Wenn Sie sich schon einmal mit HiFi-Technik, Musikanlagen oder Endstufen beschäftigt haben, sind Ihnen sicher Begriffe wie Class A, Class AB oder Class D begegnet. Diese sogenannten Verstärkerklassen beschreiben die Arbeitsweise, den Wirkungsgrad und die Klangcharakteristik eines Verstärkers. Doch was steckt wirklich hinter diesen Bezeichnungen, und welche Verstärkerklasse ist die richtige für Sie?
Und gibt es überhaupt so etwas wie die richtige Verstärkerklasse?
In diesem Beitrag erfahren Sie alles, was Sie über Verstärkerklassen wissen müssen. Und das leicht verständlich, praxisnah und mit einem Blick auf die Vor- und Nachteile der einzelnen Verstärkertypen.
Was bedeutet „Verstärkerklassen“ überhaupt?
Eine Verstärkerklasse beschreibt, wie ein Verstärker seine Transistoren oder Röhren betreibt, also wie das Eingangssignal verstärkt und in Ausgangsleistung umgewandelt wird. Dabei spielt vor allem eine Rolle, wann und wie lange ein Transistor leitend ist. Also ob er dauerhaft Strom fließen lässt oder nur in bestimmten Phasen arbeitet.
Das Ziel ist immer dasselbe: Ein schwaches Eingangssignal, etwa von einem CD-Player, Mikrofon oder Instrument, soll so verstärkt werden, dass es einen Lautsprecher antreiben kann. Je nach Schaltung ergeben sich Unterschiede in Klang, Wärmeentwicklung, Energieeffizienz und Baugröße.
Man kann also auch sagen: Die Verstärkerklasse verrät, wie der Verstärker arbeitet und wie er klingt. Kommen wir nun zu den einzelnen Verstärkerklassen.
Class A – kompromissloser Klang, geringe Effizienz
Die Class-A-Verstärker gelten unter Audiophilen als das Nonplusultra in Sachen Klangqualität. Aber er hat auch nachteile. Denn in dieser Verstärkerklasse fließt ständig Strom durch den Transistor oder die Endstufenröhre, auch wenn gar kein Audiosignal anliegt. Das bedeutet, der Verstärker arbeitet immer im linearen Bereich, wodurch keine sogenannten Übernahmeverzerrungen entstehen.
Sie können sich das so vorstellen, als würde ein Motor ständig auf einer gewissen Drehzahl laufen, auch im Leerlauf. Dadurch steht immer die volle Leistung bereit, um das Musiksignal perfekt zu übertragen. Aber der Energieverbrauch bleibt hier relativ hoch, selbst wenn gar nichts gespielt wird. Bei einem Röhrenverstärker kommt noch der Nachteil eines ständig relativ hohen Anodenstroms hinzu, was die Lebensdauer der Röhren beeinträchtigt.
Vorteile:
- Extrem saubere Signalverstärkung
- Keine Übernahmeverzerrungen
- Ideal für feinste Klangdetails
Nachteile:
- Sehr geringer Wirkungsgrad (oft unter 25 %)
- Starke Wärmeentwicklung
- Hoher Energieverbrauch
Class-A-Verstärker finden Sie bei Kopfhörerverstärkern oder in Röhrenverstärkern, wo Klangqualität wichtiger ist als Effizienz. Die Schaltung für einen Kopfhörerverstärker mit Mikrofon zeigt einen solchen Class-A-Verstärker.
Class B – effizient, aber mit Kompromissen
Der Class-B-Verstärker wurde entwickelt, um den schlechten Wirkungsgrad von Class A zu verbessern. Hier arbeiten zwei Transistoren (oder Elektronenröhren) im sogenannten Push-Pull-Betrieb: Einer verstärkt die positive Halbwelle des Signals, der andere die negative.
Der große Vorteil: Jeder Transistor arbeitet nur in der Hälfte der Signalperiode und bleibt in der anderen Hälfte ausgeschaltet. Und das spart Energie und reduziert die Wärmeentwicklung erheblich.
Allerdings hat dieses Prinzip einen Haken:
Im Nulldurchgang, also dort, wo sich die beiden Signalhälften treffen, entstehen kleine Pausen, da die Transistoren erst ab einer bestimmten Spannung leiten (etwa 0,7 Volt bei Siliziumtransistoren). Diese Lücke führt zu Übernahmeverzerrungen, die den Klang hörbar verfälschen können, besonders bei sehr leisen Signalen.
Class B ist also recht energieeffizient, aber klanglich nicht optimal. Deshalb wird diese Verstärkerklasse im Audiobereich heute kaum noch eingesetzt. Aber es gibt eine Alternative.
Class AB – der gute Mittelweg
Die Class-AB-Verstärker kombinieren die Vorteile von Class A und Class B und sind deshalb heute die am weitesten verbreitete Verstärkerklasse im Audiobereich.
Hier sorgt eine kleine Vorspannung (Ruhestrom) dafür, dass beide Transistoren um den Nulldurchgang herum leicht leitend bleiben. Dadurch werden die Übernahmeverzerrungen praktisch eliminiert, während der Verstärker im übrigen Signalbereich sparsamer arbeitet.
Im unteren Leistungsbereich arbeitet ein Class-AB-Verstärker also wie ein Class-A-Verstärker, also sehr linear und verzerrungsarm. Erst wenn mehr Leistung gefragt ist, schaltet er in den Class-B-Betrieb über, um effizienter zu werden.
Durch den Ruhestrom (Bias) sind beide Transistoren leicht leitend, selbst wenn kein Signal anliegt. Das heißt: um den Nulldurchgang herum sind beide Transistoren gleichzeitig aktiv, um Übernahmeverzerrungen zu vermeiden.
Aber:
- Bei kleinen Signalen überlappen sich die aktiven Bereiche stark. Das Verhalten des Verstärkers ähnelt dann Class A.
- Bei stärkeren Signalen arbeitet jeweils nur ein Transistor pro Halbwelle. Das Verhalten entspricht nun einem Verstärker der Class B.
Vorteile:
- Sehr gute Klangqualität
- Deutlich höhere Effizienz als Class A
- In fast allen HiFi- und PA-Verstärkern zu finden
Nachteile:
- Erwärmt sich stärker als Class D
- Nicht ganz so effizient wie Schaltverstärker
Diese Bauart findet man in HiFi-Anlagen, PA-Endstufen, Gitarrenverstärkern und Studioequipment. Viele Geräte, die Sie im Alltag verwenden, arbeiten nach diesem Prinzip. Und das oft, ohne dass Sie es wissen. Eine kleine Verstärkerschaltung für einen Class AB- oder auch Gegentaktverstärker finden Sie im verlinkten Beitrag.
Class C – für Audio unbrauchbar
Die Class-C-Verstärker werden im Audiobereich kaum verwendet, da sie nur einen kleinen Ausschnitt der Signalwelle verstärken. Der Transistor ist hier nur kurzzeitig leitend, meist weniger als die Hälfte der Signalperiode. Dadurch wird das Audiosignal stark „zerschnitten“, was zu massiven Verzerrungen führt. Und das macht diese Verstärkerschaltung für die Musikwiedergabe völlig ungeeignet.
Warum baut man solche Schaltungen dann überhaupt? In der Hochfrequenztechnik, etwa bei Funksendern, nutzt man Class C bewusst. Dort ist der Wirkungsgrad sehr hoch, und die entstehenden Verzerrungen spielen keine Rolle, weil das Ausgangssignal anschließend ohnehin durch Resonanzkreise oder Filter in eine saubere Wellenform umgewandelt wird.
Sie können sich das so vorstellen:
Ein Class-C-Verstärker gibt dem Signal nur kurze Energieimpulse, anstatt die gesamte Wellenform gleichmäßig zu verstärken, wie dies beim Audioverstärker sinnvoll ist. In Hochfrequenzschaltungen übernehmen danach Resonanzkreise die Aufgabe, aus diesen kurzen Impulsen wieder eine saubere, kontinuierliche Schwingung zu formen. Auf diese Weise lässt sich mit sehr geringem Energieverlust eine starke Hochfrequenz erzeugen. Aber wie bereits beschrieben, für Audioanwendungen ist dieses Verfahren nicht geeignet, weil viel zu verzerrt.
Class D – die moderne Schalttechnik
Ein Class-D-Verstärker arbeitet ganz anders als die klassischen analogen Verstärker der Klassen A, B oder AB. Er verstärkt das Signal nicht kontinuierlich, sondern nutzt eine clevere Schalttechnik, um Strom zu sparen und Wärme zu vermeiden. Dadurch erreicht er Wirkungsgrade von über 90 Prozent. Und das ist ein Grund, warum diese Bauweise heute in vielen modernen Audioverstärkern zu finden ist.
Um zu verstehen, wie das funktioniert, schauen wir uns die einzelnen Bausteine eines Class-D-Verstärkers an und was sie jeweils machen.
Die wichtigsten Baugruppen der Verstärkerklassen im Überblick
Ein Class-D-Verstärker besteht im Wesentlichen aus vier Komponenten:
- PWM-Modulator
- Oszillator zur Takterzeugung
- Leistungsverstärker (Endstufe)
- Filter am Ausgang
Diese Bauteile arbeiten Hand in Hand, um ein analoges Musiksignal in eine getaktete Schaltfolge umzuwandeln, diese zu verstärken und anschließend wieder in ein hörbares, sauberes Audiosignal zurückzuverwandeln.
Das Eingangssignal
Am Eingang des Verstärkers liegt das Audiosignal an, das verstärkt werden soll. Dieses Signal ist eine analoge Wechselspannung. Das kann zum Beispiel eine Sinuswelle sein, die den Klang oder die Musik darstellt.
Ein Class-D-Verstärker kann mit solch einem Signal jedoch nicht direkt arbeiten. Deshalb muss es zunächst umgewandelt werden.
Vom analogen Signal zum PWM-Signal
Der erste Schritt ist die Umwandlung in ein PWM-Signal (Pulsweitenmodulation). Dazu wird das analoge Eingangssignal mit einer Dreieckspannung verglichen, die von einem Oszillator erzeugt wird.
Ein sogenannter Komparator oder Operationsverstärker (OPV) übernimmt diese Aufgabe.
Immer dann, wenn das Musiksignal größer ist als die Dreieckspannung, schaltet der Ausgang auf „High“; ist es kleiner, schaltet er auf „Low“. Das Ergebnis ist eine Folge von Rechteckimpulsen, deren Pulsbreite die Form des ursprünglichen Signals widerspiegelt.
Je höher die Musikspannung, desto länger ist der Impuls. Je niedriger, desto kürzer.
So entsteht ein PWM-Signal, das die Amplitudeninformation des Audiosignals in zeitliche Impulse übersetzt.
Für das menschliche Ohr ist dieses Rechtecksignal natürlich nicht direkt hörbar, aber es trägt alle nötigen Informationen in sich.
Der Leistungsverstärker – Halbbrücke oder Vollbrücke
Nun muss dieses PWM-Signal verstärkt werden, damit es genug Energie besitzt, um einen Lautsprecher anzutreiben. Dafür gibt es zwei typische Schaltungsvarianten: die Halbbrücke und die Vollbrücke.
Halbbrückenschaltung
In der Halbbrücke kommen zwei MOSFET-Transistoren zum Einsatz. Die Schaltung oben zeigt eine solche Halbbrücke.
- Der obere Transistor schaltet die positive Versorgungsspannung zum Ausgang,
- der untere Transistor verbindet den Ausgang mit der negativen Spannung (bzw. Masse).
Wenn das PWM-Signal am oberen Transistor „High“ ist, liegt am Ausgang die volle Versorgungsspannung an. Wenn das Signal „Low“ ist, zieht der untere Transistor den Punkt nach unten.
Am Ausgang entsteht also ein starkes, getaktetes Signal. Dies ist das gleiche PWM-Signal, nur mit einer deutlich höheren Spannung.
Vollbrückenschaltung
Bei der Vollbrücke arbeitet das System mit vier MOSFETs. Zwei bilden die obere, zwei die untere Halbwelle. Der Vorteil: Der Lautsprecher hängt zwischen zwei aktiv gesteuerten Punkten, sodass sich die verfügbare Spannung praktisch verdoppelt. Das führt zu einer noch höheren Ausgangsleistung und ist gut geeignet für kräftige Endstufen oder Subwoofer.
Der Ausgangsfilter – aus Rechteck wird Musik
Das verstärkte PWM-Signal am Ausgang besteht aus einer hochfrequenten Folge von Rechteckimpulsen. Um daraus wieder ein echtes analoges Audiosignal zu gewinnen, wird ein Tiefpassfilter eingesetzt. Das ist meist ein einfacher LC-Filter aus Spule (L) und Kondensator (C), wie auch im Schaltbild zu sehen.
Dieser Filter glättet die schnellen Schaltimpulse und lässt nur die langsameren Änderungen des Musiksignals passieren. Übrig bleibt die ursprüngliche Wellenform. Aber nun in verstärkter Form und bereit, den Lautsprecher anzutreiben.
Das Prinzip ist also: Digital schalten und analog hören.
Das Schalten sorgt für die Effizienz, der Filter bringt die Musik zurück.
Warum Class D so effizient ist
Ein Class-D-Verstärker ist deshalb so effizient, weil seine Transistoren nicht im linearen Bereich arbeiten, sondern nur an oder aus sind. Im eingeschalteten Zustand fällt kaum Spannung ab, im ausgeschalteten Zustand fließt kein Strom. Es entsteht an dieser Stelle also nur sehr wenig an Verlustleistung.
Dadurch bleibt die Endstufe kühl, oft ist sogar noch nicht einmal ein Kühlkörper nötig, und das gesamte Gerät kann kompakter gebaut werden. Gerade bei mobilen Lautsprechern, Aktivboxen und Car-HiFi ist das ein großer Vorteil.
Mögliche Nachteile und Herausforderungen
Natürlich ist die Technik nicht ganz ohne Tücken. Da die Transistoren mit hohen Frequenzen schalten, können sogenannte Überschwinger oder Störimpulse entstehen. Diese äußern sich als kleine Verzerrungen am Ausgang, wenn die Filterung oder die Versorgungsspannung nicht optimal ist. Hier sind die Vor- und Nachteile im Überblick.
Vorteile:
- Sehr hoher Wirkungsgrad
- Kaum Wärmeentwicklung
- Geringes Gewicht und kompakte Bauform
- Ideal für mobile oder leistungsstarke Systeme
Nachteile:
- Aufwendige Filterung der Signale nötig
- Große Qualitätsunterschiede je nach Schaltungsdesign
Moderne Class-D-Verstärker klingen hervorragend, wenn sie gut konstruiert sind. Einige Hersteller wie Hypex, ICEpower oder Pascal haben gezeigt, dass auch diese Verstärkertechnik längst im High-End-Bereich angekommen ist.
Class G und Class H – Verstärkerklassen mit intelligenter Stromversorgung
Während Class AB und Class D den Großteil des Marktes abdecken, existieren noch einige Sonderformen, etwa Class G und Class H.
Beide basieren grundsätzlich auf einer analogen Verstärkerstufe (meist Class AB), verwenden aber eine dynamische Versorgungsspannung.
Bei Class G stehen mehrere feste Spannungsniveaus zur Verfügung. Der Verstärker schaltet je nach Leistungsbedarf automatisch auf die höhere oder niedrigere Spannung um. Ähnlich wie ein Auto, das zwischen zwei Gängen wechselt, um effizienter zu fahren. Sehen Sie sich dazu auch das folgende Schaltbild an.
Class H geht noch einen Schritt weiter: Hier wird die Versorgungsspannung stufenlos an die Signalspannung angepasst. Dadurch entsteht noch weniger Verlustwärme, und der Verstärker arbeitet besonders effizient.
Solche Schaltungen findet man vor allem in leistungsstarken Studio- und PA-Endstufen, wo hohe Leistung und möglichst wenig Wärmeentwicklung gefragt sind.
Welche Verstärkerklassen werden im Audiobereich überhaupt eingesetzt?
Für die Audiowiedergabe sind im Wesentlichen drei Verstärkerklassen relevant: Class A, Class AB und Class D.
- Class A steht für gute Klangqualität und wird dort verwendet, woe Klang wichtig ist und nur geringe Verlustleistungen, etwa in Kopfhörerverstärkern. Auch viele alte Röhrengeräte verwenden diese Verstärkerklasse.
- Class AB ist der Standard in HiFi und Beschallungstechnik und stellt einen guten Kompromiss aus Klang und Effizienz dar.
- Class D hat sich als moderne, kompakte und stromsparende Lösung etabliert und kommt daher auch in immer mehr hochwertigen Geräten zum Einsatz.
Class G und Class H sind spezialisierte Varianten, während Class B und Class C im Audiobereich praktisch keine Rolle mehr spielen.
Alternative Bezeichnungen der Verstärkerklassen
In der Praxis tauchen viele verschiedene Begriffe für dieselben Verstärkerklassen auf. Wenn Sie auf Datenblättern oder in Prospekten stöbern, werden Sie Begriffe finden wie:
- Class A: „Pure Class A“, „Single-Ended“, „Linear Amplifier“
- Class B: „Push-Pull“ oder „Gegentaktverstärker“
- Class AB: „Hybrid Class A/B“, „AB Push-Pull Design“
- Class D: „Schaltverstärker“, „PWM-Verstärker“, „Digital Amp“
- Class G/H: „Multi-Rail Amplifier“, „Rail-Switching“, „Dynamic Power Supply“
Diese Bezeichnungen meinen dasselbe. Sie zeigen nur unterschiedliche technische Schwerpunkte oder Marketingformulierungen der Verstärker und ihrer Bauformen und Klassen.
Welche Verstärkerklasse ist denn nun die beste?
Eine pauschale Antwort gibt es nicht. Die ideale Verstärkerklasse hängt davon ab, was Sie wollen.
Wenn Sie Musik in ihrer reinsten Form genießen möchten und Ihnen Energieverbrauch egal ist, dann werden Sie sicherlich mit einem Class-A-Verstärker glücklich. Er liefert den authentischsten, detailreichsten Klang, allerdings zu einem hohen Preis in Sachen Wärme und Stromverbrauch.
Wenn Sie dagegen Wert auf Klangqualität und Alltagstauglichkeit legen, ist Class AB meist die beste Wahl. Diese Verstärker sind robust, klingen hervorragend und sind heute der Industriestandard für HiFi und Studioeinsatz.
Suchen Sie maximale Effizienz, Kompaktheit und Leistung, etwa für mobile Lautsprecher, Subwoofer oder moderne Aktivboxen? Dann führt kein Weg an Class D vorbei.
Zusammenfassung zu den Verstärkerklassen
Die wichtigsten Verstärkerklassen hier noch einmal im Überblick:
| Klasse | Prinzip | Vorteile | Nachteile | Einsatzbereich |
| Class A | Dauerleitender Transistor | Beste Klangqualität | Sehr ineffizient, heiß | High-End, Röhrenverstärker |
| Class B | Push-Pull (je Halbwelle ein Transistor) | Effizienter als A | Übernahmeverzerrungen | Kaum noch genutzt |
| Class AB | Kombination aus A und B | Guter Klang, gute Effizienz | Erwärmt sich | HiFi, PA, Studio |
| Class D | Schaltverstärker (PWM) | Sehr effizient, leicht | Filterung aufwendig | Aktivboxen, Subwoofer, Car-HiFi |
| Class G/H | Umschaltbare Versorgungsspannung | Effizienter AB-Betrieb | Komplexer Aufbau | Studio- und PA-Endstufen |
Noch ein Schlussgedanke
Egal ob Sie Musikliebhaber, Heimkino-Fan oder Tontechniker sind. Ein grundlegendes Verständnis der Verstärkerklassen hilft Ihnen, Geräte besser einzuordnen und gezielter auszuwählen. Jede Klasse hat ihre Stärken und Schwächen. Aber eines bleibt gleich: Ohne Verstärker kein Klang. Und mit dem richtigen Verstärker klingt Musik so, wie sie klingen soll, nämlich lebendig, klar und voller Dynamik.
Mehr über den Transistor und seine Funktion.
