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Die KlangBild Serie 1977 - "Die DIN 45 500"
Der Verstärker (KlangBild Heft 11/1977)

Die DIN 45500 war eine Norm, die viele Kontrversen hervorgebracht hatte.
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DIN 45500 - IM SPIEGEL DER NORM - Teil IX.

Ginge es in unserer Serie streng nach der Reihenfolge der einzelnen „Blätter" der HiFi-Norm, so wären jetzt eigentlich die Normforderungen an Mikrofone der nächste Punkt, der zu behandeln wäre.

Mikrofone - zumal hochwertige - werden jedoch nur von einem vergleichsweise kleinen Kreis von HiFi-Konsumenten verwendet. Sie erfordern einiges an Spezialwissen und die Beherrschung etlicher Fachbegriffe, die uns bisher überhaupt noch nicht begegnet sind.

So möge der Leser Verständnis dafür haben, daß sich erst ein Beitrag in einem späteren KlangBild-Heft mit Mikrofonen und deren Anwendung befassen wird. Dieser Artikel wird dann auch gezielte Tips für die optimale Gestaltung von Eigenaufnahmen enthalten.
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VERSTÄRKER FÜR DAS HÖRBARE

Gehen wir in unserer Reihe jetzt also gleich „ein Haus weiter" zu „Blatt 6" der HiFi-Norm DIN 45 500, das sich mit Verstärkern befaßt. Verstärker (oder verstärkende Schaltungen) sind ja in der Unterhaltungselektronik schlechthin und damit auch in der HiFi-Technik sozusagen das Herz aller Dinge.

Ohne sie könnten die sehr schwachen Signale, die ein Empfangsteil oder ein Tuner von der Antenne geliefert bekommt, nicht hörbar gemacht werden - auch nicht über Kopfhörer. Ohne sie wäre auch der teuerste magnetdynamische Tonabnehmer mit seinem schwachen, nur in Millivolt (mV) meßbaren Ausgangssignal nicht sehr viel wert. Schließlich kommen auch die Bandgeräte nicht ohne bereits eingebaute Aufnahme- und Wiedergabeverstärker aus.

Von letzteren beiden soll in diesem Beitrag (und in den folgenden) aber ebensowenig die Rede sein wie von den Hochfrequenz- und Zwischenfrequenz- Verstärkern, die in Empfangsteilen oder Tunern für die notwendige Pegelanhebung sorgen.

Denn „Blatt 6" der HiFi-Norm behandelt nur die sogenannten Niederfrequenzverstärker (Nf-Verstärker) - also Schaltungen, die im wesentlichen den für unser Ohr hörbaren Frequenzbereich verstärken.

Derartige Schaltungen können autonom (Einzelgeräte wie Vorverstärker, Endverstärker und Vollverstärker) oder aber Bestandteile von Steuergeräten (Receivern) bzw. Kompaktgeräten sein. An der Wirkungsweise ändert das so gut wie gar nichts.

Eine der ersten Forderungen, die „Blatt 6" der DIN 45 500 an Verstärker richtet, betrifft deren Übertragungsbereich und die Gleichmäßigkeit, mit der alle in diesen Bereich fallenden Frequenzen wiedergegeben werden müssen. Hinsichtlich dieser Gleichmäßigkeit werden bestimmte Toleranzen zugestanden, und diese sind bei „linearen Eingängen" etwas enger als bei „entzerrenden Eingängen".

Um die hier getroffene Differenzierung besser verstehen zu können, müssen wir jetzt doch ein wenig ausholen. Am besten knüpfen wir dazu an die weiter oben schon erwähnte mögliche Aufteilung eines Nf-Verstärkers in einen Vorverstärker und einen Endverstärker an. Diese Aufteilung kann sinngemäß auch für die Verstärkerteile von HiFi-Steuergeräten und -Kompaktgeräten gelten.
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ENDSTATION UND STEUERZENTRALE

Der Endverstärker hat bekanntlich die in Watt gemessene Leistung zu erbringen, die für den einwandfreien Betrieb der angeschlossenen Lautsprecherboxen erforderlich ist. Um diese Leistung zu erzielen, benötigt er eine Eingangsspannung (Signalspannung) bestimmter Mindesthöhe. Diese Spannung wird ihm vom vorgeschalteten Vorverstärker(teil) geliefert. Denn die von einem Tuner bzw. Empfangsteil oder von einem Bandgerät abgegebenen Nutzpegel sind zwar mit ihren einigen hundert Millivolt schon vergleichsweise hoch. Sie sind aber gleichwohl noch nicht ganz ausreichend, um den Endverstärker(teil) voll „aussteuern" zu können, wie der Fachmann sagen würde.

Sie werden nämlich bald nach Eintritt in den Vorverstärker erst einmal dadurch abgeschwächt, daß sie verschiedene Regelorgane wie Balance-, Lautstärke-, Tiefen- und Höhenregler zu durchlaufen haben. Vor allem die Klangregler nehmen relativ viel an Nutzpegel weg. Hier muß also der Vorverstärkerteil nachhelfen, um das Nutzsignal wieder auf jenen Pegel von fast 1 Volt anzuheben, den der Endverstärker als Futter benötigt. Da sich in dem eben beschriebenen Schaltungsteil nicht nur die erwähnten Regelorgane, sondern auch z. B. noch Filter oder Programmquellen- Umschalter befinden, läuft hier praktisch alles wie in einer Zentrale zusammen. Es hat sich daher für diesen Teil auch schon die Bezeichnung Steuer- oder Regelverstärker eingebürgert.
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NOTWENDIGE ENTZERRUNG

In der Tat ist die Idee gar nicht so schlecht, jenen Teil einer Verstärkerschaltung als Steuerverstärker zu bezeichnen, der die sogenannten hochpegeligen Nutzsignale (wie die eines Bandgeräts oder eines Tuners) eingespeist bekommt. So bliebe die Bezeichnung Vorverstärker für jenen noch vor dem Steuerverstärker liegenden Schaltungsteil, der bei strenger Betrachtung diese Bezeichnung am ehesten „verdient" hätte.

Denn er muß sich der sogenannten niederpegeligen Programmquellen annehmen, deren Ausgangsspannung bisweilen nur wenige Millivolt beträgt. Derart geringe Pegel müssen also im vorhinein um etwa das Hundertfache angehoben - vorverstärkt - werden, um mit den Ausgangspegeln der übrigen Programmquellen gleichziehen zu können.

Bei den niederpegeligen Quellen handelt es sich um die Mikrofone und um die magnetischen Tonabnehmer. Besonders letztere sollen uns in diesem Zusammenhang interessieren. Mit ihnen hat es nämlich eine besondere Bewandtnis: Sie geben genau das wieder, was auf der Platte enthalten ist.

Aus technischen Gründen werden aber beim Plattenschnitt die Höhen mit zunehmender Frequenz stärker und die Tiefen mit fallender Frequenz schwächer aufgezeichnet, als sie im ursprünglichen Frequenzgemisch vorhanden sind. Die Höhenanhebung und Tiefenabsenkung müssen also wieder entsprechend rückgängig gemacht („entzerrt") werden. Genau das besorgt der Phono-Vorverstärker, den man wegen dieser „Nebentätigkeit" auch Entzerrer-Vorverstärker nennt.
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WIEVIEL ÜBERTRAGEN WIRD

Bei allen HiFi-Verstärkern bzw. -Verstärkerteilen ist der Entzerrer-Vorverstärker Bestandteil der Schaltung, und an den Geräten sind entsprechende Eingangsbuchsen („Phono magnetisch") vorhanden.

Bei diesen Eingängen handelt es sich um jene entzerrenden Eingänge, von denen weiter oben schon die Rede war. Lineare Eingänge sind dann beispielsweise diejenigen für die Programmquellen "Tonband" oder "Tuner". Mit dem Stichwort „Eingänge" sind wir wieder zum eigentlichen Thema zurückgekehrt - zu den Forderungen der HiFi-Norm an Verstärker.

Der erste hier in Frage kommende Punkt des Normblatts befaßt sich mit dem Übertragungsbereich. Dieser soll mindestens 40 Hz bis 16 kHz betragen, wobei alle Frequenzen innerhalb dieses Bereiches annähernd gleich stark zu übertragen sind.

Aus dem Wort „annähernd" geht hervor, daß dem Verstärker eine bestimmte Plus/Minus-Toleranz eingeräumt wird, um die der Ausgangspegel von jenem Bezugspegel abweichen darf, der sich bei der Wiedergabe einer Meßfrequenz von 1 kHz ergibt.

Bei linearen Eingängen betragen die zulässigen Abweichungen ±1,5dB und bei entzerrenden Eingängen ±2dB. In unserem Fall entsprechen 1,5 dB einem Verhältnis von etwa 1:1,19 und 2 dB einem Verhältnis von etwa 1:1,26. Alle vom Verstärker übertragenen Frequenzen zwischen 40 Hz und 16 kHz dürfen also um das 1,19fache bzw. um das 1,26fache stärker oder schwächer „wieder herauskommen" als der 1kHz-Bezugspegel.

Hochwertige Verstärker weisen nicht nur einen Übertragungsbereich von unter 20 Hz bis weit über 20 kHz auf; auch die Toleranzen im Übertragungsmaß sind (selbst bei den entzerrenden Eingängen) oft unter ±1dB.
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GLEICHKLANG DER KANÄLE

Der nächste Punkt von „Blatt 6" der HiFi-Norm betrifft den Unterschied im Übertragungsmaß des linken und des rechten Kanals bei Stereogeräten. Das Übertragungsmaß ist das, das eine Verstärkerschaltung aus einem gegebenen Eingangssignalpegel an (in Watt meßbarer) Ausgangsleistung macht.

Es hat keine bestimmte Größe - sieht man einmal davon ab, daß HiFi-Verstärker gemäß DIN 45 500 eine Mindestausgangsleistung aufweisen müssen. Wenn man so will, kann man das Übertragungsmaß auch als Gesamtverstärkerfaktor definieren.

Wie auch immer: Die Übertragungsmaße der beiden Stereo-Kanäle dürfen sich um höchstens 3dB (etwa 1:1,41) voneinander unterscheiden. Diese Forderung gilt zumindest im Frequenzbereich zwischen 250 Hz und 6,3 kHz.

Für die Betriebspraxis bedeutet sie, daß bei gleichen Eingangspegeln das Ausgangssignal des einen Verstärkerkanals um maximal das 1,41fache stärker oder schwächer sein darf als das des anderen. Jedoch ist die Forderung nicht absolut starr. Vielmehr darf bei Geräten mit Balanceregler der Unterschied im Übertragungsmaß der beiden Kanäle bis zu 6dB (etwa 1:2) betragen.

Voraussetzung hierfür ist allerdings, daß der vorhandene Balanceregler eine Änderung des jeweiligen Übertragungsmaßes um mindestens 8dB erlaubt. 8dB entsprechen hier einem Verhältnis von etwa 1:2,51. Die genannten Grenzwerte (also max. 3dB und max. 6dB) müssen bei allen Stellungen des Lautstärkereglers zwischen maximaler Verstärkung (= Regler voll aufgedreht) und -40 dB (= Abschwächung des Eingangspegel auf 1/100) erzielt werden.
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MODERNE TECHNIK - GERINGSTE VERZERRUNGEN

Die Forderungen dieses Punktes sind ziemlich leicht zu erfüllen. Beim heutigen Stand der Bauteiletechnik brauchen gute HiFi-Verstärker die zugestandenen 3dB Unterschied im Übertragungsmaß der Kanäle bei weitem nicht auszuschöpfen.

Ein wenig korrekturbedürftig wirken auch - verglichen mit dem heute Möglichen - die Werte der sich jetzt anschließenden Normforderung. Sie beziehen sich auf den Klirrfaktor, dessen korrektere Bezeichnung „Klirrgrad" lauten sollte. Denn ein Grad ist ja immer so etwas wie ein Anteil. Und um den geht es ja hier -genauer gesagt, um den Anteil an „fremden" Frequenzen (auch Oberwellen oder Harmonische genannt), die jede Verstärkerschaltung den von ihr zu verarbeitenden Nutzfrequenzen hinzufügen will.

Das Ausmaß derartiger Verzerrungen darf einen bestimmten Prozentwert nicht überschreiten. Laut Norm sind bei Vorverstärkern im Frequenzbereich zwischen 40 Hz und 4 kHz sowie bei Leistungsverstärkern (Endverstärkern) 0,7 Prozent zulässig. Bei Vollverstärkern (Kompaktverstärkern) darf der Klirrgrad maximal 1 Prozent betragen.

Obwohl ein solcher Wert gehörmäßig kaum noch wahrzunehmen ist, hat die Verstärkertechnik doch mittlerweile derartige Fortschritte gemacht, daß sie Klirrgradwerte von oft deutlich unter 0,1 Prozent realisieren kann. Und was noch wichtiger ist: Auch zu ganz tiefen und zu ganz hohen Frequenzen hin nehmen die Klirrgrade von Spitzenverstärkern nur unwesentlich zu. Hier sind also die Forderungen der DIN 45 500 doch ein gutes Stück überholt.

Joachim Stiehr im Nov. 1977 KlangBild
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