Funktion Vorvestärker

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Hgh-Fdlt
Stammgast
#1 erstellt: 12. Okt 2015, 00:04
Beim recherchieren zu einer Frage bin ich auf einen Widerspruch gestossen und hoffe, jemand kann ihn hier für mich auflösen.

Ein Vorverstärker hebt nach meinem Wissen ein sehr niedriges Eingangssignal auf ein bestimmtes Niveau, damit der eigentliche Verstärker/Endstufe, dieses verarbeiten kann. Bsw. ist das bei Phono der Fall. So weit, so klar.

Gestern und heute bin ich der Frage nachgegangen, warum an Verstärkern/Receivern die Lautstärkeanzeige in dB im "minus" angezeigt wird. Die Erklärung, dass der Lautstärkeregler/Potentiometer/regelbarer Widerstand das Signal abschwächt und bei Vollaussteuerung 0dB, d.h. keine Signalabschwächung mehr vorliegt und deshalb alle Werte darunter folglich im negativen Bereich liegen, ist soweit auch klar und verständlich.

Was mich jetzt stutzig macht ist die Tatsache, dass der Vorverstärker, der eigentlich zu schwache Signale für die Endstufe vorverstärkt, nun diese doch eigenltich abschwächt.

Kann hier jemand den Widerspruch für mich aufdröseln?
Cogan_bc
Inventar
#2 erstellt: 12. Okt 2015, 00:11
ein VV ist irgendwie nur ein regelbarer Wiederstand
da wird nichts verstärkt, allenfalls auf den Phono Eingängen
es gibt ja sogar passive VV
audiophilanthrop
Inventar
#3 erstellt: 12. Okt 2015, 00:55
Bei der Lautstärkeanzeige sollte man vorsichtig sein. Wenn man Glück hat, entspricht diese der Einstellung des PGAs, von Mute/-80 dB bis vielleicht +15 dB.

Aber ja, meistens wird er tatsächlich abschwächen. Es ist gar nicht ungewöhnlich, bei Zimmerlautstärke locker 40-50 dB unter Maximum zu landen, und damit bei einer Über-Alles-Spannungsverstärkung zzgl. Vor- und Endverstärker von grob 1. Die Gesamtverstärkung vieler HiFi-Verstärker ist nun einmal so dimensioniert, daß Vollaussteuerung auch noch bei 150-200 mVeff am Eingang erreicht werden kann - heute kommen nur mehr EU-ausgebremste MP3-Player maximalpegeltechnisch in solche Bereiche, während CDs immer lauter geworden sind und nicht selten im Durchschnitt 10 dB unter 0 dBFS liegen (und das sind meist 2-2,5 Veff ab CD-Player, also im Schnitt ~700-800 mVeff).

Wenn wir mal von meinetwegen 100 W Nennleistung ausgehen, reicht das rechnerisch bei Lautsprechern zu 85 dB/W/m für 105 dB SPL (Richtwert 1 dB SPL/W/m = 1 dB SPL in ~2,5-3 m stereo für normal bedämpfte Wohnräume). Zimmerlautstärke sind ~65 dB SPL, also heißt es 40 dB runterdrehen. Wohlgemerkt bei Eingangspegel = Nenn-Eingangsempfindlichkeit.

Jetzt noch die neuzeitliche CD im CD-Player, und es kommen nochmal ~12 dB dazu. So manches Lautstärkepoti müht sich da schon langsam mit dem Kanalgleichlauf.

Damit ist auch klar, warum ein Passiv-Pre (Lautstärkepoti mit nix) ausreichen kann. Die Eingangsempfindlichkeit vieler Endstufen liegt bei ~1,5 Veff, am CD-Player braucht man damit eigentlich überhaupt keine Vorverstärkung.

Ist aber nicht schlimm, ein Verstärker ist eh der beste Abschwächer. Die Crux am Passiv-Pre ist der unausweichliche Kompromiß zwischen Eingangs- und Ausgangsimpedanz. Deswegen nimmt man meistens ein Poti/Widerstandsnetzwerk zu nominell 10 kOhm, dann landen wir bei 10 kOhm ein und maximal 10k/4 = 2,5 kOhm aus, was praktikable Werte sind - aber nicht eben berauschend. Einen normalen aktiven Pre kann man ohne weiteres auch mit einem 50-kOhm-Poti bestücken (i.d.R. besserer Gleichlauf als niedrigere Werte, warum auch immer) und mit einem Ausgangswiderstand zu 220 Ohm versehen - begrenzt nach unten eigentlich nur durch die Empfindlichkeit der Verstärkerschaltung für kapazitive Lasten und Kurzschlußschutz-Überlegungen, bei besseren Pres sind es dann auch mal 50-75 Ohm.
tomtiger
Administrator
#4 erstellt: 12. Okt 2015, 07:05
Hi,


Hgh-Fdlt (Beitrag #1) schrieb:
Was mich jetzt stutzig macht ist die Tatsache, dass der Vorverstärker, der eigentlich zu schwache Signale für die Endstufe vorverstärkt, nun diese doch eigenltich abschwächt.


wenn Du es "Vorstufe" nennst, gibt es den Widerspruch nicht mehr.

Vereinfacht ausgedrückt: Eine variable Verstärkung ordentlich hinzubekommen ist nicht so trivial. Nicht mit Röhren, nicht mit Transen.

Eine fixe Verstärkung zu konstruieren ist recht trivial, die benötigt dann zur Signalabschwächung einen Spannungsteiler, also zwei Widerstände, ein variabler Spannungsteiler sind zwei variable Widerstände, für wenig Geld als Potentiometer zu kaufen.

Die Lösung "um einen fixen Wert lauter machen, dann mit simplem Spannungsteiler abschwächen" ist einfach, billig und mit manchen Technologien einfach kaum anders umzusetzen. Deshalb wird nahezu immer diese Lösung verwendet. Auch in Vollverstärkern.

LG Tom
Hgh-Fdlt
Stammgast
#5 erstellt: 12. Okt 2015, 10:58
@tomtiger

Ja, darüber habe ich auch schon gelesen. Aber um einen fixen Wert vestärken macht doch die Endstufe. Oder macht die Vorstufe dies bsw. bei Phono auch? Was passiert dann aber mit den Signalen, die die Vorstufe gar nicht bräuchten, wie CD?
Mickey_Mouse
Inventar
#6 erstellt: 12. Okt 2015, 11:07

Hgh-Fdlt (Beitrag #5) schrieb:
Was passiert dann aber mit den Signalen, die die Vorstufe gar nicht bräuchten, wie CD?

auch die brauchen die Vorstufe, damit du irgendwo die Lautstärke einstellen kannst!
wenn du einen CD-Player mit variablen Ausgang hast, dann kannst du an den (i.d.R.) auch direkt eine Endstufe hängen.
tomtiger
Administrator
#7 erstellt: 12. Okt 2015, 11:45
Hi,


Hgh-Fdlt (Beitrag #5) schrieb:
Oder macht die Vorstufe dies bsw. bei Phono auch?


macht jeder mir bekannte Verstärker der linear einen bestimmten Frequenzumfang verstärken soll.



Was passiert dann aber mit den Signalen, die die Vorstufe gar nicht bräuchten, wie CD?


Früher gab es eine Mute Taste, damit konnte man den Gesamtpegel um mehrere dB reduzieren. Da muss man einfach die Lautstärke weiter zurückdrehen.

LG Tom
MacPhantom
Inventar
#8 erstellt: 17. Okt 2015, 19:35

Cogan_bc (Beitrag #2) schrieb:
ein VV ist irgendwie nur ein regelbarer Widerstand
da wird nichts verstärkt

Das stimmt per se nicht ganz. Das Ausgangssignal, welches den VV verlässt hat zwar noch eine vergleichbar geringe Spannung wie das Signal vom Zuspieler (einfach abhängig von der eingestellten Lautstärke), aber das muss nicht heissen, dass da nur passiv mittels Potentiometer heruntergeregelt wird. Klar, einen Stromverstärker gibt's nicht in einer Vorstufe, aber die guten haben z.B. einen Spannungsverstärker variabler Güte* eingebaut, der bei guter Ausführung den Signal-Rausch-Abstand deutlich weniger verringert wie ein passiver Widerstand.
Es gibt aber auch viele konventionell aufgebaute Vorstufen, die Kaskaden von Verstärkungseinheiten beinhalten. Hier zum Beispiel mal ein Ausschnitt des Schaltplans einer Technics SU-A4:

Dieses Layout (dreifache Darlington-Schaltung) könnte man quasi 1:1 hochskalieren und in eine grosse Endstufe einbauen. Bei Phono MM und MC gibt's dasselbe nochmals in grün. Und dennoch weist diese Vorstufe sensationelle Messwerte auf (und klingt natürlich einwandfrei). Man sieht also, dass mehr Bauteile nicht zwingend schlecht sein oder zu mehr Rauschen führen müssen, genauso wenig wie etwas längere Signalwege. Es kommt nur auf die Qualität der Umsetzung an.


*Idee dahinter: ein konventioneller (Vor-) Verstärker regelt das Eingangssignal anhand des Lautstärkepotis herunter und verstärkt es danach wieder mit einem fixen Faktor. Ein Verstärker variabler Güte hat das Volume-Poti aber quasi in der Verstärkungsstufe eingebaut: es wird nichts passiv heruntergeregelt, stattdessen wird die Treiberstufe direkt mit dem Eingangssignal gefüttert und ihre Gain (Güte) mittels Volumeregler festgelegt.


[Beitrag von MacPhantom am 17. Okt 2015, 19:35 bearbeitet]
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