlenmäßig häufigsten liegen um die 4 Hz, genau dem Punkt, an dem auch die Resonanzfrequenz vieler Laufwerke liegt. Um diese Störsignale nicht hochzuverstärken, muß man Tonarm und Abtastsystem in der Masse und der Rückstellkraft des Nadelträgers so aufeinander abstimmen, daß sich Rumpelerscheinungen unterhalb der Eigenresonanz des Systems nicht mehr auswirken können. Eine zusätzliche Bedämpfung von schon auftretenden Resonanzen ist dagegen nur bedingt von Nutzen. Das vorhandene Störsignal wird zwar in seiner Amplitude verringert, aber da ist es trotzdem. Überdämpfung des Arms kann sogar eher zu Fehlabtastung und höherem Output im Bereich der Rumpelfrequenz
• führen.

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Als ein Ergebnis der Überlastung von Vor- und Endstufen bezeichnet auch R.A. Greiner in der US-„Audio" vom November 1977 die in Verstärkern auftretenden Verzerrungen: Modernes Programm-Material und hochwertige neue Tonabnehmer überforderten so manchen Verstärker, weil der die auftretenden Spitzenamplituden nicht mehr sauber verarbeite und während der Überlastung ziemliche Verzerrungen produziere. Was also sollte der Käufer bei einem Verstärker beachten, welche Daten geben ihm einen ungefähren Hinweis auf die Qualität des Geräts, das er sich anschaffen möchte?

Wichtig ist zunächst einmal, daß der Frequenzgang des Phono-Entzerrers im gesamten Bereich von 20 Hz bis 20 kHz so linear wie möglich ist. Spitzengeräte weisen hier maximale Abweichungen von ±0,2 dB auf. Nützlich ist ein steilflankiges Subsonic-Filter, das Rumpelstörungen unterhalb von 20 Hz abschneidet, ohne allerdings den Frequenzgang oberhalb von 20 Hz zu beeinflussen.

In Vorbereitung ist derzeit eine neue Norm für die RIAA-Entzerrung, nach der die Unterdrückung von Rumpelstörungen serienmäßig in allen Vorstufen zu erfolgen hat.

Die Übersteuerungsfestigkeit der Phonoeingänge sollte mit Sicherheit in jedem praktisch denkbaren Fall so hoch sein, daß die Phonoentzerrer- Vorverstärker- Stufe auch dann keine Verzerrungen produziert, wenn beispielsweise ein „lautes" dynamisches System wie das EMT XSD 15 über ein Pre-Preamp mit 32 dB vor-vor-verstärkt wird und dadurch dem Eingang phono mag. sehr hohe Spitzenspannungen zugeführt werden.

Bei sehr empfindlichen (1 mV und weniger) Phonoeingängen ist darauf zu achten, daß sie nicht durch Tonabnehmer mit sehr hohem Übertragungsfaktor übersteuert werden, sondern immer noch genügend Reserve vorhanden ist. Im umgekehrten Fall wird man nicht einen „leisen" Tonabnehmer an einem Phonoeingang mit 5mV Empfindlichkeit anschließen, weil sich bei weiterem Aufdrehen des Volume-Reglers der Rauschabstand verschlechtern kann.

Beim Klirrfaktor, wie er in Prospekten oder Tests angegeben wird, lautet die Faustregel für den Käufer natürlich: Je weniger, desto besser. Zu beachten ist immer, auf welchen Pegel (Spannung bzw. Leistung) bezogen der Klirrfaktor ermittelt wurde. Hier werden oft unrealistische, weil nicht praxisgerechte Pegel als Bezugspunkt genommen.

Für den Rauschabstand von Verstärkern gilt die Regel, daß er bei niederpegeligen Eingängen von hochwertigen Geräten - auf praxisgerechten Betrieb bezogen - mindestens 60 dB oder mehr betragen und bei Hochpegel-Eingängen um mindestens 15 bis 20 dB besser sein sollte. Die auf Spitzenspannung bzw. Nennleistung (Vollaussteuerung) bezogenen Werte sind weniger entscheidend, weil dort das Verstärkerrauschen mit Sicherheit im Rauschen der Programmquelle (Platte, Band, Rundfunk) untergeht.

Endverstärker, die bei Ruhestrom und ohne daß man ein Nutzsignal einspeist, in normaler Hörentfernung von den Lautsprechern hörbar rauschen, verdienen nicht, daß man sie zu den Spitzengeräten des Markts zählt.

Der Verstärker sollte thermisch stabil sein und auch bei stärkerer Erwärmung nicht hörbar mehr rauschen. Manche Endverstärker „klingen" übrigens hörbar besser, wenn sie sich nach einer Stunde Betriebszeit stärker erwärmt haben. Das ist nicht positiv zu werten, es sollte hier nur genannt sein.

Die Vorstufe sollte eine genügend hohe Spannungsverstärkung und einen so geringen Ausgangswiderstand besitzen, daß sie mit einer Vielzahl von Endverstärkern kombinierbar ist und nicht schon wieder verkauft werden muß, weil die neue Endstufe X, die man sich nun mal einbildet, einen Eingangswiderstand von 10 kQ oder weniger hat und erst bei einer Spannung von 6 V ihre Nennleistung bringt.
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Die Ausgangsleistung der Endstufe muß in einem vernünftigen Verhältnis zum Wirkungsgrad der Lautsprecher stehen. Für jeden denkbaren Fall sollten ausreichende Leistungsreserven zur Verfügung stehen, damit auch kurzfristige Impulse sauber verarbeitet werden und die Gefahr des Clipping gebannt ist.

Wo der Endverstärker weit mehr Leistung bringen kann, als vom Lautsprecher her erforderlich ist, sollte man eine auf die Belastbarkeit der Lautsprecher abgestimmte mittelträge Sicherung zwischen Endstufe und Boxen einbauen.

Wer seinen Lautsprecher auf jeden Fall vor Überlastung schützen möchte, verwende besser eine flinke Sicherung. Dann kann es allerdings passieren, daß die Sicherung schon bei starken Spitzenimpulsen schmilzt, die der Lautsprecher gerade noch verkraften würde.

Wichtig ist vor allem, daß man für den Tonarm des Plattenspielers einen geeigneten Tonabnehmer wählt, damit die Resonanzfrequenz der Kombination im optimalen Bereich von 8 bis 10 Hz liegt. Alle Probleme der Klangverfälschung beginnen hier und nicht beim Verstärker!
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