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Die Mythen um die Netzeile in Verstärkern

1991 - Wir schaun da noch rein.
Das einfachste Netzteil besteht aus 3 Komponenten/Bauteilen : Trafo - Gleichrichter - Kondensatoren
Canton Aktivbox CA20/30 - sehr aufwendig : 2 Ringkern-Trafos, 4 stabilisierte Netzteile, 5 (7) Mono-Endstufen

Schauen Sie mal in die Hifi Hochglanz-Magazine der Zeiten nach 1990 rein . . . und sie werden staunen. Sie staunen, weil da - auf den Bildern - innen drinnen alles vergoldet ist und der Redakteur oder Texter überschwenglich von den edelsten Qualtäten der Edel(metall)teile schwärmt. Unbestritten, das sieht wirklich toll aus.

Doch es ist genau solcher Unsinn wie die Anzeigen und Werbe-Bilder von den zu mietenden Internet- Servern in den großen Rechenzentren, die vorne drauf LCD-Leistungs- und Temperaturanzeigen haben, ja sogar grafische Balkenanzeigen, auf die wirklich nie jemand schaut (und die er auch nicht (nie) gesehen hatte), bei 6.000 oder mehr Servern in einem Saal schon gar nicht.

Zurück zu den Hifi-Netzteilen, bei denen wir Ingenieure natürlich auch nur staunen können, jedenfalls bei den Werbsprüchen.
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Der Blick in den Vorverstärker

Beispiel: Ein Vorverstärker benötigt in der Regel irgendwo zwischen 10 und 30 Watt Leistung, wenn es wirklich hoch kommt. Er funktioniert sehr oft mit maximal 3 Spannungen, das sind +5 Volt für den Digital-Teil, sofern er einen hat, und ±15 oder ±20 Volt für den Audio-Teil.

Schaun wir dann auf die (Audio-) Signal-Spannungen, die ein hochwertiger CD-Spieler anliefert, so sind es wirklich maximal nur 3 Volt "RMS". Die Normspannung (der Normpegel) bei Studiogeräten liegt bei den berühmten +6dB oder in etwa 1,5 Volt RMS.

Auch die Audio-Ausgangsspannungen des Vorverstärkers zu den Endstufen sind (fast) alle genormt. Zum Beispiel spezifizieren Crown, McIntosh, Harman Kardon oder SAE oder Infinity so gut wie alle : "Input Sensitivity 1.75 Volt +2% for rated output". Kommt dennoch mehr an, geht die Endstufe sowieso ins Clipping.

Wenn also unser Vorverstärker nicht nur 1,75 Volt liefern könnte, sondern sogar absolut verzerrungsfreie 5 Volt oder - wie der Grundig SXV 6000 - sogar saubere 10 Volt, dann ist das eigentlich absolut ausreichend. All das schaffe ich mit einem 30 Watt Trafo "like a charme", wie die Amerikaner sagen. Ein 100 Watt Trafo ist damit überkandidelte Makulatur. Er hat eine höhere Verlustleistung und bringt nichts mehr an Qualität. Die wird ganz woanders gemacht, nämlich im Netzteil selbst.
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Auf die Qualität der Versorgungsspannug kommt es an

Die weiter oben genannten Versorgungsspannungen - Gleichspannungen wohlgemerkt - müssen stabil und sauber verfügbar sein. Das alles hat mit einem Riesentrafo nichts zu tun. Die Bereitstellung einer sauberen Gleichspannung ist nicht trivial. Was aus dem Trafo und dem Gleichrichter kommt, ist ziemlich unwesentlich, wenn es nur stark genug ist. Beim Vorverstäker habe ich so gut wie keine Leistungsschwankungen, doch das relativ kleine Audio-Signal (allermeist unter 1 Volt) benötigt eine extrem gute Gleichspannung. Die muß gesiebt, gepuffert und gegen Hochfrequenz abgesichert werden. Und vom Vorverstäker-Trafo her reicht eine 50% Reserve zusätzlich zur wirklich entnommenen Leistung völlig aus.

Ist der Audio-Verstärker sauber "designed" (gemeint ist "konstruiert"), ist auch die Phasenlage der 230V Steckdose irrelvant, denn nach dem Netz-Trafo wird eine Gleichspannung erzeugt, und die hat keine Phasenlage mehr. Die Stabilisierung und Filterung von solchen Kleinspannungen mit hochintelligenten Spannungsreglern ist seit 30 Jahren kein Geheimnis mehr. Leider ist es oft eine Frage des Preises, obwohl solch ein Bauteil weniger als 50 Cent kostet. Es muß auch nicht vergoldet sein.

Bei Endstufen sieht es anders aus.

Bei Leistungsendstufen wird überwiegend KEIN konstanter Strom bzw. eine konstante Leistung aus dem 230 Volt Netz entnommen. Da schwankt es ganz gewaltig von nahezu 0 bis zu einem Kilowatt. Und bei Leistungs-Endstufen ist das Spektrum der Qualitäten - von besonders primitiv über billig bis hochwertig und damit teuer - sehr groß.

Da die vom Vorverstärker nahezu leistungslos übertragene Musik (-Spannung) jetzt richtig verstärkt wird, braucht das Netzteil Kraft und Ausdauer. Die kann (könnte) man bei Bedarf sofort aus dem Netz "saugen" oder aber besser auf Vorrat anhäufen/speichern. Die meisten Verstärker bzw. Endverstärker oberhalb der Billigstklasse haben dazu ihre "Speicher" innen drinnen, weil das Netz allermeist nicht sofort unendlich viel Leistung (nach-) liefern kann. Dafür sind bei uns die dicken Netzteilkondensatoren da. Sie speichern genügend Energie, um den abrupten Stromhunger ganz schnell zu befriedigen. Man hört bei größeren Lautstärken schon, ob da genügend Leistung gepuffert wird oder nicht.

Doch solche großen Netzteil-Elkos (= Elektrolyt-Kondensatoren) kosten viel Geld, auch abhängig von der benötigten Spannung. Bei preiswerten Verstärkern wird daher die vom Trafo kommende Spannung zum Gleichrichter geleitet und dann zu diesen Kondensatoren, mit all dem "elektrischen" Unrat natürlich, der auf den 230 Volt Netzleitungen herumgeistert. Seltenst wird hier vorher gesiebt und gelättet und gefiltert, sehr oft nicht mal bei den Vorstufen des Leistungsteils. Weiterhin geht die Spannung des Trafos bei Belastung in die Knie, mal mehr, mal weniger. Und das ist unglücklich.
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Auch die Spannung der Endstufen sollte daher stabilisiert sein.

Schon vor 40 Jahren haben die Ingenieure die Erfahrung gesammelt, daß ein Trafo durchaus "weich" sein kann. Er kann unter Belastung etwas weniger Spannung liefern, er geht "spannungsmäßig in die Knie", sagt man. Und so haben die Entwickler (zum Beispiel bei Radio RIM in München) schon 1970 empfohlen, auch die Versorgungsspannungen der Endstufen zu stabilisieren. Canton hatte es in der teuren CA Boxenserie mal mustergültig vorgemacht.

Mit geregelten Versorgungsspannungen kommt bei den nachfolgenden Speicher- kondensatoren erstens nie eine Überspannung (die deutlich höhere Leerlaufspannung eines billigen Trafos) an und dazu werden auch andere Strom-Netz- Verschmutzungen (Spannungsspitzen und Hochfrequenz durch Mobilfunkteile) ausgefiltert. Weiterhin kann auch noch der Einschaltstrom bei großen Endstufen auf diese Weise begrenzt werden.

Nachteil : es kostet Geld, mehr Geld bis hin zu "ziemlich viel Geld".
Man braucht mehrere dicke Leistungstransistoren und zusätzliche Kühlbleche. Doch wirklich viel Leistung wird gar nicht verbraten. Bei wenig Ausgangsleistung fließt wenig Strom, also wird über die Kühlkörper wenig Verlust-Leistung verbraten, bei hoher Ausgangsleistung geht der Trafo in die Knie und die zu verbratende Spannungsdifferenz wird immer geringer. Es wird ebenfalls wenig Versorgungs-Leistung verbraten. Dennoch ist die Versorgungsspannung stabil.
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es geht weiter

Die Verkabelung innen in und am Netzteil

Schienen in einem 2KW Netzteil

Wie oben gesagt, gibt es bei den Endstufen erhebliche abrupte Strom-Änderungen und diese Ströme soll(t)en natürlich schnellstens von den Kondensatoren zum Verstärkerteil geliefert werden. Von dort fließen diese Ströme über die Zuleitungskabel zu den Lautsprehern und dort über die Frequenzweichen in die einzelnen Schwingspulen.

Natürlich soll(t)en die entladenen Kondensatoren schnellstens wieder aufgeladen werden. Also auch vom Trafo zu den Gleichrichtern und von dort zu den Kondensatoren müssen gute Leiter (dickere Kabel oder sogar Stromschienen) verlegt werden.

Und an solchen Feinheiten erkennen Sie die (mögliche) Qualität oder das mögliche Potential eines Kraftverstärkes. - Das bedeutet aber noch lange nicht, daß die Endstufe auch "klingt". Es geht erst mal nur um die Voraussetzungen einer optimalen Versorgungsspannung.

Viele Hersteller von solchen extrem teuren Edelverstärkern
bewerben in ihren Prospeken die inneren Qualitäten. In den "Tests" und Sonderdrucken wird das dann fotografisch nochmals mit großformatigen Detailaufnahmen gewaltiger Kuperschienen (oft noch versilbert oder vergoldet) herausgestellt. Doch auch hier sollte man beim Bewerten oder Beurteilen dieser Überteibungen auf dem (physikalischen) Teppich bleiben.

Lesen Sie mal die Seite
über die vermeintliche geniale Aufwertung der BOSE 901 Lautsprecher durch eine (zum Glück nur geplante) richtig massive neue Innenverkabelung. Ich hatte da nämlich mal nachgerechnet, was der Austausch der scheinbar dünnen "Drähtchen" gegen ganz dicke Edel-Kabel (mit oder ohne Sauerstoff im Kupfer) wirklich bringen könnte.

Es grenzt alles an eine Religion, da sich die vermeintliche Klang-Verbesserung nur noch im Kopf abspielt.
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