Klasse D versterkers

To D or not to D… dat is de vraag….

De klasse D versterker is één van de nieuwe trends in audioland. Maar wat vandaag in is, kan mogelijk morgen al weer uit zijn. Ik ken echter in audioland ook een paar historische principes die alle stormen lijken te weerstaan. Zo staan de platenspeler en de buizenversterker, na een aanvankelijke dip door nieuwe ontwikkelingen, weer fier overeind.

Solid state klasse A versterkers zullen mogelijk binnen afzienbare tijd ook aan de ‘shortlist’ van uitstervende apparatuur  worden toegevoegd. Tenminste, als de politiek haar zin krijgt en dit type stroom slurpende versterkers op de zwarte lijst gaat zetten. Daarmee de fabrikanten gaat dwingen om met energiezuinige apparaten te komen die na twee minuten “idle” automatisch op stand-by springen, waarbij minder dan 1 watt vermogen wordt gebruikt. Wordt de klasse D versterker het groene alternatief?

Klasse A, de laatste der Mohicanen?

Dit is geen zelfbedacht horror scenario. Vorig jaar sprak ik Anthony Michaelson van Musical Fidelity er nog over, als sinds jaar en dag liefhebber van echte klasse A eindversterkers. Wie kent de roemruchte Musical Fidelity A1 niet meer?

Musical Fidelity AMS100‘Dit is mijn laatste echte klasse A versterker vertelde hij, wijzend op de reusachtige AMS100 versterker. Het leuke is dat MF sinds kort ook gebruik maakt van de schakelende techniek in de M1PWM. Hieronder op een foto te zien. Niemand lijkt er aan te ontkomen, dan kun je er beter op tijd bij zijn.

Jean Hiraga klasse A versterkerAls het de fabrikanten verboden wordt om nog klasse A solid state versterkers te maken zullen de liefhebbers van dit klankmatig mooie schakelprincipe gedwongen worden om zelf de handen uit de mouwen te steken… Wat natuurlijk geen onoverkomelijke is, wel?

Sinds een jaar of wat hoor je steeds vaker de term ‘klasse D’ en ‘digitaal’ wanneer het over versterkers gaat. Maar zijn Klasse D versterkers eigenlijk wel digitaal, of worden hier dingen een beetje door elkaar gehaald? Wat zijn de voordelen? Zijn er ook nadelen? Lees verder zou ik willen zeggen, ik heb de boel eens op een rijtje proberen te zetten.

Velen onder ons weten inmiddels wel waar Klasse D’ voor staat: veel uitgangsvermogen en een lage warmteontwikkeling in een prettig compacte behuizing. En wat te denken van een 5.1 of 7.1 versterker? Of de met extreem veel uitgangsvermogen uitgeruste versterkers in de auto? Voor een nog luidere bombombombombombom dan je buurjongen….En hoe krijg je volwaardige veelkanaals versterking in een nog hanteerbare kast zonder dat die loodzwaar is en loeiheet wordt tijdens gebruik? Biedt ook hier klasse D uitkomst?

Klasse A, Klasse A/B, Klasse C en Klasse D en daarna?

Musical Fidelity M1PWR

Wat betekenen al die klasse aanduidingen in de versterkertechniek eigenlijk en betekend die ‘D’ dat de versterker op de kwaliteit ladder slechts vierde in rang is? Of staat de D soms voor digitaal? Op beide vragen is het antwoord volmondig nee.

Klasse A betekent niks anders dan dat de transistors altijd in geleiding staan, er loopt ook tijdens stiltes, als er geen muziek klinkt, een hoge ruststroom. Zo veel dat je om 50 Watt uitgangsvermogen te krijgen, ook in rusttoestand, 50 Watt aan warmte, zeg maar hitte, in de uitgangstransistoren en aangeschroefde koelprofielen weg stookt. Iedereen weet, al is het meestal van horen zeggen, dat een klasse A versterker erg mooi kan klinken. Minder fijn is het lage rendement en de hitte die veel van de versterkercomponenten vergt. Om de versterker top te houden is regelmatig onderhoud een must, in het bijzonder aan de voedingelco’s.

Klasse B versterker

Klasse B is een stuk economischer in gebruik. De uitgangstrap maakt gebruik van een kleine ruststroom wat de versterker stukken koeler houdt. Het nadeel is de introductie van een type vervorming dat we liever niet zien: cross over-vervorming. Die ontstaat wanneer een transistor in geleiding komt. Dat gaat niet vloeiend, maar bij silicium transistoren schoksgewijs met trapjes van ongeveer 0,7 Volt. Precies halverwege de sinus, wat de nuldoorgang van het wisselspanningsignaal genoemd wordt raken we stukjes muzieksignaal kwijt. Dat kennen we nog uit het begintijdperk van de solid state versterkers, die hard, kil en vermoeiend klonken. Later werden er allerlei handigheidjes bedacht om deze cross over-vervorming te elimineren.

Klasse A/B versterker

Een tussenoplossing is klasse A/B. De uitgangstrap van de versterker staat voor een relatief klein vermogen in klasse A geschakeld, voor een paar Watt bijvoorbeeld, en gaat bij meer vermogensvraag over op klasse B. De werktemperatuur blijft zo nog aangenaam en het rendement stijgt met vele procenten in vergelijk met een klasse A versterker. Snelle veroudering van de componenten door extreme warmte ontwikkeling blijft binnen de perken. Je luistert hiermee het grootste deel van de tijd in klasse A. Het gemiddelde uitgangsvermogen is immers erg laag tijdens normaal (niet headbang) luisterniveau. Het klasse B gebied is er voor de headroom.

Klasse D versterker

Conditionnement  DevialetKlasse C, E en F wordt in de radiozendtechniek toegepast. De volgende letter in het alfabet voor een audioversterker is dus de ‘D’ en zo worden versterkers die volgens het zogenaamde schakelende principe (ook wel switch-mode genoemdof PWM (van puls breedte modulatie) vermogensversterkers genoemd werken aangeduid. Door de minder handig gekozen letter ‘D’ en het bestaan van digitale versterkers (onder meer van NAD, TacT en Lyngdorf Audio) denkt men vaak dat de ‘D’ voor digitaal staat. Een klasse D versterker is echter niets meer dan een schakelende analoge versterker.

Davialet 2Beter zou het zijn geweest om een klasse G in leven te hebben geroepen bij het schakelende versterkerprincipe. Zowel in onze taal als in het buitenland luid en duidelijk: Groen, Green, Grun. Hoe gemakkelijk kan het soms zijn om niet moeilijk te doen…

Ook in de high end audio heeft de schakelende versterker zijn opgang gemaakt. Onder andere Mark Levinson maakt ze, Audio Research houdt er zich mee bezig. En wat te denken van de sensationeel onthaalde Franse Davialet? Een machtig mooi stuk techniek. Niet alleen qua design.

Dick van de Merwe

Dick van de Merwe is een echte buizenveteraan. Zijn Triodedick zelfbouw projecten worden wereldwijd door hobbyisten gebouwd. Reeds vanaf 1997 deelt hij zijn kennis via geschreven en on-line media.

  • Dit soort spul gaat het niet worden.
    Ja, misschien bij mijn tante Mien die half doof is, maar hier komen ze er niet in.
    We hebben het over een zo natuurgetrouw mogelijke geluidsreproductie, en dan gaan we het signaal in stukken hakken, moduleren op een golf van 400kHz, demoduleren en filteren. De schakelende voeding onder de versterkers is het.

    Over de politiek;

    Men stimuleert de aanschaf van hybride auto’s, want rijden op elektriciteit dat is volgens hen toch zó schoon en minimaal belastend voor het milieu!
    Ze snappen het gewoon niet.
    Wie gaat nu een fosiele brandstof verbranden, met de vrijgekomen energie beweging genereren en dát omzetten in elektriciteit?
    Dat moet je transporteren, op en neer transformeren etc… Alleen maar verliezen dus.
    Dan komt het bij je thuis aan en dan moet je de accu in je auto opladen.
    Warmte van de lader, accu’s die warm worden en een laag rendement hebben.
    Dan ga je rijden en trek je dus stroom uit je accu’s en die worden opnieuw warm, dan de verliezen in de kabels naar de elektromotor, de warmte van de elektromotor zelf…

    Je kunt beter de fosiele brandstof direct in je auto verbranden en dat omzetten naar beweging zodat je direct de auto kan aandrijven! Veel zuiniger.
    Alleen is dat voor een gemiddeld politicus te moeilijk.

    Mag ik mijn buizen warm blijven stoken?

    • hallo Rene,

      Het rendement van een verbrandingsmotor blijft steken op zo’n 30%, maak eens een nauwkeurige berekening van je verliezen in een elektrisch aangedreven auto en kom dan terug met een conclusie.

      Klasse D versterkers werken volgens PWM. Er wordt niets gemoduleerd of gedemoduleerd.

      Er zijn tegenwoordig klasse D versterkers die beter meten dan de meeste klasse A of AB ontwerpen, slechts een handjevol lineaire ontwerpen verslaat de beste klasse D maar dat zal niet lang meer duren.

      hartelijke groet,

      Guido

    • Precies, je hebt het 1/2 goed. Men moet eerst investeren in maximaal windmolens zodat we “gratis” energie hebben afschaffen kernenergie en kolencentrales. Betreft versterkers, ben ik het niet met je eens. Heb zelf verschillende versterkers in bezit ook een klasse D, wordt toch behoorlijk warm waarschijnlijk een constructie foutje van Onkyo A5vl speelt overigen erg mooi, overweeg zelfs om mijn andere analoge vesterkers eruit te doen. Qua detail en presissie klinkt dit echt bijzonder goed.

    • Dat wat Rene zegt klopt helemaal een klasse D versterker. Is wel leuk voor in de auto of in een laptop als er op stroom moet worden bezuinigd maar in de echte high end wereld zal het nooit iets worden. Ik draai zelf met 2 Vincent SP991 Plus klasse A mono blokken. Ze trekken wel wat stroom uit de muur maar het klinkt wel zoals het hoort (loepzuiver) en wat de politiek ook zegt, ik doe ze nooit meer weg en blijf lekker luisteren (trouwens wie betaald de stroom voor mijn hobby? Ik zelf toch of niet dan?)

      • Tot de SPEC versterker bij mij achter de deur werd gezet was mijn gevoel over Klasse D versterking zo’n beetje gelijk aan die van jou AH. Deze Japanner maakte bij mij los wat alle voorgaande volgens het schakelende principe werkende versterkers die ik hier in huis waren nooit lukten.
        Twee maanden na het vertrek van de recensieversterker heb ik contact met de importeur opgenomen en nu is er al weer enige tijd een SPEC eindbak in mijn audiorek. En die gaat zeker niet meer weg.

  • Quote:
    “Beter zou het zijn geweest om een klasse G in leven te hebben geroepen bij het schakelende versterkerprincipe. Zowel in onze taal als in het buitenland luid en duidelijk: Groen, Green, Grun. Hoe gemakkelijk kan het soms zijn om niet moeilijk te doen…”

    Ik wil er even op attenderen dat Klasse G al bestaat zie “Audio Power Amplifier Design Handbook, 5th Edition van Douglas Self. Klasse G is een dual rail concept.

    Leonard

  • Ik heb wel eens van Kharma de klasse “D”eindversterkers MP 150 gehoord , met de buizenvoortrap van Audio note M3 line voortrap, en dit klonk erg mooi en zeer muzikaal.
    Dus je kan niet elke klasse D versterker afdoen als slecht of niet muzikaal.

    Eric
    .

  • Ik ben als bassist op zoek naar strak, warm, vol, dynamisch en met reserves. Jarenlang met buizen gespeeld voor de warmte, maar miste de directe punch. Nu een D-klasse met buizen in de voortrap. Das voor mij de oplossing. Nog steeds te dragen elke week, betrouwbaar strak en eigenlijk alleen maar voordelen. Het geluid? Overdonderend strak helder, warm etc…bottom, crystal etc en gewoon op 4 zodat er nog iets over blijft.
    In een laboratorium zal er ongetwijfeld van alles mis zijn met mijn set, maar ik krijg alleen maar complimenten en vragen waar ik mee speel.
    Ik hoor de discussie over het perfect ontwerp nu al jaren, maar ik ben van mening dat een purist anders luisterd, zijn gegevens uitleest en deze wetenschappelijk in een ander daglicht ziet dan een muzikant die gewoon iets betrouwbaars wil met ballen en daar ook echt van kan genieten.

    Klasse A met draaitafel én CD nog wel gewoon in mijn huiskamer… 🙂

  • Dank voor dit fijne artikel. Zeer leerzaam.
    Heb medio 2012 de Primare I22 met interne DAC aangeschaft. Ook een zogenaamde D. Hier is ook gefilterd en op deze vorm van filtering heeft de fabrikant een patent. Ik heb vele tot zeer vele versterkers beluisterd en vond dit toch de beste muzikale keus. Hij stuurt mijn Aurum Cantus luidspreker zeer goed aan. Prettige bijkomstigheid is dat hij belachelijk weinig stroom verbruikt en echt niet warm wordt.
    Ik hoor wel eens dat klasse D-versterkers worden vergeleken met buizenversterkers. Enig idee waarom dit wordt gezegd?
    Rob

  • Ik heb jarenlang met de klasse D versterkers van CI-Audio gedraaid, heel er goed zijn ze.
    Ik had hele kritiche Von Schweikert vr5 speakers. Die klonken het mooiste op de Hybride KR Kronzilla eindbakken van 12.000 euro per stuk, maar als betaalbaar alternatief heb ik meerdere eindversterks geprobeerd. De KR VT20 (klasse A 50 watt) een Marsh A400 met 200 watt (wat een bakbeest) en een
    Musical Fidelity met 200 watt en een Bryston 300 watt eindbak. De klasse D won het overtuigend tegen een prijs minder dan de helft van de anderen. Het laag was zoveel beter gecontroleerd en muzikaler. Hoog en mid was niet beter maar wel net zo rijk van klank en had meet lucht. Het schijnt moeilijk te zijn om goede klasse D te maken maar als dat lukt heeft het heel veel voordelen. Ik weet zeker dat dit de toekomst heeft.

  • Geachte meneer Van der Merwe,
    Beste Triode Dick,
    U hebt een fout gemaakt, dat kan de beste overkomen. U schrijft:
    “Klasse A betekent niks anders dan dat de transistors altijd in geleiding staan, er loopt ook tijdens stiltes, als er geen muziek klinkt, een hoge ruststroom. Zo veel dat je om 50 Watt uitgangsvermogen te krijgen, ook in rusttoestand, 50 Watt aan warmte, zeg maar hitte, in de uitgangstransistoren en aangeschroefde koelprofielen weg stookt. ”
    U weet dat dat niet zo is, weet ik. Klasse A heeft maximaal 50% rendement, dus een 50 Watt versterker dissipiëert in rust 100 Watt. In de Wikipedia lees ik dat bij directe koppeling (zonder trafo) max. 25% rendement mogelijk is. ” A theoretical maximum of 50% is obtainable with inductive output coupling and only 25% with capacitive coupling”. Dat zal de buis zijn uit uw buizenverhaal.
    Met vriendelijke groet,
    Leo
    P.S. Ik zou graag zien dat in tests het energiegebruik opgegeven wordt. De meeste bladen en websites doen daar niet aan, of in beperkte mate. Volgens mij wordt het ook vaak verkeerd opgegeven in de specificaties van de fabrikant, en regelmatig klakkeloos in een test overgenomen, omdat het niet getest wordt.

  • Geachte heer Van der Merwe
    Leuk stuk … goed … verhelderend … Dank!

    Laatst bij vrienden een stel actieve 2-weg Yamaha’s beluisterd,
    die ook met dit type in de kast ingebouwde versterkers zijn uitgerust.
    Helemaal NIETS mis mee, gegeven de betaalde prijs en het kastvolume.
    Ceasar Franck en Gustav Mahler hadden er geen lelijke dingen over
    kunnen zeggen …
    De opmerking over “De altijd wat glazige klank die veel schakelende
    versterkers nog steeds laten horen is niet ieders kopje thee” kan en
    mag ik dan ook maar héél ten dele onderschrijven …
    Deze luidsprekers zijn de moeite van het bezitten en het aanhoren
    meer dan waard.
    Albeit that beauty remains in the eardrums and between the ears of
    the beholder.

    De getoonde schakeling (1 paar powerfets) vertoont verrassend veel
    overeenkomst met de 4-kwadrant (2 paar power fets) en 6-kwadrant
    (drie paar powerfets) schakelingen, waarmee vanuit enkelvoudige
    gelijkspanningen (batterij van een electrische auto of rijdraad boven
    tram of treinstel) enkel fase wisselstroom- respectievelijk drie fase
    draaistroommotoren kunnen worden aangestuurd.

    Wat het getoonde schakelschema niet laat zien, zijn de in 4- en 6-
    kwadrants aanstuurschakelingen gebruikelijke anti-parallel
    geschakelde “vrijloopdiodes”, waarmee de powerfets (en daarvóór
    liggende schakeling) worden beschermd tegen en geïsoleerd van
    ongewenste en onhebbelijke gedragingen hun grotendeels
    inductieve belasingen.

    Een luidsprekercombinatie met cross-over filter vormt voor een
    versterker altijd een zich zeer complex en vaak onhebbelijk
    gedragende belasting.
    Zou het plaatsen van anti-parallelle vrijlooopdiodes over de
    powerfets van positieve invloed kunnen zijn op de (subjectieve)
    geluidsbeleving van de luisteraar? (Voor zover niet al aanwezig,
    maar op het plaatje niet getoond)
    Als ik een los klasse D versterkertje in huis zou hebben …

    Tenzij de beruchte dempingsfactor inmiddels een mythe is
    gebleken, lijken mij dit wel versterkers die schreeuwen om
    korte en pols- of dijbeen dikke luidsprekerkabels.
    Dat laag-af filter ná de fets en dan verderop een cross-over filter …
    Weet niet of dat zo gelukkig gaat uitpakken.

    Met vriendelijke groet

  • Een klasse B versterker maakt niet zoals u zegt gebruik van een kleine ruststroom. In de eindtransistoren van dat soort versterkers loopt helemaal geen stroom. Voor een klasse AB-versterker geldt dat er een relatief kleine ruststroom loopt.

  • Leo,
    Compliment. Je hebt Triode Dick daar even mooi beet.
    Iedereen weet dat de effectieve waarde van een wisselstroom 1/V2 maal I is of te wel 1 gedeeld door de wortel uit twee maal de topwaarde van de wisselstroom.
    De topwaarde van de wisselstroom moet gelijk zijn aan de waarde van de ruststroom in de klasse A eindtrap. Is de ruststroom kleiner dan treedt clipping op of te wel oversturing.

    Als ik tot zover nog duidelijk ben, even rekenen.
    Audiovermogen in de luidspreker voor een wisselstroom is het kwadraat van de wisselstroom I, maal de impedantie R, bij volle uitsturing is dat:. I^2/2 x R.
    In rust moet de voeding U x I gelijkstroom vermogen leveren. Dat is precies 2x zoveel als er aan wisselstroom vermogen wordt afgegeven aan de luidspreker.
    Ergo, zet die klasse A versterkers op lekker max vermogen, dan worden ze minder warm…

  • Ik wordt altijd een beetje moe van dit soort discussies!
    Kennelijk heb je een universitair nivo nodig om te kunnen volgen wat er wordt bedoeld!
    Is horen niet belangrijker, dan meten is weten? natuurlijk alles is subjectief, maar een beetje relativeringsvermogen zou niet verkeert zijn.voor sommigen zijn kraak en ruis inclusief allerlij bijgeluiden in een opname het summum [vinyl] er worden speciale karaktereigenschappen toegekend aan dit medium? kennelijk hebben die andere flappen aan hun hoofd zitten. nou zou ik zeggen wordt er gelukkig mee, maar het heeft niets van doen met zuivere op/weergavetechniek.
    Zo ook de vergelijking tussen digitaal a,b,c,d, en analoog, is het niet prachtig dat je inplaats van een grote doos vol met condensatoren en ander spul een techniek ter beschikking hebt die met veel minder een beter resultaat geeft. het enen en nullen verhaal111000100010101=digitaal schrift, heeft
    veel goeds voortgebracht.

    groetjes

  • Beste lezers,
    Wat voor mij nu lastig te beoordelen is, is dit: Ik zou willen kiezen tussen de aankoop van een van Medevoort geintegreerde versterker van Klasse “A” (bijv. MA360) of Klasse “D” (bijv MA460). Nou kan ik niet zo goed uit het artikel opmaken wat in theorie dan het verschil zal zijn in klank.
    Ik noem dit omdat ik er een beetje van uit ga dat bij een producent als vM het kwaliteitsverschil wellicht niet zo het item is, als wel een ander ontwerp-principe.
    Graag jullie reactie !

  • Mijn Primare, klasse D bakkie, doet lekker zijn ding en is by far de beste versterker die ik hier in huis heb gehad en dat zijn er nogal wat! Al die vooroordelen toch..

  • Vooral de goedkope klasse D versterkers blazen je qua prijs/prestatie helemaal weg is mijn mening. Geweldig spul

    In het high-end zijn de rollen omgekeerd. Ik heb heel lang een Spectron Musician III gehad. (en een 2). Spectron stond zo’n beetje aan de wieg van Klasse D.
    Heel clean geluid, prima soundstage.
    Totdat ik een pass labs X250.5 hoorde. Het cleane van de spectron was ineens saai en levenloos.
    De bassen bleven ver achter bij de spectron.

    Ik blijf bij A.

  • Mooi artikel.
    Ik zou graag een vergelijk zien/horen tussen mijn Denon POA2400 tov een budget klasse D zoals een Behringer iNuke6000.
    Any thoughts on that ?

  • Als je ervan uit gaat dat een hifi installatie een zo natuurlijk mogelijk geluid moet voortbrengen kan je tegenwoordig niet meer om class D heen. Als luisteraar naar voornamelijk akoestische muziek, klassiek en jazz, hoef ik niet anders meer. Natuurlijk geldt net als bij class A en AB ook hier dat alles afhangt van een goed ontwerp en uitvoering. Met goede modules van bijv. Hypex waar ik zelf een paar monoblokken mee heb gemaakt krijg je een transparant, gedetailleerd en helder geluid met super strakke bassen, zeer lage vervorming en een fantastisch stereo beeld. Kan elke vergelijking met class A glansrijk doorstaan. Als je van warm gekleurd geluid houdt ben je met class D aan het verkeerde adres…. dan toch maar wat buizen?

  • >