Der Unterschied zwischen elektronischem Verstärker und Röhrenverstärker

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Wissenswertes über den Unterschied von elektronischem und Röhrenverstärker

Was kommt Ihnen als Erstes in den Sinn, wenn Sie den Begriff Verstärker hören? Mit Sicherheit denken Sie an Stereoanlagen, Hi-Fi-Systeme und an jede Menge Power. Der sogenannte Leistungsverstärker wird im herkömmlichen Sprachgebrauch auch als Endverstärker bezeichnet. Zusätzlich assoziieren Sie vielleicht Begriffe wie Watt oder lauter Sound. Einige wenige können auch mit Schlagworten wie Klirrfaktor oder linearglatter Frequenzgang noch etwas anfangen. Aber spätestens dann hört es bei den meisten Musik- und Heimkino-Fans bereits auf. Aus diesem Grund versucht dieser Beitrag etwas Licht ins Verstärker-Dunkel zu bringen.

Die Rolle des Verstärkers

Der Verstärker ist das Herz einer Musikanlage. Hier laufen alle sogenannten Programmquellen zusammen. Sie werden durch das Gerät koordiniert. Gleichzeitig ist der Verstärker dafür verantwortlich, die verschiedenen Signale der unterschiedlichen Programmquellen zu modifizieren und gemäß seinem Namen zu verstärken. Nur dadurch ist das optimale Funktionieren der zum System gehörenden Lautsprecher erst möglich.

Die Qualität eines Verstärkers hat somit einen entscheidenden Einfluss auf den Klang einer Musikanlage. Daher ist es ratsam, sich vor dem Erwerb einer solchen Systemkomponente mit den verschiedenen Arten von Verstärkern auseinanderzusetzen.

Bei einem Verstärker handelt es sich um ein elektronisches Bauelement. In der Regel ist der Verstärker ein sogenannter Transistor. In einigen wenigen Fällen übernimmt diese Funktion eine Röhre. Dieses Bauteil wandelt ein eingehendes analoges Signal so um, dass das ausgehende Signal größer wird. Diese Ausgangsgröße muss eine höhere Leistung erbringen, die einer speziellen Energiequelle entzogen wird. Das kann ein Netzteil oder auch eine Batterie sein. Auf dem Markt werden Verstärkermodelle angeboten, die mit Gleichstrom oder auch mit Wechselstrom arbeiten.

Das wichtigste Kriterium eines Verstärkers ist im Normalfall die sogenannte Linearität. Das heißt, dass auf ein Verdoppeln der eingehenden Größe automatisch eine Verdopplung der ausgehenden Größe folgt. Kommt es bei einem Verstärker zu einer Abweichung von dieser Linearität, äußert sich das in sogenannten Verzerrungen. Darüber hinaus können Frequenzen produziert werden, die das eigentliche Eingangssignal in dieser Form nicht enthält. Unter der Verschiebung der Linearität leidet der Klang einer Musikanlage.

Die Einsatzgebiete von Verstärkern

Verstärker sind in den meisten Gebieten der Elektronik oder Elektrotechnik anzutreffen. Es gibt sie als Komponenten in der Nachrichtentechnik oder in der Unterhaltungs-Elektronik. Einige Verstärker dienen als Messverstärker oder zur Ansteuerung von sogenannten Aktoren. Auch in Tonbandgeräten oder bei Festplatten kommen Verstärker zum Einsatz. Sie nutzen zum Schreiben und zum Lesen einen speziellen Magnetkopf. Bei den Modellen für Glasfasernetze handelt es sich um elektrische Verstärker. Diese Komponenten befinden sich ebenso in DVD-Playern oder CD-Spielern. Sie sind dafür notwendig, um die speziellen Laserdioden zu betreiben. Gleichzeitig verstärken sie die Fotodioden-Signale. Darüber hinaus verfügen die Laufwerke von CD- und DVD-Geräten über einen weiteren Analogverstärker, der den Betrieb der Galvanometer-Antriebe sicherstellt. Schlussendlich enthalten auch Handys, Satelliten oder Radios Verstärker. Ohne die besonderen Hochfrequenzverstärker wäre ein Verschicken oder Erhalten von Funkwellen nicht möglich.

Die Funktionsweise von Verstärkern

Ein Verstärker ist mehr als nur eine Baugruppe, die die eingehende Spannung steigert. Wenn es nur darum ginge, wäre auch der Einsatz eines Transformators ausreichend. Viel wichtiger ist der Umstand, dass der Verstärker die eingehende Energie derart umwandelt, dass die zeitliche Abfolge der eingehenden Signale mit einer größeren Stromstärke nachempfunden werden kann. Die Verstärkerkomponenten sind sozusagen eine Kopie des schwachen Stroms.

Ein Verstärker funktioniert wie ein steuerbarer elektrischer Widerstand. Ist das eingehende Signal gering, stellt er der kraftvolleren Energie aus dem Netzteil oder der Batterie einen hohen Widerstand gegenüber. Dadurch wird der stärkere Strom entsprechend abgemildert. Ist die eingehende Energie höhere als die Stromstärke der externen Stromquelle, fließt die Energie dank des niedriger wirkenden Widerstandes vergleichsweise störungsfrei.

Die Ausführungen von Verstärkern

Generell besteht ein Verstärker aus einem Vorverstärker und einem sogenannten Endverstärker. Diese Baugruppen sind normalerweise Bestandteil eines Gerätes. Die Bezeichnung dafür lautet Vollverstärker. Sind diese Komponenten in unterschiedlichen Einheiten verbaut, so reden Experten von der Vorstufe und einer Endstufe.

Vorverstärker

Den sogenannten Vorverstärker können Sie sich wie die Schaltzentrale des Systems vorstellen. Es gibt verschiedene Arten dieser Vorverstärker. Er kann als separates Gerät konstruiert sein. Eine andere Variante ist die Kombination mit anderen Systemkomponenten innerhalb des Verstärkers.

Der Vorverstärker modifiziert die eingehenden Signale aller Systembestandteile. Hierfür ist eine korrekte Verbindung sämtlicher Programmquellen notwendig. Er bereitet die Signale so auf, dass der eigentliche Verstärker optimal arbeiten kann. Sein Tätigkeitsbereich erstreckt sich von der Kapazität über den Pegel bzw. Frequenzbereich, den Frequenzverlauf und die Form des Signals bis hin zur Impedanz. Die Arbeit des Vorverstärkers hat auch einen großen Einfluss auf die Regelung der Lautstärke.

Der Endverstärker

Die Endstufe ist dem Vorverstärker nachgeschaltet. Das ist wichtig, da ein Lautsprecher nicht nur auf der Grundlage der Ausgangsspannung des Vorverstärkers funktionieren kann. Die Kombination von Vorverstärker und Endverstärker wird Endstufe genannt. Bei dieser Baueinheit steht der Wirkungsgrad im Fokus. Er muss hoch sein, ohne sich dabei zu stark zu erhitzen.

Die Endstufe erzeugt eine höhere Spannung. Sie sorgt für das reibungslose Funktionieren der Lautsprecher. Einige Hersteller produzieren Lautsprecher, in denen bereits ein Endverstärker verbaut ist. Hierbei handelt es sich in Fachkreisen um sogenannte aktive Lautsprecher. Diese Systemkomponenten lassen sich problemlos mit dem Vorverstärker verbinden.

Der Vollverstärker

Der bereits genannte Vollverstärker beinhaltet einen Vor- und einen Endverstärker. Das Gerät wird mit den unterschiedlichen Signalquellen verbunden. Der Vollverstärker kann selbstständig die Lautsprecher betreiben.

Ein Vollverstärker ist günstiger als die Kombination aus separatem Vor- und Endverstärker. Aus diesem Grund greifen die meisten Menschen zu diesem Gerät.

Schaltverstärker

Der sogenannte Schaltverstärker nimmt eine besondere Stellung im Verstärkerbereich ein. Dieses Gerät ist in der Lage, aus einem verhältnismäßig niedrigen Eingangssignal ein bedeutend leitungsfähigeres Ausgangssignal ein- beziehungsweise auszuschalten.

In diesem Zusammenhang kommt es in der Regel zu einer sogenannten Potenzialtrennung. Das kann mit Hilfe von aktiven elektrischen Baugruppen oder einem mechanisch basierten Relais realisiert werden. Anders als bei einem analogen Verstärker verfügt der Schaltverstärker meistens über eine sogenannte Mitkopplung. Dadurch zeigt das Gerät ein Hystereseverhalten. In dem Fall funktioniert das Gerät wie ein Schwellenwertschalter, um so ein ungenaues Arbeiten zu verhindern und störende Signale zu unterbinden.

Der Röhrenverstärker

Bei einem Röhrenverstärker handelt es sich um ein Gerät, das mit Elektroröhren arbeitet. Die sogenannten Röhren, auch als Valves bezeichnet, verstärken die eingehenden elektrischen Signale.

Röhrenverstärker werden Sie im Audio-Bereich nur noch selten antreffen. Viele Hersteller greifen eher auf Transistoren oder andere Halbleiterelemente zurück. Anders sieht das im Hi-Fi-Bereich aus. Hier ist mittlerweile der Trend zu beobachten, dass sich viele Hi-Fi-Liebhaber den Röhrenverstärkern zuwenden.

Besonders gebräuchlich sind Röhrenverstärker zudem als Komponente in Gitarrenverstärkern oder sogenannten High-End-Geräten.

Röhrenverstärker oder Transistor

Vor dem Aufkommen von Transistoren war es nur mit Elektroröhren möglich, elektrische Eingangssignale zu intensivieren. Darüber hinaus wurden die Baugruppen zum Radiohören via Lautsprecher benötigt.

Mit den ersten Elektroröhren gelang es, die elektrischen Eingangssignale vergleichsweise linear zu verstärken – allerdings bei Weitem nicht so gut, wie es mit einem Transistor funktionierte. Daher kam es mit deren Aufkommen zu einem Verdrängungsprozess der Röhren.

Elektroröhren sind im Vergleich zu moderneren Systemen sehr groß. Zudem war die Wärmeentwicklung beim Betrieb verhältnismäßig hoch, was sich auch negativ auf die Verlustleistung auswirkte. Die Lebensdauer eines Röhrenverstärkers ist recht niedrig, wird dieser Durchschnittswert mit den relativ hohen Anschaffungskosten ins Verhältnis gesetzt. Gleichzeitig ändern sich die Eigenschaften der Elektroröhren im Laufe ihres Einsatzes. Eine Röhre benötigt eine gewisse Zeit, bis sie betriebsbereit ist. Zusätzlich brauchen Sie noch weitere Geräte wie eine Batterie oder einen Heiztrafo.

Viele Verbraucher lassen sich auch von den schlechteren technischen Daten vom Erwerb eines Röhrenverstärkers abschrecken. Röhrenverstärker besitzen einen erheblich gesteigerten Klirrfaktor und sogenannte Intermodulationsverzerrungen. Er verfügt über einen niedrigeren dynamischen Umfang und liefert weniger Energie. Der Frequenzgang eines Röhrenverstärkers ist nicht so linear. Der ausgehende Widerstand ist bedeutend gesteigert, was einen verringerten Bedämpfungsfaktor zur Folge hat. Deshalb ist der Klang qualitativ schlechter.

Der Unterschied zwischen beiden Varianten

Der Hauptunterschied zwischen einem Röhrenverstärker und einem elektrischen Verstärker besteht im sogenannten Frequenzgang im Linearbereich. Der ausgehende Widerstand wirkt in Kombination mit der Lautsprecherimpedanz als Spannungsteiler. Je einzelne Chassis verfügt über eine spezielle Resonanzstelle im niedrigen Frequenzbereich. Hier steigt die elektrische Impedanz extrem. Liegen die Frequenzen sehr hoch, wird das Verhalten des Systems durch die Schwingspuleninduktivität beeinflusst. Das führt zu einer konstanten Impedanzkurve des Lautsprechersystems. Herkömmliche Lautsprecher zeigen eine gesteigerte Impedanz im hohen Frequenz- und im Tiefbass-Bereich. Genau in diesem Zusammenhang kommt es bei der Kombination von einem üblichen Röhrenverstärker und normalen Lautsprechern zu einer Überhöhung des Pegels. Und das werden Ihre Ohren höchstwahrscheinlich wahrnehmen.

Die Fans von Röhrenverstärker setzen den schlechteren technischen Parametern den warmen Klang des Ur-Verstärkers entgegen. Allerdings ist der Sinn einer Hi-Fi-Anlage nicht der besonders warme, sondern der unverfälschte Sound. Und das kann ein herkömmlicher Röhrenverstärker nach Meinung der meisten Hi-Fi-Anhänger nicht leisten.

Wenn Sie sich für einen Röhrenverstärker entscheiden, können Sie durch das geschickte Einbinden in das System Ihrer Anlage deutlich bessere Klangerlebnisse realisieren. Die perfekte Kopplung der einzelnen Komponenten mindert bei Elektroröhren wie Transistoren die Verzerrungen.

Fazit

Abschließend lässt sich sagen, dass es sich bei Transistoren um die bevorzugte Verstärkervariante handelt. Das liegt neben den niedrigeren Anschaffungskosten auch an der besseren Schaltungstechnik. Eine Elektroröhre benötigt aufgrund ihrer Ausmaße mehr Platz, Energie zum Aufheizen, basiert auf veralteter Technik und kostet bedeutend mehr Geld.

Ob elektrischer oder Röhrenverstärker – für welches System Sie sich entscheiden, hängt von Ihrem persönlichen Geschmack ab. Immerhin bedeutet intensiver Musikgenuss für jeden etwas anderes.

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