Die Technik

Paarlauf: Selbstverständlich testete avguide.ch ein Stereo-Paar der Classé Sigma Monos. Im Gegensatz zu konventionellen Endstufen kann man die Class-D-Verstärker aufgrund ihrer geringen Abwärme problemlos aufeinanderstellen.

Die Sigma Monos nehmen ihre Signale ausschliesslich analog von der angeschlossenen Vorstufe, entweder via symmetrischen XLR- oder asymmetrischen Cinchbuchsen entgegen. Diese Signale entsprechen der üblichen Anhäufung von vielen Sinuswellen, aus denen normalerweise ein Klang besteht. Ein Generator erzeugt eine Dreieckswelle (oft auch "Sägezahn" genannt), dessen Frequenz deutlich höher als die höchste zu verstärkende Audiofrequenz liegt (bei Classé nach Informationen von avguide.ch 384 Kilohertz). Das Audiosignal moduliert dieses hochfrequente Trägersignal. Ein so genannter Komparator vergleicht nun die Spannungswerte des Audiosignals mit denen des Dreieckssignals. Je nachdem, welche höher liegt, schaltet er seinen Ausgang an oder aus. Es gibt – in rasend schneller Folge – also nur zwei Zustände: On oder Off. Das ist die Analogie zu Digital.

Aus der Folge dieser Schaltungen entsteht nun eine Rechteckwelle mit der gleichen Frequenz wie der Sägezahn, deren Pulsweiten (= Rechteckbreiten) unterschiedlich ausfallen und so die Amplitude und Frequenz des Audiosignals abbilden. Transistoren verstärken dieses PWM-Signal nun, in dem sie von einem so genannten Controller gesteuert entweder voll ein- oder voll ausschalten. Auch hier wieder die Analogie zu Digital: Es gibt auch für die Transistoren nur zwei Zustände. Keine "Halb"-Öffnungen wie bei Class A oder AB üblich. Auch ein Grund für die hohe Effizienz von Class-D-Amps, die bei 90 bis 95 Prozent liegt. Freilich müssen die Schaltvorgänge zeitlich hochpräzise erfolgen – und auf keinen Fall dürfen die Transistoren für die positive und die negative Halbwelle des Signals gleichzeitig geöffnet sein. Das würde Bauteile per Kurzschluss zerstören.

Schaltungsdesigner bauen nun also eine so genannte "Dead Time" ein, in der beide Transistoren oder Transistorengruppen "zu" sind. Von der Länge dieser Dead Time, gemessen in Nanosekunden (Milliardstelsekunde), hängt über komplexe Wirkungszirkel auch das Verzerrungsverhalten der Verstärker ab. Classé ist stolz darauf, die Dead Time auf unter drei Nanosekunden gedrückt zu haben. Vor allem im Zeitbereich – unser Ohr reagiert sehr sensibel auf zu unterschiedlichen Zeiten eintreffende tief- und höherfrequente Anteile eines Musiksignals – optimierten die Classé-Techniker, was sie nach eigener Aussage trotz recht rigoroser ausgangsseitiger Bandbreitenbegrenzung geschafft haben.

Vor dem Ausgang muss natürlich noch das Träger(Dreiecks)Signal herausgefiltert werden. Das übernehmen normalerweise passive Kombinationen von Induktivitäten (Spulen) und Kapazitäten (Kondensatoren), so genannte LC-Glieder. Auch sie sind klangentscheidend und oft auch mitentscheidend dafür, dass Class-D-Verstärker in ihrem Frequenzgang von der angeschlossenen Lautsprecherimpedanz abhängen. So ermittelte das Labor für die Sigmas einen recht geraden Frequenzgang im Hörbereich bei vier Ohm, bei zwei Ohm ergab sich aber ein Höhenabfall ab zwei kHz, der bei 20 kHz immerhin schon minus fünf Dezibel (dB) betrug. Die Kombination mit einem Elektrostaten wie der Martin Logan Montis (Testbericht auf avguide.ch), die bei 20 kHz unter ein Ohm liegt, empfiehlt sich also nicht. Gewöhnliche dynamische Lautsprecher beziehungsweise deren Frequenzweichen dürften hier aber keine Kapriolen verursachen.