EINSTEIN - The PowerAmp

21.03.2016 // Roland Dietl

Ein Verstärker wandelt ein schwaches elektrisches Signal am Eingang in ein stärkeres elektrisches Signal am Ausgang um. Bei einem idealen Verstärker entspricht hierbei das Ausgangssignal exakt dem Eingangssignal. Es dürfen keine Störungen hinzugefügt und es darf auch nichts weggelassen werden; also das berühmte Stückchen Draht mit Verstärkung.

Die wesentlichen Qualitätskriterien für einen Endverstärker aus messtechnischer Sicht sind möglichst geringe Verzerrungen, eine hohe Bandbreite, ein möglichst geringer Innenwiderstand, möglichst geringes Rauschen und eine hohe Arbeitspunktstabilität der Leistungsbauelemente. Hört sich in der Theorie einfach an, ist aber in der Realität schwierig umzusetzen. Die zur Verstärkung eingesetzten elektronischen Bauteile wie Röhren oder Transistoren sind in vielfacher Weise verlustbehaftet. Ein wesentlicher Mangel sind die Verzerrungen. Hier wird im HiFi-Bereich oft zwischen „guten“, weil vom menschlichen Ohr als angenehmer empfundenen, und „schlechten“, weil als unangenehm empfunden Verzerrungen unterschieden. Als „gut“ gelten dabei geradzahlige Verzerrungen und als „schlecht“ ungeradzahlige Verzerrungen. Ein HiFi-Mythos? Nicht ganz: Auch in der Musik werden Oktavabstände zwischen zwei Tönen als harmonisch empfunden. Geradzahlige Harmonische eines Grundtons haben entweder einen Oktavabstand oder sind ein ganzzahliges Vielfaches einer Oktave dieses Tons.

Ein Blick auf die Siebkondensatoren eines Kanals
Ein Blick auf die Siebkondensatoren eines Kanals

Wenn Verzerrungen nicht zu vermeiden sind, dann sollten sie daher möglichst geradzahlige Obertöne erzeugen, also startend beim Grundton k1 die Vielfachen k2, k4, k6 und so weiter. Röhrenverstärker erzeugen ein solches Klirrspektrum eher als Transistorgeräte, aber das muss nicht zwangsläufig immer so sein, sondern hängt von der jeweiligen Schaltungstopologie ab. Bei manchen High-End-Geräten wird vor allem eine Verringerung der ungeradzahligen Verzerrungskomponenten angestrebt, während die geradzahligen Werte manchmal sogar durchaus erwünscht sind, da sie für den analogen, warmen Klang verantwortlich sein sollen. Es sollte uns aber bewusst sein, dass es sich immer um Verfälschungen des ursprünglichen Signals handelt! Als ich mich im Vorfeld meiner Beschäftigung mit dem EINSTEIN The Poweramp lange mit Rolf Weiler unterhielt, in dessen Händen die technische Entwicklung der EINSTEIN-Geräte liegt, wurde mir schnell klar, dass Kompromisse, wie geradzahlige Verzerrungen zur Erzeugung eines bestimmten Klangcharakters, so gar nicht der Firmenphilosophie entsprechen. Signale legen bei EINSTEIN-Geräten immer den kürzest-möglichen Weg zurück und das Signal bleibt dabei so rein wie möglich! Bei der Entwicklung des Stereo-Endverstärkers The Poweramp stand die Top-Monoendstufe The Silver Bullet OTL aus dem eigenen Hause Pate. Das charakteristische Merkmal der vollständig mit Röhren aufgebauten Silver Bullet OTL ist der Verzicht auf einen Ausgangsübertrager. Das dahinter stehende Schaltungskonzept ist unter dem Namen Circlotron bekannt und wird aufgrund des erforderlichen hohen Aufwands eher selten eingesetzt. Circlotron-Ausgangsstufen arbeiten in aller Regel im Gegentaktbetrieb und können nicht nur mit Röhren, sondern auch – was weniger bekannt ist - mit Halbleitern aufgebaut werden. Bei Halbleitern können zwei gleiche PNP- oder zwei NPN-Transistoren oder zwei P-Kanal- oder zwei N-Kanal-FETs oder MOSFETs eingesetzt werden. Die Möglichkeit, ohne die sonst üblichen komplementären Transistorpaare auszukommen, hat ihre Vorteile. Die in der Realität verwendbaren Paare komplementärer Transistoren sind bei näherer Analyse keineswegs echte Paare. So unterscheiden sich die komplementären Transistoren eines Komplementärpaares oft erheblich hinsichtlich des Stromverstärkungsfaktors bei Bipolartransistoren oder der Steilheit bei MOSFETs. Dies ist eine wesentliche Ursache für Nichtlinearitäten im Verstärkerverhalten. Die Verwendung von zwei Transistoren eines Leitfähigkeitstyps hat den Vorteil, dass die Kennlinien der beiden Transistoren sehr genau übereinstimmen und der sonst insbesondere bei kleinen Leistungen kritische Übergangsbereich zwischen den komplementären Transistorpaaren entfällt. Damit lassen sich auch im AB-Betrieb mit verhältnismäßig kleinen Ruheströmen sehr lineare Ausgangsstufen konzipieren.

Der Doppel-Mono Aufbau mit den zwei mächtigen Ringkerntransformatoren ist gut zuerkennen
Der Doppel-Mono Aufbau mit den zwei mächtigen Ringkerntransformatoren ist gut zuerkennen


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