Versterkers

 

Inleiding

Essentiele specificaties

Eindversterkers

Voorversterkers

Voedingsdeel

 

Digitale versterkers

 

Home


Inleiding

In dit hoofdstuk geef ik aan op welke aspecten je moet letten bij het aanschaffen, bouwen of specifieren van een versterker voor HiFi weergave.

 

Ik maak onderscheid tussen eindversterkers en voor- of regelversterkers. Voor gecombineerde regel/eindversterkers geldt de combinatie van specificaties.

Omdat alle versterkers ook met een voedingsdeel komen is er daarover een aparte paragraaf.

 

Lees vooral ook het hoofdstuk Hoe klinkt elektronica over hoe de elektronische aspecten in de klank tot uitdrukking komen.

Zo goed als alles in dit hoofdstuk geldt ook voor buizenversterkers, alhoewel ik daarover in een apart hoofdstuk wat onaardige dingen zeg.



Essentiele specificaties 

Er zijn slechts een handvol eigenschappen die de geluidskwaliteit van een eind- of regel versterker bepalen.

Na het vermogen (hoe hard kan 'ie) zijn dat: 

Met de stand van de techniek sinds ca. 1980 kunnen deze specificaties uitstekend gehaald worden met normaal in de handel verkrijgbare onderdelen en ontwerp regels die vrij algemeen bekend zijn in de elektronica gemeenschap. Er komen geen bijzondere technieken, patenten, octrooien of  "fabrieks geheimen" aan te pas.

 

Andere eigenschappen zijn voor de geluidskwaliteit niet van belang maar hebben betrekking op de aansluitmogelijkheden of het bedieningsgemak. 

 

Noot 1. Als je gebruik maakt van apparatuur die frequenties (ruim) boven 20 kHz kan weergeven  (zoals SACD, sommige vinyl-platenspelers en sommige DAT recorders, moet je voor de bovengrens minimaal 50 kHz kiezen. De praktijk leert overigens dat veel (eind) versterkers ruim boven 20 kHz uitgaan, veelal 50 tot 100 kHz halen. Vaak wordt dit echter niet gespecifieerd, en er zijn er meestal ook geen vervormings gegevens bekend bij zulke hoge frequenties.  

 

Noot 2. Meestal wordt THD opgegeven. Total Harmonic Distorsion, of totale productie van harmonischen. Interessanter is wellicht de mate waarin er intermodulatie producten ontstaan. Intermodulatie gaat altijd hand-in-hand met harmonischen productie en leidt steevast tot frequenties (tonen) die niet in het muzikale patroon passen.

Er bestaat een verscheidenheid aan manieren om vervorming te meten en te specifieren. Alhoewel er enkele normen zijn geven versterker fabrikanten zelden op volgens welke norm er gemeten is. Bovendien bestaat er ook verschil van inzicht over de realiteitszin van de meetmethoden. Sommige meetmethoden zijn veel gevoeliger voor bepaalde types vervorming dan andere, en de vraag hoe de hoorbaarheid daarbij past. Ik kom hier t.z.t. nog op terug. 

Top



Eindversterkers

 

Inleiding

Eindversterkers moeten het vermogen voor de luidsprekers leveren.

Ze zijn leverbaar in stereo- uitvoering of als "monoblock". In het laatste geval heb je er twee nodig, of meer als je aan Bi-Amping of Tri-Amping wilt doen. Voor Bi-Amping kun je met twee stereoversterkers, eentje aan elke iedere kant uitkomen. Het ene kanaal doet het laag, het andere het hoog. Voor Tri-Amping is er niet zo'n eenvoudige oplossing.

 

Vermogen, Output Power

Voor huiskamer HiFi voldoet een versterker vermogen vanaf ca. 30 Watt onvervormd sinus vermogen. In elk rijtjeshuis, flat of twee-onder-1-kap zul je ruzie met de buren krijgen als je dit vermogen regelmatig gebruikt.

De enige goede manier om het vermogen van een versterker op te geven is het continue onvervormd sinus vermogen, of  Continue RMS, waarbij de vervoming nog onder een bepaalde waarde blijft. Alle andere definities beogen slechts een groter getal te geven dat geen recht doet aan wat er feitelijk gebeurt. Zo zijn er termen in zwang als "Piek vermogen", "Muziek vermogen" en nog wel enkele andere.

Het versterker vermogen wordt opgegeven bij een bepaalde luidspreker impedantie. Meestal 8 Ohm. Soms wordt een groter vermogen opgegeven bij 4 Ohm.  Let er op met wat voor luidsprekers je wilt gaan werken. Het een is niet beter of slechter dan het ander, maar als je luidsprekers 4 Ohm zijn moet je versterker dat ook aan kunnen. Andersom, 8 Ohm luidsprekers met een 4 Ohm versterker kan geen kwaad, maar het maximum vermogen zal ongeveer de helft zijn.

 

Frequentie bereik, fase verschuivingen.

Je hebt een frequentie bereik van 20 Hz tot 20.000 Hz (20 Kilo Hertz) nodig. In de praktijk gaat het frequentie bereik altijd wat verder, maar dat geeft op zich geen verbetering van de geluidskwaliteit. Zie noot 1
Bij de opgave van het frequentie bereik wordt vaak ook de vlakheid (flatness) opgegegeven, vaak als "binnen 1 dB". Dat is prima. 
Als er niets opgegeven is wordt het frequentie bereik bedoeld waarbij zowel in het hoog als in het laag  3 dB verzwakking optreedt.

In sommige Hifi kringen wordt een veel groter frequentie bereik opgegeven of gewenst, soms wel tot over 1 Megahertz. Zulke hoge frequenties worden door het menselijk oor niet gehoord, en er is ook geen enkele signaalbron die ze produceert. Zo'n versterker wordt wel veel gevoeliger voor storing van buitenaf. Bedenk dat de middengolf zenders op ca. 1 Megahertz uitzenden.

 

Faseverschuiving (ook wel fasevervorming, phase distorsion, dispersie, groeplooptijden, group-delay genoemd) is het verschijnsel dat de verschillende frequenties niet met de dezelfde vertraging doorgegeven worden. 

Bij versterkers is dit zelden een probleem; als de amplitude karakteristiek goed vlak is is de fase karakteristiek ook recht (*). Bovendien is het menselijk gehoor betrekkelijk ongevoelig voor de fase van boventonen

 

(*)Noot: Het is wel mogelijk om een niet-rechte fase karakteristiek te maken, terwijl de amplitude-karakteristiek perfect vlak is. Daarvoor moet je echter een bijzondere schakeling gebruiken, bijv. een z.g. all-pass-filter. Zo'n schakeling komt in een normale versterker niet voor.

 

Impuls responsie

De manier waarop de diverse frequenties door een versterker doorgegeven worden kan ook gemeten worden door een korte impuls toe te dienen en te kijken hoe de versterker daarop reageert, d.w.z. hoe dat uitslingert. We noemen dat de impuls-responsie. Impuls responsie en amplitude/fase-karakteristiek zijn twee manieren om dezelfde eigenschappen te bestuderen. Amplitude/Fase en Impulsresponsie zijn ook zonder meer in elkaar om te rekenen via de Fourier transformatie. (FT, of  FFT) Een aparte specificatie van de impulsresponsie is dan ook niet nodig.

Een elektronicus zal een versterker vooral onderzoeken met de stapresponsie. Simpelweg omdat de apparatuur voor zo'n meting veel eenvoudiger is (blokgolf generator en oscilloscope) en het resultaat bijna met 1 oogopslag geinterpreteerd kan worden. Bovendien is de hoogfrequent stabiliteit veel gemakkelijker te zien aan de impuls- of stap responsie dan aan de amplitude/fase karakteristiek.

 

Vervorming, Total Harmonic Distorsion, of THD

Transistor versterkers halen gemakkelijk een vervormings percentage van 0.05% of minder. Dat betekent dat de vervormings producten zwakker zijn dan  -66dB. Gezien de maskerings eigenschappen van het menselijk oor is dit volstrekt onhoorbaar. Een lager vervormings percentage is wel aardig, maar je zult het verschil niet meer kunnen horen. Bovendien: Luidsprekers vervormen zelden minder dan 1%.

Belangrijk is dat de vervorming ook bij een laag volume gering blijft. Bij eindversterkers ligt het gevaar van cross-over vervorming op de loer, en dat manifesteert zich bij uitgangsvermogens van enkele milliwatts. 

 

Brom

Bedoeld wordt de hoeveelheid brom (een ronkend of zoemend geluid) die je kunt horen als er geen ingangssignaal aangesloten is. Vaak wordt het aangegeven ten opzichte van een uitgangsvermogen van 1 watt. Je moet dan een getal zien van -90 dBWatt of groter (meer negatief).

Als het criterium van 1 Watt er niet bij staat geldt het t.o.v. het maximum vermogen van de versterker. Voor een 100 Watt versterker moet je dan 40 dB meer eisen, dus  -130 dB.
Brom is een gebrek van de (eind) versterker, van een ander apparaat in je installatie, of het ontstaat door een aardlus, of door onvoldoende afscherming.

Als je last van brom hebt moet je eerst eens alle signaalkabeltjes naar je versterker losnemen, zodat je versterker alleen nog verbonden is met het lichtnet en met de luidsprekers. Als je dan nog steeds brom uit de luidsprekers hoort moet je die versterker laten nazien.

 

Ruis

Bedoeld wordt de hoeveelheid ruis (een sissend geluid) die je kunt horen als er geen ingangssignaal aangesloten is (of als de volume regelaar "dicht" staat). Vaak wordt het aangegeven ten opzichte van een uitgangsvermogen van 1 watt. Je moet dan een getal zien van -90 dBWatt of groter (meer negatief).

Als het criterium van 1 Watt er niet bij staat geldt het t.o.v. het maximum vermogen van de versterker. Voor een 100 Watt versterker moet je dan 20 dB meer eisen, dus  -110 dB. (n.b: Er stond hier eerder 40 en 130 dB. Dat was fout)
Ruis is een principiele kwestie, alle (analoge) apparatuur heeft een bepaalde ruisbijdrage. Voor huiskamer versterkers moet het echter onhoorbaar kunnen zijn, ook met je oor aan de luidspreker.

Als er op een versterker ingang géén signaalbron aangesloten is, en je kiest die ingang met de volume regelaar rechtsom dan zul je vaak flink wat ruis horen. Dat hoeft niet slecht te zijn; Sluit op die ingang een "stille" signaalbron aan (bijv. een CD speler zonder CD of met de "stilte-CD") en luister nog eens. Als je dan nog steeds veel ruis hoort moet je gaan opletten. Draai dan een CD met muziek, en kijk hoeveel de volume regelaar terug moet om de ruiten niet te laten springen. Luister bij die stand nog eens naar de "stille" Cd-speler. Als je dan niks hoort is het wel OK.

 

Kanaalscheiding of overspraak

Bij stereo weergave is het wenselijk dat het signaal van het ene kanaal niet in het andere terecht komt.

De overspraak moet minder zijn dan zo'n -60 dB, maar de meeste versterkers halen gemakkelijk -80 dB of meer.

Bij veruit de meeste stereo opnames zit het geluid nooit helemaal aan 1 kant, zodat een beetje overspraak geen kwaad kan. De overspraak mag echter niet vervormd zijn.

De kanaalscheiding van de vinylplaat (en speler) was niet veel beter dan ca. -25 dB, en tamelijk vervormd. Door heel wat High-enders wordt vinyl nog steeds (of weer) beschouwd als het summum van geluidsweergave....???

 

Demping (dempingsfactor) of uitgangs impedantie

De bedoeling is dat de eigen beweging van de luidspreker door de versterker gedempt worden. Bij onvoldoende demping kan de eigen resonantie van de luidpreker de overhand krijgen. Bij basluidspreker wordt dit het meest merkbaar, door een wat boemerig geluid. Sommige bastonen klinken veel luider dan andere.. 

Voor een goede demping moet de uitgangs impedantie van de versterker zo'n tien keer lager zijn dan die van de luidspreker. Lager is ook goed, maar nauwelijks meer beter. Een waarde van 0.8 Ohm of lager is ok. 

Vaak wordt niet de uitgangs impedantie opgegeven, maar de "dempingsfactor". Dit is een misleidende term die zo gedefinieerd is dat er gemakkelijk een groot getal ontstaat. De definitie is: 8 Ohm gedeeld door de uitgangsimpedantie van de versterker. Er wordt echter voorbij gegaan aan het feit dat de demping bepaald wordt door de som van de versterker impedantie, de kabel weerstand, evt. de weerstand van spoelen in het wisselfilter en de gelijkstroom weerstand van de luidspreker zelf. En die laatste is zo'n 6 Ohm voor een 8 Ohm luidspreker. Het maakt dan niet erg uit of de versterker er een paar tiende of een paar honderste Ohm aan toe voegt.

Elk dempings getal groter dan 10 is goed. Grotere getallen zijn niet meer beter. (maar je ziet vaak waardes van 100 of 400)
Er is een apart hoofdstuk over de demping van luidsprekers waarin o.m. duidelijk wordt hoe het passieve wisselfilter in de luidsprekerkast die demping verknalt.

 

Aansluiting voor hoofd telefoon

Gesteld dat de versterker dat heeft, en dat je het ook wilt gebruiken dan moet je ook op het volgende letten:
In veel versterkers worden door het insteken van een hoofdtelefoon plug de luidsprekers uitgeschakeld. Daar is niets mis mee, maar soms wordt het signaal dat normaliter naar de luidsprekers gaat zonder meer naar de hoofdtelefoon aansluiting gevoerd. In dat geval is er een risico dat je bij hoofdtelefoon luisteren meer last hebt van brom of ruis dan nodig is.

Er zijn een paar manieren om hier achter te komen: 

1. Luisteren, maar wel in een zeer stille ruimte, en met de volume regelaar dicht. Je mag dan beslist geen brom of ruis kunnen horen. 

2. Luister naar het verschil in volume tussen luidspreker weergave en hoofdtelefoon bij de zelfde stand van de volume regelaar. Als de hoofdtelefoon aanzienlijk luider klinkt dan de luidsprekers dan is er waarschijnlijk een probleem. 

3. Kijk in de specificaties van die hoofdtelefoon uitgang. Als er een uitgangs impedantie van 4 of 8 Ohm opgegeven wordt is eer een potentieel risico.

Top


Tot zover de specificaties van eindversterkers die de geluids kwaliteit bepalen. Wat hierna volgt is soms ook belangrijk, maar heeft geen effect op de geluids kwaliteit.

 

Stabiliteit of capacitieve belasting

Gegevens over de (hoogfrequente) stabiliteit worden bijna nooit expliciet gegeven. Je mag er van uitgaan dat dat wel goed zit, want anders worden de vervormings-specifikaties niet gehaald.

Als je van plan bent om elektrostatische luidsprekers te gebruiken moet je uitdrukkelijk nagaan of de versterker daar tegen kan. Elektrostaten vertegenwoordigen bij hoge frequenties maastal een zeer lage impedantie

 

DC - of AC koppeling met de luidsprekers.

Een DC-koppeling maakt koppelcondensatoren overbodig, waardoor de demping van de basluidspreker ietsje beter kan zijn dan bij een AC-koppeling.

Het nadeel is dat er bij een defect in de versterker een grote gelijkstroom door de (bas) luidsprekers kan gaan lopen, waardoor die vernield zou kunnen worden.

Bij een versterker met DC-koppeling is het dan ook wenselijk dat er een beveiligings circuit is dat bij zo'n defect de versterker uitschakelt of de luidsprekers afkoppelt. 

 

Ingangs impedantie

Meestal 50 of 100 KOhm. Met de ingangs impedantie is er nooit een probleem want de uitgangs impedantie van regelversterkers is altijd veel kleiner, en dan vomt de eindversterker geen noemenswaardige belasting.

 

Ingangs gevoeligheid

Dit is het ingangssignaal dat nodig is om het maximale vermogen van de versterker te bereiken. (Als de eindversterker een eigen volume regelaar heeft staat die meestal maximaal bij deze specificatie)

Vergelijk deze waarde met de uitgangs spanning (lijn-nivo) van de regelversterker die je denkt te gaan gebruiken. De regelversterker  moet wat meer kunnen leveren.

Als de regelversterker véél meer kan leveren moet de eindversterker beslist een eigen volume regelaar hebben.

 

Aansluitklemmen voor de luidsprekers

Er moet een degelijke aansluiting voor de luidspreker kabels zijn, d.w.z. met een flinke klemkracht. Klem verbindingen (knopje drukken, draad insteken) zijn prima, evenals schroef verbindingen. In dat geval moet je vorkklemmetjes aan de kabel gebruiken en beslist veerringen gebruiken om de klemkracht op peil te houden).

Stekker verbindingen hebben nog wel eens een te geringe klemkracht en geven dan een instabiele overgangsweerstand. Een nadeel van banaanstekers is dat ze ook in het stopcontact passen (kinderen!). 

Vergulde connectoren zijn voor luidspreker kabels niet nodig. (maar mischien staat het wel mooi)

 

Aansluitingen voor het ingangssignaal (Line Input)

Hiervoor vind je meestal tulp-connectors. De 3- of vijf polige DIN stekkers zijn volstrekt achterhaald.

Als de connectors verguld zijn (en dan moet je ook vergulde stekkertje aan de signaalkabel hebben) dan heb je op een termijn van jaren geen last van corrosie.

Sommige versterkers zijn voorzien van een symmetrische, of gebalanceerde ingang. Een gebalanceerd systeem is minder gevoelig voor storing van buitenaf, maar dan moet ook de signaal bron een gebalanceerd signaal afgeven. Voor huiskamergebruik heeft dit zo goed als geen voordelen. Gebalanceerde systemen vinden hun oorsprong in de P.A. wereld, waar er vaak lange signaalkabels nodig zijn die ook nog wel eens in de buurt komen van de hoog-vermogen dimmers voor de theater lampen. De bekende aansluittechniek is dan die met XLR connectoren. 

 

Lichtnet aansluiting

Er worden geen bijzondere eisen aan lichtnet snoeren gesteld.

Er doen allerlei claims de ronde over verbetering van de geluidskwaliteit door andere netsnoeren of door het toepassen van netfilters. Deze verhalen komen van nitwits of charlatans. Zie de hoofdstukken over bekabeling en storing

 

Klasse A, AB, B etc..

Deze aanduidingen geven geen "kwaliteits klasse" of zoiets aan, zoals wel eens gesuggereerd wordt. Ze duiden op een intern technisch verschil voor de manier waarop de eindtrap is opgebouwd. Bij een overigens goed ontworpen versterker zijn er geen waarneembare klankverschillen.
Bij een klasse A versterker voert de eindtrap constant een bepaalde stroom. De sterkte van deze stroom wordt gevarieerd met het signaal, maar hij wordt nooit nul.

Bij de zuivere klasse B versterkers voert de eindtrap geen stroom in de rustoestand. Pas wanneer er signaal is levert de ene helft van de eindtrap stroom voor de positieve delen van het signaal en de andere helft de stroom voor de negatieve delen. Er is hier een risico dat die positieve en negatieve helften niet goed op elkaar aansluiten. In dat geval ontstaat de z.g. overneem vervorming. Om dit probleem te overkomen worden audio versterkers nooit met de pure klasse B gemaakt, maar er zit altijd een klein stukje klasse A in.

Klasse C wordt alleen gebruikt voor sommige toepassingen in de vermogens-elektronica en bij sommige radio-zender schakelingen. Deze klasse is niet geschikt voor audio toepassingen.

 

Klasse D (ook wel T genoemd) wordt al vele jaren toegepast in schakelende voedingen (Switched Mode Power Supplies) en voor het regelen van elektromotoren van zeer klein tot zeer groot. Sinds enkele jaren is deze techniek ook geschikt gemaakt voor audio toepassingen. De belangrijkste voordelen van deze techniek zijn de geringe warmte ontwikkeling in de eindtransistoren, (dat is van belang bij heel kleine audio apparaten zoals micro-setjes) en het hoge rendement, dus geringe stroomopname (dat is van belang bij batterij- of accu- gevoede apparatuur zoals mobiele muziek of -telefonie)

Het principe is dat de eindtrap zeer snel (honderden kHz) schakelt tussen plus- en min- voedingsspanning. De puls-pauze verhouding van dit schakelen bepaalt de gemiddelde stroom door de luidspreker. Deze klasse maakt het mogelijk om bijv. een SP/Dif signaal -na de nodige digitale processing- zonder D/A converter en analoge versterking aan de luidsprekers toe te voeren. In feite is de digitale eindtrap een D/A converter die direct het vermogen aan de luidspreker(s) levert.

Dat klinkt allemaal erg fraai, maar er zitten een paar adders onder het gras die maken dat zo'n digitaal ontwerp zeker niet zonder meer tot een beter geluid leidt.

De onderstaande (engelstalige) links geven een goede indruk van de problematiek en de oplosingen die met dit type versterkers samenhangt.

Design Considerations for True Digital Power Amplifiers 

Digital Audio Measurements

 

Inschakel vertraging

Veel eindversterkers hebben een circuitje (een relais) dat pas enkele seconden na het inschakelen de luidsprekers met de versterker verbindt. Dit voorkomt onaangename "Bwoep" geluiden bij het inschakelen. Het heeft niets te maken met "opwarmen", want dat hoeft niet bij transistor versterkers. Het gebeurt soms dat zo'n relais slecht contact maakt. 

 

Beveiliging

Sommige eindversterkers zijn voorzien van beveiligings circuits die moeten voorkomen dat de versterker stuk gaat door overbelasting, of dat de luidsprekers stuk gaan door een defect in de versterker.

Als je erg dure luidsprekers hebt en/of  ook regelmatig met een hoog volume wilt spelen dan zijn zulke beveiligingen zeer gewenst. 

Er zijn diverse varianten in de manier van beveiligen: Waarschuwings lampje, Uitschakelen, Volume terugnemen, Afkoppelen luidsprekers, noem maar op.
Top



Voorversterkers

 

Inleiding

Voorversterkers verzorgen de keuze van de signaalbron, de volume- en klankregeling, en soms nog enkele bijkomstige functies.

Ik geef eerst de specificaties die van belang zijn voor de geluidskwaliteit, en daarna andere zaken 

 

Frequentie bereik

Je hebt een bereik van 20 Hz tot 20 Khz nodig. Vrijwel alle versterkers voldoen hieraan, en gaan vaak veel hoogfrequenter. (Zie noot 1

 

Vervorming

De vervorming van een regelversterker moet kleiner zijn dan 0.1% bij de nominale uitsturing. En met de hedendaagse technieken kan dat ook gemakkelijk gerealiseerd worden.

 

Overspraak

Bij regelversterkers hebben we te maken met 2 verschillende soorten overspraak. 

De overspraak tussen de verschillende ingangen: dient beter te zijn dan -100 dB (-110 is dus beter) Als je een CD beluistert wil je niet dat de radio er doorheen lispelt.

De overspraak tussen links en rechts (kanaalscheiding) mag wat slechter zijn, maar de meeste versterkers geven hier ook uitstekende getallen.

 

Kanaalscheiding

De signalen van links en rechts kunnen in een regelversterker bij elkaar terecht komen. In ernstige gevallen verslechtert hierdoor de ruimtelijkheid van de weergave.

De kanaalscheiding moet beter zijn dan zo'n -40 dB. Dit wordt gemakkelijk bereikt, we zien meestal waardes van -90 dB of nog beter.

 

Brom en ruis.

Hiervoor geldt hetzelfde als voor eindversterkers.
Gevoelige ingangen, zoals voor vinyl platenspelers (MD of MC elementen) hebben altijd wat meer ruis. In alle gevallen moet het ruisnivo zonder plaat echter beduidend lager liggen dan het ruisnivo met plaat in de zachte passages of tussen de nummers in.

Top


Tot zover de specificaties die de geluids kwaliteit bepalen. Wat hierna volgt is soms ook belangrijk, maar heeft geen effect op de geluids kwaliteit.

 

Aantal ingangen

Gezien het tempo waarin tegenwoordig audio en video apparaten voor nieuwe media verschijnen moet je regel versterker een flink aantal ingangen hebben. Bedenk: Bandrecorder, Casette deck, CD, DAT, DVD, FM-Tuner, Kabel decoder, Laser Disk,  Sateliet ontvanger, PC, TV, VCR, Vinyl-platenspeler, MP3-speler. Denk ook aan signalen die je uit je studeer- of hobby-kamer wilt laten komen, en aan elektronische muziekinstrumenten die je bespeelt.

Microfoon ingangen vallen buiten het bestek van deze website. Als je opnames van akoestische gebeurtenissen wilt maken zul je doorgaans een apart mengpaneel gebruiken.

 

Ingangs gevoeligheid

De meeste afspeel / opneem apparaten voor nieuwe- en  oude media gebruiken signaal nivo's van zo'n 200 mV bij volle uitsturing. Er kunnen echter nogal wat verschillen zijn, en er is een tendens om naar ca. 1 volt te gaan. 

Meestal geeft het door elkaar gebruik van verschillende lijn-nivo's geen echte problemen maar het is wenselijk (en wordt zelden zo uitgevoerd) dat elke ingang een instelbaar nivo heeft, zodat je bij het omschakelen tussen de diverse signaalbronnen geen grote nivoverschillen tegenkomt.

Ingangen voor MD of  MC (vinyl) platenspeler hebben een sterk afwijkende gevoeligheid, en bovendien een bijzondere frequentie afhankelijke correctie (RIAA). Deze ingangen kunnen niet voor iets anders gebruikt worden, en zo'n speler kun je alleen aansluiten op een dergelijke ingang.

Voor het correct afspelen van zeer oude media (78 toeren platen e.d.) heb je bijzondere voorzieningen nodig. Ik ga hier verder niet op in.

 

Ingangs impedantie

De ingangs impedantie van ingangen voor algemene toepassing is meestal 50 of 100 KOhm. Het een is niet beter of slechter dan het andere en alle toepasselijke signaalbronnen kunnen hiermee overweg.

 

Bijzondere ingangen

De ingang voor een MD (magneto dynamische) platenspeler heeft meestal een ingangs impedantie van 47 KOhm. Dit is voorgeschreven voor zulke elementen en altijd (Zie noot 3) goed.

De ingang voor een MC (moving coil) platenspeler heeft doorgaans een veel lagere ingangs impedantie, en dat moet ook zo, gezien de eigenschappen van het MC element.

Let op! Gezien de zeer lage impedantie bij het MC element  moet je hier op de bekabeling letten. Zie het hoofdstuk over bekabeling

 

Noot 3: In een presentatie op de DIY audio dag 2005 in Zutphen heb ik aangegeven dat we dat altijd fout doen

 

Recorder aansluiting

Veel regelversterkers hebben een aansluiting voor een opneem apparaat, zoals een bandrecorder, casette recorder of anders (DAT,  DVD)

Dit soort in-en uitgangen werkt meestal op een lijn-nivo van ca. 200 mV... 1Volt.  Bij veel opneem/afspeel apparaten kun je de opneem gevoeligheid en het afspeel nivo instellen.

Je kunt de REC-OUT (of opnemen) aansluiting ook gebruiken om het signaal naar je keuken, studeer-, slaap- of hobbykamer te brengen. Als je daar een eenvoudige regel+eindversterker neerzet (kijk eens op een rommelmarkt)  met een paar redelijke boxen heb je je muziek door het hele huis. 
Noot: Bij echt lange kabels is het aanbevelenswaardig om een z.g. lijn-versterker tussen te schakelen. Die moet bijv. 1x versterken en een uitgangs impedantie van <100 Ohm hebben. Dat zal een zelfbouwertje moeten zijn, of je moet er een absurd bedrag voor neerleggen.

 

Aparte bron keuze voor luisteren en opnemen

Sommige versterkers hebben de mogelijkheid om de ene signaalbron weer te geven terwijl de recorder aansluiting het signaal van een andere ingang krijgt. Je kunt dan bijv. naar een CD luisteren terwijl je recorder een stuk van de radio opneemt.

Bedenk of je zulke mogelijkheden wilt gebruiken. Zoja: dan is de overspraak van belang; Je wilt niet dat er flarden CD in die radio opname komen.

 

Volume regeling

Met de volume regelaar is meestal niets mis. Sommige puristen maken zich druk om de gelijkloop van links en rechts. Men wil dan een hele dure regelaar (potmeter) of een stappenschakelaar. 
Je kunt daar veel geld aan uitgeven, (maar ALPS is ook niet beter dan zo'n 2 dB) of -als het je echt stoort- een keer aan het balans knopje draaien. Da's veel goedkoper.

 

Balans regelaar

Vrijwel alle regelversterkers komen met een balans regelaar. Soms kun je daarmee 1 kanaal helemaal "stil' maken, maar dat is voor muziek weergave eigenlijk nooit nodig.

Als blijkt dat de balans regelaar flink uit het midden moet voor een goede weergave moet je de luidsprekers en hun opstelling en bekabeling eens goed nakijken.

 

Mono-Stereo schakelaar.

Bij hedendaagse apparatuur kom je die bijna niet meer tegen. Alles is nu stereo. Als je signaal bronnen hebt die uitsluitend mono-signalen kunnen weergeven (78 toeren platenspeler, Middengolf radio) kun je met een eenvoudige doorverbinding zorgen dat het signaal op beide ingangen terecht komt.

 

Klank regeling

De meeste regelversterkers komen met een eenvoudige klankregeling. Een knop voor het hoog en 1 voor het laag. Als je 1 of meer van deze knoppen flink uit de middenstand moet draaien voor een aanvaardbare weergave dan wordt het tijd om eens over andere luidsprekers te gaan nadenken. Maar ga eerst nog eens naar een concertzaaltje met akoestische muziek om je oren een beetje te ijken.

Bij de "betere" versterkers is er ook een knop om de klankregeling buiten werking te stellen. Maar sla niet door met het puristische "geen klankregeling": Ook bij de "beste" installaties is er soms behoefte om wat laag of hoog op te halen of te verzwakken, afhankelijk van de kwaliteiten van de onderhavige opname.

 

Equalizer

Een equalizer is een uitgebreide klankregeling met 5 tot 24  frequentie gebieden waarvan de sterkte afzonderlijk ingesteld kan worden.

In HiFi situaties gebruiken we zo'n ding liever niet. Als je het geluid alleen aanvaardbaar krijgt met een equalizer betekent het altijd dat je slechte luidsprekers hebt, of dat de opstelling ervan uiterst ongelukkig is.

Equalizers worden vaak gebruikt in P.A. installaties omdat je daar vaak te maken hebt met minder gunstige luidspreker opstellingen en /of een belabberde zaal-akoestiek.

 

Loudness

Deze knop is nagenoeg verdwenen. In de begrippenlijst vind je waar die knop voor bedoeld was en waarom het mis ging. Kijk bij "Fyisiologische sterkte regeling"

Een loudness knop hoort niet thuis op een HiFi versterker.

 

Uitgangs nivo (lijn-nivo)

Het signaal nivo op de uitgang naar de eindversterker of de Rec-Out uitgang. Zie aldaar.

 

UItgangs impedantie

De uitgangs impedantie van de lijn- of rec- uitgangen is vrijwel altijd zo laag dat er geen enkel probleem is. Verwacht een waarde van 1 KOhm of minder.
Soms is het signaal op een rec-out uitgang direct doorgeschakeld vanuit de gekozen ingang. In dat geval is de uitgangs impedantie gelijk aan de bron-impedantie van de gekozen ingang, kan dus varieren, en -nog erger- het signaal door het hoofd-kanaal wordt beinvloed door de belasting op de rec-out uitgang. In dat geval is een lijnversterker de enige uitkomst.

 

Dolby-Surround (Registered Trade Mark)

De D-S optie kom je vrijwel uitsluitend tegen in gecombineerde voor + eind versterkers, Meer nog bij z.g. Receivers, FM-tuner + voor + eindversterker.

Dolby Surround is prima voor TV- en Video-films. Voor Hifi muziek weergave is het niet geschikt.

Voor Dolby Surround zijn meerdere luidprekers nodig die op een bepaalde manier verspreid in de kamer moeten staan.

Let op dat er "Dolby Surround" op staat, met het logo. Als er alleen "Surround" staat dan is het iets anders, en meestal nep. De term "Dolby noise reduction" kom je wel tegen bij casette recorders, en slaat op iets totaal anders.

 

DVD of SACD - multikanaal

De DVD en de SACD standaards maken het mogelijk om multikanaal geluid (dus meer onafhankelijke kanalen dan bij stereo) weer te geven, al of niet in combinatie met video-beelden.

De standaards en de weergeef-apparatuur hiervoor zijn momenteel sterk in ontwikkeling, zodat ik er nu nog weinig uitspraken over wil doen.

Voor multikanaal weergave zijn meerdere luidsprekers nodig die op een bepaalde manier in de kamer moeten staan.

Momenteel (medio 2003) wint DVD snel terrein met goedkope luidsprekersystemen van zeer matige kwaliteit. Er zijn ook al DVD-spelers die ook SACD kunnen.  De combinatie van zulke systemen met hifi aparatuur levert nog flink wat problemen op,  want hoe om te gaan met al die luidsprekers ?? Voor kwaliteitsgeluid zijn al die sigaretten- of melkpakjes beslist onvoldoende.  We zullen moeten afwachten hoe dit uitpakt.



Voedingsdeel

 

Inleiding

Bij een gekochte versterker worden er zelden aparte specificaties opgegeven van het voedingsdeel. Dat is ook helemaal niet nodig want  het voedingsdeel beinvloedt slechts enkele aspecten van de specifikaties, en  je mag ervan uit gaan dat de fabrikant een voedingsdeel gebruikt waarmee de opgegeven totaalspecificaties gehaald worden.

Niettemin wordt er in hifi-land een hoop gegonsd over voedingen, en ik zal daar mijn steentje aan bijdragen.

 

Algemeen

Het voedingsdeel heeft uiteraard als doel het leveren van de gewenste voedingsspanning en stroom. Het gaat daarbij altijd om gelijkstroom/spanning.

E.e.a. gaat in een paar stapjes:

Top

 

Gescheiden voeding

Bij stereo versterkers en bij apparatuur die analoge en digitale circuits combineert wordt vaak gehamerd op de wenselijkheid van gescheiden voedingen. Dit kan dan bestaan uit aparte gelijkricht- circuits die gevoed worden uit gescheiden wikkelingen op dezelfde lichtnet-trafo, of ook aparte trafo's. Sommigen willen wellicht ook nog aparte netsnoeren, maar dat is in de veiligheids voorschriften verboden.

Waar gaat het hier om?

Bij stereo versterkers is er het risico dat de linker en rechter kanalen elkaar beinvloeden via een gemeenschappelijke voeding. (overspraak / kanaalscheiding) Bij eindversterkers is dit risico nog wat groter door de grote retourstromen van de luidsprekers.

Bij gecombineerd analoog/digitale apparatuur is er het risico dat er ongewenste signalen uit het digitale deel in het analoge deel komen. (ik gebruik hier met opzet niet de term"'storing" want die signalen zijn in het digitale deel heel erg gewenst. We willen ze alleen niet in het analoge deel hebben.)

Voor beide situaties geldt dat het gebruik van gescheiden voedingen op zich geen garantie geeft dat het dan goed gaat. Door een slechte loop van de bedrading of een ongelukkige loop van de kopersporen op de gedrukte bedrading kunnen er nog steeds ongewenste signalen doorgegeven worden.

Anderzijds is het met een goede routing van kopersporen en bedrading mogelijk om overspraak tussen de stereo-kanalen volstrekt te vermijden. Bij A+D apparatuur kan met eenvoudige filters of een locaal stabilisatie circuit voorkomen worden dat digitale signalen het analoge deel bereiken. Ook hier is de routing van de kopersporen en de bedrading doorslaggevend.

Kortom: Gescheiden voedingen is een dure manier die niet garandeert dat het gewenste doel bereikt wordt, terwijl dat doel met eenvoudige en goedkope middelen bereikt kan worden, mits de ontwerper met verstand van zaken te werk gaat.

Top

 

Ringkern, C-kern of E-kern trafo

Het voordeel van ringkern-trafo's is dat ze een gering uitwendig magneetveld hebben, en bij het zelfde vermogen kleiner zijn. Nadeel: ze zijn duurder en ze hebben een grotere inschakelstroom.

Dat geringe magneetveld helpt bij het voorkomen van hoorbare bromgeluiden uit het apparaat of bromstoring op bijv. een vinyl-platenspeler in de buurt.

De hogere inschakelstroom vereist soms (bij wat zwaardere eindversterkers) dat er een inschakel stroom begrenzing aangebracht moet worden. Vaak een serieweerstand die even na het inschakelen overbrugd wordt door een relais.

De eigenschappen van C-kern trafo's liggen ruwweg tussen die van E- en ringkern trafo's in. Voor de uiteindelijke geluidskwaliteit maakt het type transformator niet uit.

Top

 

Elco's

De gelijkgerichte wisselspanning gaat heen en weer tussen nul en een bepaalde piekwaarde. Er worden grote condensatoren (elco's) gebruikt die voldoende lading bevatten om de gaten tussen deze pieken op te vangen.

Er resteert altijd een bepaalde hoeveelheid rimpelspanning. Hoe meer stroom er afgenomen wordt hoe meer rimpelspanning, en hoe groter de capaciteit van de elco's hoe minder.

Bij regelversterkers is de stroomopname gering, en onafhankelijk van de signaalgrootte of de uitsturing.

Bij eindversterkers is de stroomopname veel groter en varieert sterk met de hoeveelheid geproduceerd geluid (vermogen) Dit vereist aanzienlijk grotere elco's.

Als een fabrikant van een eindversterker een opgave doet van een maximaal continue onvervormd sinusvermogen dan moet je er van uitgaan dat de elco's voldoende groot zijn en dat er voldoende andere maatregelen genomen zijn om te voorkomen dat voedingspannings variaties ongewenste effecten hebben.
Elco's (in ieder geval die van vroeger) kunnen in de loop der jaren (15+) wat in waarde teruglopen door veroudering. Ook dit "probleem" wordt door veel Hifi hobbyisten zwaar overdreven.
Kijk in het hoofdstuk over condensatoren.

Top

 

(Lineaire) Stabilisatie

In gecombineerde regel+eind versterkers wordt het regel gedeelte meestal gevoed d.m.v. een gestabiliseerd circuit. Dit is een zeer efficiente en goedkope manier om te voorkomen dat de variaties in de voedingsspanning (brom, of veroorzaakt door het varierende vermogen dat de eindtrap moet leveren) in de regelversterker terecht komen.

De voedingsspanning voor eindversterkers wordt vrijwel nooit gestabiliseerd. Dat is omdat eindversterkers gemakkelijk zo geconstrueerd kunnen worden dat ze geen last hebben van netspanningsvariaties (maximaal +/- 10%, maar in de prakijk veel minder) of spannings veranderingen t.g.v. de belasting/uitsturing. 
Stabiliseren van de voedingsspanning voor een eindversterker is dan ook voornamelijk geld weggooien.

Lineair betekent in dit verband dat het stabilisatie circuit continu werkt, en niet schakelt (zie schakelende voeding).

Top

 

Netfilter

Bij apparatuur waarin een schakelende voeding voorkomt moet altijd een deugdelijk netfilter gebruikt worden. Zo'n filter moet deel uitmaken van de schakelende voeding, want ieder stukje draad er tussen is een zendantenne. 

Als er alleen lineaire of ongestabiliseerde voedingen gebruikt worden is een netfilter overbodig.  De voedingstransformator en de daaropvolgende circuits bieden altijd voldoende garantie dat er geen ongewenste signalen kunnen doordringen.

Netfilters doen meestal pas iets bij frequenties ver boven het hoorbare gebied. Hoogfrequente stoorsignalen zijn in beginsel onhoorbaar. Als ze erg sterk zijn kan er wel een z.g. werkpuntsverschuiving of AM detectie optreden. Dit gebeurt alleen als je vlak naast een radio of TV-zender (amateur, legaal of illegaal) zit. Een netfilter helpt dan meestal ook niet, want zulke storing spreekt ook in via de signaalkabels.

Losse netfilters die ergens in een snoerverbinding geplaatst worden hebben hoegenaamd geen effect. Zo er al stoorsignalen van buitenaf zijn kunnen die gemakkelijk door het resterende stuk snoer opgepikt worden. Netfilters hebben hooguit  zin als ze in de (metalen) kast van het betreffende apparaat zitten. 
Zie het hoofdstuk over storing.

Top

 

Schakelende voeding

Bij dit type voeding wordt de lichtnetspanning eerst (zonder transformator) gelijkgericht en in zekere mate afgevlakt met een hoogspannings elco. Vervolgens komt er een elektronisch circuit dat deze gelijkspanning omzet in een hoog frequente wisselspanning  (30 KHz tot enkele MHz) en een transformator die de gewenste lagere spanning(en) levert en zorgt voor de scheiding van het lichtnet (veiligheid)

Het voordeel is dat deze circuits een redelijk gestabiliseerde spanning afleveren, en dat ze -ook bij sterk varierende belasting- een hoog rendement hebben (weinig warmte ontwikkeling) De (ferriet) transformator voor die hoge frequenties is ook stukken kleiner en lichter dan die voor de 50 Hz.lichtnet frequentie.

Het nadeel is dat ze duurder zijn dan lineaire stabilisatie circuits, en dat wordt verergerd doordat er aan weerszijden goede filters nodig zijn om te voorkomen dat storing van het schakel-circuit doordringt in hetzij de belasting, hetzij het lichtnet.

In HiFi apparatuur wordt zelden gebruik gemaakt van schakelende voedingen. Je vindt ze wel steevast in TV's, Video-recorders, Sateliet-ontvangers en PC  (rand) apparatuur.

Er is wel een tendens om in steeds meer apparatuur schakelende voedingen te gebruiken. Enerzijds omdat ze -bij voldoend grote aantallen- niet meer zo duur zijn, maar ook omdat ze -bij goed ontwerp-  bijdragen aan de "power factor correction" die door elektriciteits bedrijven en norm-gevings instanties steeds meer vereist worden.

 

Top

Home