Verstärker-Klasse

Verstärker werden für vollkommen unterschiedliche Anwendungen entwickelt und gebaut, als Kleinstsignalverstärker, Vorverstärker, HF-Verstärker, Leistungsverstärker oder Gegentaktverstärker. Um die verschiedenen Anwendungen optimal zu erfüllen, müssen die Schaltungskonzepte den entsprechenden Erfordernissen angepasst werden.


Damit der Anwender Vergleichsmöglichkeiten hat, wurden die verschiedenen Verstärkerkonzepte in verschiedene Verstärker-Klassen eingeteilt, die mit Buchstaben gekennzeichnet sind. Neben den allgemein vergleichbaren Klassen A, B, AB, C, D, E, F und S, gibt es noch herstellerspezifische Klassen, wie beispielsweise die T-Klasse.

Die Verstärker-Klassen A, B und AB sind für Leistungsverstärker, die sich durch lineares Verhalten auszeichnen. Die anderen Klassen sind für HF-Verstärker, Modulatoren und Vorverstärker und haben ein nichtlineares Verhalten.

A-Klasse: Bei Leistungsverstärker mit A-Betrieb wird der Arbeitspunkt so gewählt, dass über den gesamten Ein- und Ausgangsspannungsbereich eine lineare Verstärkung stattfindet. Klasse-A-Verstärker zeichnen sich ihre geringen Verzerrungen im Nulldurchgangsbereich aus und haben sich deswegen auch klanglich durchgesetzt. Es handelt sich um eine Eintakt-Endstufe mit einer relativ hohen Linearität. Der Wirkungsgrad ist gering und liegt theoretisch bei 50 %, praktisch weit darunter. Daher werden Leistungsverstärker der A-Klasse, wenn sie im Leistungsbetrieb betrieben werden, relativ warm.

Verstärker-Klassen

Verstärker-Klassen

B-Klasse: Verstärker im B-Betrieb sind Gegentaktverstärker mit zwei aktiven Bauelementen im Push-Pull-Betrieb. Der Arbeitspunkt wird so gewählt, dass über den gesamten Ein- und Ausgangsspannungsbereich eine lineare Verstärkung in jeweils einem der beiden aktiven Bauteile stattfindet, der Übergang der Kennlinien ist allerdings durch eine hohe Nichtlinearität gekennzeichnet. Der erreichbare Wirkungsgrad liegt bei 75 % und darüber, ist also wesentlich höher als der der A-Klasse, die Linearität ist dagegen schlechter.

AB-Klasse: Verstärker mit AB-Betrieb werden eintaktmäßig angesteuert, wie der A-Verstärker, arbeiten aber mit symmetrischer Spannungsversorgung. Die in Komplementärschaltung angeordneten Transistoren steuern in den Emitterkreisen direkt den Lautsprecher an. Die Nichtlinearität der B-Klasse wird durch Dioden im Basiskreis eliminiert, ohne dass die AB-Klasse die Ineffizienz der A-Klasse hat. Die AB-Schaltung zeichnet sich durch eine exzellente Linearität und einen Wirkungsgrad von weit über 50 % aus und ist das am häufigsten eingesetzte Endverstärkerkonzept.

C-Klasse: Diese Verstärkerschaltungen arbeiten mit einem aktiven Bauelement. Sie werden in der HF-Technik eingesetzt, vorwiegend als HF-Endverstärker in Sendern, sind allerdings nicht für alle Modulationsverfahren geeignet. C-Verstärker haben hohe Nichtlinearitäten und einen hohen Wirkungsgrad und werden für die Ansteuerung von Antennen benutzt.

D-Klasse: D-Verstärker wurden für den getakteten Betrieb entwickelt. Sie arbeiten im Push-Pull-Betrieb mit zwei aktiven Bauelementen und fungieren als Schaltverstärker mit äußerst hohem Wirkungsgrad und geringen Verlusten. D-Verstärker werden als getaktete Verstärker mit Pulsweitenmodulation auch im Audiobereich eingesetzt. Dabei werden die analogen Audiosignale in einem A/D-Wandler in digitale Signale gewandelt; diese werden pulsbreitenmoduliert, verstärkt und in einem nachgeschalteten D/A-Wandler wieder in Analogsignale gewandelt.

E-Klasse: Verstärker der E-Klasse sind für die Verstärkung von Rechtecksignalen und Pulsen ausgelegt und nicht für Sinussignale. Die Ausgangslast ist ein abgestimmter Schaltkreis, was zu einem gedämpften sinusförmigen Signal führt. Die einfachste Form eines E-Klasse-Verstärkers besteht aus einem einzelnen Transistor, der als Schalter arbeitet.

F-Klasse: Bei der F-Schaltung wird das elektronische Bauelement im nichtlinearen Kennlinienteil betrieben, was die Generierung von Harmonischen zur Folge hat. Es handelt sich um einen abstimmbaren Leistungsverstärker mit einem abstimmbaren Schwingkreis. Die Abstimmung erfolgt auf der Trägerfrequenz und auf einer oder mehreren Harmonischen.

G-Klasse: Bei der G-Klasse handelt es sich um eine spezielle Ausführung des AB-Verstärkers, die mit einer höheren Amplitudenaussteuerung arbeitet. Dafür benutzt die G-Klasse entweder zwei Stromschienen und eine Umschalttechnik, die dann aktiv wird, wenn eine höhere Pegelaussteuerung erfolgt, oder sie arbeitet mit zwei Endstufen und zwei verschiedenen Versorgungsspannungen mit denen diese versorgt werden. Bei dieser Konstellation bestimmt die Eingangsamplitude den Signalpfad.

H-Klasse: Die H-Klasse geht noch einen Schritt weiter und moduliert die Versorgungsspannung mit dem Eingangssignal. So verursacht ein hohes Eingangssignal verursacht eine hohe Versorgungsspannung.

S-Klasse: Die S-Schaltung entspricht der D-Klasse mit dem Unterschied, dass sie für niederfrequentere Signale ausgelegt ist. Es handelt sich um eine Schaltung in der das aktive Element für die Verstärkung und die Amplitudenmodulation benutzt wird.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Verstärker-Klasse
Englisch: amplifier class
Veröffentlicht: 26.02.2013
Wörter: 695
Tags: #Audio-Komponenten
Links: active, A/D (AD-Wandler), AM (amplitude modulation), Analog, AB (Anrufbeantworter)