Benutzer:Magnus Sklodovska/Leistungsverstärker (Audio)

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Charakteristisches VU-Meter (Volume Units), wie es an vielen Leistungsverstärkern zu sehen ist.

Ein Leistungsverstärker (englisch: power amplifier) stellt die zweite von zwei verstärkenden Einheiten in einer Audioanwendung (z. B. Stereoanlage, Heimkinosystem) dar. Seine Aufgabe in akustischer Hinsicht ist es dem Klangereignis Lautstärke hinzuzufügen, ohne dieses zu beeinflussen. Seine Aufgabe in elektronischer Hinsicht ist es dem elektronischen Signal Spannung und Stromstärke gemäß des Impedanzverlaufes des Lautsprechers hinzuzufügen, ohne das Signal an sich zu verändern. Umgangssprachlich wird für einen Leistungsverstärker häufig fälschlicherweise der Begriff Endstufe verwendet. Ein Leistungsverstärker besteht aus mehreren Verstärkerstufen, um z. B. die elektrische Leistung zu verzehnfachen (20 dB). Korrekterweise wird lediglich die letzte dieser Stufen als 'Endstufe' bezeichnet (siehe auch 'Link_Endstufe').

Theoretische Grundlagen

Zunächst verständliche Zusammenfassung, bevor in weiteren Abschnitten auf die komplizierten Details eingegangen wird.

Schematische Darstellung eines Leistungsverlaufes vor (rot) und nach der Leistungsverstärkung um einen Faktor von 3 (blau)

Ein Leistungsverstärker stellt genügend elektrische Leistung zur Verfügung, um einen Lautsprecher laut genug betreiben zu können. Er bekommt dafür von einer Vorstufe (englisch: preamplifier, die erste von zwei verstärkenden Einheiten in einer Audioanwendung) das eigentliche akustische Signal in elektronischer Form übergeben. Die Bearbeitung des Signals (Einstellung der Höhen, der Bässe, der Balance und der endgültigen Lautstärke) übernimmt vollständig die Vorstufe. Der Leistungsverstärker macht dieses Signal nur 'lauter', indem er die Leistungsamplituden (siehe Abbildung rot) möglichst sauber vergrößert (blau).

Zusammenhang zwischen elektrischem und akustischem Signal (Sinus), Vergleich 'Spannungssinus' und 'Membranhub' eines Lautsprechers im Koordinatensystem evtl. auch Film 'Sinus vergrößern' via Gnuplot (Addition/Multiplikation verschiedener periodischer und aperiodischer Ereignisse, am Ende um konstanten Faktor vergrößert, z. B. x3?) Englischer Artikel zu 'Power Amplifier' oder 'integrated Amplifier' Grundlagen im Artikel 'Audio-Verstärker' zu Verstärkungsfaktor, Lautstärke ( Schalldruck, Schalldruckpegel, Dezibel, minimale Hörschwelle, Frequenzgang menschliches Gehör), Impedanz (= U/I) Zusammenspiel mit Lautsprechern (Unterschiede im Impedanzverlauf) P = U x I, R = U/I

Betriebsarten eines Leistungsverstärkers

Leistungsverstärker für gebräuchliche Audioanwendungen werden in ihrer Arbeitsweise unterschieden. Bezogen auf einen Transistorverstärker ist damit gemeint, in welchem Zustand bzw. auf welche Art und Weise die relevanten Transistoren arbeiten. Die gängigen Klassen zwischen denen unterschieden wird sind die Klassen A, B, AB und D. Dabei beschreiben die Klassen A, B und AB Arbeitszustände der Leistungstransistoren, die Klasse D die Arbeitsweise der Leistungstransistoren. Dennoch schließen sich die einzelnen Kategorien gegenseitig (mehr oder weniger) aus.

Typ D

A, B, AB, D... (outlook?) Gegentakt, Push-Pull, Eintakt Wirkungsgrad Relevante Größen für einen Leistungsverstärker (Maximalleistung, Verstärkungsfaktor, Impedanzen...)

Unterschiede im Aufbau

Transistoren bzw. Röhren (Trioden) Transistoren: Unterschiede diskret bzw. ICs Konkrete Bauteile, gewöhnliche Anzahl an Verstärkerstufen Vor-/Nachteile Monoblock, Stereo... Auswirkungen auf eine mögliche Vorstufensektion Einfluss Netzteil Trafo Gängige Hersteller, Geräte Gegenkopplung?

Siehe auch

Endstufe Audioverstärker Stereoanlage