Schalt- (PWM-) Verstärker und Schaltnetzteile

In den letzten Jahren hat die Verstärkertechnik einen ähnlich großen Entwicklungssprung erfahren wie bei der Umstellung von Röhren- auf Transistortechnik vor ca. 40 Jahren. Zwar sind es nach wie vor Halbleiterschaltungen, welche die Verstärkung bewirken, aber Art und Weise der Signalverstärkung sind heute radikal anders.

Pulsbreitenmodulation

PWM, die so genannte ‚Pulse Width Modulation’ oder ‚Pulsbreitenmodulation’, manchmal auch als ‚Class D’ oder ‚Digitale’ bezeichnet, konvertiert das Eingangssignal in aneinander gereihte Rechtecke gleicher Höhe. Die Breite (englisch: width) variiert im Verhältnis zur Signalstärke, also dessen Amplitude, und repräsentiert so das Musiksignal. Eine solche Signalform lässt sich viel einfacher verstärken, da die Transistoren nicht mehr moduliert werden, sondern nur noch als Ein- und Ausschalter fungieren. Für den Fall einer Sinuswelle sieht das wie unten abgebildet (siehe Abb. 2) aus.

Im Prinzip könnte sogar ein rein mechanischer Schalter diese Arbeit verrichten, Leistungstransistoren sind aber nach wie vor die bessere Wahl für diese Aufgabe, weshalb PWM-Verstärker den bisher dominierenden ‚Class AB‘ genannten Verstärkern immer noch sehr ähnlich sehen. Es sind allerdings keine Bits und Bytes im Spiel, die Bezeichnung digitaler Verstärker ist insofern irreführend.

PWM in Studiomonitoren

Dieses Prinzip ist schon seit vielen Jahrzehnten bekannt, aber erst durch neuere Halbleiter und einige ingeniöse Ideen haben PWM-Verstärker in die absolute Spitzenklasse Einzug erhalten. ADAM nutzt PWM sowohl für die Verstärkung als auch für die Stromversorgung, daher haben die Verstärker stabilisierte Versorgungsspannungen und keinen Transformator. So ergeben sich die besten Voraussetzungen für Studio Monitore mit überlegenen Klangeigenschaften.

Wirkungsgrad und Verlässlichkeit

Der Hauptvorteil von PWM-Verstärkern ist ihr fast idealer Wirkungsgrad von über 90 %. Daher muss nur etwa ein Fünftel der Wärme bisheriger Verstärker abgeführt werden, was die PWM-Verstärker besonders langlebig und verlässlich werden lässt.