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Wissenswertes über HiFi Verstärker

Das zentrale Element jeder HiFi-Anlage ist der Verstärker. Er soll die Signale, die von Radio, Fernsehen, CD, oder einer anderen Quelle kommen, möglichst unver­fälscht so weit verstärken, dass damit Laut­spre­cher angetrieben werden können. Um Verstärker ranken sich eine Menge von Mythen und Gerüchten, was ihre technischen Daten betrifft, doch nur wenige davon sind wahr.
In diesem Artikel möchte ich Begriffe klären und die tech­ni­schen Zu­sam­men­hänge be­schrei­ben.

Begriffsklärung

Verstärker gibt es in ver­schie­denen Aus­füh­rungen. Da gibt es Geräte, die aus meh­reren Kom­po­nen­ten bestehen und solche, die alle nötigen Funk­tio­nen in einem Gehäuse ver­einen, und sie haben unter­schied­liche Bezeich­nungen.
Vor­verstär­ker, End­verstär­ker, Voll­ver­stär­ker und Receiver gibt es. Aber was ist was? Woran erkennt man einen Receiver und wie kann man ihn von einem Voll­ver­stär­ker unter­scheiden?
Die folgenden Ausführungen sollen darüber aufklären.

Vollverstärker

Als Vollverstärker bezeichnet man Geräte, die aus einem Vorver­stärker mit Quellen­wahl, Laut­stärke- und Klang­regelung, sowie einer Leistungs­end­stufe bestehen. Man erkennt einen Voll­ver­stärker an der Bezeich­nung »Integrated Amplifier« in der Auf­schrift auf der Fron­tplatte bzw. dem Typen­schild und wenn man seine Rück­seite betrach­tet. Neben einer Reihe von Ein­gangs­buchsen findet man auch ein oder zwei Paare von Laut­spre­cher­an­schlüssen. Wenn das Gerät eine Anten­nen­buchse hat, ist es ein Receiver, hat es keinen Anten­nen­anschluss, ist es ein Voll­verstärker.

Merkmale, an denen man einen Vollverstärker erkennt einblenden

Vorverstärker

Wenn man höhere Klang­qualität anstrebt, kommt man schnell zu dem Schluss, dass es von Vorteil ist, den Eingangs- und Steuer­teil vom Leistungs­teil getrennt zu betreiben. Damit wird vermieden, dass magne­tische Felder vom Leistungs­verstär­ker Stör­signale in die Ein­gangs- und Regel­stufen ein­streuen. Deshalb gibt es auch Vor- und End­verstär­ker in Einzel­geräten. Dabei übernimmt der Vor­ver­stär­ker nicht nur die aus seinem Namen ersicht­liche Aufgabe, sondern auch die Wahl der Hör­quelle und die Rege­lung von Laut­stärke und Klang­farbe. Zu erken­nen sind sie an der Be­zeich­nung »Preamplifier« in der Auf­schrift auf der Front­platte bzw. dem Typen­schild.
Man kann anhand der Rückseite schnell heraus­finden, ob es sich um einen Vor- oder Voll­ver­stär­ker handelt. Wenn er Laut­spre­cher­an­schlüsse hat, ist es ein Voll­verstärker, wenn diese fehlen, ist es ein Vor­ver­stär­ker.

Merkmale, an denen man einen Vorverstärker erkennt einblenden

Endverstärker

Der End­ver­stärker ist das Binde­glied zwi­schen dem Vorver­stär­ker und den Laut­spre­chern. Er stellt die Energie zur Ver­fügung, mit der die Laut­spre­cher betrie­ben werden, und das ist seine einzige Auf­gabe. Er braucht des­halb – außer Netz­schal­ter und viel­leicht Laut­spre­cherschaltern – keine Bedien­ele­mente. Einige Geräte haben noch einen Pegel­regler und viel­leicht eine Lei­stungs­an­zeige. Einen End­ver­stär­ker erkennt man an der Auf­schrift »Power Amplifier« auf der Front­platte oder/und auf dem Typen­schild. Auf der Rück­seite sieht man meist nur einen Eingang und zwei oder vier Laut­spre­cher­an­schlüsse. Dafür haben sie ein hohes Gewicht, weil die Trans­for­ma­toren, die die Energie bereit stel­len aus viel Kupfer und Eisen bestehen müssen.

Merkmale, an denen man einen Endverstärker erkennt einblenden

Receiver

Als Receiver bezeichnet man Geräte, die aus Vor- und End­ver­stär­ker sowie einem Radio­emp­fän­ger bestehen. Sie vereinen quasi drei Bau­steine in einem Gehäuse. Zu erkennen sind sie an der Be­zeich­nung »Receiver« in der Auf­schrift auf der Front­platte bzw. dem Typen­schild.
Viele moderne Receiver sind mit DAB+Digital Audio Broadcast Plus; 
Digitaler Rundfunk der zweiten Generation, WLAN, AirPlay, Bluetooth und anderen Schnitt­stel­len aus­ge­stat­tet, die den Emp­fang von allen mög­lichen Medien ermög­lichen. Einige von ihnen bieten auch die Mög­lich­keit, DVD- und Blue Ray Player oder eine Spiel­kon­sole über HDMIHigh Definition Multimedia Interface;
Digitale Universalschnittstelle für Audio- Video- und Datensignale an­zu­schlie­ßen und mit der Fern­bedie­nung des Recei­vers bequem zusam­men mit dem Ton zu ver­walten. Wenn man die Rück­seite eines solchen AV-Recei­vers betrachtet, muss man unwill­kür­lich an eine Telefon­zen­trale der 1920er Jahre denken. Nicht selten findet man 30 oder mehr Steck­buchsen für Audio- Video- und Daten­signale aller Art, die man zentral über den Recei­ver steuern kann. Natür­lich haben sie auch Klemmen zum Anschluss von 5, 7 oder mehr Laut­spre­chern. Die meisten AV-Recei­ver sind groß und schwer. Manche Geräte wirken mächtig, andere wegen ihrer Höhe geradezu klobig.

Merkmale, an denen man einen Receiver erkennt einblenden

PA-Verstärker

PA-Verstärker»PA« steht hier nicht etwa für »Power Amplifier«, sondern für »Public Address«. Allerdings hat es sich eingebürgert, dass man „die PA” sagt und „den PA-Verstärker” meint. sind die »Arbeits­tiere« der Unter­hal­tungs­elek­tro­nik. Sie warten mit gigan­ti­schen Leis­tungen auf und haben wegen ihrer hoch­last­fähigen Aus­gangs­schal­tungen (siehe Dämpfungsfaktor) meist einen über­ragen­den Klang. Sie sind nicht nur elek­trisch, sondern auch mecha­nisch äußerst robust gebaut, denn sie sind für den rauen Büh­nen­all­tag kon­zi­piert. All diese Fak­toren machen sie aus­ge­spro­chen schwer; manche 2×1200-Watt Stereo-PA
Beispiel für eine Bühnen-PA wiegt gut und gerne 25 Kilo­gramm oder mehr. Oft sind sie als reine Endverstärker kon­zi­piert und haben wie diese eben­falls kaum Bedien­ele­mente. Meist findet man auf der Front­platte einen Power-Schalter, zwei Laut­stär­ke­reg­ler und bei manchen Geräten einen Reset-Knopf für die Schutz­schal­tung (Protect), die bei Über­las­tung den Ver­stär­ker­aus­gang abschal­tet, sowie drei Signalleuchten»Power«, »Overload« und »Protect«. Auf der Rückseite zwei Line-In-Eingänge, die meist als XLR-
XLR Anschlüsse (m/w), Klinken
6,3 mm Klinkenbuchse- und Cinch
Cinch- bzw. RCA Anschlüsse-Buchsen, zwei Laut­spre­cherausgänge, eine Buchse für das Netzkabel und ein Ventilator.

ELA-Verstärker

ELA-Verstärker sind nicht für reinsten Klang gemacht – und so klingen sie auch. Dafür haben sie durch ihre hohe Impedanz und Ausgangsspannung den Vorteil, dass man den Ton mit relativ dünnen Leitungen kraftvoll über weite Entfernungen transportieren und auf viele Laut­spre­cher verteilen kann. Das ist in Stadien, Bahnhöfen, Werkhallen oder Schulen von großem Nutzen. Es kommt nicht auf Klangqualität an, sondern auf verständliche Übertragung von Sprache über ein weites Areal. Die hohe Ausgangsspannung macht ELA-Verstärker auch für die erotische Elektrostimulation geeignet.

Sonderformen

Auf dem Markt will jeder gerne ein möglichst großes Stück vom Kuchen haben, und deshalb bedienen einige Hersteller auch Nischen. So gibt es alle möglichen Formen und Ausprägungen, in denen Audiogeräte erscheinen. Von Soundboxen als Trolly mit Radio, iPod^®-Dock, Bluetooth und eingebauten Laut­spre­chern (oft auch mit Karaoke-Mikrofon) oder als kleiner Block zum unter den Arm klemmen. Allen gemeinsam ist, dass sie nicht ohne einen Verstärker auskommen; und der bestimmt nun mal, was vorne raus kommt.
Solche Geräte sind nur schwer zu bewerten, denn die Hersteller halten sich mit Kenndaten teils äußerst bedeckt, und die Geräte zu öffnen, um sie zu messen verbietet sich oft deswegen, weil die Gehäuse nur mit Spezialwerkzeugen zerstörungsfrei geöffnet werden können.
So bleibet bei solchen Geräten nur die Bewertung anhand des akustischen Eindrucks, und der ist bekanntlich subjektiv.

Technische Daten

Ganz und gar nicht subjektiv sind die technischen Daten. Sie sind oft Ausschlag gebend, wenn es darum geht, einen Verstärker zu bewerten, z.B. wenn man ihn (ver)kaufen will. Der tatsächliche Wert ergibt sich aber aus dem Hörerlebnis, das er vermittelt. Natürlich hängt Beides miteinander zusammen – und Beides lässt sich kaum in allgemein verständlichen Begriffen beschreiben. Gerade im HiFi-Bereich tummeln sich viele Fachbegriffe, denn die Hersteller wie auch die Besitzer wollen mit den Daten ihrer Gerätschaften protzen und sich mit ihrem »Fachwissen« profilieren.

Leistung

Beim Betrachten eines HiFi-Verstärkers fragt man automatisch zuerst nach der Leistung, denn die Watt machen den »Bums«. Man erwartet eine Zahl und macht sich bereit, anhand der genannten Zahl entweder die Augenbrauen zu heben oder die Nase zu rümpfen. Als Schwelle für diese Entscheidung hat man normalerweise die Hundert im Kopf: Man hört 350 und denkt: Super! – Man hört 25 und denkt: Was willste mit dem Dreck?
Aber ist es wirklich die bloße, in Watt bezifferte Leistung, die einen Verstärker zu einem wertvollen Gerät macht? — Natürlich nicht!
Die Leistung spielt, sofern alle anderen Kriterien erfüllt sind, für den Klang nur eine untergeordnete Rolle und ist eher ein Maß dafür, wie sehr man es nötig hat, mit der »Power« anzugeben. Im Übrigen sollte man die benötigte Leistung an der Größe des zu beschallenden Raums messen. Ein Nahfeld-Laut­spre­cher (PC-Boxen) braucht weniger Leistung als ein System, das ein 150 Quadratmeter-Wohnzimmer in einen »lebendigen« Konzertsaal verwandeln soll.
Auch die Hörgewohnheiten, also das bevorzugte Tonmaterial spielen eine Rolle bei der Bemessung. Wer gerne Klassik in Live-Lautstärke hört, um jedes Detail analysieren zu können braucht nicht besonders viel Leistung, sondern Klarheit und Auflösungsvermögen; dafür braucht man nur selten mehr als 50 Watt pro Kanal. Wer gerne Heavy Metal hört, möchte das vielleicht auch in Konzertlautstärke tun – vielleicht auch mal lauter – und dafür braucht es dann schon ein paar hundert Watt, besonders wenn man den Bass auch fühlen will.

Verwirrende Leistungsangaben

Technische Daten wie die Leistung sind an sich zwar unbestechlichBemtenwitz zum Thema »unbestechlich«, doch kann man mit ihnen viel Schindluder treiben, wenn es darum geht, einen Verstärker oder Laut­spre­cher anzupreisen und gut da stehen zu lassen. Die Leistungsangabe allein ist nicht aussagekräftig. Ohne zusätzliche Angaben wie der Impedanz, Klirrfaktor und ob es sich um RMS, Sinus- oder Impulsleistung handelt, ist sie völlig nutzlos.
Da gibt es Ghetto Blaster mit einer Leistungsangabe wie »1600 WATT PMPO«, und das sind meist so popelige, klapprige Plastikbomber von der Größe eines Kindersargs, die zusammen mit den Laut­spre­chern weniger als 10 kg auf die Waage bringen. – Der Witz dabei ist: Die Zahlen sind nicht einmal gelogen! – Was man aber zu hören bekommt, ist vielleicht zum Verscheuchen von Tieren brauchbar, hat aber mit Musikgenuss nichts zu tun.
Auf der anderen Seite wäre da ein stilvoller High End Verstärker aus England für 3 500 Euro, handgearbeitet und auf höchste Klangtreue getrimmt, mit einer Leistung von gerade mal 25 Watt pro Kanal. Und er überrascht mit kraftvollem, warmem Ton in einer Detailtreue, die man so nicht kennt. — Wie kann das sein?
Der Unterschied liegt einerseits im ZeitrahmenRMS-, Sinus-, Musik- und Impulsleistung
Erklärung siehe nächster Absatz. der Leistungsangabe und andererseits in der Güte der Verstärkerschaltung. Ein niedriger Ausgangswiderstand ist Bedingung für hohe Impulstreue und damit auch Transparenz.
Weil für einen niedrigen Ausgangswiderstand verbesserte Schaltungen mit höherwertigen Bauteilen benötigt werden, kann ein billiger Verstärker einem 3 500 Euro-Boliden klanglich niemals das Wasser reichen.

Zeitrahmen der Leistungswerte

Es gibt also unterschiedliche Leistungsangaben, die ihre Aussagekraft aus den Zusatzangaben beziehen. Allgemein üblich wird die Leistung als Sinusleistung oder als Impulsleistung an 8 ΩOhm; Maß für den elektrischen Widerstand.
Siehe Ohm (Einheit). für einen bestimmten Klirrfaktor angegeben. Was es nun genau mit den Werten auf sich hat, will ich kurz erläutern:

RMS-Leistung

RMS steht für Root Mean Square, also den quadratischen Mittelwert. RMS steht damit für den Effektivwert der Wirkleistung, also wie viel Energie tatsächlich abgegeben wird. Diese Angabe ist die aussagekräftigste, weil sie die über einen beliebigen Zeitraum tatsächlich nutzbare Leistung beschreibt.
Der Zahlenwert ist von allen Leistungsangaben der niedrigste: Ein Verstärker, der 30 W RMS abgibt, kann 43 W Sinus-, 70 W Musik- und 100 W Impulsleistung bringen. Als Nennleistung wären dann etwa 50 Watt angegeben.

Nennleistung

Die Nennleistung ist eine nicht genormte Angabe und wird von Herstellern als »Hausnummer« angegeben. In der Praxis liegt sie zwischen Sinus- und Musikleistung.
Die Nennleistung ist die maximal lieferbare elektrische Leistung in eine definierte Lastimpedanz (üblicherweise 4 … 8 Ohm) bei Speisung mit einem rosa Rauschenrosa Rauschen:
Rauschen mit Betonung auf den Frequenzbereich 100 Hz ... 6 kHz.

Sinusleistung

Die Sinusleistung gibt an, wie viel Leistung mit einem Sinuston bei einer Frequenz von 1 kHz über mindestens 10 Minuten abgegeben werden kann. Dabei darf der angegebene Klirrfaktor nicht überschritten werden.
Diese Angabe entspricht ca. 140% der RMS-Leistung und ist neben der RMS-Leistung die zuverlässigste im Hinblick auf die tatsächliche Leistung.

Musikleistung

ist eine nicht genormte, aber trotzdem sehr gebräuchliche Angabe und stellt in den meisten Fällen die Leistung dar, die über ein durchschnittliches Frequenzspektrum mit kurzen Spitzenwerten abgegeben werden kann. Dieser Wert liegt in der Regel um etwa 40% über dem Sinuswert.

Impulsleistung (Peak Power, PMPO)

Die Impulsleistung gibt – wie der Name vermuten lässt – die Leistung an, die während eines kurzen Impulses (meist 20 ms) abgegeben werden kann.
Je nachdem, wie widerstandsfähig die aktiven Bautele des Verstärkers gegen kurzzeitige Überlastung sind, kann dieser Wert sogar noch weit über dem der Musikleistung liegen. Die Angabe PMPO (Peak Maximum Power Output; maximale Spitzenausgangsleistung) bezieht sich auf die Leistung, die auf beiden Kanälen während eines Impulses von 20 ms Dauer abgegeben wird.
Die PMPO-Angabe ist die unglaubwürdigste und im Hinblick auf den zu erwartenden Klang die am wenigsten aussagekräftige. Die PMPO-Angabe wird oft von Herstellern verwendet, um die Käufer zu täuschen. Es gibt kein standardisiertes Messverfahren für PMPO und jeder kann selbst festlegen, wie lang die Impulsbelastungen andauern. Dadurch ergibt sich letztendlich ein Fantasiewert. – Böse Zungen behaupten, PMPO sei die Abkürzung für Product Marketing Power Output.

Dämpfungsfaktor

Eine von Experten viel beachtete Größe im Zusammenhang mit Verstärkern ist der Dämpfungsfaktor. Das ist das Verhältnis zwischen der Impedanz des Laut­spre­chersystems und dem Ausgangswiderstand des Verstärkers. Ein hoher Dämpfungsfaktor reduziert Resonanzen und bringt höhere Genauigkeit bei der Impulswiedergabe.

Zunächst eine kurze Erklärung dessen, worum es geht:
Wie ein Laut­spre­cher funktioniert, dürfte den Spezialisten wohl geläufig sein; für alle anderen sei das Prinzip nochmal kurz umrissen:
Ein Laut­spre­cher besteht aus einer Membran, in deren Zentrum eine Spule sitzt. Die Membran ist federnd in einem Korb gelagert, in dessen Zentrum sich ein Magnet befindet. Die Membran ist in dem Korb so aufgehängt, dass die Spule in den Magneten eintaucht und frei nach innen und außen schwingen kann.
Wird an der Spule eine elektrische Spannung angelegt, erzeugt der durch die Spule fließende Strom ein Magnetfeld, das in Polarität und Stärke dem fließenden Strom proportional ist. Die Magnetfelder von Magnet und Spule erzeugen zusammen eine mechanische Kraft, die die Spule und damit die Membran bewegt. Dieses Prinzip funktioniert in beiden Richtungen, wie z.B. bei einem Mikrofon: Wird die Membran bewegt, entsteht in der Spule des Laut­spre­chers eine elektrische Spannung, die der Bewegung der Spule entspricht.

Wenn ein Laut­spre­cher vom Verstärker angetrieben wird, die Membran mit einer bestimmten Geschwindigkeit einzuziehen, fließt ein Strom, der der Auslenkung proportional ist. Wenn die Membran zurück schwingen will, der Verstärker aber sagt, dass die Membran noch drin bleiben soll, versucht die Rückstellkraft der Membran, sie wieder in die Ruhelage zu zerren, wobei die Spule eine Spannung erzeugt. Aufgabe eines (guten) Verstärkers ist es, mit seinem Ausgangswiderstand diese Spannung kurzzuschließen und damit die Bewegung der Membran zu dämpfen (daher der Name Dämpfungsfaktor).
Mit einem niedrigen Dämpfungsfaktor kann die Membran aufgrund ihrer Masse zurück federn, und das ergibt falsche Schwingungen in der Nähe der Resonanzfrequenz des Laut­spre­chers. Dadurch klingt der Bass »schwammig« und dröhnend.
Mit einem hohen Dämpfungsfaktor wird der Laut­spre­cher quasi »an der kurzen Leine« gehalten. Die Membran folgt der Spannung am Verstärkerausgang steifer und präziser und die Resonanz der Membran wird gedämpft. Die Folge ist eine unglaubliche Klarheit im Zusammenspiel von tiefen und hohen Tönen; das Klangbild wird insgesamt viel transparenter.

Wenn während eines Tons im tiefen Bassbereich die Bass Drum zuschlägt und gleichzeitig noch die Snare-Drum ertönt, sollte der Verstärker diesen Wellensalat so an die Laut­spre­cher schicken, dass die gar nicht anders können, als es genau so wiederzugeben. Wenn der Dämpfungsfaktor zu niedrig ist, bricht die Spannung im Anstieg der Basswelle zusammen und der Impuls der Snare-Drum kann diese zusammen gebrochene Welle nicht mehr richtig modulieren. Als Folge geht der Impuls unter und der Bass dröhnt; man kann den Bass nicht von der Bass-Drum abgrenzen. Bei einem hohen Dämpfungsfaktor bricht die Spannung kaum zusammen und deshalb können zusätzliche Impulse noch brillant übertragen werden. So wird der Klang zum Ohrenschmaus.

Leitung

Natürlich funktioniert das mit der Steifigkeit nur, wenn zwischen Verstärker und Laut­spre­cher möglichst wenig Widerstand ist. Die Rede ist von der Leitung. Der höchste Dämpfungsfaktor verpufft, wenn man für die Leitung zu den Laut­spre­chern lange, dünne Kabel nimmt. Je kürzer die Leitung und je größer ihr Querschnitt ist, desto kleiner ist der Widerstand.
Eine möglichst kurze, dicke Leitung, in der Praxis sollten das nicht mehr als 3 Meter mit 12 mm² Querschnitt sein, gewährleistet, dass der Dämpfungsfaktor des teuren Verstärkers maximal ausgenutzt wird.

Natürlich kann man alles auch übertreiben. – Da gibt es Lautsprecherkabel für mehrere tausend Euro zu kaufen. Und es wird von den Anbietern behauptet, dass die im Vergleich zu »herkömmlichen« Kabeln mit gleichem Querschnitts und gleicher Länge eine erhebliche Klangverbesserung bewirken.
Natürlich ist an diesen Märchen (und mehr sind sie nicht) kein Körnchen Wahrheit dran; es handelt sich um reine Werbepropaganda und dient einzig dem Zweck, unbedarften Verbrauchern das Geld aus der Tasche zu ziehen.

Ein namhafter Hersteller sehr hochwertiger Lautsprecher hat Vergleichstests durchgeführt, in denen man Hifi-Puristen sagte, dass Lautsprecherkabel beurteilt werden sollen, ihnen aber nicht sagte, über welche Leitung sie gerade hörten. Ziel des Tests war nichts Anderes, als zu beweisen, dass Einbildung und vorgefasste Meinungen einen größeren Einfluss auf die Bewertung haben als das tatsächlich Gehörte.
So wurde u.A. von einem Kabel auf das selbe »um«geschaltet, und die Zuhörer stellten eine signifikante Veränderung im Klangbild fest.

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