Nun möchte ich versuchen die verschiedenen Verstärkervarianten darzulegen, meine Einlassungen sind sehr einfach gefasst, da ich eigentlich aus dem Hf Bereich (Hochfrequenz ) komme, seit fast 30 Jahren nur noch Hobbymässig mich mit Elektronik beschäftige, es eklatante Unterschiede zwischen Hochfrequenz sowie Niederfrequenz Verstärkerschaltungen gibt. Man verzeihe mir daher, wenn ich eine nicht vollumfassende Erklärung liefern kann.
Class A Betrieb:
ist eine einfache Transistorschaltung, das Eingangssignal wird an die Basis des Transistors angelegt, der Transistor verstärkt in Abhängigkeit zum Eingangsignal. Nun ist es aber so das ein Transistor erst ab 0,7V die Kollektor Emitter Strecke durchschaltet, jegliche Spannungen, also auch unser NF Signal welches kleiner als 0,7V sein kann, würde nicht verstärkt werden, man würde nix hören.
Nun greift man zu einem Schaltungstrick, man gibt der Basis, unabhängig vom Eingangssignal eine Basis Vorspannung, die sogenannte Arbeitspunktspannung vor. Jetzt kann der Transistor auch kleinere Signale als 0,7V verstärken. Dies hat aber den Nachteil das der Transistor immer leitend ist, also immer mindestens zur Hälfte seiner Leistung arbeitet, ob ein NF Signal anliegt oder nicht. Somit die Verlusstleistung sehr hoch liegt, der Wirkungsgrad unter 50% liegt.
Vorteil eines Class A Verstärker, er hat keinerlei, oder besser gesagt kaum Verzerrungen, liefert ein sehr sauberes Ausgangssignal. Im allgemeinen kann man sagen, sauberes Ausgangssignal, dafür aber ein Energiefresser, für Car HiFi ungeeignet als Power Endstufe.
Class B Betrieb:
im Prinzip nix anderes als der A Betrieb, nur dass das NF Signal in seine Halbwellen aufgeteilt wird, (Gegentaktschaltung) und ein positiv leitender Transistor sowie ein negativ leitender Transistor die jeweilig Halbwelle verstärkt, aber auch hier wiederum das Problem mit dem Arbeitspunkt, unter + 0,7 V wie -0,7 V schalten die Transistoren nicht durch.
Nachteil dieser Schaltung, beim teilen der Halbwellen, durchschalten der Kollektor Emitterstrecke sowie nach Verstärkung gibt es beim zusammenfügen der Halbwellen Übernahmeverzerrungen, die klanglich nicht das Optimum darstellen. Dies kann aber durch schaltungstechnischen Aufwand fast bereinigt werden.
Grosser Vorteil des B Betriebs, der Verstärker ist effizienter, sein Wirkungsgrad höher als 50%.
Class AB Betrieb.
Hier vereint man die Vorteile beider vorher beschriebenen Varianten, man legt einen niedrigen Arbeitspunkt beider Transistoren in ihrer Kennlinie fest, bei kleinen Eingangsleistungen arbeitet die Endstufe im A Betrieb, bei hoher im B Betrieb. Übernahmeverzerrungen bleiben aus, da bei kleiner Leistung im A-Betrieb gearbeitet wird und bei grösserer Leistung in den AB Betrieb geschaltet wird (NF Eingangspegel über 0,7 V auch bei leisen Passagen des NF Signals). Es fliesst auch ein geringerer Ruhestrom, somit hält sich die Verlusstleistung in Grenzen.
Die meisten heute eingesetzten Endstufen arbeiten im AB Betrieb.
Class D Betrieb:
Class D Verstärker arbeiten rein Digital, das heisst, ein analoges Signal wird so aufbereitet das der Endstufe ein zB.PWM (Pulsweiten moduliertes Signal, ) zugeführt wird. Das Eingangssignal wird somit in eine Folge von Pulsen gebracht, somit kann die Endstufe, Transistor, im Schaltbetrieb arbeiten, leitend oder nicht leitend. Maximal leitend oder maximal isolierend. Es gibt keinen festgelegten Arbeitspunkt, somit wird der Transistor auch nicht durchgeschaltet wenn kein NF Signal anliegt, Leistung wird nur dann benötigt wenn der Transistor durchschaltet.
Als Fazit kann man sagen der Klasse D Verstärker ist der effektivste, was die Verlusstleistung angeht, der Wirkungsgrad liegt weit über dem A, B sowie AB Betrieb. Dies macht sich natürlich auch an der Bauform bemerkbar, kleinere Ausmasse, kleiner Kühlkörper.
An dieser Stelle möchte ich anmerken, der geneigte Leser soll bei weiterem Interesse den Goggel bemühen, denn zu meiner Ausbildungszeit gab es noch keine, bzw. kamen die ersten Überlegungen auf, mit den in den Markt drängenden Mosfet Transistoren reine Schaltverstärker aufzubauen.
Auch verweise ich vorsorglich darauf, dass dies eine weitgefasste, vereinfachte Darlegung der jeweiligen Verstärker Schaltungsvarianten darstellt.