Welche Vorteile haben Röhrenverstärker gegenüber Transistorverstärkern?
Zuerst einige Vorteile:
Röhrenverstärker haben einen Klang, den viele Leute mögen. Aber soll ein Verstärker überhaupt einen Klang haben? Bei Hifi eher nicht (oder doch?), bei Gitarre sicher.
Wird ein Röhrenverstärker übersteuert, so produziert dieser eher geradzahlige harmonische als ungeradzahlige. Dies Aufgrund des runderen Kennlinienknicks bei Sättigung einer Röhre gegenüber dem Transistor. Geradzahlige harmonische klingen besser, musikalischer, machen den Sound fetter. (Oktaven, Quinten)
Die elektronischen Schaltungen sind einfach. Die Schaltungstechnik gibt es schon sehr lange und es werden recht wenige Bauteile verwendet. Sie sind also auch leicht zu reparieren. Weniger Bauteile bedeutet auch, dass man hierfür nur das Allerbeste (inklusive Woodoo) verwenden kann, ohne dass es direkt unerschwinglich wird.
Die Eingangswiderstände von Röhrenschaltungen sind hoch, weshalb man als Koppelkondensatoren keine Elektrolytkondensatoren braucht, um auch tiefe Frequenzen zu übertragen. Elkos sind keine idealen Kondensatoren für Audio, weil sie nicht ganz linear sind und Verzerrungen verursachen.
Einige Nachteile:
Die Röhren brauchen eine Heizung um zu funktionnieren, werden heiß und sind nicht energieeffizient. (Ein Klasse A Verstärker ist eine Heizung, ob man Musik hört oder nicht, aber das ist bei Transistoren auch so, Klasse B ist aber bei Röhren viel mehr Heizung)
Röhren brauchen viel Platz, es wird meistens ein Ausgangsübertrager benötigt. Das Ganze ist schwer und sperrig.
Röhren sind stossempfindlich wenn sie heiss sind. Ausserdem nutzen sie ab (fast wie Glühbirnen) Hinzu kommt noch eine Mikrophonieempfindlichkeit bei höheren Lautstärken, die den Klang verfälschen kann und im Extremfall zu Rückkopplungen führen kann.
Ersatzröhren sind teuer. Bedenke den vorigen Punkt.
Röhren brauchen hohe Gleichspannungen zum Funktionieren, die unter Umständen gefährlich sind. Ausserdem werden mehrere dieser Spannungen benötigt, was die Transformatoren teuer macht.
Röhren haben im Gegensatz zu Transistoren einen hohen Ausgangswiderstand (kOhm), weshalb man, um niederohmige Lautsprecher (8 Ohm) anzusteuern einen Ausgangsübertrager braucht. Will man hohe Ströme für Bass haben wird dieser sehr groß wenn er nicht in die magnetische Sättigung kommen soll. Will man das nicht, wird es unlinear.
Lautsprecher sind ein Feder-Masse-System. Wenn man will, dass dieses System genau dem Verlauf der Musik folgt und nicht selbst schwingt, muss das System ausreichend bedämpft werden. Hierzu bräuchte es eine sehr niederohmige Quelle, die die 2 Röhren mit Ausgangsübertrager nicht bieten. Siehe Dämpfungsfaktor und vorigen Punkt.
Um eine hohe Leistung zu erzielen braucht man viele Ausgangsröhren parallel oder spezielle und große Röhren mit hohen Spannungen. Ein 500W Röhrenverstärker wird vielleicht gerollt, kaum getragen. Andererseits sind 5 Watt auch schon verdammt laut für Zuhause.
Röhrenverstärker haben weniger Gesamtverstärkung, weil man viel mehr Verstärkerstufen bräuchte, die viel mehr Platz und Geld kosten würden als bei Transistoren. Sowohl Röhrenverstärker als auch Transistorverstärker funktionieren nach dem Prinzip der negativen Rückkopplung. Dabei wird ähnlich wie in einem Regelkreis ein Teil des Ausgangssignals invertiert an den Eingang zurückgeführt und verglichen. Das so um ein Fehlersignal korrigierte Signal wird nun verstärkt anstatt einfach nur das Eingangssignal zu verstärken. Hier liegt die Essenz der Reduktion von Verzerrungen! Diese Erkenntnis, die mathematisch beweisbar ist und vor langer Zeit, eben zu Röhrenzeiten (30er Jahre ?, jedenfalls in der Fernsprechertechnik) erfunden wurde führte zu der Theorie die einen idealen Verstärker beschreibt (Elektronikstudenten kennen das als Operationsverstärker). Ein solcher idealer Verstärker hätte unendlich hohe Verstärkung, einen unendlich hohen Eingangswiderstand, keinen Ausgangswiderstand. Die Verstärkung wird somit nur noch bestimmt über das Verhältnis der negativ rückgekoppelten Spannung gegenüber der Eingansspannung.
Mit vielen kleinen Transistoren auf kleinem Raum und auf mehreren Ebenen (lokal rückgekoppelte Stufen) ist voriger Punkt viel leichter zu bewerkstelligen, als mit ein paar Röhren und einer globalen Rückkopplung. Deshalb haben Transistorverstärker sehr viel kleinere Klirrfaktoren als Röhrenverstärker bei höherer erzielbarer Leistung, besserem Frequenzgang und besser Stabilität gegen Mitkopplung (phase margin) und vor allem weniger Kosten.
Nun habe ich aber genug geschwafelt über sehr technische Überlegungen, die wahrscheinlich sogar mit entsprechender innovativer und sehr aufwendiger Röhrentechnik umgekehrt werden könnten.
Wissenschaft und Ingenieurskunst misst! Ein Transistorverstärker der billigsten Art, etwa die sehr gute briefmarkengroße integrierte Schaltung LM3866, ist um Klassen besser, messtechnisch, als irgendein Röhrenverstärker, kostet etwa 7€ (ohne das ebenso wichtge Drumrum) und wird sowohl in professionnellen Tonstudioabhöhrverstärkern verwendet, als in der billigen Stereoanlage aus dem Supermarkt.
Tatsache ist, dass wir kaum (ganz sicher nicht) einen Klirrfaktor von 0,1% von einem Klirrfaktor von 0,0001% unterscheiden können. Ein anderes, auch messbares und viel wichtigeres Kriterium ist z.B. Intermodulationsverzerrung. Beeinflusst ein Bassimpuls etwa die hohen Töne, weil die Spannungsversorgung einen Schlenker macht, usw.? In all diesen messtechnisch, ingenieurmässig und durchaus legitimen Kriterien sind (gute) Transistorverstärker mit sehr grosser Wahrscheinlichkeit Röhrenverstärkern haushoch überlegen.
Persönlich habe ich den Sound von Röhrenverstärkern immer gemocht. Wenn auch nur subjektiv erlebt, hat dieser etwas "warmes". Ich habe Experimente gemacht und z.B. Röhrenradios als Gitarrenverstärker benutzt und umgekehrt und immer gestaunt wie gut diese warmen Dinge klingen. Bei den alten Röhrenradios bin ich davon überzeugt, dass der sicher bessere Klang einfach nur durch die konstruktive Qualität kommt und durch den Willen ein bestmögliches (ja sogar Hifi-) Möbel zu verkaufen, im Gegensatz zum heute allgegenwärtigen Bügelbretthintergrundsäuseler.
Und sind wir einmal ehrlich. Wozu brauchen wir Hifi, wenn die gehörte Musik nichts mehr mit einer Live-Aufführung und real existierenden Instrumenten zu tun hat und selbst schon verzerrt produziert wird. Ich habe überhaupt kein Problem damit, dass Leute Musik aus vergangenen Zeiten auf Stereoanlagen hören, mit den technischen Möglichkeiten die es damals gab, und den authentischen, vom Tonstudio gewollten, und per LP wiedergebbaren Sound hören wollen. Transistoren und Digitaltechnik ermöglichen jetzt gleichzeitig 1000W Bassanteil bei 0,1W Musikanteil. Mit Röhren ist das nicht möglich und muss es auch nicht.
Wenn Sie technisch interessiert sind an transistorisierten Audioverstärkern, finden Sie im Buch von Douglas Self "Audio Power Design Handbook" mehr als Sie wissen wollten. Ansonsten zu Röhren "Audio und Gitarrenschaltungen mit Röhren" von zur Linde, Elektorverlag. Aber es gibt da über Röhrentechnik im WWW noch seriösere historische Quellen zu entdecken. (z.B. das "Radio Designer's Handbook")