* Über symmetrische Kopfhörerverstärker

Definition:

Ein symmetrischer Kopfhörerverstärker verfügt über einen symmetrischen AUSGANG (oder mehrere).
Er verfügt nicht zwingend über einen symmetrischen Eingang,
auch die interne Signalführung muss nicht zwingend symmetrisch sein.

Ein symmetrischer Eingang ist ein positives Feature wenn man symmetrische Signale
verwenden will, sonst ist er verzichtbar.

Eine vollsymmetrische Signalführung macht ein Gerät nicht billiger … und auch nicht unbedingt besser.
Um z. B. die Lautstärke in Stereo zu regeln braucht es jetzt ein Poti mit 4 Widerstandsbahnen
und die auch besser gleich in 4 getrennten Kammern.
Die gibt es zwar, aber von symmetrischen Signalen braucht man hinter dem Poti eigentlich
nicht mehr zu reden, da durch den Regelfehler des Potis von 0,5 – 3 dB jegliche
Symmetrie zumindest eingeschränkt, wenn nicht zerstört ist
(die muss an dieser Stelle auch gar nicht vorhanden sein).

Braucht man symmetrische Kopfhörerverstärker ….. ?

Braucht man Quad-Prozessoren im Büro,
braucht man 8-Zylinder im Stadtverkehr,
braucht man ungenaue (verglichen mit Funkuhren) mechanische Uhren aus der Schweiz oder Glashütte,
braucht man 10 – 20 m Yachten im Mittelmeer die man 14 Tage im Jahr nutzt,
braucht man 3 x Fernurlaub pro Jahr …..

… ihr seht, natürlich braucht man symmetrische Kopfhörerverstärker und zwar zwingend dringend.

OK, kommen wir mal zu den technisch einigermassen sinnvollen Aspekten.

Wir alle sind uns im Klaren darüber, das richtig gute Kopfhörerverstärker heute eine
Performance erreicht haben die es schwer macht, sinnvolle Neuerungen nachhaltig zu vertreten.

Ich denke, das eine symmetrischen Verstärkertechnik in einem Kopfhörerverstärker
nicht unbedingt ein Muss ist, aber eben durchaus sinnvoll sein kann.
Deutlich teuerer ist es logischerweise auch, denn man braucht doppelt so viele Verstärker.
Und wenn man soviel Aufwand treibt braucht der Rest auch nicht schlampig
sein - aber das hatten wir schon.

Symmetrische Verstärker sind grundsätzlich nichts neues sondern schon lange
bekannt z. B. im Autoradio, wo diese Technik gern hergenommen wurde und wird um bei
begrenzter Spannung (12 V) 4-fache Watts zu erzeugen.
Grosse Auto-Endstufen benutzen heute Schaltnetzteile.
Diese Schaltungstechnik wird gern auch Vollbrückenverstärker,
Push-Pull-Verstärker oder BTL (bridge terminated load) genannt.

Nun, um die Maximierung der Ausgangsamplitude kann es hier nicht gehen,
es gibt KHVs die haben davon mehr als genug – auch an hochohmigen Kopfhörern.

Was ist es also dann ?

Ein „normaler“ Verstärker hat „Masse“ als seinen Bezugspunkt.
Die Amplitude des Nutzsignals schwingt möglichst gleich um diesen Bezugspunkt
(sonst redet man von DC-Offset) und wird nur von der positiven und negativen
Betriebsspannung (abzüglich ca. +/- 2 Volt) begrenzt.
Über die Last (Kopfhörer oder Lautsprecher) wird diese Spannung auf Masse zurück geführt.
Da die Masse aber nicht unendlich niederohmig ist, sonder selbst auch eine Last ist,
wird unser Bezugspunkt, der ja eigentlich ruhen sollte,
mit den Resten von Links + Rechts „verseucht“.
Das kann man messen und hören, nämlich als Übersprechen !!
Es ist leicht vorstellbar, das hier die Schaltung selbst, das Schaltungslayout und das
Verhältnis zwischen Masse-Widerstand und Last-Widerstand tragende Rollen spielen.

Ein symmetrischer Verstärker (oder Vollbrücken- oder Push-Pull- oder BTL-verstärker)
besteht aus 2 normalen Verstärkern pro Kanal, von denen einer das Normale,
der andere das um 180 Grad gedrehte (invertierte) Eingangssignal bekommt.
Die Masse spielt als Bezugspunkt für die Last keine Rolle, da diese jetzt zwischen
der modulierten positiven und negativen Betriebsspannung hin und her gezogen wird.
Hier ist der Begriff Push-Pull sehr bildhaft !!

Was und wie wird gemessen, wie werden Unterschiede und Vorteile deutlich ?

Es geht ums Übersprechen, also die Beeinflussung des einen Kanals durch den anderen.

Das Übersprechen wird normalerweise so gemessen:
Ein Kanal mit Signal, der andere Kanal ohne Signal, dieser Eingang auf Masse gelegt.
Jetzt wird gemessen, wie viel Signal vom aktiven Kanal auf den kurzgeschlossenen „überspricht“.
Der Wert steigt mit der Frequenz und sollte bei 1 kHz > 80 dB sein, bei 15 kHz > 60 dB.
Es dürfte niemanden wundern, das es Geräte gibt, die natürlich wesentlich besser sind.

Ausserdem gibt es bei dieser Messung immer mehr oder weniger grosse Unterschiede
zwischen L>R und R>L. Je kleiner die Unterschiede, desto besser das Layout !

Man kann aber auch verschärft messen !
Hier kommt ein Ton mit ca. 1 kHz auf den einen Kanal, ein anderer Ton, dessen
Vielfaches sich im Spektrum 20 Hz – 20 kHz nicht mit den Vielfachen des ersten trifft
(z. B. 3,3 kHz), auf den anderen Kanal.

Es wird unter Last gemessen.

Im Spektrum Analyzer sieht man deutlich die Signale des jeweils anderen Kanals mit wesentlich höheren
Amplituden als bei der simplen Übersprech-Messung.
Das kommt durch die „verseuchte“ Masse wegen der Last !!

Ein symmetrischer Verstärker zeigt hier um 10 – 30 dB besseres Übersprechen UNTER LAST !!

DAS ist der Vorteil.

Ich möchte betonen, das obige Artifakte auch bei „Standard“ Verstärkern meist so klein sind,
das sich üblicherweise keiner beschwert.
Wer die Übersprechwerte von Schallplatten kennt, der weiss das eine
Kanaltrennung von 60 dB illusorisch ist.

Menschen, die Cross-Feed verwenden, ruinieren sich das Übersprechen wissentlich !

Das bessere Übersprechen – oder die reinere Kanaltrennung – sind aber wohl der Grund
für das Aha-Erlebnis was viele beim symmetrischen KHV empfinden - oder sich einbilden ….

Das Aha Erlebnis kann aber auch daher kommen, das eine symmetrische Ausgangsamplitude
bei gleichen Einstellungen doppelt so hoch ist wie eine unsymmetrische.
Üblicherweise wird das lautere Signal als das bessere empfunden.

Ein weiterer Vorteil des symmetrischen Ausgangs ist, das man jetzt endlich von dem
unseligen Klinkenstecker weg muss/kann.
Wobei die Verwendung von 2 Stück 3-pol XLR, die man oft sieht, ebenfalls Sinnhaftigkeit
vermissen lässt !! Zum Glück ist noch niemand darauf gekommen
2 Stereo-Klinkenstecker zu verwenden …

Am liebsten wäre mir ein schöner kleiner 4- oder 5-pol z. B. von Lemo.
Die sind aber schwer zu beschaffen und abartig teuer.
Man muss ja auch an die Leute denken, die sich Ihre Kopfhörer dann selber umbauen.
Deswegen planen wir als Ausgangsbuchsen 5-polige (Neutrik) XLRs,
und zwar abweichend von der Norm das Mädel am Gerät (und ohne Latch).
Fünf Pole deshalb, weil einer in Reserve besser ist als keiner in Reserve.
Die sind robust, hinreichend klein, gut montier- und lötbar und gut zu beschaffen.

Gibt es auch Nachteile ?

Ja, natürlich.
Durch die doppelten Verstärker entstehen erhebliche Mehrkosten.
Wenn man so drauf ist wie ein paar Hardcore Amis und ALLES symmetrisch
aufbaut wird es seeeehr teuer und ist m. E. wenig sinnvoll da es keinerlei Vorteile,
aber neben dem Preis einige weitere Nachteile bietet.

Ein weiterer Nachteil sind eventuelle zusätzliche Verzerrungen und Verzerrungsprodukte,
die sich aus den unterschiedlichen Verzerrungen der vielen Verstärker ergeben (könnten).
Bei proper aufgebauten Verstärkern dürfte das aber zu vernachlässigen sein.

Weiter könnten die sehr geringen Laufzeitunterschiede eine Rolle spielen,
da ja ein Verstärker invertiert und der andere nichtinvertiert angesteuert werden.
Durch die Laufzeitunterschiede entstünde eine Phasendifferenz zwischen „Push“ und „Pull“.
Das kann aber durch ein geeignetes Design (fast) ausgeschlossen werden.

Auch muss sich natürlich der geneigte User seinen Kopfhörer umbauen oder umbauen lassen.

Um den Kopfhörer „normal“ zu verwenden, braucht man auch einen Adapter zurück von 5-pol XLR auf Klinke,
kostet auch Geld und sollte stabil gemacht sein.

Erstmal fertig

@ bearmann

ich habe einen LME49700 gemeint, korrekt.

Umgebaute Kopfhörer:

K701, HD600, Ergo II


@ xnor

Der Preis des V181 ist 750 Euro inkl. MwSt.
Das hat aber nichts mit Messwerten und/oder Klang zu tun, sondern ehrer mit einer ganz normalen Kalkulation.

Trotzdem, hier (meine) ersten Eindrücke.
Der V181 klingt am unsymmetrischen Ausgang sehr gut, durchaus auf Höhe des V100.
Vielleicht ein klein wenig transparenter.
Das kann daran liegen, das die BUF634 wahnsinnig schnell sind.
Da der V181 an seinem symmetrischen Ausgang deutlich lauter ist,
muss das erst mal in geeigneter Weise kompensiert werden
(mit PreGain 6 dB weniger einstellen)
weil "lauter" gleich mit "besser" in Verbindung gebracht wird.
Vom Klang her legt der V181 deutlich zu und liegt jetzt über dem V100. Er klingt freier und offener ...

... aber bevor ich hier weiter in adjektiv-lastigen subjektiven Eindrücken schwelge,
lade ich lieber alle ein, das Gerät auf der HiEnd probezuhören.

Hier der aktuelle Prospekt mit technischen Daten.

http://s5.directupload.net/file/d/2135/xqiuj98b_pdf.htm