Versterkers: hoe werken ze?

10
6205

Digitaal?
Tot dusver hebben we enkel gepraat over analoge versterkers. Die nemen dus een analoog ingangssignaal van ongeveer een halve tot maximaal iets van twee Volt en versterken dat naar enkele tientallen Volts en ettelijke Ampères stroomsterkte en dat stuurt dan je luidsprekers aan. Dat vereist een flink aantal forse en dure eindtransistoren en een even forse en dure voeding. Hoe meer vermogen zo’n versterker moet leveren, hoe forser en duurder de eindtransistoren en de benodigde voeding.
Daar komt dan ook nog eens bij, dat een analoge versterker niet erg efficiënt werkt: een groot gedeelte van de door de versterker opgesoupeerde energie draagt niet bij tot de eigenlijke signaalversterking, maar gaat verloren via warmte-uitstraling.
Een digitale of – juister – schakelende versterker is zowat het gouden ei. Die bestaat in essentie uit een krachtige voeding waarvan het uitgangssignaal gemoduleerd wordt door een stuursignaal. Dit werkt volgens het principe van de pulsbreedtemodulatie en levert een digitaal signaal op: eentjes en nulletjes. Daarover in een volgend artikel meer. Voorlopig zullen we hier volstaan met te zeggen dat het analoge ingangssignaal omgezet wordt in een binair signaal en dat schakelt op zijn beurt de voeding in een heel snel tempo aan en uit (miljoenen malen per seconde). Je krijgt op die manier een binair geschakeld signaal van ettelijke tientallen Volt en ettelijke Ampères stroomsterkte.
Het leuke is dat het binaire signaal zo in elkaar zit dat er dan alleen nog maar een analoog laagdoorlaatfilter achter moet en je hebt een analoog signaal dat rechtstreeks naar je luidsprekers kan. Zonder eindtransistatoren, zonder analoge versterking die allerlei storingen en fouten introduceert. Een dergelijke schakelende versterker is in feite meer een voeding dan een echte versterker.
Het wordt nog leuker: schakelende versterkers zijn goedkoper te construeren, compacter en genereren heel wat minder warmte dan hun analoge concurrenten. Waarom heeft dan niet elke fabrikant van versterkers de analoge versterkertechniek overboord gegooid? Wij voorspellen dat er dat aan zit te komen.
Een probleem is, dat het schakelend gedrag van "digitale" versterkers zijn eigen speciale vorm van storingen met zich meebrengt en die zijn vooral te horen in het gebied van de hoge tonen. Dat verhinderde tot dusver, dat dit type versterkers bruikbaar was voor hifi-doeleinden. Overigens hebben veel mensen bezwaar tegen de term ‘digitale versterker’ omdat zo’n versterker immers nog altijd een analoog ingangssignaal aanneemt en ook een analoog uitgangssignaal aflevert. Vandaar dat men tegenwoordig liever over ‘klasse D’-versterkers spreekt. Er waren slechts een handvol fabrikanten die toch hifi-kwaliteit met klasse D voor elkaar kregen met behulp van bedrijfseigen technieken. Vaak veranderde men dan ook om commerciële redenen de klasse. Zo bestaat er bijvoorbeeld een "klasse T" van de producent Tripath die in feite gewoon een bedrijfseigen versie is van klasse D. Producten die geconstrueerd werden met bedrijfseigen klasse D-technologie zijn echter peperduur.

 


Hypex UcD400 ‘digitale’ versterker

Daar is nu verandering in gekomen. Er zijn vrij goedkope klasse D-versterkermodules zoals de Hypex UcD180 en UcD400 te koop die een hoog vermogen leveren aan een werkelijk adembenemend hoge kwaliteit. Daarover geven we meer uitleg in een volgend artikel.


Hypex UcD400 kast en voeding

1
2
3
4
Vorig artikelReal street racing?
Volgend artikelNieuwe telgen in de Photosmart digitale camera-reeks

10 REACTIES

  1. De term ‘Digitale versterker’ is niet juist. Een versterker kan geen eentjes en nulletjes versterken.

  2. Renze: er staan wel meer bizarre dingen in deze tekst, zoals "de meeste moderne luidsprekers hebben een vermogen van 150 watt". Terwijl het hier duidelijk over passieve luidsprekers gaat. Die hebben dus geen vermogen. Versterkers hebben een vermogen. Vrij amateuristisch, dit artikel.

  3. Hoe kun je nu met een voorversterker de toonhoogte regelen ?????? Dus als je een stuk muziek hoort dat in de toonsoort \”C\” staat, kun je met de toonhoogte regelknop naar \”B\” of naar \”D\” gaan? Bizar….

  4. Transistor in Klasse B: crossoververvorming en Transientvervorming :niet te pruimen.
    Buizen altijd ver , bijna in klasse a: luister zelf, luistermoeheid bestond in de buizentijdperk niet, tafelradios klonken mooi, enkelzijdig A meestal.
    Klass a transistor heeft rendement van 50 procent, hou toch eens op met napraterij over toegevoegde 2 de harmonischen, onzin.

  5. Huitema: Ik zal niet ontkennen dat er zeer goede buizenversterkers bestaan (en ja, die heb ik al gehoord). Je kunt echter ALTIJD een even goed of beter resultaat bereiken met een transistorversterker en wel veel goedkoper. Wat mij betreft hebben buizen gewoon teveel nadelen om ze in versterkers voor consumentenaudio te gebruiken. Alleen al het feit dat het vervangen van de buizen elke 3000 uur of zo een kostelijke grap is, zou prijsbewuste hifiliefhebbers ervan moeten weerhouden hun zuurverdiende centen aan een buizenversterker uit te geven.

    • Volkomen gelijk. Voor muziek is 2 maal 10 Watt meestal ruim voldoende, dan is een buizenversterker voordeliger, bijv met EL84, met torren hetzelfde bereiken is veel kostbaarder, eigenlijk alleen met Klasse A transistorversterkers. Zijn er nauwelijks en zeer prijzig. Een EL84 kost je 6 euro. Die gaat heel lang mee.

      • Dag Huub,
        Voor dergelijke kleine vermogens kun je inderdaad vrij goedkoop uitstekende buizenversterkertjes vinden, maar ook veel rommel. Een 2×10 Watt klasse A (of klasse D!) transistorversterkertje kun je echter ook erg goedkoop vinden terwijl het dan toch uitstekend presteert. Dat is het probleem niet. Of 2×10 Watt “ruim voldoende” is, hangt echt af van de luidsprekers die je wil gebruiken. Dergelijke lage vermogens kunnen alleen met zogenaamde hoogrendemente luidsprekers, van minstens 92 à 95 dB/2,83V/1m of nog gevoeliger. Dat beperkt je keuzevrijheid nogal. Of als je natuurlijk altijd heel zacht speelt qua volume.
        Daarom raad ik mensen aan om altijd eerst de luidsprekers te kiezen, en dan pas op zoek te gaan naar de versterker die hen het best kan aansturen.

  6. ik ben dus een buizenliefhebber…..
    De hoogspanning heeft niets te maken met de emissie….
    Tevens is het niet waar dat buizen altijd vervormen…., bij kleine signalen zijn er tussen buizen en transistoren bijna geen verschillen. Wordt het signaal groter dan gaan buizen idd. 2e harmonischen produceren. Transistoren kunnen veel meer power handlen, gaan transistoren echter clippen dan produceren ze veel 3e harmonischen. Ons oor beleeft dit als scherp en kil
    Ik zou wel eens een luistertest willen doen tussen 0,001 en 0,1% vervorming!!!! daar heb je een computer voor nodig!!! om dan gelijk te zeggen dat het geen zier met hifi heeft te maken…….verder beleven en horen wij geluid via onze oren ook niet al te \’ recht\’ en is het uit vele onderzoeken gebleken dat het geluid uit een goede (!) buizenbak als prettiger wordt ervaren.
    Transistor hebben ook wel enige onhebbelijkheden op het gebied van temperatuur maar eerlijk is eerlijk buizen hebben er meer (al is dat juist de uitdaging!)
    Transformatoren zijn sinds 1950 wel even wat veranderd natuurlijk qua verzadigings en overdrachtseigenschappen
    (digitale studio mengapanelen hebben immers vaak ook ingangstrafo\’s…)
    Alles heeft zijn voors en tegens; ik hou gewoon van het idee dat de elektronen die door de versterker gaan \’ vrij\’ kunnen vliegen, dat idee boeit me technisch, maar ook gehoormatig.
    (klasse D geeft trouwens een verdacht buis-achtig geluid!!! maar ja het gloeit niet…..:-)

    In plaats van de buizen meteen af te schrijven….probeer het eens, luister naar buizen, luister naar transistoren, lees erover en ervaar zelf wat je het meest aangenaam in de oren klinkt

  7. Er bestaan ook kleine (zelfbouw) klasse A versterkers ,die tussen
    de 10 en 20 Watt kunnen leveren .
    Voor huiskamer gebruik is dit prima te doen
    Het opgenomen is dan ongeveer 120Watt (stereo),maar dan geniet je wel van het klasse A geluid

  8. Goed artikel. Ik houd van muziek en heb voor duizenden aan audioapparatuur gekocht maar snap nu pas wat ik in huis heb gehaald.

Reacties zijn gesloten.