Verstärker (engl. Amplifier) haben die Aufgabe, Audiosignale im Hörbereich des menschlichen Ohres zu verstärken. Deshalb werden sie auch als Audioverstärker bezeichnet. Man unterscheidet Vorverstärker und Leistungsverstärker. Daneben befinden sich aber auch in beliebigen HiFi-Komponenten (wie beispielsweise CD-Player, Tapedeck, Tuner, Fernseher, Videorecorder usw.), die mit aktiver Signalaufbereitung zu tun haben, Verstärkerstufen.

       Insbesondere Leistungsverstärker können zudem nach mindestens zwei weiteren Prinzipien unterschieden werden. Zum einen nach dem

aktiven Element, dem Element, welches die Verstärkung bewirkt: in Transistorverstärkern sind es Transistoren - wie es heute Standard ist - oder in Röhrenverstärkern eben Röhren - eine Technik, die aus den 30er Jahren stammt, und die bis heute perfektioniert wurde. Darüber hinaus gibt es auch noch die sogenannte Hybridtechnik, bei welcher sich Röhren und Transistoren in sinnvoller Weise ergänzen. Solche Verstärker werden entsprechend Hybridverstärker genannt. Zum anderen können Verstärker auch nach der

Betriebsart, das ist: unter welchen Arbeitsbedingungen dieses aktive Element arbeitet: A-, B- oder AB-Betrieb, unterschieden werden.

       Konstruktionsbedingt unterliegen Audioverstärker immer irgendwelchen Leistungsgrenzen, klanglichen Störungen, Unsauberkeiten und Verfälschungen - kurz den immer enger werdenden Grenzen des Machbaren. Um nun einen Verstärker zu charakterisieren, kann man einerseits seine

Eigenschaften (seine Ausstattungsmerkmale und die Messdaten seines Leistungsspektrums) und andererseits seine

Signalreinheit (die messbaren unerwünschten Veränderungen des Audiosignals (Verzerrungen im Allgemeinen) im Verhältnis zu bestimmten Normen) beschreiben.

Vorverstärker im engeren Sinne haben heute in der Regel nicht mehr die Aufgabe, Audiosignale auf ein bestimmtes Leistungsniveau zu heben. Lediglich für Signale wie die eines Plattenspielers, ist noch eine konkrete Vorverstärkung (und Entzerrung gemäss RIAA) erforderlich.

       Heute dienen Vorverstärker vornehmlich dazu: Signalquellen anzuwählen, die Lautstärke zu regulieren, die Kanäle auszugleichen, wegen der Kapazitäten von Kabeln Impedanzanpassungen vorzunehmen und notfalls den Klang zu regulieren. Der Begriff, Vorverstärker, ist folglich nicht mehr ganz treffend, was insbesondere daran deutlich wird, dass es sogar vollkommen passiv aufgebaute "Vorverstärker" gibt.

       Im weiteren Sinne kann unter einem Vorverstärker jedes Element verstanden werden, dass Kleinstsignale in Signale für Endstufen umwandelt. Darunter fielen dann auch Entzerrvorverstärker, wie sie beispielsweise für Phono-Tonabnehmersysteme zur RIAA-Entzerrung erforderlich sind.

Leistungsverstärker haben die Aufgabe, Audiosignale so zu verstärken, dass sie über einen geeigneten Schallwandler (z.B. ein Lautsprecher) schliesslich in hörbaren Schall umgewandelt werden können. Man unterscheidet Endverstärker (oder auch Endstufen), Vollverstärker (oder auch integrierte Verstärker), HiFi-Receiver und andere Kombinationsgeräte:

Endverstärker (oder auch Endstufen) haben die Aufgabe, das Audiosignal eines Vorverstärkers so zu verstärken, dass es zum Betrieb entsprechender Schallwandlern geeignet ist.

Der Vollverstärker oder integrierte Verstärker ist eine Kombination von Vorverstärker und Endverstärker.

Beim HiFi-Receiver handelt es sich um eine Kombination von Vollverstärker und integriertem Radio (Tuner).

Schliesslich gibt es noch diverse andere Kombinationsgeräte, die alle gemein haben, dass sie sowohl über Vorverstärker ähnliche Komponenten verfügen, also auch Endstufen zum Betreiben eines Schallwandlers aufweisen. Das geht bis zur kompletten integrierten Mini-Anlage.

Beim Transistorverstärker wird die Verstärkung von Halbleitertransistoren übernommen. Sie benötigen heutzutage keine Ausgangskondensatoren mehr, da sie über symmetrische Spannungsversorgungen verfügen. Im Idealfalle können sogar alle anderen kapazitiven Glieder aus dem Signalweg entfallen.

       Transistorverstärker besitzen als Leistungsverstärker sehr gute stromverstärkende Eigenschaften, weshalb sie besonders gut zum Betrieb der niederohmigen Lautsprecher zu verwenden sind oder auch in Autoradios grosse Leistungen zu erzeugen in der Lage sind.

Bei diesem Verstärkertyp versucht man, alle guten Eigenschaften von Röhren und Transistoren zu vereinen. Das Ziel sollen warm klingende Verstärker mit guten Impedanzwerten und hohen Strömen sein.

Unter Betriebsart wird die Lage des Arbeitspunktes von Verstärkern verstanden. Bei mittlerer Lage des Arbeitspunktes stellt sich ein hoher Ruhestrom ein (A-Betrieb). Bei niedriger Lage sinkt der Ruhestrom (B-Betrieb). Der A/B-Betrieb stellt gewissermassen einen Kompromiss zwischen den anderen beiden Betriebsarten dar.

       Die Unterscheidung zwischen diesen Betriebsarten ist heutzutage allerdings nicht sonderlich relevant, da viele Mängel der einen oder anderen Betriebsart schaltungstechnisch kompensiert werden können. So findet man heute auch relativ wenige Leistungsendstufen, die auf reinen Class-A-Betrieb eingestellt sind.

A-Betrieb: Der A-Betrieb einer Leistungsendstufe weist den Nachteil eines geringen Aussteuerbreichs und geringen Wirkungsgrades auf, was Schaltungstechnisch kompensiert werden muss. Der hohe Ruhestrom bewirkt ausserdem eine relativ starke Erwärmung der Komponente, auch dann, wenn kein Audiosignal verstärkt wird. Der eindeutige Vorteil aber gegenüber dem B-Betrieb liegt in einem deutlich geringeren Klirrfaktor!

B-Betrieb: Im B-Betrieb weist ein Verstärker einen wesentlich geringeren Ruhestrom auf, weshalb sich solche Leistungsendstufen bei Ausbleiben eines Audiosignals praktisch nicht erwärmen. Ausserdem haben sie einen hohen Wirkungsgrad. Der eindeutige Nachteil aber liegt im Klirrfaktor, welcher über dem von Leistungsendstufen im A-Betrieb liegt.

Charakteristische Merkmale eines Audioverstärkers sind seine Ausstattungsmerkmale und die Messdaten seines Leistungsspektrums. Dazu gehören:


Ausgangsleistung: Unter der Ausgangsleistung eines Verstärkers versteht man die Energie, welche der Verstärker bereitstellt, um eine Lautsprechermembran in Schwingungen zu versetzen. Sie wird in Watt angegeben. Man unterscheidet zwischen Sinusleistung und Musikleistung. Neuerdings findet sich bei Billigprodukten auch noch die, weil sie den Anschein sehr hoher Leistungen erweckt, werbewirksame Angabe PMPO.


Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis von aufgenommener zu abgegebener Energie. Neben der Ausgangsleistung produziert ein Verstärker nämlich auch erhebliche Verlustleistung in Form von Wärme.


Aussteuerbereich Der Aussteuerbereich gibt die maximal zu erreichende Ausgangsspannung eines Verstärkers an. Diese Grenze ist natürlicherweise durch die Betriebsspannung festgelegt, die nicht überschritten werden kann und den Bereich, in dem die Verstärkung noch linear ist (linearer Bereich der Kennlinie).


Dynamikumfang Als Dynamikumfang bezeichnet man den nutzbaren - üblicherweise in dB (Dezibel) angegebenen - Bereich einer Audiokomponente. Der Dynamikumfang erstreckt sich vom Grundrauschen (Eigenrauschen) der Komponente bis zum Einsetzen von übersteuerungsbedingten Verzerrungen.
Einen beeindruckenden Dynamikumfang weist das menschliche Ohr auf. Dieser reicht vom Summen einer Mücke durch ein geschlossenes Fenster (< 10 dB), über Flüstern, Blätterrauschen (30 dB), ruhige Unterhaltung und leise Hintergrundmusik (40 dB), Schreien, Gewitter oder laute Fabrikhalle (80 dB) und startendes Flugzeug oder Discothek (110 dB) bis zum Schlag der grossen Pauke auf 1m Distanz bzw. ein feuerndes Geschütz (120 dB).


Frequenzbandbreite: Mit der Frequenzbandbreite (oder auch schlicht Bandbreite) wird der Frequenzumfang (auch Frequenz- oder Amplitudengang) einer HiFi-Komponente, also der Bereich zwischen der niedrigsten und der höchsten zu übertragenen Frequenz (Übertragungsgrenze) angegeben.
Da es hier um einen Leistungsabfall geht (Amplitudengang!), wird dieses Merkmal auch als Leistungsbandbreite (Power-Bandwidth) bezeichnet.


Impulsverhalten: Unter dem Begriff Impulsverhalten werden die Steigzeit (rise-time) bzw. Anstiegszeit (Slew-Rate) und Fallzeit (recovery-time) verstanden. Es handelt sich um Werte, die angeben, inwieweit das Ausgangssignal in µs dem Eingangssignal "hinterherhinkt". D.h. wie gut der Verstärker Musikimpulsen folgen kann.


Nennimpedanz: Der Eingangs- und Ausgangsscheinwiderstand.


Dämpfung: Der Dämpfungsfaktor gibt an, inwieweit ein Verstärker in der Lage ist, unerwünschte Membranschwingungen eines Lautsprechers "abzufangen" bzw. zu dämpfen.


Kanaltrennung: Hierbei geht es darum, wie gut der Verstärker in der Lage ist, die Kanäle (rechts, links usw.) voneinander zu trennen. Eine gute Kanaltrennung ist infolge der hohen Packungsdichte nicht immer einfach zu realisieren.

Unter Verzerren wird das Verändern eines Audiosignals verstanden:


Störungen: Unter Störungen werden alle Phänomene zusammengefasst, die dem Audiosignal unerwünschte Anteile hinzufügen, die nicht aus den Audiosignalen selbst gewonnen wurden, wie dies bei den linearen- und nichtlinearen Verzerrungen der Fall ist. Diese Anteile können von aussen kommen, aber auch vom Verstärker selbst produziert werden.
Unterschieden werden Rauschen, Brummen und Übersprechen.


Lineare Verzerrungen: Lineare Verzerrungen (Distortions) sind Veränderungen des Frequenzganges bzw. Amplitudenganges gegenüber dem Eingangssignal. Es handelt sich um Amplitudenfehler (die Verstärkung ist nicht mehr linear) und Phasenfehler (das Ausgangssignal ist gegenüber dem Eingangssignal zeitlich versetzt). Sie kommen folglich in der Bandbreite bzw. Frequenzbandbreite zum Ausdruck.
Auch Lautsprecher und selbst der Hörraum erzeugen solche Ungleichmässigkeiten im Frequenzgang. Daneben gibt es ferner diverse "gewollte" Quellen linearer Verzerrungen: Jeder Klangsteller bewirkt eine Veränderung des Frequenzganges, Höhenfilter, Rauschfilter usw., weshalb sie in High-End-Komponenten auch eher selten anzutreffen sind. Auch der RIAA-Entzerrer bei Phono-Tonabnehmersystemen oder das Dolby Rauschunterdrückungssystem sind schon - konzeptionsbedingt - eine Quelle linearer Verzerrungen.


Nichtlineare Verzerrungen: Während durch lineare Verzerrungen "nur" Amplitude (Grösse, Höhe) und Phasenlage des Audiosignals verändert werden, haben nichtlineare Verzerrungen einen Enfluss auf die Kurvenform selbst, indem sie die Amplituden beschneiden oder ein verzerrtes Vielfaches des Audiosignals erzeugen. D.h. sie verändert das Frequenzbild das Audiosignals.

Übersteuern: Der Aussteuerbereich eines Verstärkers ist durch die Betriebsspannung und den Bereich, in dem er linear verstärkt, gegeben. Wird durch ein immer grösseres Eingangssignal theoretisch ein immer grösseres Ausgangssignal produziert, müsste irgendwann die Signalamplitude die vom Netzteil bereitgestellte Betriebsspannungshöhe überschreiten. Praktisch geht das natürlich nicht, so dass es zu einem Beschneiden der Halbwellen auf maximalem Spannungsniveau kommt: der Verstärker clippt.
Das hat zur Folge, dass es zu Hochtonverzerrungen kommt, wobei die Lautsprecher schnell irrreparabel Schaden nehmen können. Denn Rechtecksignale sind deutlich leistungsstärker als Sinussignale. Deshalb sollte man jede Form des Clippens unbedingt verhindern!

Klirren: Unter Klirren (ausgedrückt im Klirrfaktor) wird die Produktion von Oberwellen verstanden, die dem Originalsignal beigemischt werden.

Intermodulation: Intermodulationsverzerrungen sind Verzerrungen, bei denen ein höher frequentes Signal durch ein niederfrequentes moduliert (geändert) wird. Hierbei entstehen zusätzlich ebenfalls Oberwellen.

Verzögerungen: TIM-Verzerrungen (Transient-Intermodulations) entstehen, wenn ein Verstärker sehr steilflankigen Impulsen (z.B. Klavieranschlägen) nicht schnell genug folgen kann und er deshalb der Signalkurvenform nicht exakt folgt.