De voorversterker: een schakeldoos met een volumeregeling

We hebben het gehad over de diverse soorten versterkers, hoeveel watts u nodig hebt én met welke technologie er versterkt kan worden. Maar hoe zit het met de voorversterker? Laten we daar eens naar kijken in deze laatste aflevering over versterkers alweer!

Als we heel droog naar een klassieke voorversterker kijken, is het niets meer dan een schakelaar tussen ingangen met in het signaalpad een verzwakker.

Een voorversterker maakt het dus mogelijk om te kiezen tussen diverse bronnen – aangesloten op een ingang van de voorversterker – en we kunnen vervolgens de spanning verzwakken, zodat we niet hij signaal op lijnniveau via de uitgang naar de eindversterker sturen. Die zou namelijk de (bijvoorbeeld) 2 volt met (bijvoorbeeld) 30dB gain versterken. Dat is in bijna alle gevallen onwenselijk. We willen die uitgangsspanning dus kunnen regelen zodat we zelf kunnen bepalen hoe luid het systeem speelt.

Ingangen kiezen

Laten we eens kijken naar de eerste functie van een voorversterker – ook wel pre-amp. Het schakelen van ingangen is natuurlijk nodig voor mensen die meer dan één bron hebben. Als iemand gemakkelijk tussen een cd-speler en een streamer of tv wil schakelen is het fijner om op een knopje te drukken, dan een kabel te wisselen.

We zien tegenwoordig dat er in een voorversterker meer is verwerkt dan alleen maar analoge ingangen. Veelal zit er ook een d/a-converter in verwerkt (digitaal naar analoog omzetter). Dat maakt het mogelijk om ook digitale bronnen aan te sluiten. En dat is wel handig, gezien het aantal digitale bronnen. Sterker nog: we schatten in dat de meeste gebruikers meer digitale dan analoge bronnen hebben.

Het is wel zaak goed te letten op de typen aansluitingen. Er zijn voorversterkers die voor analoge bronnen zowel single ended (rca) als gebalanceerde aansluitingen bieden. Een gebalanceerde aansluiting – ook wel XLR – biedt als voordeel dat ruis en vervorming enorm worden gedrukt, omdat het een symmetrisch circuit is waarbij een soort ‘foutcorrectie’ is ingebouwd. We leggen dat nog een keer uit in een ander artikel.

Nu is het wel zo dat er gesjoemeld kan worden met gebalanceerde aansluitingen. Dat gebeurt niet alleen bij voorversterkers, maar bij alle audio-apparaten. Een volledig symmetrisch apparaat ontwikkelen is duur. Er zijn namelijk twee keer zoveel componenten nodig dan bij een single ended apparaat. Immers: er is een tweede circuit parallel (uit fase) gezet (vandaar de naam symmetisch / gebalanceerd). Dat kost natuurlijk geld.

Door echter een op-ampje (operational amplifier) te gebruiken dat het signaal omkeert, kan een fabrikant wel gebalanceerde aansluitingen bieden zonder een identiek circuit parallel te zetten. Slim: maar het is natuurlijk niet écht gebalanceerd. En dus biedt het ook niet de voordelen van een gebalanceerde opzet. Dit gebeurt vooral bij relatief goedkope apparaten.

Volume regelen

Dan het regelen van het volume. Dat klinkt eenvoudig, maar dat is het niet. Sterker nog: de volumeregeling is het onderdeel dat de grootste uitdaging vormt voor de ontwikkelaars.

De reden is dat bijna elke volumeregeling kleuring geeft. Of andere problemen. Denk aan de ‘good old’ potmeter. Deze is niet lineair en geeft vaak problemen bij heel zachte volumes. Dan kan bijvoorbeeld het stereobeeld naar links of rechts trekken. U kent dat ongetwijfeld van oudere apparaten.

Er zijn ook volumeregelingen die met schakelbare weerstanden werken. De ‘ladder’. Dat werkt goed en lineair, maar de stappen zijn vaak wat grof, tenzij een fabrikant er héél erg veel gebruikt. Zeg: 100. Zo’n volumeregeling wordt vrij snel heel erg prijzig.

Dan zijn er ook nog digitale volumeregelingen. Dit is nog een beetje ‘Wild West’, want er zijn veel varianten. Van heel erg goed, tot heel erg slecht.

In basis gooit een digitale volumeregeling gewoon bits weg. Maar de ene versie doet dat slimmer dan de andere. Er zijn bijvoorbeeld varianten die eerst upsamplen naar 24 of beter: 32 bits. Eenmaal geupsamplet, worden de bits weggegooid om het volume aan te passen: dat gaat al veel beter… totdat het heel zacht moet. Dan gaat alle verfijning weg.

Er zijn ook hybride-versies van deze bovenstaande regelingen óf andere slimme methoden. Denk aan Ayre die het volume niet in een voorversterker aanpast, maar de gain regelt van de eindversterker (bij hun geïntegreerde modellen). Dat is eigenlijk slimmer, want zo varieert de ruisvloer niet. Immers: hoe zachter het volume, hoe hoger – relatief – de ruisvloer is. Dat probleem is weg als de ‘voorversterker’ altijd vol open staat, maar de gain van de eindversterker aangepast wordt.

Bij ‘digitale’ regelingen heeft Sonnet en Metrum een slimme truuk uitgehaald. Metrum en Sonnet regelen de referentiespanning van de dac-chip. Dat is 100% lossless. Het enige nadeel van deze methode is dat het niet heel zacht kan. In sommige gevallen is dat niet handig. Denk bij luidsprekers met hoog rendement, of eindversterkers met hoge gain. Daar zijn oplossingen voor, maar het is wel iets om rekening mee te houden.

Matching

Een voorversterker is dus – vooral door de manier van volumeregeling – een smaakmaker. Elk apparaat in een keten kleurt. Maar daardoor is het erg belangrijk goed te matchen!

Wij zijn van mening dat de voorversterker meer ‘kleurt’ dan de eindversterker en dat het dus heel belangrijk is een goede, passende, voorversterker te kiezen. Mocht u er nog een nodig hebben, want de noodzaak is er eigenlijk niet meer. De meeste (hoogwaardige) dacs of streamers hebben een – goede – verliesloze volumeregeling, waardoor een voorversterker niet meer nodig is. Tenzij u natuurlijk meerdere, analoge bronnen hebt. In dat geval ontkomt u niet aan een voorversterker.

Afrondend

Het is een handig apparaatje, die voorversterker. En zoals u leest, komt er meer bij kijken dan een schakelaar en een potmeter. Een goede volumeregeling ontwerpen is niet eenvoudig. En de ene gebalanceerde in- (of uit-) gang is de andere niet!

We hopen dat u deze serie interessant vond. Mocht u verzoekjes hebben om een andere productcategorie (of onderwerp) te behandelen: neem dan gerust contact met ons op!