Verstärker

Verstärker ist eine elektronische Schaltung oder ein Bauelement, das die Amplitude eines Eingangssignals erhöht. In der Regel wandelt er eine geringe Eingangsleistung in eine größere Ausgangsleistung um, wobei das Ausgangssignal dem Eingang in zeitlicher Form folgt und möglichst wenig Verzerrungen zeigt. Verstärker finden sich in nahezu allen Bereichen der Elektronik, von Audio- bis Funktechnik.

Funktionsprinzip und Bauformen: Die Verstärkung erfolgt mithilfe aktiver Bauelemente wie Transistoren, Röhren oder Operationsverstärkern. Signale können linear verstärkt oder über schaltende Taktsignale in hoch effiziente Module umgesetzt werden. Typisch besteht ein Verstärker aus einem Signalpfad mit Eingangs- und Ausgangsstufe, eventuell einer Vorverstärker-, Treiber- und Endstufe. Neben der linearen Verstärkung spielen Impedanzanpassung, Kopplungs- und Entkopplungselemente sowie Rückkopplung eine zentrale Rolle.

Typen und Klassifikationen: Es gibt Audioverstärker (Vor- und Endstufen), Leistungsverstärker, RF-Verstärker, Instrumentationsverstärker und Operationsverstärker. Die wichtigsten Klassen beschreiben das Verhältnis von Linearität zu Effizienz: Class A (hohe Linearität, geringer Wirkungsgrad), Class AB (Kompromiss), Class B und C (höhere Effizienz, teils Verzerrungen), sowie moderne Class D- und andere schaltende Typen, die PWM oder PFM verwenden, um hohe Effizienz zu erzielen, insbesondere in Lautsprechern und Wireless-Anwendungen.

Kennzahlen und Design: Typische Parameter sind Spannungsverstärkung (Av), Eingangs- und Ausgangsimpedanz, Bandbreite, Rauschabstand, Verzerrung (THD), Stabilität und Wärmeableitung. Gute Verstärker zeichnen sich durch geringe Verzerrung, ausreichende Bandbreite und gute Kopplung aus. Rückkopplung verbessert Linearität und Stabilität.

Anwendungen und Geschichte: Verstärker liefern Signale in Hi-Fi-Anlagen, Sendern, Messgeräten und Telekommunikationssystemen. Die Entwicklung begann mit Röhrenverstärkern, später mit Transistoren und integrierten Schaltungen wie Operationsverstärkern, die eine hohe Verstärkung in kompakter Form ermöglichen.