• Was hat es mit Sinus- und Musikleistung auf sich?
• Warum sollte eine Endstufe nicht heiß werden?
• Was bedeutet Class-H?
• Was bedeutet "Slew Rate"?

Kein PA-Betreiber der Welt wird jemals die Sinusleistung benötigen, denn normalerweise dienen PA-Endstufen ja dem Zweck, Musik laut zu machen. Da Musik aber sehr individuell und daher schwer zu normen ist (volkstümliche Schlagermusik mal ausgeschlossen), gibt es dafür ein sog. simuliertes Programmmaterial nach DIN (Bandbegrenztes Rosa Rauschen), das in Frequenz- und Energieverteilung durchschnittlicher, stark komprimierter Musik entspricht. Der hauptsächliche Unterschied zwischen den verschiedenen Signalformen liegt im Crest Faktor (= Differenz zwischen Spitzenpegel und Dauerpegel eines Signals, im Allgäu und anderen ländlichen Gebieten auch »Scheitelfaktor« genannt). Dieser beträgt bei einem Sinussignal 3 dB, beim Programmmaterial etwa 13 dB.

Somit liegt der mittlere Dauerpegel von Musik im Durchschnitt 10 dB unter dem eines Sinussignals. Tief durchatmen! Im Klartext bedeutet das nichts anderes, als dass ein Verstärker bei Betrieb mit Musik effektiv nur etwa 1/8 seiner eigentlichen Maximalleistung benötigt. Da PA-Verstärker i. d. R. kein stabilisiertes Netzteil haben (reine Messverstärker haben das sehr wohl), sind Spitzen- und Dauerleistung nicht gleich groß. Die Differenz - sie kann sehr unterschiedlich ausfallen - steht im direkten Zusammenhang mit der Netzteildimensionierung (Stichwort: Elkos).

Deswegen dürfte klar sein, dass eine PA-Endstufe die Spitzen des Signals mit mehr Leistung zum Lautsprecher schicken kann, als es bei einem Sinussignal der Fall wäre. Rechnet man nun die mögliche Spitzenleistung mit Programmmaterial in eine vermeintliche RMS Leistung um, so erhält man einen realistischen Wert für die Leistung, die der Verstärker im Falle der Musikwiedergabe zu liefern im Stande ist.

Die Hauptfunktionsträger einer Endstufe - Leistungstransistoren und Operationsverstärker - bestehen aus Silizium. Silizium verliert bei hohen Temperaturen seine elektrische und auch sonstige Stabilität.

Daher sollte eine Endstufe eine konstante, möglichst niedrige Betriebstemperatur haben, damit die angegebenen technischen Daten auch unter Volllast immer eingehalten werden.

Ein „herkömmlicher“ Endverstärker im Class-AB Betrieb arbeitet mit einer symmetrischen Betriebsspannung (z. B. ± 80V). Da diese Spannung aber nur dann in voller Größe benötigt wird, wenn eine Signalspitze ansteht, Strom durch die Endtransistoren aber auch bei kleiner Signalhöhe fließt, wird die nicht benötigte Spannung mit eben diesem Strom als sog. Verlustleistung im wahrsten Sinne des Wortes verheizt.

Dadurch entsteht gerade im normalen Musikbetrieb enorm viel Wärme innerhalb des Verstärkers. Um dem entgegen zu wirken, wurde der Class-H Betrieb erfunden. Hier gibt es zwei Betriebsspannungen (z. B. ± 50V und ± 80V). Im Ausgangszustand liegt die niedrigere Spannung an den Endstufentransistoren an, somit wird auch eine kleinere Verlustleistung produziert. Eine intelligente Schaltung erkennt nun, wenn am Eingang des Verstärkers eine Spitze anliegt und teilt einem Satz Schalttransistoren mit: „Bitte sofort die hohe Betriebsspannung auf die Endtransistoren!“ Das geht solange, bis die Spitze durch ist, danach wird wieder auf die kleinere Spannung geschaltet.

Klingt einfach, erfordert aber doch einige konstruktive Kniffe und ist schlichtweg genial – mit einem klitzekleinen Haken: Durch die Umschaltung gibt es einen mehr oder weniger großen Stromstoß an den Transistoren, dieser kann zum Ausgang gelangen und die Verzerrungswerte verschlechtern. In einigen Fällen ist das mess- aber normalerweise nicht hörbar (nicht jedoch bei Phonic Endstufen!).

Wichtiges Kriterium für die Qualität und damit Zuverlässigkeit für den Pro Audio Bereich ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit: Der Ausgang einer Endstufe sollte genau dem Eingang entsprechen, nur viel lauter. Jede Veränderung bedeutet Verzerrung. Die Slew Rate sagt aus, wie schnell und exakt ein Verstärker auf Spannungs- und Stromstärkeänderungen reagiert. Je schneller die Slew Rate, um so geringer die Verzerrungen, da der Verstärker das Eingangssignal um so akkurater reproduzieren kann.

Typischerweise wird der Übertragungsbereich bei geringer Leistung, normalerweise bei 1 Watt, gemessen. Die Slew Rate gibt jedoch Auskunft darüber, wie der Frequenzgang der Endstufe bei Vollast ist. Nur eine genügend hohe Slew Rate stellt sicher, daß der Frequenzgang bei Vollast genauso gut ist wie bei der - vollkommen unrealistischen - 1 Watt Leistung.