Bei Verstärkern handelt es sich aus technischer Sicht grundsätzlich um Geräte oder Baugruppen, die eingehende Signale verarbeiten, indem sie diese verstärken. Das bedeutet, ein Verstärker bewirkt, dass die Ausgangsspannung, die Ausgangsleistung oder der Ausgangsstrom größer sind als die jeweiligen Eingangsgrößen. Dabei gibt es Verstärker sowohl für Wechselspannungs- als auch für Gleichspannungssignale.
Einen Verstärker selber bauen – so planen Sie richtig
Verstärker kommen in den verschiedensten Bereichen zum Einsatz, wobei für den Hobbybastler vermutlich der Audio- und der Videobereich am interessantesten sind. Ein Beispiel im Niederfrequenzbereich wäre ein Mikrofon, dessen geringe Spannung von wenigen Millivolt durch einen Kleinsignalverstärker auf mehrere Volt angehoben werden kann. Die Energie, die der Kleinsignalverstärker benötigt, kann beispielsweise von einer Batterie stammen. Soll ein Lautsprecher betrieben werden, muss eine Endstufe vorhanden sein, die die Tonfrequenzspannung auf den angestrebten Wert verstärkt und als Großsignalverstärker gleichzeitig ausreichend Strom zur Verfügung stellt. Wie viel Leistung benötigt wird, hängt vom Verwendungszweck ab. Während für Zimmerlautstärke je nach Wirkungsgrad der Lautsprecher bereits wenige Watt ausreichen, muss die Leistung für eine Stadionbeschallung bei mehreren tausend Watt liegen. In beispielsweise Endstufen oder Elektrometerverstärkern hingegen werden sogenannte Spannungsfolger genutzt. Diese erhöhen nicht die Spannung, sondern setzen den Strom herauf. Die Eingangs- und die Ausgangsspannung bleiben somit weitestgehend gleich. Daneben gibt es noch Breitbandverstärker für größere Frequenzbereiche sowie selektive Verstärker, die lediglich schmale Frequenzbereiche verstärken.
Einen Verstärker selber bauen – eine Anleitung
Verstärker gibt es in vielen unterschiedlichen Ausführungen und Preisklassen fertig zu kaufen. Sind zumindest grundlegende Elektronikkenntnisse und ein gewisses technisches Verständnis vorhanden, kann sich der Hobbybastler seinen Verstärker aber auch selber bauen. Ein Beispiel, wie ein selbstgebauter Verstärker dann aussehen kann, ist hier zu sehen:
Eine andere Möglichkeit stellt die folgende Anleitung vor. Hierbei geht es um einen 50 Watt Audio-Verstärker, der als Versorgungsspannung lediglich 12 Volt benötigt und dadurch beispielsweise im PC oder im Auto genutzt werden kann.
Verstärker selber bauen
Wie das Schaubild zeigt, ist der Verstärker IC das Herzstück der Schaltung. In dem IC sind unter anderem bereits ein Temperatur-, ein Überspannungs- und ein Kurzschlussschutz eingebaut, so dass der Schaltkreis entsprechend gesichert ist und nur noch wenige externe Bauteile notwendig sind. Die stabilisierte Betriebsspannung sollte sich zwischen 8 und 18 Volt DC bewegen. Bei 12 Volt und dem vorhandenen Lastwiderstand muss die Spannung aber zunächst erhöht werden, um die gewünschten hohen Leistungen zu erreichen. Hierfür ist das IC zusammen mit zwei Kondensatoren zuständig. Für mehr Energie sorgen die mit der Versorgungsleitung in Reihe geschalteten Kondensatoren, die dadurch die Funktion einer Art zusätzlichen Batterie übernehmen. Das Eingangssignal erreicht den Verstärker über zwei Kondensatoren, wobei die Masse des Eingangssignals an einer Klemme befestigt wird. Zwei weitere Kondensatoren sind für die Stabilisierung der Spannung und die Filterung zuständig, während noch ein Kondensator die interne Referenzspannung reguliert. Wer möchte, kann außerdem einen Standby-Schalter integrieren, zwingend notwendig ist dies allerdings nicht.
Für den Betrieb in Stereo müssen zwei Verstärker vorhanden sein. Die angegebene Leistung erreicht ein solcher IC nur unter günstigen Bedingungen, etwa bei der vom Hersteller genannten Lastimpedanz, höherer Bordspannung und einem bestimmten Klirrfaktor; das Datenblatt des verwendeten ICs nennt die genauen Werte. Wichtig ist außerdem ein ausreichend großer Kühlkörper. Neben dem Einsatz im Auto eignet sich der Verstärker auch für den Computer, denn hier stehen die erforderlichen 12 Volt ebenfalls zur Verfügung. Beim Einbau in den Rechner kann zusätzlich eine Siebung oder ein Festspannungsregler vorgeschaltet werden, um Störungen aus der PC-Stromversorgung fernzuhalten. Der Regler senkt allerdings die Spannung und damit die erreichbare Leistung. Außerdem muss das Netzteil den Strom liefern können, den zwei Endstufen bei voller Leistung ziehen, das sind schnell mehrere Ampere.
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