Elektronik, HIFI, Car-HIFI, PA Basics und Tricks
Grundlagen zu Verstärkern und Anlagen...
Wer gern Musik in ordentlicher Qualität hört, kommt um eine vernünftige HiFi-Anlage nicht herum.
Leider ist die Industrie in den letzten Jahren verstärkt dazu übergegangen qualitativ minderwertige Systeme mit hohen Leistungsangaben und möglichst kleinen Speakern anzubieten.
Oder anderst formuliert: Früher war alles besser...
Dieser Spruch ist mit Sicherheit nicht allgemeingültig, aber in der HiFi Welt durchaus. Insbesondere wenn man sich vor Augen hält dass einige grosse Consumer-Electronic Hersteller es durchsetzen konnten dass die HiFi Norm offiziell nicht mehr gültig ist!
Dies hat zur Folge das auf jedem Gerät HiFi draufstehen darf, auch wenn es einen THD (Klirrfaktor) jenseits der 10% und eine RMS leistung von 10 Watt hat.
Eigentlich logisch, einfachere Anforderungen -> geringere Entwicklungszeit -> geringere Kosten -> mehr Profit...
Was unterscheidet nun einen guten von einem schlechten Verstärker?
In erster Linie der Klirrfaktor (Verzerrungen / Oberwellen) und der Frequenzgang, von einer geleichmäßigen Phasenverschiebung über den NF-Frequenzbereich wollen wir erst gar nicht reden... Anlagen die eine solche nur minimal aufweisen findet man wenn überhaupt nur im Studio jenseits der 10 k EURO Marke.
Da potentielle Kunden bei dem Verstärkerkauf meist nur auf die Leistungsangaben schauen, wurde von den Marketing-Abteilungen ein neues Leistungsmessverfahren eingeführt: P.M.P.O - Wie viel leistung bringt ein Verstärker für eine fast unendlich kurze Dauer (Impulsbelastung)
Diese Leistungsangabe ist jedoch so relevant wie ein Sack Reis der in Asien umfällt, nämlich gar nicht! Der PMPO-Wert ist eine rein fiktive Zahl (wenn man von der Belastbarkeit im ns/us -Bereich mal absieht), wobei man sagen kann RMS-Leistung x einer beliebigen Zahl von 2 bis 10 = PMPO Wert.
Die Leistungsverschleierung
Das PMPO Angaben unnütz sind hat sich zwischenzeitlich auch bei den Zielgruppen herumgesprochen, daher werden bei etwas hochpreisigeren Geräten nur noch RMS-Leistungsangaben gemacht, allerdings nicht pro Kanal sondern als Summe, daher kommen gerade bei Surround-Systemen spektakuläre RMS-Angaben zustande die selbst PA-Equipment vor Neid erblassen lassen würden.
Wie viel Leistung braucht man eigentlich?
Das hängt in erster Linie vom Wirkungsgrad der Lautsprecher ab!
Für die typische Wohnzimmer Stereo-Anlage reichen 60 W RMS pro Kanal mit Fullrange Boxen problemlos aus, auch wenn es mal etwas lauter sein soll. Vorrausgesetzt es hängen hochwertige Lautsprecher mit gutem Wirkungsgrad dran.
Für die Car HiFi Beschallung reichen für die 4 Mittelhochtöner 35 W RMS pro Kanal locker aus, lediglich der Subwoofer sollte mit mindestens 50 W RMS versorgt werden.
PC-Lautsprecher Systeme DVD 5.1 Systeme sollten mit 10 W RMS pro Satellit mehr können die eh nicht ab) und 40 W RMS für den Subwoofer versorgt werden. (BZW gleich auf dem nächsten Sperrmüll landen (hatte ich schon erwähnt dass ich von den Dingern nix halte?!?)
Prinzipiell gilt jedoch: die Ausgangsleistung des Verstärkers sollte deutlich größer als die Belastbarkeit der Lautsprecher sein. Eine Faustformel empfiehlt mindestens 20 %. Dies hat den Hintergrund dass die Verstärker möglichst nahe im Linearen-Arbeitsbereich betrieben werden und nicht in die Nähe der Sättigung kommen.
Worauf muss man bei Kauf achten?
Ganz wichtig: der Frequenzgang dieser sollte im Normalfall im Bereich von 20 Hz bis 20kHz linear sein.
Ob die Angaben der Leistungsabgabe glaubhaft sind genügt ein Blick auf die Netzsicherung: Hat das Gerät eine 1 A Sicherung verbaut können da selbst unter perfekten Bedingungen (Wirkungsgrad 80%) keine 2x 100 W RMS rauskommen...
Und Röhren Amps sind doch das nonplusultra..
zugegeben sie machen rein optisch mehr her als Transistor Verstärker aber das wars auch schon wenn man auf ein lineares sprich natürliches (um es mit den Worten der Fachzeitschriften zu sagen) Klangbild Wert legt, also genau das was uns HiFi sagen will.
Röhrenverstärker weissen einen THD von mehreren Prozent auf, Transistorverstärker hingegen typischerweise 0,5..0,005% ! Rörenverstärker verzerren also das Audiosignal deutlich hörbar! Nur muss sich nicht jede Verzerrung schlecht anhören, im Fall von Röhren-Amps kann es u.u. ganz gut klingen, auch wenn das dann mit dem Ursprünglichen Sound der Aufnahme nichts mehr zu tun hat... Man spricht hier auch gern von Vintage-Sound.
Aus diesem Grund werden Röhren Verstärker auch in Mikrofonvorverstärkern und Gittaren-Amps eingesetzt. Warum ist dies so? Prinzipbedingt: Röhrenverstärker benötigen am Ausgang zwingend einen Überträger (Transformator) und dieser hat eine eine frequenzabhängige Amplituden Verstärkung. Bässe werden folglich abgesenkt und Höhen angehoben. Das Ganze ist zudem hochgradig unlinear! Röhren gibt es im Gegensatz zu Transistoren nicht als Komplementär-Typen. Somit sind keine Gegentaktendstufen möglich!
Fazit:
Will man in Punkto Klang keine Kompromisse eingehen und das Ganze noch bezahlbar halten, greift man auf ältere (Transistor) HiFi Spitzenprodukte zurück:
z. B. auf einen TRX 3000 von Telefunken den ich glücklicherweise mein Eigen nennen darf:
Er hat zwar zwischenzeitlich über 30 Jahre auf dem Buckel, aber braucht sich nicht vor heutigen teueren Recivern der gehobenen Klasse verstecken. In den 70ern war dieses Gerät die absolute Spitzenklasse und eines der besten Geräte dass man für Geld (in diesem Fall (sehr viel) über 3000 DM! (Inflationsbedingt knapp 5000 EUR heute) bekommen konnte.
Auch in Punkto Anschlüssen mangelt diesem Gerät an nichts, Monitor Ein- und Ausgänge für eine Hinterbandkontrolle bei Aufnahmen, 2 Phono und mehrere Line Eingänge; selbst eine Beschallung von zwei Räumen mit unterschiedlichen Signalquellen ist problemlos möglich. Und durch die vier seperaten Kanäle ist er zudem Surround fähig!
Mal ein par technische Daten:
4 Verstärker mit je 60 Watt DIN (SINUS bei 24h Betrieb) (80 Watt Musikleistung) an 8 OHM; im 8 OHM Bridged (BTL) Betrieb 120 Watt Sinus
Stromstärke Sekundärwicklung des Trafos >> 20 Ampere bei 60 Volt! -> über 1200 VA (solch einen großen Headroom leistet sich heute kein Hersteller mehr, Kupfer kostet schließlich Geld...)
Class A/B Gegentaktendstufen mit Darlington Leistungstransistoren
Kühlung: Kühlkörpergröße ca. 38cm x 10cm x 10cm mit temperaturgesteuertem Lüfter (der nicht hörbar ist, außer man hält das Ohr ans Gehäuse)
Spätestens jetzt wird deutlich dass die nur 60 Watt pro Kanal doch etwas mehr Reserven (in der Fachsprache spricht man von Headroom) haben...
Lautsprecher
Was nützt ein guter Verstärker ohne die passenden Lautsprecher? Gar nichts!
Daher sollte beim Kauf auch der Großteil des Budgets in die Lautsprecher fließen!
Auch hier gibt es einiges zu beachten: Wirkungsgrad, Frequenzbereich, Klirrfaktor und zu letzt die Impendanz.
Besonders typische Vertreter der "Regallautsprecher" sind besonders im Bassbereich, nicht sehr leistungsfähig da sowohl der entsprechende Chassis-Durchmesser als auch das Gehäusevolumen fehlt.
Als Ausweg bietet sich natürlich ein Subwoofer an, jedoch wenn man die Möglichkeit hat, große Lautsprecher Boxen aufzustellen, sollte man auf einen solchen Kompromiss verzichten. Der Mensch kann Bassfrequenz unterhalb 80 Hz zwar nicht mehr orten jedoch gibt ein Subwoofer bedingt durch die endliche Steilheit der Tiefpassfilter auch noch Frequenzen größer 80 Hz wieder, was ihn letztendlich dann doch ortbar macht...
Bei der Konstruktion von Lautsprecherboxen haben sich im Consumer-HiFi Bereich in den letzten Jahren Bass-Reflex-Gehäuse durchgesetzt da sie durch die Bassreflexöffnung eine Erhöhung der Lautstärke im Bassbereich von bis zu 3 dB ermöglichen. Dabei wird jedoch der Kompromiss eingegangen dass die Basswidergabe nicht mehr so präzise wie bei einem vollkommen geschlossenen Gehäuse ist.
Meine Lautsprecher sind 2 Magnat Bull 200 mit 20cm Basschassis und Hochtöner, also ein 2 Wege System. Die Boxen sind genauso alt wie der Verstärker, also aus einer Zeit als Magnat noch hochwertige Lautsprecher baute (ja so Zeiten gab es tatsächlich mal). Da die Basschassis mit Schaumstoffsicken bestückt sind wurde es erforderlich die Sicken gegen neue auszutauschen, was mit etwas Übung kein Problem ist. Seither klingen die Boxen wieder wie neu...
PA - Public Adress Beschallungssysteme
Wie schon aus dem Namen ersichtlich wird, versteht man unter PA-Anlagen, Beschallungssysteme für mehr als 30 Personen. PA-Anlagen fangen bei der Lautstärke dort an wo Consumer HiFi Systeme aufhören, nämlich bei über 80 dB.
Was ist nun aber der konkrete Unterschied zwischen PA und HiFi Systemen?
Lautsprecher:
PA-Lautsprecher sind im Gegensatz zu HIFI Lautsprechern hart eingespannt; d.h. sie haben eine Wellenförmige Textilsicke anstelle von Schaumstoff-, Gummi- und Papiersicken wie sie üblicherweise in Consumer Geräten vorkommen. Dies hat den Vorteil dass sie wesentlich stärker belastet werden können und nicht so leicht an ihre maximale mechanische Hubhöhe der Membran kommen. Allerdings geht dies zu Lasten des Klangs; selbst eine hochwertige PA wird in Zimmerlautstärke nie so gut klingen wie ein HiFi System. Ein weiterer Unterschied sind die Hochtöner welche bei PA-Systemen meist in Trichterbauweise aufgebaut sind und einen Schalldruck von mehr als 100dB erreichen können, dafür aber meist etwas schriller als HiFi-Hochtöner klingen.
Car Hi-Fi
Grundig Autoradio CD-Wechsler Anschluss als Line-IN Aux Eingang nutzen. Um bei Grundig Autoradios wie z.B. dem 5100 RDS Infomat den CD-Wechsleranschluss als Line in zu nutzen muss man lediglich die Pins 13 und 15 mit einem 1k Ohm Widerstand brücken und das Audiokabel an folgende PINS löten:
- GND (Masse) Pin 18
- Signal LINKS PIN 19
- Signal Rechts PIN 20
Die passende Grafik finden sie bei: http://stshome.de/elektronik/steckerbelegung/autoradio/
So sieht das Ganze dann in der Praxis aus:
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Voodoo und sonstige Volksverdummung
- Teil 1: Geschirmte Netzkabel, vergoldete Steckdosen und Verteilerdosen mit Omega-Schleifen, Null Stecker und Spannungs- Harmonisierer...
Durch Zufall bin ich im Netz bei einschlägigen Hifi-Shops gelandet welche Stromverteilerleisten für 1600 EUR (die mit einer so genannten "Omega Schleife" für eine "bessere Klangwidergabe " sorgen sollen) anbieten. Da auch die "Fachpresse" teilweise solchen physikalischen Humbug (der Anzeigenkundschaft zuliebe) in den höchsten Tönen lobt dachte ich mir dass es an der Zeit ist ein wenig Klarheit zu schaffen:
Etwaige Störungen welche auf der Netzspannung liegen können, haben keinerlei Einfluss auf den Klang einer Anlage, da die Netzspannung da die nachfolgende Gleichrichtung und Siebung bei richtiger Dimensionierung Schwankungen sehr gut ausgleicht.
Eines der wenigen Probleme das mit der Spannungsversorgung zu tun haben kann, ist das Einschaltknacken welches z.B. vom Einschalten einer Halogen Schreibtischlampe mit Trafo kommen kann. In diesem Fall, ist das Netzteil nicht richtig entstört! Eingangsseitig ein 4,7nF Kondensator (Folie) von Phase zu Phase und optional 2 3,3nF Folienkondensatoren von den beiden Phasen zur Erde helfen hier in der Regel. Wichtig: X-Kondensatoren mit VDE prüfzeichen verwenden! (Die Kapazitätsangeben beruhen auf eigenen Erfahrungswerten und sind nicht allgemeingültig!)
Alternativ kann man auch Kaltgerätebuchsen mit Entstörfilter für 3-4EUR vom großen R oder C einbauen, welche eine Spule und 3 Kondensatoren enthalten.
Spannungs- Harmonisierer und andere Wundermittel die laut Hersteller sogar über Stromverteiler und andere Stromzählerkreise hinweg funktionieren sind hingegen Humbug und mehr als 400mal so teuer als die 3 Kondensatoren zu 80 Cent.
PS: Der "Null Stecker" (aufgrund von Namensrechten bitte wörtlich ins Englische übersetzen und bei einer Suchmaschine reinhauen) hat noch nicht einmal eine elektrische Verbindung von der Kupferplatte zur Erdung wodurch er noch nicht mal irgendwelche Störstrahlung so fern es sie den gebe absorbieren kann....
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