Verständnisfrage zu "direct digital" bzw. "volldigital" Verstärkern.

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marrybarry
Hat sich gelöscht

#1 erstellt: 24. Aug 2015, 18:17

Hallo zusammen,
als ich neulich mal wieder ein bisschen im Netz gestöbert habe, habe ich auf der Seite von NAD den C390 DD gefunden. NAD bewirbt diesen ja als "volldigitalen" Verstärker, der einen digitalen Signalweg von den Eingängen bis zu den Lautsprecherklemmen hat. Bei meinen weiteren Recherchen habe ich herausgefunden, dass der NAD M2 wohl nach dem selben Prinzip arbeitet und auch andere Anbieter "volldigitale" Verstärker anbieten.

Ich muss vorneweg sagen, dass ich nicht das riesige Verständnis von verschiedenen Verstärkerschaltungen und Signalverarbeitung habe, aber als ich den NAD entdeckt habe, habe ich mich ein bisschen eingelesen und verstehe mittlerweile die Grundzüge.

Bei "normalen" Verstärkern mit Digital-Eingang ist es ja scheinbar so, dass das eingehende Digital-Signal von einem DAC gewandelt wird und dann analog weiterverarbeitet wird.

Wenn ich jetzt alles richtig verstanden habe, ist die Besonderheit bei dem genannten NAD, dass das eingehende Signal nicht direkt D/A gewandelt wird, sondern Eingriffe wie Lautstärkeregelung und Klangregelung auf digitaler Ebene passieren und das PCM-Signal per Modulator in ein PWM-Signal umgewandelt und in die Endstufe eingeschleift wird.

An diesem Punkt setzt meine eigentliche Frage an: Soweit ich jetzt herausfinden konnte ist das PWM Signal ja eigentlich ein analoges Signal, das in Class D Endstufen verarbeitet wird. Class D Endstufen verarbeiten ja aber keine digitalen Signale sondern analoge Signale, die von ihrem "Erscheinungsbild" her digitalen Signalen ähneln, weshalb Class D Endstufen oft fälschlicherweise als "Digitalverstärker" bezeichnet werden.

Betreibt NAD hier nicht eigentlich eine Täuschung des Kunden, wenn Sie behaupten, dass im C390 DD und im M2 der Signalweg von den Eingängen bis zu den Lautsprecherklemmen vollständig digital ist obwohl eigentlich nur im Vorverstärkerteil ein digitales Signal verarbeitet wird?

Außerdem wirbt NAD ja damit, dass beim C390 DD einige Wandlungsschritte entfallen und deshalb die Klangqualität besser sein soll. Meinem Verständnis nach fällt ja aber beim C390 DD kein Wandlungsschritt weg sondern wird einfach, "nach hinten verschoben", da ja nicht direkt am Eingang gewandelt wird, dafür aber bei der Umsetzung vom PCM zum PWM Signal?

Ich hoffe ihr konntet meinen Ausführungen einigermaßen folgen und könnt meine Fragen beantworten.
Ich habe diese Frage im Hifi-Wissen gestellt, da ich keine Interesse am NAD direkt habe, sondern mich eher die Funktionsweise interessiert, ich hoffe ich bin hier richtig.

Vielen Dank im Voraus und beste Grüße
Marius

audiophilanthrop
Inventar

#2 erstellt: 25. Aug 2015, 09:08

Das siehst du schon ganz richtig.

Als Konsequenz benötigen solche Verstärker übrigens breitbandig geregelte Versorgungsspannungen, jegliches Absacken unter Last würde sich nämlich sonst als AM-Verzerrung bemerkbar machen. Einfach eine (analoge) Gegenkopplung drüberziehen ist ja nicht. Sicher nichts für Anfänger in Sachen Schaltnetzteildesign.

Die derzeit weltbesten Class-D-Verstärker aus dem Hause Hypex haben wenig überraschenderweise einen analogen (wenn auch symmetrischen) Eingang. Gegenkopplung mit Kompensation 5. Ordnung.

jogi59
Inventar

#3 erstellt: 26. Aug 2015, 14:31

audiophilanthrop (Beitrag #2) schrieb:

Als Konsequenz benötigen solche Verstärker übrigens breitbandig geregelte Versorgungsspannungen

Brauchen sie nicht.
Soviel ich weiß, benutzen die den Zetex "Class Z" Chipsatz

Bei dem ist die komplette Signalbearbeitung incl. PWM und Rückkopplung digital.
Ist zwar nicht ganz digital, aber wesentlich digitaler als die rein analogen Class-D Verstärker.

Zetex Class Z

marrybarry
Hat sich gelöscht

#4 erstellt: 27. Aug 2015, 12:18

Soweit sind wir uns schon einig, dass NAD hier in gewisser Weise Täuschung des Kunden betreibt, da der zitierte Signalweg "von den Eingängen bis zu den Lautsprecherklemmen ja doch nicht digital ist.

In dem von jogi59 verlinkten Datenblatt steht ja auch:

the Zetex Class Z
chipset combines with Class D output stages to create
high performance amplifiers

Das ist für mich der eindeutige Beweis, dass es doch nicht ganz ohne Analog-Technik funktioniert

jogi59 (Beitrag #3) schrieb:

Bei dem ist die komplette Signalbearbeitung incl. PWM und Rückkopplung digital.
Ist zwar nicht ganz digital, aber wesentlich digitaler als die rein analogen Class-D Verstärker.

Dass die Signalbearbeitung digital funktioniert habe ich ja schon verstanden, das ist auch in gewisser Weise das, was den NAD von der Masse abhebt.Ich verstehe aber nicht ganz, was du damit meinst, dass die PWM digital funktioniert.

Wie gesagt bin ich auf dem Gebiet nicht sonderlich firm, aber die PWM wird ja gebraucht um der Class D Endstufe das Signal bereit zu stellen und soweit ich das verstanden habe ist das PWM-Signal ja analog. Das heißt, dass nach der digitalen Signalbearbeitung eine D/A Wandlung stattfinden muss. Dazu passt ja auch, dass auf dem Zetex Chip ein D/A Wandler enthalten ist.

Um das ganze jetzt abzukürzen, was unterscheidet die PWM beim NAD von den übrigen Class D Verstärkern?

Viele Grüße

audiophilanthrop
Inventar

#5 erstellt: 06. Sep 2015, 17:03

@jogi59: Oh, interessant, das kannte ich noch nicht. Dann muß ja quasi in einem der Chips eine sehr latenzarme A/D-Wandlung stattfinden. Das ist sonst nämlich immer die Crux, jegliche Latenz verringert die mögliche Bandbreite erheblich, und damit auch die Möglichkeiten für Gegenkopplung. Da kommt unter Garantie eine Kompensation höherer Ordnung zum Einsatz.

@marrybarry: Das PWM-Signal ist nicht mehr analog, das ist wertdiskret. Eine PWM läßt sich grundsätzlich auch digital aufbauen und mit dem Output eines Digitalfilters füttern, dann ist die Pulsbreite halt quantisiert. So funktioniert z.B. die Standard-Audioausgabe beim Raspberry Pi.