Die Audioverstärker der Klasse AB dürfen schon bald Geschichte werden. Die Klasse D hat sie bereits überrumpelt. Man sieht sie schon in den Elektronik-Containern und auf der Mülldeponie… Ich habe mir überlegt, ob sie noch zu retten sind. Immerhin ist der Elektronikmüll ein giftiger Müll für die Umwelt. So kam ich auf die Idee, den Klang von den AB-Verstärkern mit minimaler Aufwand so weit zu verbessern, dass die Verschrottung des Verstärkers nicht mehr in Frage käme. Darüber hinaus würden die Nachbaren wegen lauter Musik nicht mehr leiden müssen.

Die Gegentakt-Endstufen verhalten sich nicht linear. Grundsätzlich ergibt sich diese Nichtlinearität aus exponentieller Abhängigkeit des Kollektorstroms von der Basis-Emitter-Spannung des Transistors. Abhilfe schafft eine Vorspannung zwischen Basis und Emitter der Endtransistoren. Aus wirtschaftlichen Gründen findet oft nur kleine Verschiebung des Arbeitspunktes gegen Null statt. Dabei soll die Gegenkopplung die restlichen Verzerrungen eigentlich ganz wegschaffen können. Das passiert aber nicht. Als Folge kommt ein Musikstück zur vollen Geltung erst ab einer gewissen Lautstärke, wenn sowohl laute Haupttöne als auch leisere Nebentöne ungefähr mit gleichem Verstärkungsfaktor verstärkt werden. 

Unsere Aufgabe besteht also darin, den Verstärkungsfaktor einer Gegentakt-Endstufe für kleine Signale mithilfe dynamischer Anpassung des Ruhestroms auf ungefähr gleiches Niveau zu bringen wie für starke Signale. 
Erfahrungsgemäß brauchen kleine Signale für "gerechte" Verstärkung den Ruhestrom bis 1A. Für stärkere Signale ist höherer Ruhestrom allerdings nicht so wichtig, weil sie ohnehin laut genug sind. In Pausen brauchen wir auch keinen großen Ruhestrom. Wie all die Forderungen erfüllt werden können, zeigt die Schaltung im Anhang.   

Die etablierten Vorspannungsnetzwerke mit thermischer Kopplung an die Leistungstransistoren werden so gelassen, wie sie sind. Lediglich sollen sie vorerst auf maximal gewünschten Ruhestrom eingestellt werden. Man muss allerdings dabei darauf achten, dass die ausreichende Kühlung der Leistungstransistoren immer noch gewährleistet wird. Normalerweise ist dies bei den Verstärkern über 100 Watt ohnehin schon der Fall.

In der Schaltung ist die Endstufe vereinfacht skizziert, wobei das Vorspannungsnetzwerk, das aus einem Thermistor bzw. aus ein paar Dioden bzw. aus einem Transistor und ein paar Widerständen bestehen kann, stellvertretend mit nur einem Thermistor dargestellt wird. Der Strom von oberer Konstantstromquelle fließt durch den Thermistor und erzeugt eine Vorspannung an den Basen der Endstufentransistoren. Parallel zum Thermistor wird ein zusätzlicher Schaltkreis angeschlossen. Es handelt sich um einen regelbaren Stromabnehmer. Mit dem Potentiometer P1 wird der Ruhestrom für die Pausen eingestellt, z.B. 20mA. Gleich nach dem Auftreten des auch sehr schwachen Signals wird der Ruhestrom allerdings steil hochsteigen. Das liegt daran, dass das Audiosignal die Transistoren T1 und T2 während negativer Halbwellen sperrt. Dementsprechend wird der mittlere Entladestrom vom Kondensator C2 auf einmal halbiert. Als Folge wächst die Spannung an C2 und dementsprechend an den Basen von den Leistungstransistoren bis das Gleichgewicht wieder eintritt. Bei höherer Amplitude beginnt der Entladestrom wieder zu wachsen und die Vorspannung fällt. Den ungefähren Ruhestromverlauf zeigt das Diagramm im Titelbild. Der maximale Ruhestrom von 1A wird bei ca. 2V effektiver Spannung erreicht. Für 8Ohm Lautsprecherwiderstand entspricht dies 0.5 Watt und für 4Ohm 1 Watt. Beides sind für ein Wohnzimmer perfekt.

Die Leistungstransistoren dürfen nicht zu heiß werden, sonst schrumpft ihre Basis-Emitter-Spannung so stark, dass die Ruhestromregelung nicht mehr in der Lage wird den Ruhestrom in den Pausen wieder auf 20mA runter zu setzen. Es sei denn anstelle R5 wiederum ein Thermistor verwendet wird. Genauso wie Vorspannungsnetzwerk soll er auf dem Kühlkörper mit den Endtransistoren montiert werden. 

Welche Vorteile bringt die Schaltung? Vor allem ist das eine preiswerte Klangqualitätserhöhung. Bereits bestehende Baugruppen der Leistungsverstärker können mit Hilfe von kleinen Hucke-pack-Platinen leicht nachgerüstet werden. Und im Allgemein besteht die Möglichkeit, einen preisgünstigen quasi universellen Leistungsverstärker zu bauen, der sowohl zur Beschallung von großen Hallen geeignet wäre als auch für einen qualitativen Klang in kleineren Räumen sorgen könnte. Anstatt zwei Verstärker hätte man dann also nur einen gebraucht.