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feature einzelnen Audiospannung betrieben. Diese liegt im ein- bis zweistelligen Voltbereich. Erreicht die Verstärkung ihr Maxi-mum, 14 | 15 kann eine weitere Erhöhung der Leistung nur durch eine Steigerung des Stroms erreicht werden, was nur in ge-wissen Grenzen möglich ist. Also sollte die Versorgungs-spannung relativ hoch sein, was wiederum zu einem ho-hen Ruhestrom führt. Wir befinden uns also in einer Art Teufelskreis der Verlustleistung, aus dem mit einer sta-tischen Spannungsversorgung nicht ausgebrochen werden kann. Dieses Problem wird mit den Betriebsklassen G und H adressiert. Vom Netzteil werden mehrere Spannungen bereit gestellt, von denen bei geringer Beanspruchung nur die kleinste zur Versorgung genutzt wird. Die anderen Spannungen befinden sich im Leerlauf. Treten Signalspit-zen auf, schaltet der Verstärker für kurze Zeit auf ein hö-heres Spannungsniveau und kann dadurch die benötigte Betriebsspannung beziehen. Der Unterschied zwischen den beiden Klassen G und H liegt in der Realisierung der Nach-führung der Betriebsspannung. Der Verstärker schaltet bei Klasse G im Bedarfsfall auf ein höheres Spannungsniveau um, welches so lange beibehalten wird, bis die Leistungs-spitze durchlaufen wurde (Abbildung 7). Für die Dauer der Belastung bleibt das Spannungsniveau konstant und die Verstärkerstufe verbraucht mehr Strom. Es kann vorkom-men, dass der Verstärker im Umschaltmoment für einen Se-kundenbruchteil nicht die Spannung erhält, die er für eine weitere Erhöhung benötigt. Dadurch kann es zu Nichtline-aritäten kommen. Wurde der Umschaltpunkt überschritten, stellt das Gerät wieder genug Headroom zur Verfügung. Diese Umschaltung der Spannungsversorgung kann in meh-reren Stufen vollzogen werden. Im Unterschied dazu wird die Spannung in einem nach Klasse H arbeitenden Verstär-ker bei Überschreitung des Spannungsniveaus permanent nachgeführt (Abbildung 8). Die Spannungsversorgung wird dadurch aufwändiger. Das Spannungsniveau bewegt sich immer in einem kleinen Sicherheitsabstand oberhalb der benötigten Betriebsspannung der Verstärkerstufen. Diese Technik ist wirtschaftlich am besten mit Schaltnetzteilen zu realisieren. Durch die permanente Nachführung der Span-nung werden relativ hohe Anforderungen an die Netzteile gestellt, um Verzerrungen wirksam zu vermeiden. Beide Klassen arbeiten sehr effektiv. Die Betriebsklasse G stellt eine Alternative für gehobene Klangansprüche bei hohem Wirkungsgrad dar, während Klasse H zum Beispiel für bat-teriebetriebene Mobilgeräte (Autoradioendstufe) noch ge-eigneter ist. ‚Digitalverstärker‘ Die Grundlage eines Digitalverstärkers im Audiobereich stellt die sogenannte Pulsweitenmodulation dar. Obwohl die Bezeichnung ‚Digitalverstärker‘ eigentlich nicht korrekt ist, da das Modul durchaus vollständig analog aufgebaut sein kann, erscheint sie insofern sinnvoll, als dass das Prinzip dem einer echten Digitalschaltung stark ähnelt. Die Transistoren werden im D-Betrieb immer nur zwischen den Zuständen ‚aus‘ und ‚voll offen‘ umgeschaltet. Dies ent-spricht den Zuständen 0 und 1 einer binären Digitalschal-tung. In einem analogen Verstärker wird die Ausgangslei-stung dadurch gesteuert, dass eine Art elektrisches Ven-til einen größeren Stromfluss bremst. Dies funktioniert so-wohl mit Gleich- als auch mit Wechselspannungen. Ist das Ventil offen, fließt viel Strom, ist es geschlossen, fließt we-nig oder kein Strom mehr. Zwischen diesen beiden Grenzen gibt es eine unendliche Anzahl Zwischenstufen. Bei dieser Art der Regelung sind die effektive und tatsächliche Span-nung gleich. Bei einem Digitalverstärker ist diese Bedin-gung nicht mehr gegeben. Die Spannung wird hier mit ei-ner sehr hohen Frequenz in kleine Abschnitte zerlegt. Die so entstehende Rechteckwelle sehr hoher Frequenz (Fre-quenzen über 100 kHz) besitzt eine effektive Maximalspan-nung, die die Obergrenze der Verstärkung darstellt. Diese liegt zwar etwas unterhalb der Plateaus der Rechteckwelle, arbeitet jedoch sehr effektiv und kann im Bereich von we-nigen Prozent unterhalb des theoretischen Maximums lie-gen. Digitalverstärker können so einen Gesamtwirkungs-grad von über 70 bis 80 Prozent erreichen. Die Regelung erfolgt immer nach ‚unten‘. Das heißt, die effektive Span-nung kann nur reduziert werden. Dies geschieht durch Mo-dulation der Pulsweite (PWM) der Rechteckwelle. Je sch-maler die Impulse des Rechtecks werden, desto weniger Abbildung 9: Die aus einer Pulsweitenmodulation resultierende effektive Spannung (Quelle Wikipedia)


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