Aavik C-880 und P-880 – Teil 2

Im Bericht über Aaviks C-880 und P-880 ging es um die Geräte und ihre Menüs, vor allen aber um die enormen klanglichen Leistungen des Verstärker-Duos. Die technischen Besonderheiten seiner Entwicklung erläutert Michael Børresen nämlich im folgenden Interview. Ein Geheimdienst, Kirchen, ein Spitzbube und nukleares Material werden ebenfalls zum Thema.

Dirk Sommer: Warum baut Aavik keine symmetrischen Verstärker?
Michael Børresen: Ich denke, es ist ganz natürlich, dass Du diese Frage stellst, weil Du Dich in gewisser Weise in einer professionellen Welt bewegst. In der professionellen Welt gibt es keinen Zweifel daran, dass Symmetrie eine sehr gute Sache ist, weil man oft Kabel in unmittelbarer Nähe hat. Man will also nicht, dass Störungen von einem Kabel auf das andere übertragen werden. Das gilt natürlich für die professionelle Welt, wo man das wirklich braucht. Aber in einer HiFi-Umgebung möchte man die besten Schaltungen schaffen, und wenn man die besten Schaltungen schaffen will, sind sie immer so einfach wie möglich. Und symmetrische Schaltungen erfordern wirklich den doppelten Aufwand. Das heißt, wenn man einen Lautstärkeregler bauen will, ist es sehr schwierig, ihn symmetrisch zu machen. Es ist viel einfacher, eine Schaltung mit geringem Rauschen und guter Leistung zu bauen, wenn man dafür nur eine Verstärkerstufe verwenden kann und nicht zwei. Ein symmetrisches Signal lässt sich nur schwer verstärken und in der Lautstärke reduzieren, ohne einen Lautstärkeregler zu verwenden, der vor allem die Signale mit niedrigem Pegel beeinträchtigt. Die Topologie, die wir haben, ist also auf Single-Ended-Eingänge ausgelegt. Unsere Schaltungen im Verstärker sind Single Ended, um die maximale Leistung zu erreichen. Das bedeutet, dass wir, wenn wir symmetrische Kabel verwenden wollen, im Wesentlichen symmetrische Signale in unsymmetrische und unsymmetrische in symmetrische umwandeln müssen, wodurch mehr Schaltkreise in den Signalweg gelangen, was die Qualität beeinträchtigt. So etwas wie ein kostenloses Mittagessen gibt es nicht.
DS: Was würdest Du für das symmetrische Signal von einer Tonbandmaschine empfehlen?
MB: Ein Signal von einer Tonbandmaschine ist ein bisschen so wie das von einem Tonabnehmer. Im Grunde ist es ein erdfreies Signal. Das heißt, wenn es schwebend ist, kann man eine Seite ohne Probleme mit der Masse verbinden. Man kann also einen einfachen Symmetrisch-zu-Single-EndeD-Adapter verwenden, indem man eines der Signale mit der Masse verbinden. Und hier brummt die Masse in keiner Weise. Damit erhält man also ein gutes Ergebnis.

DS: Die einzige symmetrische Schaltung, die Du verwendest, ist also die der 580er Phonostufe.
MB: Das ist sie, weil ein Tonabnehmer im Grunde eine symmetrische Quelle mit einer separaten Masse ist. Und die Schaltung, die wir dort gemacht haben, ist eine erdfreie symmetrische Schaltung. Es ist also keine Masse vorhanden. Aber wir haben das symmetrische Signal weiter hinten in der Kette einseitig geerdet, damit es Single Ended weitergeht. Wenn man Transistoren mit dem geringsten Rauschen verwenden will, dann sind das bipolare Transistoren vom industriellen Typ mit einem großen Gehäuse. Wir haben hier Transistoren, die das gleiche Rauschen erzeugen wie ein Zwei-Ohm-Widerstand. Sie haben also ein sehr, sehr geringes Rauschen. Aber wenn man sie verwenden will, muss man eine symmetrische Schaltung mit einem hoch selektierten Paar aufbauen. Wenn man das nicht tut, treten Basisströme auf, und dann muss man einen Kondensator zur deren Entkopplung einsetzen, was zu einem erheblichen Qualitätsverlust führt. Der natürliche Weg, eine Phonostufe mit einem Bipolar zu bauen, besteht also darin, eine erdfreie Symmetrie zu schaffen und dann einen Servo einzusetzen, um den Basisstrom auszugleichen. Die Spannung an der Basis ist dann genau dieselbe. Sie ist nicht Null, sie liegt nicht auf Masse, aber ist sind genau gleich. Es fließen also keine Ströme durch die Wicklung des Tonabnehmers. Um also etwas wirklich Rauscharmes zu machen, ist die beste Schaltung eine erdfreie symmetrische Schaltung. Das ist der Grund, warum ich sie dort verwende.
DS: Ich habe mich gefragt, warum man das von außen nicht sehen kann, warum ihr Cinch-Stecker verwendet.
MB: Wir schreiben es ja in unser Handbuch. Weißt du, die Pins am Tonabnehmer sind potentialfrei und du hast eine Masse. Es gehen also immer fünf Drähte zur Phonostufe. Einer davon ist eine Abschirmung. Der Anschluss kann also Cinch sein, aber auch XLR. Aber das Problem ist, wenn man XLRs einsetzt, was macht man dann mit der Masse? Wenn man die auf einen oder zwei Stecker aufteilen will, wie soll man das verbinden? Die Signale sind nur zwei. Deshalb verwenden wir dort Cinch-Buchsen .

DS: Du hast bereits die Lautstärkeregelung des Vorverstärkers erwähnt. Wie hast Du die konstruiert?
MB: Wir arbeiten da mit diskreten Operations-Verstärker. Einen davon betreiben wir invertiert. So können wir die Rückkopplung nutzen, um eine Verstärkung unter Null zu erreichen. Wenn man also die Lautstärke verringert, erhöht sich die Rückkopplung. Und dadurch erhöhen wir die Klangqualität der Verstärkerstufe, weil sie eine höhere Rückkopplung hat, aber wir senken das Rauschen mit dem Signal. Wir behalten also das gleiche Signal-Rausch-Verhältnis bei. Bei herkömmlichen Lautstärkereglern auf Relais- oder MOS-Schalterbasis besteht das Problem, dass sich das Rauschen erhöht, wenn man die Lautstärke verringert. Wir vermeiden dieses Problem. Um die Widerstände in der Rückkopplungskette einzustellen, verwenden wir einen 12-Bit-DAC, der per Laser getrimmt wird. So wissen wir, dass die Widerstände, die wir im Rückkopplungsnetzwerk einsetzen, genau gleich sind. Wenn sie in einer Position offen sind, schalten sie nicht. Es ist eine sehr, sehr gute Lautstärkeregelung. Aber wir haben verschiedene Typen verwendet. Wir haben auch Lautstärkeregler mit Fotowiderständen (LDRs, Light Depended Resistors) gebaut. Und die sind auch sehr gut. Aber sie haben das Problem, dass sich LDRs mit der Zeit verändern, was bedeutet, dass man die Kalibrierung verliert. Wenn man also einen LDR-Lautstärkeregler hat, muss man jedes Mal, wenn man den Verstärker einschaltet, eine Kalibrierungsroutine ausführen, um die Lautstärke der beiden Kanäle anzupassen. Andernfalls wir man in eine Situation geraten, in der sich ein Kanal vom anderen unterscheidet. Wir haben dies durch den Lautstärkeregler in der Vorverstärkerstufe vermieden, die invertiert läuft. Danach haben wir einen Buffer, der das Signal wieder in einen nicht invertierten Zustand versetzt. Es gibt also im Wesentlichen eine Verstärkungsstufe im Vorverstärker, die gleichzeitig der Lautstärkeregler ist.

DS: Ihr habt also nur zwei Verstärkungsstufen.
MB: Ja, und wir haben einen LDR-Schalter am Eingang. Wir verwenden also LDRs zum Schalten, weil ich sie für die am wenigsten störenden Schalter von allen halte. Denn es ist nur ein Widerstand, der sich auf und ab bewegt. Wenn er ganz offen ist, hat er einen durchschnittlichen Widerstand von etwa 50 Ohm. Und wir verwenden ihn als Eingangsfilter, weil man den Eingang eines Breitbandverstärkers vor einfallenden Funkfrequenzen Schützen muss. Wir müssen also das Hochfrequenzrauschen außen vor halten. Wir brauchen dort ein kleines Eingangsfilter. Und das machen wir mit dem LDR und einem Kondensator gegen Masse, und dann gehen wir in die Vorverstärkerstufe zur Lautstärkeregelung.
Wir sind nun schon seit ein paar Jahren im Geschäft mit Vorverstärkern und Verstärkern, und wir probieren immer wieder neue Möglichkeiten aus. Die beschriebene Eingangswahl ist eine Sache, bei der wir geblieben sind. Die am besten klingenden LDRs, die Zelox-LDRs, sind nicht mehr zu haben, weil man kein Blei mehr verwenden darf und sie Blei an den Beinen hatten. Die alten, wirklich guten Typen sind also nicht mehr erhältlich. Jetzt gibt es verschiedene Typen mit Gallium, die gut klingen, aber nicht so gut wie die alten. Der Vorteil dieses älteren Lautstärkereglers ist also weggefallen. Wir bevorzugen jetzt den 12-Bit-DAC mit Lasertrimmung in der Rückkopplungsschleife eines invertierten Verstärkers. Ich glaube, dass ein Vorverstärker vielleicht der schwierigste Verstärker ist, weil er einen Lautstärkeregler hat, und der Lautstärkeregler ist oft das, was dem Signal schadet. Wenn man anfängt, ihn herunterzudrehen, muss man etwas dämpfen. Und damit neigt man dazu, Transienten und Rauminformationen wegzuwerfen. Die Klangbühne kollabiert und wird flach.
DS: Warum hast Du ein Filternetzwerk für tiefe und hohe Frequenzen im Vorverstärker?
MB: Oh, das liegt an unseren neuen Lautsprechern der M-Serie. Sie haben eine Option für Bi-Wiring und wir haben einen Filter in den Vorverstärker eingebaut, bei dem der Tiefpass und der Hochpass individuell eingestellt werden können. Wenn man also in eine Situation kommt, in der man einen schwierigen Raum hat, vielleicht eine Raumresonanz von 80 Hertz oder so, dann hat man die Möglichkeit, diese Frequenzen auseinanderzuziehen. Wenn man also einen Monitor mit einem Subwoofer betreibt, kann man den Monitor bei 90 Hertz ausblenden und den Subwoofer bei 70 Hertz einblenden, wodurch dort ein Einschnitt entsteht, wo der Raum dröhnt. Räume neigen dazu, ein paar Resonanzen zu haben. Es gibt eine Breiten-, Höhen- und Tiefenresonanz, aber das sind nicht die schlimmsten. Es gibt eine Art Kompressionsresonanz, bei der alle diese Dimensionen zusammenspielen. Dort neigt die Luft dazu, sich zu komprimieren und zu entspannen und zu komprimieren und zu entspannen. Und das ist der Punkt, an dem alles dröhnt. Und diese Volumenresonanz ist die einzige, die man wirklich behandeln muss. Unsere psychoakustische Fähigkeit ist sehr gut darin, eine Reflexion von einer Wand oder einem Boden oder was auch immer quasi herauszufiltern, aber diese Druckresonanz neigt dazu, uns sogar körperlich anzugreifen, sie verursacht Übelkeit. Wenn man in manchen Räumen laute Musik spielen will, ist es sehr schön, diese Volumen-Resonanz wegzubekommen. Diese Option bietet das analoge Filter. Für mich ist ein analoges Filter die einzige Wahl, denn wenn man einen DSP einsetzt, hat man vielleicht 20 oder 25 Millisekunden Verzögerung, und es gibt keine Möglichkeit, die Frontlautsprecher und die Subwoofer zusammenspielen zu lassen, wenn man eine solche Verzögerung hat. Es handelt sich im C-880 also um ein rein analoges Filter, das auf die Subwoofer zugeschnitten ist, die keine eingebautes Filter oder einen direkten Eingang haben wie die von Revel oder JL.

DS: Wie steil sind die Filter?
MB: Das sind 24 Dezibel für den Tiefpass und 12 Dezibel für den Hochpass. Der Grund für die 12 Dezibel liegt darin, dass der Mitteltonbereich der meisten Lautsprecher ohnehin mit einem 12-Dezibel-Rolloff versehen ist. Weil ein Gehäuse also so eine Flankensteilheit besitzt, es ist ein Filter zweiter Ordnung. Die akustische Flankensteilheit allein durch ein Gehäuse beträgt 12 Dezibel dazu kommt das Filter mit 12 Dezibel macht 24 Dezibel. Hoch- und Tiefpassfilter passen also zusammen.
DS: Gibt es sonst noch etwas, was Du über Deinen Vorverstärker sagen möchtest?
MB: Es ist ein guter Vorverstärker. Ich weiß, dass ein Vorverstärker in der Lage sein sollte, die Lautstärke auf eine sehr, sehr gute Art und Weise hoch- und runterzuregeln. Natürlich ist es das erste Mal, dass wir diskrete Operationsverstärker verwenden, die wir selbst gebaut haben. Wenn man sich unsere kleineren Baureihen anschaut, haben sie alle sehr gute Operationsverstärker, AD825 oder andere in der Hifi-Welt anerkannte ICs. Aber der C-880 besitzt komplett diskrete Operationsverstärker.
DS: Und mit welcher Spannung werden sie versorgt?
MB: Sie laufen mit plus/minus 24 Volt. Es gibt also reichlich Headroom.
DS: Was kannst Du über Deine Klasse-A-Endstufe sagen?
MB: Die Schaltung des Class-A-Verstärkers und der diskrete Operationsverstärker sind exakte Nachbildungen voneinander. Es ist genau die gleiche Topologie. Wir haben eine ganz eigene Art, die Ströme in der Eingangsstufe zu spiegeln. Dann falten wir eine Treiberschaltung ein, die dann den Ausgang steuert. Wenn man sich also die Topologie des Operationsverstärkers ansieht, handelt es sich im Grunde um eine Verstärkerstufe, und auch im Leistungsverstärker ist es eine Verstärkerstufe. Wenn wir sehr hochohmige Stromquellen für die Eingangsstufe verwenden, machen wir eine gefaltete Kaskode und wir haben eine Kaskode, die die Eingangstransistoren abschirmt. Ich weiß nicht, ob Du weißt, dass es früher eine so genannte Speicherverzerrung gab. Man erhält Verzerrungen, wenn das Signal die Arbeitsbedingungen der Geräte in dieser Schaltung verändert. Wir achten sehr genau auf all diese Dinge und stellen sicher, dass wir sehr hochohmige Stromquellen haben, die nicht mit dem Signal moduliert werden. Und jedes Mal, wenn wir eine Kaskode um Dinge herum machen, erhöhen wir die Verstärkung. Wir haben also in diesem und in jenem eine sehr, sehr hohe Verstärkung: 120 Dezibel. Aber wir haben es geschafft, gleichzeitig fast zehn Kilohertz an offener Bandbreite in der Verstärkungsschaltung zu erreichen. Und das bedeutet, dass wir eine Menge Verstärkung in die Rückkopplung stecken können. Die Rückkopplung ist ein gutes Mittel zur Optimierung der Qualität. Ich weiß, dass sie einen schlechten Ruf hat, aber bedenke, dass es sich um eine einstufige Schaltung handelt. Andere Leute sprechen von lokalen Rückkopplungsschleifen. Wir haben nur eine Schleife, und die ist lokal, weil wir nur eine Verstärkungsstufe haben. Wir übertragen also nicht viel Verstärkung über viele Stufen. Und weil wir nur eine Verstärkungsstufe haben, ist unsere Phasenverschiebung sehr, sehr moderat. Eine Verstärkungsstufe hat eine 90-Grad-Phasenverschiebung. Normalerweise, wenn man zwei oder mehr Verstärkungsstufen hat, dann hat man eine Phasenverschiebung von 180 Grad. Das bedeutet, dass man die Bandbreite begrenzen muss, um eine Oszillation zu vermeiden. Wir haben also eine Verstärkungsstufe da drin.

Es ist ein vollsymmetrisches Design. Es ist ein bisschen wie die Eingangsstufe eines Leach-Verstärkers. Aber mit dem ganzen Drumherum, den Stromquellen und allem, was dazugehört, betreiben wir ein Paar laterale Mosfets, die unsere Treiber sind, aber wir fahren sie extrem heiß. Wir lassen 150 Milliampere durch die lateralen Mosfets fließen, und darin haben wir einen Bias-Spreader, bei dem ein Teil davon eine Diode ist, die einen Spannungsabfall von 0,6 Volt hat, was fast ausreicht, um die Ausgangstransistoren eingeschaltet zu halten. Es gibt acht Paare von Ausgangstransistoren, aber der Spannungsabfall über die Schottky-Diode reicht fast aus, um sie in Betrieb zu halten. Wir haben also einen kleinen Widerstand darüber, um immer diese 0,63 Volt über dem Signal zu halten, damit die Ausgangstransistoren eingeschaltet bleiben. Und das bedeutet, dass sie nie ausschalten. Sie bleiben immer in Class A. Ganz gleich, wie stark man sie wegen dieses Ruhestromnetzwerks belastet. Stell Dir vor, dass normalerweise ein Ausgangstransistor, wenn er anfängt, Strom zu liefern, einen Teil des Stroms in die Treiberstufe abgibt. Wenn wir also 150 Milliampere haben und fünf in die Treiberstufe gehen, ist die prozentuale Änderung über den Widerstand sehr gering und der Widerstand muss vielleicht nur eine Spannungsanhebung von 0,05 Volt bewirken. Und wenn man die Spannung auf 0,04 V senkt, weil ein Teil des Stroms nach außen fließt, liegt sie immer noch über 0,63 V, was erforderlich ist, um die Transistoren offen zu halten. Auf diese Weise können wir die Ausgangstransistoren die ganze Zeit über offen halten, selbst wenn wir sie im Leerlauf mit 20 Milliampere vorgespannt lassen. Aber die Treiberstufe ist heiß, es handelt sich um ein laterales Mosfet-Paar, das normalerweise für eine 200-Watt-Ausgangsstufe verwendet wird. Aber es speist nur die Ausgangstransistoren. Die lateralen und die Ausgangstransistoren werden also als eine Ausgangsstufe betrachtet, und die Eingangsstufe ist jetzt eine Stufe, und um diese Eingangsstufe herum haben wir die Rückkopplungsschleife.

In Kürze geht’s weiter mit dem zweiten Teil des Interviews.