Abgeschickt von Andreas Hofmann am 09 April, 2005 um 13:33:44:
Antwort auf: Re: Octave und Manger - passt das? von Ted am 07 April, 2005 um 21:53:37:
Hallo Ted,
die Frage war ja ob jemand Erfahrung mit Manger hat. Mangers empfehlen bekanntlich sogenannte schnelle Transistorverstärker. Ohne diese Eigenschaft, also die Schnelligkeit, näher zu definieren.
So stellt sich hier dann als indirekte Folge natürlich der subjektiv implizierte Schluss ein dass für Manger dann Röhrenendstufen ungeeignet sind.
Wer heute in dem Hifi Magazinen sich die Messwerte der verschiedenen Transistor und Röhrenendstufen ansieht wird leicht feststellen dass bei Transistorendstufen die oberer Frequenzgrenze kaum über den Werten von Röhrenendstufen liegt. Es gibt sogar ausgesprochen langsame Transistorverstärker auf dem Markt, die aber trotzdem einen passablen Ruf haben. Exposure ist so ein Beispiel. ( Bandbreite mit -3 dB bei 30kHz, beim Exposure 3010 )
Was ist passiert in den Entwicklungsabteilungen der Halbleiterfraktion. Vor Jahrzehnten kam die Diskussion über die Schnelligkeit von Verstärkerschaltungen auf, es wurde erkannt dass ein langsamer Verstärker im oberen Frequenzbereich ( ab ca 10kHz ) die Signalform verfälscht. Das ist natürlich eine logische Folge aus der Anstiegsgeschwindigkeit der Endstufe. Diese wird in Volt pro µsec. angegeben. Damals wurden die Leistungsfrequenzgänge der Endstufen nicht immer bei Vollaussteuerung mit miniumaler Lastimpedanz gemessen. Das hätten die Endstufen in der Regel gar nicht überlebt, zudem ging man davon aus dass der Leistungsanteil bei Widergabe von Musik im oberen Frequenzbereich eher klein ist. Das war ein aus der DIN Norm gern übernommener Denkfehler. Tatsächlich kann es bei Musik sehr wohl zu Maximalpegel oberhalb 5 kHz kommen. Die Entwicklung führte denn zu schnelleren Transistorendstufen, die High Speed Ära fing an. Technisch war es mit modernen Bipolaren oder Feldeffekt Transistoren möglich schnellere Endstufen zu konzipieren. Allerdings wurden die Eigenschaft der Last, also der Lautsprecher und des Kabels nicht in die Entwicklung einbezogen. Lautsprecher und Kabel haben eine recht große Kapazität, diese Eigenschaft führt zu einer sinkenden Impedanz im oberen Frequenzbereich. Der Widerstand, den die Endstufe als Last sieht geht im Extremfall also gegen 0. So verhalten sich Kapazitäten halt nun mal. Schnelle Endstufen die nun ein Signal an ihrer oberen Bereichsgrenze abgeben, arbeiten dann auf eine extrem niedrige Lastimpedanz. In der Regel kommt es zum Ausfall der Endtransistoren. Hinzu kommt der Umstand dass bei Bipolare Leistungstransistoren die Stromverstärkung zu hohen Frequenzen hin abfällt. Die Endstufen haben also im oberen Frequenzbereich eine wesentlich geringere Sromlieferfähigkeit als im Bass. Vollaussteuerung an einer unbekannte komplexen Last im Frequenzbereich über 200 kHz ist also immer heikel.
Diese Ära ging dann auch durch die hohe Ausfallrate der Endstufen schnell zu Ende.
Es gibt heute in der Technik der Endstufentransistoren keine nennenswerten Fortschritte mit der sich die Hochfrequenzproblematik lösen könnte. MOS Fet Transistoren stellen in dieser Hinsicht ebenfalls keine Alternative dar. Als Ausweg werden heute in der Regel Endstufen mit Bandbreitenbegrenzung entwickelt. Das ist auch sinnvoller, denn wenn die Endstufe keine Frequenzen mehr zugeführt bekommt, die sie ohnehin nicht sicher verstärken kann, dann bleibt sie in dem reduzierten Bereich normalerweise stabiler.
Damit sind wir in der Gegenwart, jetzt gibt es also Transistorendstufen die erheblich langsamer sind als Röhrenendstufen. Der technische Laie weiß nun nicht welche Art Endstufe sich hinter den Daten verbirgt. Ist es eine Bandbreitenbegrenzte Schnelle, oder eine einfach nur Langsame, oder falls es eine "schnelle" Endstufe ist, ist sie stabil oder nur hochgezüchtet, oder kann im oberen Bereich Strom geliefert werden.
( die geringe Stromlieferfähigkeit im oberen Frequenzbereich ist übrigens der Grund für die unzureichenden klanglichen Eigenschaften von Halbleiterendstufen im Verbund mit Elektrostaten. Diese gehen ja fast immer ab 10kHz mit ihrer Impedanz gegen Werte um 1 Ohm. )
Somit bleibt dem Hörer also doch nichts anderes übrig als sich die Geräte anzuhören, die Daten stellen letzlich kein Kriterium dar.
Auch die Messung an komplexer Last, bei der Zeitschrift Audio, die durchaus einen gewissen Aussagewert besitzt, wird aus Vorsichtsgründen nur bei 1kHz vorgenommen. Die gleiche Messung, bei 20kHz, würde fast jede Halbleiterendstufe ins Jenseits befördern.
Was ist das Resümee:
eine Endstufe mit hoher Grenzfrequenz ist zwangsweise instabiler als eine mit niedriger Grenzfrequenz.
Um eine stabile Funktion bis 200 oder 500kHz sicherzustellen müsste die Endstufe mit zunehmender Frequenz entsprechen mehr Strom liefern können, dies ist techn. praktisch unmöglich.
Bei einer Transistorendstufe muss also immer ein Kompromiss aus Bandbreite, Stromlieferfähigkeit und Gegenkopplung gefunden werden.
Ohne Gegenkopplung wären Transistorendstufen etwas stabiler, an der Stromlieferfähigkeit ändert sich aber nichts. Ohne GK geht aber der heißgeliebte Dämpfungsfaktor in den Keller, der Klirrfaktor steigt ziemlich stark an, das wollen die Entwickler dann aber auch wieder nicht in Kauf nehmen.
Ich denke das reicht als Grundlage zum Thema Schnelligkeit. Bleibt noch die Frage ob oder was Röhrenendstufen können. Ein Aspekt ist aber bei Röhren auf jeden Fall von Vorteil, die Eigenschaften wie "Stromverstärkung", bzw. Rückwirkung des Arbeitsstromes vom Ausgang auf den Eingang der Röhre sind um Größenordnungen besser als bei bipolaren Halbleitern.
Die Anstiegsgeschwindigkeit der Endröhre in einer Röhrenendstufe liegt bei 20-40 µsec. Bei dem Spannungshub von rund 500 V ergibt dies eine slew rate von 12.5 - 25 V/µsec. Das ist der gleiche Wert wie bei einer wirklich sehr schnellen Transistorendstufe. ( Das sind Messwerte aus dem V 40 )
Mehr braucht man dazu eigentlich nicht sagen.
Mit freundlichen Grüßen
Andreas Hofmann
Mit freundlichen Grüßen