Samstag, 17. Dezember 2011

Die Sache mit der Eingangsempfindlichkeit...

Wer im Laufe seines Hifi-Lebens bereits einige Vor- und Endstufen miteinander kombiniert hat, wird es sicherlich kennen: Bereits auf "8 bis 9 Uhr" des Pegelreglers an der Vorstufe brüllt einen die Musik aus den Boxen derart laut an, als wolle sie einen Föhn ersetzen. (Das passiert einem sicher nicht bei "Leisesprechern" mit 8x dB/W/m Wirkungsgrad, aber solche Fehlkonstruktionen möchte ich an dieser Stelle bewusst außer Betracht lassen.)
 
Bei der erstmaligen Inbetriebnahme meiner Sun Audio Uchida erlebte ich genau den beschriebenen Effekt. Wie im Grunde alle Single Ended Trioden (SET) japanischer Provenienz verfügt auch die Uchida über (klanglich unbedenkliche, aber praktische) Eingangspegelregler - dreht man diese "zu", so lässt sich das Problem abmildern, jedoch nicht lösen. Schließlich dienen diese Eingangspegelregler zum Ausgleich etwaiger Kanalunterschiede als eine Art Balanceregler (und sei es, um raumakustische Effekte auszugleichen) bzw. haben die Funktion, einen optimalen Regelbereich des Vorverstärkers zu ermöglichen. Dass die Eingangspegelregler der Endstufe dazu allerdings ihrerseits auf "9 Uhr" stehen, ist sicherlich nicht im Sinne des Erfinders. Was läuft also falsch?
 
 
Spezifikationen der Sun Audio Uchida; Quelle: Sun Audio Japan
 
Die meisten Vorstufen liefern Ausgangsspannungen zwischen 1 und 2 V; die Eingangsempfindlichkeit der Uchida liegt jedoch bei 0,15 V für Vollaussteuerung. Das bedeutet  also, dass selbst bei Vollaussteuerung vom 1,5 V-Signal der Vorstufe noch 90% "vernichtet" werden, gleichbedeutend mit einer Herabsetzung des Signals um 20 dB! Es wird noch grausamer: Wer hört schon dauerhaft (oder jemals) bei "Vollgas"? Niemand. In der Praxis klingen SET ideal, wenn sie im Bereich zwischen 10 und 25% ihres Volllastbereichs laufen - mit Lautsprechern zwischen 92 und 96 dB/W/m dürfte das in den meisten Hörumgebungen auch der Bereich sein, in dem sie von ihren Besitzern betrieben werden. Bei 10% der Nennleistung verliere ich also nochmal 20 dB, in Summe also 40 dB meines Eingangssignals... Klanglich förderlich ist das sicher nicht.
 
Das Paradoxe: Die meisten SET-Konzepte laufen dreistufig, d.h. sie verfügen über eine Eingangsstufe, eine Treiberstufe und über die Ausgangs- oder Leistungsstufe mit ihrer (Leistungs-)Triode. Jede Stufe verfügt über ihren eigenen Verstärkungsfaktor. Das Signal, von dem am Eingang der Endstufe bis zu 99% vernichtet wurden, wird jetzt wieder verstärkt... Unterm Strich ein ähnlicher Effekt wie der, der beim Betrieb eines LS mit einem Wirkungsgrad von 92 dB/W/m passiert: Auch hier werden immerhin noch 99% des an den LS-Klemmen ankommenden Eingangssignals in Wärme umgewandelt...
 
Was also tun?
Die niedrige Eingangsempfindlichkeit ist ein Charakteristikum der SET-Konzepte. Eine Audio Note Vindicator z.B. hat eine Eingangsempfindlichkeit von 250 mV. Frühere SET von Günter Welter waren da beispielsweise viel praxisgerechter ausgelegt: Sie verfügten über Eingangsempfindlichkeiten von 0,7 V (2A3), 0,6 V (300B) oder 0,5 V (EBIII).
 
Im Falle meiner Uchida wäre eine sinnvolle Maßnahme, auf eine Verstärkerstufe zu verzichten. Ein Triodensystem der ECC40 bildet die Eingangsstufe, das zweite die Treiberstufe - man könnte beide Triodensysteme parallel schalten, sollte dann nur auf anständig symmetriertes Matching beider Systeme in der ECC40 achten. Ich muss wohl mal mit Robert über einen Umbau sprechen...
 
P.S.:
Jedwedem Ansinnen in Richtung des Einsatzes eines Spannungsteilers (egal, ob in der Vor- oder Endstufe) ist eine Absage zu erteilen, hieße es doch, den Teufel mit dem Beelzebub auszutreiben...
Einen schönen Grundlagenartikel zum Thema Gain, Headroom and Power hat Thomas Mayer auf seinem Blog geschrieben.

Kommentare:

  1. Hallo Carsten,

    eine hohe Eingangsempfindlichkeit (=geringe Eingangsspannung für Vollaussteuerung) ist keinesfalls ein Charakteristikum von SET Endstufen im Allgemeinen. Das ist eine Frage der Auslegung. Viele japanische SET-Konzepte gehen auf Schaltungen aus den 70er Jahren zurück. Damals hatte eine Hochpegelquelle typischerweise 250-300mV Ausgangsspannung.

    Mit Aufkommen der CD-Spieler haben sich 2V als Quasistandard für Hochpegelquellen etabliert. Erschwerend kommt hinzu, dass viele Hochpegelvorstufen auch noch unnötig viel Verstärkung haben.

    Will man das klangliche Optimum aus der Anlage holen, sollten die Ausgangspegel und Verstärkungen der einzelnen Geräte in der Kette zueinander passen.

    Viele Grüße

    Thomas

    AntwortenLöschen
  2. Hallo Thomas,

    danke für Deine ergänzenden Erläuterungen. Da stellt sich mir die Frage: Wieso wurden im Laufe der Zeit - quasi im Zuge der "2V-Standardisierung" für Hochpegelquellen - nicht die Eingangsempfindlichkeiten der Endstufen entsprechend heraufgesetzt? Kaum ein Entwickler scheint das heutzutage zu berücksichtigen, jedenfalls scheinen die (wenigen) SET, die es heutzutage noch gibt, alle eine sehr hohe Eingangsempfindlichkeit aufzuweisen. Aber soweit ich weiß, gehörst Du nicht dazu!
    ;-)

    Gruß,
    Carsten

    AntwortenLöschen
  3. Ein Vorteil bleibt: Alle Röhren-Phono-Entzerr-Vorverstärker lassen sich ohne zwischen geschalteten Line-Vorverstärker anschliessen, haben sie doch meistens nur 500mV Ausgangsspannung. Abgesehen von dem Problem der Impedanzanpassung. Eine ECC83 z.B als letzte Röhre der Phono-Vorstufe, als Anodenfolger geschaltet, hätte gerne ein 220k Potentiometer als Level-Regler in der Endstufe..

    AntwortenLöschen