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Achtung : nicht PCM sondern PWM (Puls-Width Modulation)

Hier ist (Januar 1977) die ganz frühe Puls-weiten Modulation in der Verstärkertechnik angekündigt. Einige deutsche Firmen hatten das auch mal angefangen, weil die Theorie goldene Zeiten versprach. Doch diese ganzen Digital-Verstärker hatten fast alle eine klangliche Schwäche, die Musik hatte einfach nicht "geklungen". Wenige Jahre danach verschwanden sogar die Prototypen wieder und es wurde ruhig um die Digitalverstärker.

Aufgetaucht sind sie wieder in der sogenannten PA-Technik, also der Open Air Bühnen- Großbeschallung. Dort saßen eben keine audiophilen Kritiker, die Knistern, Rauschen und Hüsteln erkennen wollten, dort saßen begeisterte Fans, denen es nicht laut genug gehen konnte. UNd da waren eben huntert mal 800 Watt immer noc zu wenig, es mußten 100 mal 1.200 Watt Sinus an 8 Ohm sein.

Angefangen hatte es um 1977 :

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KlangBild 1977-02 - ein Artikel von Friedrich Manz, Sony GmbH

Die Bilder von diesem Verstärker suchen wir noch.

Digitalisierung der Verstärkertechnik durch Puls-Width Modulation (PWM)

Auf der HiFi-Ausstellung in Düsseldorf (im Herbst 1976 !!) wurde von Sony der funktionsfähige Prototyp eines PWM- Verstärkers vorgestellt. Er arbeitet nach dem Prinzip der Impulsbreiten- modulation. Die Idee dieser Technologie ist schon lange bekannt. Lediglich die praktische Realisierung machte bis jetzt Schwierigkeiten. Ein normaler Analogverstärker ist in der Lage, die Amplitude eines relativ schwachen Audio-Eingangssignals so zu vergrößern, daß damit ein Lautsprecher ausgesteuert werden kann. Dies geschieht ohne eine besondere Signalcodierung. Der Nachteil dieser bekannten Verstärkertechnik ist ein relativ schlechter Wirkungsgrad oder besser gesagt eine hohe Verlustwärme.

Der Sony-Impulsbreitenverstärker arbeitet mit einer besonderen Signalcodierung bzw. Aufbereitung. Hierbei wird zunächst eine 500-kHz-Rechteckimpulsfolge erzeugt. Sie wirkt als Trägerfrequenz. Die Impulsbreite wird im Takt der Audiofrequenz verändert (siehe Bild 1). Die Lautstärke wird dabei durch den Hub und die NF-Frequenz durch die Schnelle der Impulsbreitenänderung übertragen. Diese modulierten Rechteckimpulse werden der Leistungsendstufe zugeführt, die im sogenannten Schalterbetrieb arbeitet. Bei dieser Betriebsart braucht nur während der Impulsdauer Leistung erbracht zu werden.

Diese Tatsache ist der wichtigste Grund für den ausgezeichneten Wirkungsgrad und damit die geringe Verlustwärme des PWM-Verstärkers. Geringe Wärmeentwicklung bedeutet weniger Verschleiß der leistungsbestimmenden Bauelemente und damit die "Wahrscheinlichkeit einer größeren Lebensdauer".

  • Amerkung : Das ist natürlich ein "besonders tolles" (ein schlagendes) Argument, das aber den Kunden von damals überhaupt nicht interessiert hatte. In der Vorlesung über statistische Wahrscheinlichkeits-Theorie, übrigens das einzige Fach an der UNI, in dem ich zum größten Erstaunen des Dotzenten eine 2 hatte, wurde es sehr plausibel vorgetragen. Bei einer duchschittlichen "component life time" von 5 Jahren, die der Hersteller der Bauteile garantiert (das muß er), geht jeder Verstärker theoretisch nach 5 Jahren so oder so - garantiert - kaputt. Das ist die Theorie. Wir sind jetzt 40 Jahre weiter und können den Wahrheitsgehalt dieser Theorie ganz fundiert überprüfen.

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Zusätzlich lassen sich PWM-Verstärker mit wesentlich geringeren Abmessungen aufbauen. Die Rückgewinnung des Audiosignals und die Trägerunterdrückung erfolgen nach der Leistungsverstärkung durch ein Tiefpaßfilter. Ein Kriterium bei der Entwicklung war bis jetzt die Höhe der im Gerät zu erzeugenden Impulsfrequenz. Durch den Einsatz des Sony-VFET konnte erstmals eine Frequenz von 500kHz benutzt werden. Diese hohe Frequenz ist notwendig, um die Verzerrungen auf minimale Werte zu halten. Das Foto (oben) zeigt den auf der HiFi-Show in Düsseldorf von Sony vorgestellten Prototyp, bestehend aus Vor-und Endverstärker. Er hat eine Sinusleistung von 2x160 Watt.

Das war eine SONY Presseinformation aus Januar 1977.

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