Class A – im HM1

Wir haben dem HM1 immense Leistungsreserven mitgegeben, was schon daraus ersichtlich ist, dass er im Ruhezustand fast 40W verbraucht. Die Ausgangsleistung ist für jeden Anwendungsfall mehr als ausreichend und im Millisekunden-Bereich noch einmal deutlich erhöht. Der Ausgangswiderstand ist ausgesprochen niedrig. Den optimalen Arbeitspunkt der Endstufe haben wir messtechnisch ermittelt und dann in zahlreichen Hörtests mit Fachleuten, insbesondere Mastering-Ingenieuren, fein justiert. Entsprechendes gilt für die verwendeten Bauteile, die selbstverständlich selektiert werden. Diese Auslegung egalisiert die unten im Theorie-Absatz beschriebenen möglichen Nachteile von Class A weitestgehend.

Class A & Servo – im HM1

Um Class A einen Schritt weiter zu bringen, setzen wir eine so einfache wie geniale Idee um: Wir nehmen das Beste von Class A und gegengekoppeltem Verstärkern und fügen es zusammen. Der Class A Betrieb bekommt eine Gegenkopplung („Servo“). Da keine Übernahmeverzerrungen auftreten, gibt es für die Gegenkopplung hier nichts zu korrigieren. Vielmehr korrigiert sie nur die Fehler, der sich durch das Zusammenspiel von Endstufe und Kopfhörer ergeben. Dabei ist der Gegenkopplungszweig so ausgelegt, dass durch die Korrektur keine Artefakte gebildet werden. Der Ausgangswiderstand sinkt auf einen Wert, der in der Regel kleiner ist als die Summe von Kopfhörerkabeln und Verbindern. So können Kopfhörersysteme straff „geführt“ werden. Man kann sagen, mit dem HM1 klingt jeder Kopfhörer so, wie er eigentlich klingt.

Umschaltung Class A / Class A & Servo

Der vorherige Absatz lässt den Schluss zu, dass mit dem Class A & Servo Betrieb das Optimum erreicht wird. Warum dann noch die Umschaltmöglichkeit? Ganz einfach, weil wir unsere Schaltungen nach dem Gehör beurteilen. Unsere Class A Endstufe wurde mit höchsten musikalischen Ansprüchen entwickelt. Und wir finden, sie ist vom Klang her nicht gleich, aber ebenbürtig. Abhängig von Kopfhörer, Musik und persönlicher Vorliebe kann jeder Anwender seine Auswahl treffen. Dabei hat selbst uns überrascht, dass trotz deutlich abweichender Eigenschaften und Messergebnisse, das Hörbild sich eher in Feinheiten unterscheidet.

Vereinfachter Ausflug in die Theorie

Class A

Vorteile: keine Übernahmeverzerrungen an den Endstufentransistoren und keine Artefakte durch Gegenkopplung.
Nachteile: Der Innenwiderstand der Ausgangstransistoren und in der Regel auch die Emitter- oder Kollektorwiderstände liegen in Reihe mit der Last. Vereinfacht kann man sagen, dass die Materialeigenschaften der Ausgangsstufe das Hörerlebnis mit bestimmen. Und da sowohl der resultierende Innenwiderstand der Endstufe als auch der Widerstand der Last, also des Kopfhörers, komplexe Größen sind, ist auch das Ergebnis komplex: Es kann durchaus vorkommen, dass bestimmte Kombinationen von sehr hochwertigen Verstärkern und Kopfhörern keine optimalen Ergebnisse bringen. Erfahrene Audiophile kennen diese Erfahrung.

Class AB mit Gegenkopplung

Vorteil: Jeglicher Fehler am Ausgang, der durch die oben beschriebenen Effekte verursacht wird, wird durch die Gegenkopplungsschaltung „korrigiert“. Dadurch geht der Ausgangswiderstand der Endstufe, solange kein Überlastzustand vorliegt, theoretisch gegen Null, praktisch bewegt er sich im 2-stelligen Milli-Ohm-Bereich. Der komplexe Innenwiderstand des Kopfhörers wird durch den niederohmigen Ausgang nahezu egalisiert. Das Kopfhörersystem wird also von der Endstufe sozusagen straff „geführt“.

Nachteil: Die Übernahmeverzerrungen treten zunächst einmal auf, dann erst werden sie korrigiert. Die Gegenkopplungsregelung läuft dem Geschehen (zumindest theoretisch) also immer etwas hinterher, was zu Artefakten im Signal führen kann. Allerdings sind lineare gegengekoppelte Audio-Endstufen in der Regel nicht rein Class AB. Es werden sehr wirksame Techniken eingesetzt, um die Übernahmeverzerrungen gering zu halten, ohne dass die aufwendige und leistungsintensive Class A Technik verwendet werden muss. Auch im Gegenkopplungszweig werden Techniken eingesetzt, so dass das „Hinterherlaufen“ der Korrektur nahezu keine Rolle mehr spielt.

Mischstufe

 
Line Ausgänge

Das Signal an den Line Ausgängen entspricht dem Signal im Kopfhörer, nur dass es nicht die Kopfhörer Endstufe, sondern symmetrische bzw. unsymmetrische Line Ausgangsstufen durchläuft und auf rückseitige Verbinder geführt wird.

Anschlussmöglichkeit für Endstufen, Aktivboxen und mehr

Symmetrische und unsymmetrische Ausgänge können gleichzeitig genutzt werden um Endstufen, Aktivboxen, Pegelmesser oder andere Komponenten anzusteuern. Denkbar ist auch der Anschluss einer Aufnahmeeinheit. Wenn am HM1 z.B. ein Vergleich zwischen 2 Stereoquellen durchgeführt wird, kann das Ergebnis dort dokumentiert werden. Das gleiche gilt, wenn der HM1 als Mischpult eingesetzt wird.

 A Thru Ausgang

Das „A Thru“ Signal ist aus dem Eingangskanal A ausgekoppelt. Der Auskoppelpunkt befindet sich hinter dem Eingangsverstärker. Die am Eingang A schaltbare 15dB Verstärkung ist also wirksam. Der Thru Ausgang besitzt eine unsymmetrische Ausgangsstufe.

Einladung zum Experimentieren und Testen

Ein Signal, dass am Eingang A anliegt, kann damit verlustfrei an eine weitere Anwendung geführt werden. Denkbar ist ein Setup, bei dem „A Thru“ an ein Klangbearbeitungs-Gerät oder Effektgerät geführt wird, dessen Ausgang dann Line Input B speist. Mit den A/B Laustärke-Reglern lässt sich das Verhältnis zwischen Original- und bearbeitetem Signal einstellen. Mit diesem Setup lassen sich natürlich auch hervorragend beliebige Geräte testen: Kanal A liefert das Original, Kanal B den Signaldurchlauf durch das zu testende Gerät.

Dual Mono Aufbau

Der Grundgedanke

Durch den strikt getrennten Aufbau von linkem und rechtem Kanal soll jegliche Fremdbeeinflussung in den Schaltungsstufen ausgeschlossen werden. Dabei treffen die Begriffe Kanaltrennung oder Übersprechen die Sache nicht im Kern. Musiksignale haben in der Regel gewisse links/rechts Bezüge, so dass ein extrem niedriger Übersprechwert – zudem in der Regel mit Sinussignalen ermittelt - nicht allzu viel aussagt. Wenn aber in den Kanälen individuelle Impulsleistungen abgefordert werden, ist es essentiell, dass keine Kopplung über eine gemeinsame Stromversorgung oder über Signalstrom führende Masseleitungen entstehen kann. Nur so kann ein Verstärker absolut unverfälschte Ausgangssignale erzeugen.

Umsetzung im HM1

Im HM1 ist die Stromversorgung für linken und rechten Kanal getrennt, und zwar für Vorstufen und Endstufen. Der Netztrafo hat unabhängige, vollkommen potentialgetrennte Wicklungen für jeden Kanal. Gleichrichtung, Siebung und Spannungsregelung für jeden Kanal erfolgen getrennt. Für Logikschaltungen und Anzeige-Leuchten gibt es eine weitere Wicklung und eigene Gleichrichtung, Siebung und Spannungsregelung.

Die Nullpotentiale der beiden Kanäle werden zwar an einem Punkt miteinander verbunden, dies erfolgt aber als reiner Potentialausgleich, es ist ausgeschlossen, dass Signalströme vermischt werden.

Optimaler Kopfhöreranschluss

Wird der XLR 4-pol Ausgang in Verbindung mit einem symmetrisch verkabelten Kopfhörer verwendet, ist das Dual Mono Prinzip in voller Konsequenz umgesetzt.

Bei Verwendung des Klinkenausgangs werden die Masseleitungen beider Kanäle in der Klinkenbuchse bzw. im Klinkenstecker des Kopfhörers verbunden. Kopfhörer mit Klinkenstecker entsprechen also nicht ganz der idealen Anwendung. Im HM1 ist allerdings durch eine optimierte Masseführung dafür gesorgt, dass nachteilige Effekte so gering wie möglich ausfallen.

(zu diesem Thema siehe auch Kapitel „Kopfhörer Ausgänge / symmetrischer Anschluss“)

Stromversorgung

Netzspannung und Netztrafo sind immer potentielle Störquellen – konsequenterweise haben wir sie in den Netzadapter HMP1 ausgelagert.

Der Netzadapter verfügt zusätzlich über ein Bereitschafts-Netzteil, welches eine stabilisierte Niederspannung liefert. Diese Spannung liegt am Power-Schalter auf der Frontplatte des HM1 an und schaltet den eigentlichen Netztrafo per Relais ein.

Weltweiter Betrieb

Das Bereitschaft-Netzteil hat einen Weitbereichseingang, ist rein linear aufgebaut und entspricht den gängigen Standby-Regularien.

Der Netzeingang ist mit einem der besten verfügbaren Störschutzfilter bestückt und lässt sich für den Betrieb an folgenden Spannungen einstellen: 100V-110V-120V-220V-230V-240V.

Mit dem Netzschalter auf der Rückseite des HMP1 kann das Gerät vollkommen stromlos geschaltet werden.

Verbindungskabel-Länge wählbar

Das Verbindungskabel zwischen Netzadapter und Hauptgerät führt ausschließlich potentialgetrennte Kleinspannungen. Die Länge des Kabels ist in einem weiten Bereich variabel und kann vom Anwender bei der Bestellung definiert werden.

Technische Daten

Ein-/Ausgänge

Line Eingänge symmetrisch – Impedanz 20KΩ – max. Pegel +23dBu
Line Ausgänge symmetrisch – Impedanz 47Ω – max. Pegel +23dBu
beide verhalten sich wie Übertrager: a- oder b-Ader kann wahlweise nach Masse gebrückt werden
Line Eingänge unsymmetrisch – Impedanz 20KΩ – max. Pegel +23dBu
Line Ausgänge unsymmetrisch – Impedanz 47Ω – max. Pegel +23dBu

Kopfhörer Ausgang

Impedanz Class A 0,8Ω, Class A & Servo 0,045Ω
max. Pegel +23,5dBu (+/-16,5V)

Endstufe Ausgangsleistung je Seite

RMS 4W/30Ω; 7W/15Ω
Peak 7,6W/30Ω; 11W/15Ω; 12W/10Ω (18W für 1,5ms)

Frequenzgang

10Hz ... 30kHz -/+0,05dB
1Hz ... 500kHz besser als -3dB am Kopfhörer-Ausgang bei +6dBu

Grundverstärkung

Line/Line – 0dB – +15dB zusätzlich schaltbar
Line/Headphones – +6dB – +15dB zusätzlich schaltbar

Fremdspannung

20Hz ... 20kHz unbewertet RMS / A oder B aktiv
XLR/RCA Ausgang -102dBu
Kopfhörer Ausgang -97dBu

Kopfhörer-Ausgang THD

Class A 0,07% – Class A & Servo 0,0005%
(typ. bei +20dBu/7,75Veff an 30Ω Last entsprechend 2W RMS)

Stromversorgung

Netzspannung – Wechselspannung 50-60Hz, schaltbar 100V / 110V / 120V / 220V / 230V / 240V
Leistungsaufnahme – typ. 40W, max. 60W

Maße und Gewichte

HM1: BxHxT ca. 225 x 90 x 300mm, ca. 5kg
HMP1 (Netzadapter): BxHxT ca. 170 x 60 x 185mm, ca. 1,2kg