ARTIKEL

Versterkerklassen op een rij


Jamie Biesemans | 28 oktober 2017

Klasse A

Klasse A is de meest pure versterkingstechniek in audio. De output-stage of uitgangstrap (transistors of buizen) draagt zorg voor de hele sinusgolf. Daarbij blijven de transistors altijd ‘aan’, wat wil zeggen dat ze altijd onder stroom blijven, ook als er geen muziek speelt. Het grote voordeel van klasse A is dat het door die ‘altijd aan’-aanpak bijzonder lineair en zuiver is. Strikt theoretisch is klasse A het beste wat je kunt krijgen.

Een van de bekendste Klasse-A versterkers: de Sugden A21SE

Helaas is er ook de echte wereld. Doordat de transistors of buizen altijd onder stroom blijven, verbruiken ze effectief continu stroom. Luid of stil, geluid of niet, het verbruik is altijd maximaal. Hierdoor ontstaat er een enorm verlies, gelijk aan een efficiëntie van 10 tot 30 procent. Dus van die 100 watt elektriciteit die een klasse A-versterker uit het stopcontact slurpt, blijft er 30 watt muziekvermogen over. Maar wat gebeurt er met de resterende 70 watt? Die wordt omgezet in warmte. Dus zelfs als je de stijgende elektriciteitsrekening aan je laars lapt, de hitte ga je niet kunnen negeren.

Het maakt dat klasse A qua geluid wel heel verleidelijk is, maar dat het kostenplaatje vaak te hoog is. Het is niet enkel het hoge stroomverbruik, maar ook het feit dat een krachtige klasse A-versterker een dure voeding nodig heeft. Deze moet krachtig zijn (want denk er aan: voor die 200 watt muziekvermogen heb je 600 tot 2.000 watt aan elektriciteit nodig) en bijzonder goed gefilterd. Goede klasse A-versterkers zijn daarom ook gewoonweg duur.

Wat niet wil zeggen dat Klasse A van de markt is verdwenen. Je vindt het bijvoorbeeld bij hoofdtelefoonversterkers, buizenversterkers en high-end eindtrappen. Sommige merken maken er echt hun specialiteit van. Sugden of Accuphase bijvoorbeeld.

Klasse B 

Audioversterkers klasse B ga je nooit tegenkomen. Ze zijn een verdere evolutie van klasse A, bedoeld om de efficiëntieproblemen op te lossen. Bij klasse B heb je een dubbele uitgangstrap, bijvoorbeeld twee transistors. De ene versterkt het signaal boven de as, de andere neemt over als het signaal er onder de duikt. Dit heet ook wel een push-pull-design. Ze schakelen daarbij aan en uit, waardoor er ongeveer de helft van de stroom verbruikt wordt dan bij de klasse A-versterker die altijd ‘aan’ staat.

Helaas is er een probleem bij de overdracht. Transistors (net zoals elk elektronisch onderdeel) kunnen niet onmiddellijk ‘aan’ of ‘uit’ schakelen. Je kunt het vergelijken met een auto: die rijdt ook niet één moment 0 km/u, dan opeens 100 km/u. Het moet op snelheid komen (of afremmen). Een transistor heeft een zekere voltage nodig om te schakelen . Daarom ontstaat er vervorming telkens de sinusgolf onder een bepaald punt daalt. Vervorming moet je verstaan als: het ingangssignaal (=muziek) wordt niet perfect ‘vertaald’ naar het signaal voor de luidsprekers. Heel hoorbaar, wat meteen de reden is waarom klasse B nooit wordt gebruikt.

Klasse AB

Klasse B is volledig verdrongen door klasse AB, wellicht de meest gebruikte techniek in de hifi-wereld. Zoals de naam al suggereert, is het een synthese van A en B. Het is een slim idee: in plaats van de transistors te laten schakelen rond de nul-as, blijven ze even doorwerken. Het is zoals een estafette: de eerste loper blijft gaan terwijl de tweede op snelheid komt, en pas dan wordt het stokje overgenomen.

Hierdoor verdwijnt het probleem van de vervorming grotendeels. Terwijl de tweede transistor op stoom komt, is de eerste immers nog actief. De eerste schakelt zich pas uit als de tweede transistor perfect lineair is geworden.

Er zijn wel wat verschillen tussen AB-versterkers, bijvoorbeeld op welk punt in de sinusgolf de transistors het signaal overnemen. Je hebt ook fabrikanten die versterkers bouwen die voor lage vermogens in klasse A functioneren en bij een vraag naar een hoger vermogen overschakelen op klasse AB.

Algemeen genomen zijn klasse AB-versterkers vrij lineair en verbruiken ze toch minder dan klasse A. Een kwart tot een derde minder, ongeveer. Ook de hitteproductie valt mee, al bestaat het nog wel. Daarom dat voor echt kleine versterkers (bijvoorbeeld in een tv) toch nog andere technieken worden gebruikt.

Klasse G

Wie klasse G zegt, zegt meestal ‘Arcam’. Maar het etiket klasse G is niet officieel erkend zoals de anderen. De techniek die klasse G beschrijft komt ook elders voor. Hetzelfde is waar voor klasse H, dat eigenlijk hetzelfde is maar een andere techniek toepast.

Klasse G en H zijn in essentie een klasse AB-versterker, maar met een voeding die zich aanpast naargelang de vraag. Het levert pas een hogere voltage als dat nodig is. Hierdoor kan een klasse G efficiënter zijn dan een klasse AB, maar toch indien nodig hoge vermogens leveren. De keerzijde is dat de complexiteit verhoogt – en dus ook de kost.

Klasse D

Bijna elke uitleg over versterkerklassen begint op dit punt met de zin: de ‘D’ staat niet voor ‘digitaal’. Ja, er bestaan digitaal gestuurde klasse D-versterkers, net zoals er analoog gestuurde bestaan. Maar dat draait dus rond de sturing van het versterkingsproces, niet het eigenlijke versterken van een signaal. Dat is nog altijd analoog.

Bij klasse D wordt de uitgangstrap (dus de transistors die je muziek versterken) constant aan- en uitgeschakeld. Ze zijn enkel actief indien nodig. Daarom worden ze ook schakelende versterkers genoemd – niet te verwarren met schakelende voedingen.

Het constante schakelen maakt klasse D extreem efficiënt. Negentig procent van het stroomverbruik wordt muziekvermogen. Of anders gesteld: zonder warm te worden leveren ze aardig wat vermogen. Net wat je nodig hebt als je veel versterkers in een toestel moet stoppen, zoals bij een AV-receiver. Klasse D wordt ook heel veel gebruikt bij compacte draadloze speakers en alles-in-één-apparaten.

Bij audiofielen heeft klasse D niet altijd een goede reputatie. Dat is begrijpelijk, maar ook wat onterecht. Het slechte imago komt van klasse D-versterkers die niet goed ontworpen werd of waar er kosten werden gedrukt.

Het schakelen van de uitgangstrap gebeurt (bijvoorbeeld) met hoogfrequente pulsen, wat een impact heeft op het uitgangssignaal. Daarom moet er na de versterkingsluik een filter komen die de zeer hoge frequenties elimineert. Ook de voeding moet wat robuuster zijn. Die hogere complexiteit betekent dat betere klasse D-versterkers bouwen kennis vereist en dat ze ook een hogere kost dragen. Kortom, klasse D is niet per se een budgettechnologie. Dat bewijst bijvoorbeeld Hypex uit Groningen, die zijn Ncore klasse D-technologie aan verschillende high-end hifi-merken verkoopt. Zo is het deel van de Marantz PM10. Mola Mola is een eigen spin-off die er ook goed in slaagt om Ncore-versterking te laten blinken. Een andere bekend design zijn ICEpower-versterkers, oorspronkelijk bedacht bij Bang & Olufsen.

Bij klasse D denken sommigen misschien ook aan Devialet. Dat klopt maar deels. Hun ADH-technologie is een slimme samenvoeging van klasse A én klasse D, waarbij het lineaire van klasse A ondersteund wordt door klasse D-eindversterking. Wat meteen verklaart waarom de Fransen er in slagen om zoveel vermogen uit heel kleine toestellen te halen.

Meer weten over versterkers? Bekijk ook onze videoserie

EDITORS' CHOICE