Stromversorgungen für High-End-Audio
Low-Ripple-Netzteile steigern die Klangnatürlichkeit
High-End-Audio ringt seit Jahrzehnten um die letzten Details, um Konzertsaal-Magie oder Rock´n Roll-Energie ins Wohnzimmer zu holen. Lyravox zeigt, dass selbst die Stromversorgung dabei entscheidend ist und setzt auf präzise Low-Ripple-Netzteile.
Von Wandler-Topologien über Taktarchitekturen und Leiterplattenlayouts bis hin zu monokristallinen Kabeln wird im High-End-Audio auf einem Niveau entwickelt, das an Grundlagenforschung erinnert. Lyravox, ein Hamburger Hersteller von vollintegrierten, aktiv betriebenen Audiosystemen, bewegt sich in diesem Umfeld der stetigen Verfeinerung, in dem jedes technische Detail zählt. Ein Bereich blieb jedoch lange traditionsgebunden: die Stromversorgung. Linearnetzteile galten lange als einzige Option für besonders saubere, störarme Spannungen. Moderne Schaltnetzteile erreichen jedoch inzwischen vergleichbar niedrige Störpegel, bei höherer Effizienz und kompakterer Bauweise.
Viele Hersteller halten dennoch bis heute an den klassischen Konzepten fest, nicht aus technischer Überzeugung, sondern weil ein großer Trafo im Zentrum des Geräts als Symbol für Qualität galt und mitunter noch immer gilt. In der Rückschau zeigt sich: Dieses Festhalten war weniger physikalisch begründet als kulturell – Ausdruck von Gewohnheit und Symbolik, nicht von technischer Notwendigkeit. Mit der zunehmenden Komplexität in Industrie und Forschung haben sich auch Schaltnetzteile deutlich weiterentwickelt. Heute kommen spezialisierte Low-Ripple-Versorgungen in zahlreichen Präzisionsbereichen zum Einsatz, etwa bei der Synchronisation von Lasersignalen oder der Versorgung von Computertomographen.
Lyravox Entwicklerteam griff diese Entwicklung früh auf und übertrug die bewährte Low-Ripple-Technologie auf seine Streamer- und Phono-Konzepte, mit Fokus auf Ruhe, Dynamik und feinste Detailauflösung. Mittlerweile wird bei Lyravox die Stromversorgung sogar als eigenständige Disziplin verstanden und im Zusammenspiel mit Signalpfad und EMV gezielt optimiert.
Von klassischen Konzepten zur Low-Ripple-Architektur
Bevor Lyravox sich endgültig auf ein neues Konzept der Stromversorgung festlegte, wurden verschiedene Netzteiltypen systematisch miteinander verglichen, intern im Labor und mit externen Hörern in unterschiedlichen Setups. Ziel war nicht eine ideologische Abkehr vom Linearnetzteil, sondern eine hör- und messbare Verbesserung im Gesamtsystem. In den Tests standen klassische Linearnetzteile, herkömmliche Schaltnetzteile und spezialisierte Low-Ripple-Schaltnetzteile mit nachgeschalteter LC- oder LDO-Regelung gegeneinander – darunter auch Netzteile von Daitron, die ursprünglich für Präzisionsanwendungen entwickelt wurden und sich durch besonders rauscharme, laststabile und thermisch konstante Eigenschaften auszeichnen.
Diese Messungen und Hörvergleiche zeigten, dass Low-Ripple-Schaltnetzteile mit zusätzlicher Nachregelung insbesondere bei drei Kriterien Vorteile bieten: einem breitbandig geringeren Störpegel, einem stabileren Verhalten bei Lastsprüngen sowie einer höheren thermischen Konstanz. Faktoren, die entscheidend für eine stabile Signalverarbeitung in empfindlichen Systemen sind, und letztlich den Ausschlag gaben für die Umstellung der Stromversorgungsplattform.
Während klassische Linearnetzteile vor allem durch ihre einfache Struktur und geringe hochfrequente Störungen überzeugen, stoßen sie bei Dynamik und Regelgeschwindigkeit an Grenzen. Moderne Low-Ripple-Schaltnetzteile mit nachgeschalteter linearer Regelung kombinieren hingegen schnelle Regelung mit sehr niedrigen Reststörungen und ermöglichen so eine stabilere Versorgung auch unter dynamischen Lastbedingungen.
Ringkerntrafo und Low-Ripple-SMPS: eine differenzierte Betrachtung
Ringkerntransformatoren sind im High-End-Audiobereich aus gutem Grund weit verbreitet. Ihr geschlossener Magnetkreis hält das Streufeld gering, der niedrige Innenwiderstand und die geringe Streuinduktivität sorgen für eine gute Spannungsregulation unter dynamischer Last, und das Störspektrum konzentriert sich im Wesentlichen auf die Netzfrequenz und deren Oberwellen - ein Bereich, der sich mit konventionellen Siebmitteln gut beherrschen lässt. In sorgfältig ausgelegten Linearnetzteilen mit nachgeschalteter Regelung lassen sich so sehr saubere Versorgungsspannungen realisieren.
Hier setzt der Vergleich an. Es geht nicht darum, den Ringkerntrafo grundsätzlich infrage zu stellen, sondern darum, beide Topologien anhand der im Signalpfad relevanten Parameter zu bewerten: breitbandiges Rauschverhalten, Verhalten bei Lastsprüngen, thermische Stabilität sowie Common-Mode-Anteile. Ein klassisches Schaltnetzteil ist in dieser Betrachtung nur bedingt vergleichbar. Seine harten Schaltflanken führen zu Ringing und damit ein breites Störspektrum bis in den MHz-Bereich, das sich insbesondere in empfindlichen Signalpfaden negativ auswirken kann. Dagegen arbeiten die im Anwendungsfall eingesetzten Daitron-Netzteile mit einer LLC-Resonanztopologie und Soft Switching nahe dem Spannungs- beziehungsweise Stromnulldurchgang (ZVS/ZCS). Ein zusätzlicher serieller Post-Regler unterdrückt verbleibende Restwelligkeit beziehungsweise Ripple.
Dadurch entstehen weiche Schaltflanken, ein deutlich reduziertes Ringing und Ripple-Werte, die je nach Modell bei rund 10 mV (LFS-Serie) bzw. unter 1 mV (RFS-Serie) liegen und damit in der Größenordnung gut ausgelegter Linearnetzteile.
Abbildung 1: Vergleich Ausgangsripple: Klassisches Schaltnetzteil (links) und Daitron RFS50A (Superior Ultra Low Noise) (rechts), gemessen unter vergleichbaren Bedingungen
In den Lyravox-internen Vergleichstests zeigten sich daraus drei praxisrelevante Unterschiede zugunsten des Low-Ripple-SMPS-Konzepts mit zusätzlicher LDO- oder LC-Nachregelung:
ein über einen breiteren Frequenzbereich niedrigerer Störpegel
ein stabileres Verhalten bei schnellen Lastsprüngen
eine höhere thermische Konstanz, da die Verlustleistung deutlich geringer ausfällt.
Im engen Netzfrequenzband bleibt der Ringkerntrafo eine sehr saubere Lösung, zeigt jedoch bei hochfrequenten Lastwechseln und in der thermischen Stabilität systembedingte Grenzen. Aus diesem Grund ist die Entscheidung für die Low-Ripple-Plattform kein grundsätzlicher Ersatz des Ringkerntrafos, sondern das Ergebnis einer systematischen Abwägung über das für die Audiowiedergabe relevante Frequenzspektrum und Lastprofil hinweg.
Topologie-Vergleich: Hard-Switching im klassischen Schaltnetzteil gegenüber Soft-Switching mit LLC-Resonanz und seriellem Post-Regler im Daitron-Design
Typische Einsatzumgebungen für Low-Ripple-Schaltnetzteile
Für die Feinanpassung und Integration des Daitron-Netzteils arbeitete Lyravox eng mit Burger Engineering zusammen, seit Jahren spezialisiert auf Low-Noise-Schaltnetzteile und kundenspezifische Stromversorgungslösungen. Ziel war es, die rauscharme und laststabile Versorgung optimal in die Audioarchitektur einzubinden und auf klangliche Aspekte wie Ruhe, Dynamik und Detailauflösung abzustimmen.
Daitron-Netzteile wurden speziell für Einsatzumgebungen entwickelt, in denen Timing-Stabilität, Referenzruhe und EMV-Sauberkeit nicht optional, sondern zwingend sind, etwa in Takt- und PLL-Stufen von Messgeräten oder bildgebenden Systemen. Sie werden typischerweise in Bereichen wie Lasermesstechnik oder bildgebender Diagnostik eingesetzt, wo maximale Referenzruhe und Gleichtaktunterdrückung essenziell sind – und genau diese Parameter sind im High-End-Audio entscheidend für Klangruhe, Mikrodynamik und Raumabbildung.
In der praktischen Anwendung zeigte sich, dass die Topversion der Daitron-Netzteile – die 1-mV-Variante – in der Phono-Vorstufe klangliche Vorteile bringt, während sie bei Serveranwendungen keinen zusätzlichen Nutzen bietet, da dort ohnehin eine weitere Aufbereitung der Versorgungsspannung erfolgt. Mit dem neuen Low-Ripple-Konzept überträgt Lyravox Technologien aus Forschung und Messtechnik auf das audiophile Umfeld und schafft damit die Grundlage für mehr Natürlichkeit, Ruhe und Präzision im Klangbild.
Perfektion bis ins Detail: Aufbau und Stromarchitektur bei Lyravox
High-End-Audiohersteller wie Lyravox betreiben erheblichen Aufwand, um maximale Signal- und Klangtreue zu erreichen. Ein Ansatz, der bereits bei der Signalquelle und beim Datentransport beginnt: So wird häufig in vielen Systemen auf WLAN verzichtet, um das Audiosignal stattdessen über eine kabelgebundene LAN-Verbindung möglichst verlustarm zu übertragen. Entsprechend werden alle netzwerkrelevanten Komponenten bei Lyravox mit audiophilen Bauteilen bestückt, damit das Signal möglichst unverfälscht verarbeitet werden kann.
Eine besondere Herausforderung im digitalen Audiobereich stellen auch die Themen Jitterarmut und Signalwandlung dar. Jitterarmut bezeichnet die Minimierung zeitlicher Schwankungen im Taktsignal, die zu hörbaren Verfärbungen führen können. Sie wird durch hochwertige Clocks und störungsarme Formatumwandlungen erreicht. In speziellen Setups können auch externe Clocks sinnvoll sein. Wo Signale mehrfach umgeformt werden, steigt die Sensibilität; hier ist eine sehr saubere Stromversorgung entscheidend. Besonders deutlich wird das in der Signalwandlung, insbesondere im Phono-Bereich, wo extrem schwache Eingangssignale verarbeitet werden. Hier kann bereits geringes Rauschen oder Übersprechen die Klangqualität beeinträchtigen. Aus diesem Grund wirkt sich die Qualität der Versorgungunmittelbar auf das Rauschverhalten und die Klarheit des Signals aus.
Auch in den nachgelagerten Verstärker- und Lautsprechersektionen spielt die Netzarchitektur eine zentrale Rolle: Die Versorgung wird dort konsequent vom Verstärkerzweig getrennt, um gegenseitige Beeinflussungen zu vermeiden, besonders relevant, wenn beide Sektionen im selben Gehäuse sitzen. In der höchsten Ausbaustufe können bis zu sieben Netzteile eingesetzt werden, wobei jedes Detail hör- und messbar ist: von der Verschraubung über sternförmige Masseführung und die Verdrahtungsrichtung bis hin zur Ferrit-Entstörung.
Bei der Stromversorgung selbst liegt der Fokus auf einer klar definierten Struktur von Versorgung, Masse und EMV. Ziel ist eine klar getrennte, störarme Versorgungsstruktur bis in die Peripherie. Typischerweise werden in Lyravox-Systemen zwei bis drei getrennte Versorgungen verbaut, um Übersprechen zu vermeiden. Bei Bedarf speisen zusätzliche Ausgänge auch Router oder Switch aus demselben störarmen DC-System.
Vom Labor ins Wohnzimmer: Präzision hörbar gemacht
Perfektion im High-End-Audio entsteht nicht allein durch präzises Clocking oder aufwendige Layouts. Ein wesentlicher Teil des Klangfundaments liegt in der Stromversorgung – doch hier setzen trotz technischer Fortschritte noch immer viele Hersteller weiterhin auf große Ringkerntrafos – ein Symbol klassischer Ingenieurkunst, das optisch beeindruckt, klanglich jedoch durch seine begrenzte Regelgeschwindigkeit und thermische Trägheit oft zum limitierenden Faktor wird, weil sie eine präzise Spannungsversorgung erschweren.
Lyravox hingegen entschied sich nach umfangreichen Labor- und Hörtests mit Daitron für eine Low-Ripple-Schaltnetzteilplattform mit zusätzlicher Nachregelung, die sich durch hohe Regelgeschwindigkeit, thermische Stabilität und besonders niedrige Störpegel auszeichnet.
Ziel war keine ideologische Abkehr vom Linearnetzteil, sondern eine hör- und messbare Verbesserung im Gesamtsystem. Entscheidend war letztlich die überlegene Performance der neuen Low-Ripple-Architektur. So wies die Variante mit Low-Ripple-SMPS und LDO/LC-Nachregelung breitbandig niedrigere Störpegel und stabilere Lastsprungverläufe auf, was schließlich den Ausschlag für die Umstellung gab. Das Ergebnis: ein Hybridkonzept aus Schaltkern und linearer Nachregelung – eine „Best-of-both-worlds“-Architektur, die die Vorteile beider Ansätze vereint.
Auf dieser Basis erfolgte die Feinanpassung der Stromversorgung: Lyravox optimierte Parameter wie Restwelligkeit, thermische Stabilität und Einschaltverhalten, um das Netzteil präzise in die Audioarchitektur einzubinden. Dank der breitbandig niedrigen Störpegel, des kontrollierten Einschaltverhaltens (Soft Start) und der sehr guten Gleichtaktunterdrückung ließ sich das Netzteil problemlos in die Systemarchitektur integrieren. Letztlich sind es genau diese Eigenschaften, die im High-End-Audio klangkritisch sind. Erkenntnisse, die hier gewonnen wurden, lassen sich auf andere Systeme mit hoher Signalempfindlichkeit übertragen – insbesondere dort, wo geringe Störpegel, stabile Referenzen und sauberes Transientenverhalten entscheidend sind. Damit wird die Stromversorgung selbst zu einem zentralen Designelement im Gesamtsystem.
Mit dem Low-Ripple-Konzept überträgt Lyravox also Technologien aus Forschung und Messtechnik auf das audiophile Umfeld – und schafft damit die elektrische Grundlage für mehr Natürlichkeit, Ruhe und Präzision im Klangbild. Eine Trennung in eigene Versorgungsdomänen, die rauscharmen Post-Regler und das kontrollierte Verhalten unter Last sorgen dafür, dass selbst komplexe Signalverläufe unverfälscht bleiben. So wird aus industrieller Präzision hörbare Klarheit – High-End-Audio als logische Fortsetzung einer Technik, die sich in anspruchsvollen Anwendungen längst bewährt hat.
