SAM Audio CA Endstufen Owner's Manual [de]

B e d i e n u n g s a n l e i t u n g

Owner`s Manual

CA series

stereo power amps

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owner`s manual ca-series © 1990 Zeck Music

owners manual C A - s e r i e s

Zum Thema Endstufen

Zeck- Endstufen sind inzwischen zu einem Begriff für jeden
Musiker geworden: bis Ende 1989 hatten sich mehr als 12 000
Musiker für eine Zeck-Endstufe entschieden . Die Gründe für
diesen Erfolg liegen auf der Hand - Zeck-Endstufen stehen für
höchste Zuverlässigkeit, beste Klangqualität, große Leistungsre­serven und - Zeck-Endstufen sind bezahlbar.
Wir wollen diesen Erfolg fortsetzen durch eine Maßnahme, die
vor allem der Klangqualität und der Zuverlässigkeit zugute
k o m m t :

Zeck dyloc-Technologie

Gute Endstufen zeichnen sich vor allem durch drei wesentliche
Punkte aus:

● Z u v e r l ä s s i g k e i t

● L e i s t u n g s v e r m ö g e n

● Sauberkeit der Signalwiedergabe (HiFi)

Z u v e r l ä s s i g k e i t

Das heißt zunächst einmal, daß die Endstufe unter normalen
Bedingungen problemlos arbeitet und auch bei Dauerbetrieb
die angegebene Nennleistung bringt. Weiter muß eine Endstufe
so abgesichert sein, daß sie bei einem falschen Betriebszu­stand sich nicht selbst zerstört.
Was ist ein falscher Betriebszustand?

About Power Amps

Zeck power amps have really made a name for themselves
among musicians and by the end of 1989 12 000 musicians had
chosen Zeck power amps. The reasons for this success are
o b v i o u s :

Zeck power amps stand for highest reliability, best sound, large
performance reserves and _Zeck power amps are reasonably
p r i c e d .
We want to enlarge upon this success by means of a further
development which enhances the quality of sound and reliability:

Zeck dyloc-technology

Good power amps feature three main qualities:

● r e l i a b i l i t y

● high performance capacity

● clean signal reproduction (HiFi)

R e l i a b i l i t y

First of all this means that the power amp works faultlessly
under normal conditions and that the stated nominal power
rating is maintained during extended operation. The amp must
also be safeguarded against self destruction under incorrect
operating conditions.
What are incorrect operating conditions?

Kurzschluß

Es kommt immer wieder vor, daß bei einem laufenden Konzert
ein Musiker oder ein begeisterter Zuschauer über ein Boxenka­bel stolpert und dabei den Stecker in der Box abknickt, wobei
das Kabel kurzgeschlossen wird. Für die Endstufe bedeutet
dies Kurzschluß bei Vollast. Bei schlecht abgesicherten Gerä­ten zerstört der plötzlich fließende Überstrom die Endtransisto­ren.
Gute Endstufen begrenzen den Strom, der über diese plötzlich
entstandene Null-Ohm-Brücke fließen will und schützen sich so
vor Selbstzerstörung.

Leerlauf

Beispiel: Das Equipment ist aufgebaut, der Soundcheck soll
beginnen. Die Endstufe steuert voll aus, die ‘Clip’ LED leuchtet,
aber es kommt kein Ton. Die PA-Boxen waren noch nicht
angeschlossen. Bei manchen Endstufen können in diesem
Betriebszustand die Endtransistoren durchbrennen. Der Grund
dafür liegt oft beim Netzteil. Durch schwach dimensionierte
Netzteile ist die Spannung, die bei Leerlauf an den Transistoren
anliegt, wesentlich höher als bei Lastbetrieb. Man bezeichnet
solche Netzteile als “weich”. Bei guten Endstufen ist das Netz­teil “hart” ausgelegt, das heißt, die vom Netzteil gelieferte
Spannung ist bei Vollast nur wenig geringer als bei Leerlauf.
Außerdem besitzen bei guten Endstufen alle Bausteine eine so
hohe Spannungsfestigkeit, daß auch bei Leerlauf kein Element
durchbrennen kann. Diese Eigenschaft einer Endstufe bezeich­net man als Leerlauffestigkeit.

Short circuiting

Now and again a musician or an over enthusiastic spectator
may stumble over a speaker cable and break it off, producing
short circuiting at maximum load in the power amp. The sudden
flow of surplus current destroys the transistors in poorly safegu­arded equipment. Good power amps limit the current flowing
back over this suddenly created zero-Ohm-bridge and thus pro­tect themselves from self destruction.

Disconnected operation

Example: the equipment has been put up and the sound check
is about to start. The amp is turned up and the ‘clip’ LED is lit

_

but there´s no sound. The PA speakers weren´t connected.
This can cause the transistors in some power amps to burn out
which is often due to the type of mains adaptor being used.
With weakly built mains adaptors the voltage carried by the
transistors during disconnected operation is considerably hig­her than it is under normal load. Such mains adaptors are
described as `soft´. Good power amps are equipped with `hard´
mains adaptors which means that the voltage delivered by the
mains adaptor is only minimally lower under normal load condi­tions than it is during disconnected operation. On top of this,
the equipment in good power amps is resistant to voltage fluc­tuation so that no part should burn out during disconnected
operation. We call this disconnected operation stability.

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Überhitzung

Überhitzungsprobleme können unter extremen Bedingungen
auftreten. Zum Beispiel bei Open-Air-Konzerten, wenn die End­stufen stundenlang bei Vollast in der prallen Sonne stehen.
Auch bei mehreren Endstufen in schlecht belüfteten Racks sind
Probleme möglich.
Wenn Endtransistoren zu heiß werden (110 °C und mehr); wer­den sie zerstört. Gute Endstufen schalten über Temperatur­fühler bei Erreichen eines Grenzwertes (z.B. 85 °C) die Last ab.

Diesen drei Gefahren –Kurzschluß, Leerlauf und Überhit-

zung– muß eine gute Endstufe widerstehen können.

Zeck-Endstufen sind

● gesichert gegen Kurzschluß durch eine schnell eingreifen-

de

Strombegrenzung, die es auch möglich macht, beliebig
niedrige Impedanzen (bis 2 Ohm) anzuschließen.

● gesichert gegen Leerlaufdurch ein extrem hartes Netzteil

und hohe Spannungsfestigkeit aller Bauteile.

● gesichert gegen Überhitzung durch Temperaturmeßfühler,

die oberhalb 85°C abschalten.

Overheating

Problems with overheating can occur under extreme conditions
such as extended exposure to strong sunlight during open-air­concerts. Even when a number of power amps are being used,
badly ventilated racks can cause problems. Transistors are
destroyed when they get too hot (110°C and more).
Good power amps switch off the load by means of a tempera­ture feeler when it reaches a particular level (eg. 85°C).

These three dangers –short circuiting, disconnected opera-
tion and overheating must be safeguarded against by a good
power amp.

Zeck power amps are:

● safeguarded against short circuiting by a rapidly reacting

current limiter which also facilitates connection of any lower
impedances (eg. 2 Ohms).

● safeguarded against disconnected operation by an extre-

mely

hard mains adaptor and high voltage stability in all parts.

● safeguarded against overheating by a temperature feeler

which switches the amp off at 85°C.

Eine weitere Sicherung ist bei Zeck-Endstufen eingebaut:
Gleichspannungsschutz für die Lautsprecher.

Wenn ein Leistungstransistor durchbrennt, steigt am Ausgang
die Gleichspannung, die normalerweise bei ca. 0 Volt steht,
plötzlich auf den Wert der Netzteil-Versorgungsspannung. Der
Gleichstrom fließt über den Lautsprecher und kann ihn in
Sekundenbruchteilen zerstören. Die Membran sitzt dann am
inneren oder äußeren Anschlag total fest. Bei Zeck-Endstufen
wird die Gleichspannung am Ausgang ständig überwacht. Beim
Überschreiten eines Grenzwertes (+/– 1V) schaltet ein Relais
die Lautsprecher ab.

Da wir all diesen Maßnahmen zur Sicherung der Zuverlässig­keit Vertrauen schenken, gewähren wir für alle Zeck-Endstu-
fen 2 Jahre Vollgarantie. Innerhalb dieser 2 Jahre werden bei
Defekten sämtliche Geräte ohne Berechnung von Material und
Arbeitszeit repariert.

Leistungsvermögen

Leistungsangaben bei Endstufen sollten kritisch betrachtet wer­den. Manche Endstufe, die mit 400 Watt Leistung angegeben
wird, stellt sich bei näherer Betrachtung als billige HiFi-Endstu­fe mit 2 x 100 W sinus heraus. Solche Geräte sind für den
Musiker absolut ungeeignet. Zeck-Endstufen sind für den Büh­nenbetrieb ausgelegt. Die angegebene Leistung ist die Nennlei­stung (=Sinus-Dauerleistung), das heißt, diese Leistung macht
die Endstufe im Dauerbetrieb über das gesamte Frequenzspek­trum von 20–20 000 Hz. Diese Angabe ist wichtig, da viele
Endstufen bei 1000 Hz eine höhere Leistung bringen als bei­spielsweise bei 60 Hz.

Zeck power amps also feature another safeguard:
protection against direct voltage reaching the speakers.

When a power transistor burns out the direct voltage, which is
normally around 0 Volts, suddenly climbs to the level of the
mains adaptor voltage supply. Direct voltage flows through the
speakers and can destroy them within a split second. The
membrane is totally frozen into the inner or outer vibration posi­tion. Zeck power amps constantly monitor direct voltage at the
outputs and as soon as a level of +/– 1V is reached a relay
switches the speakers off.

We put a lot of trust in these measures for safeguarding reliabi­lity and this is why all Zeck power amps are fully guaranteed
for 2 years. Within these 2 years all defects will be repaired
with no charge for materials or time.

Performance Capacity

Statements of performance in power amps should be regarded
critically. Some amps which are stated to produce 400 Watt
performance reveal themselves to be cheap Hi Fi amps which
only produce 100 Watts on continuous load. This sort of equip­ment is completely unsuitable for musicians. Zeck power
amps are designed for live operation. The stated performance
or continuous performance capacity over the whole frequency
range from 20-20 000 Hz. This information is important as
many power amps produce higher performance at 1000 Hz
than, for example at 60 Hz.

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Wiedergabe (HiFi)

Für die Sauberkeit der Wiedergabe gibt es mehrere Kriterien:

-Klirrfaktor

-Intermodulationsverzerrungen

-Geräuschspannungsabstand

-Slew-Rate und Rechteckverhalten

-Dämpfungsfaktor
Unter Klirrfaktor versteht man den Anteil an zusätzlichen

Obertönen, den eine Verstärkerstufe dem Originalsignal hinzu­fügt. Deutlich hörbar wird der Klirrfaktor, wenn ein Verstärker
übersteuert, also im “Clipping”-Bereich arbeitet.

Was bedeutet “Clipping?”
Moderne Endstufen sind symmetrisch aufgebaut. Für die positi­ve und negative Halbwelle des Wechselspannungs-Musiksig­nales ist jeweils ein eigener Verstärkerblock vorhanden. Der
Block für die positive Halbwelle wird von einer Gleichspannung
+UB versorgt, der Negativ-Block von einer Gleichspannung
–UB. Diese Versorgungsspannungen begrenzen die Sinuslei­stung des Verstärkers. Wird ein Verstärker überfordert -z.B.
durch ein zu hohes Eingangssignal - so kann er durch die
Begrenzung der Betriebsspannungen diesem Signal nicht mehr
völlig proportional folgen. Es ergibt sich ein Verlauf wie in der
Abbildung dargestellt. Arbeitet der Verstärker so im Clipping­Bereich, werden zusätzliche Obertöne hörbar, die man als
unangenehm empfindet, bzw. die bei hohem Verzerrungsgrad
das Klangbild völlig zerstören.
Bei Zeck-Endstufen bleibt der Klirrfaktor im gesamten propor­tionalen Verstärkungsbereich unter 0,05 %, also für das
menschliche Ohr nicht hörbar. Man sollte auch bedenken, daß
selbst gute Lautsprecherboxen Klirrfaktoren von 2-3 % aufwei­sen.

Reproduction (Hi Fi)

Cleanliness of reproduction is governed by a number of criteria:

-Distortion factor

-IM distortion

-Signal to noise ratio

-Slew rate and rectangular behavior

-Damping factor
The distortion factor is the proportion of additional overtones

added to an original signal by an amplifier. This can be clearly
heard when an amp is overmodulated or is working in the “clip­ping” range.

What does clipping mean?
Modern power amps are symmetrically constructed. There is a
separate amplifying block for the positive and negative seg­ments of the alternating wave forms in a musical signal. The
block for the positive wave segment is supplied by +UB direct
voltage and the negative block by –UB direct voltage. These
supply voltages limit the nominal performance of the amplifier.
If an amplifier is overtaxed, eg. by an input signal which is too
high, it can´t fully follow the signal proportionally because of the
limitation of the voltage supply. The result is as shown in the
diagram. If the amplifier is working in this clipping range additio­nal overtones become audible. This is unpleasant to the ear
and the high distortion completely destroys the sound.

Zeck power amps keep the distortion factor down to under

0.05% through the whole range of amplification; this is inau­dible to the human ear. One must take into account that even
good speakers produce distortion factors of 2-3%.

Eine Schwäche mancher Verstärker sind Intermodulations­verzerrungen. Vor allem bei einfach aufgebauten Röhrenver-

stärkern sind sie oft deutlich hörbar. Wenn z.B. zwei Töne
gleichzeitig im Abstand einer Quint gespielt werden, hört man
einen dritten oder sogar mehrere zusätzliche Töne. Den Anteil
dieser zusätzlich erzeugten Töne bei Intervallen nennt man
Intermodulationsverzerrungen. Sie sind bei allen Zeck-Endstu-
fen unter 0,02 %.

Jeder Verstärker kann Störgeräusche erzeugen, die sich als
Rauschen oder Brummen bemerkbar machen. Ein Maßstab für
den Anteil dieser Störgeräusche am Nutzspannungspegel ist
der Geräuschspannungsabstand, der unter Berücksichtigung
der Empfindlichkeitskurve des menschlichen Ohres die Diffe­renz zwischen Nutz- und Störspannung angibt. Bei allen
Zeck-Endstufen ist der Geräuschspannungsabstand mehr als
100 dB, das heißt, durch die Endstufe wird dem Musiksignal
kein hörbarer Rausch- oder Brummanteil zugefügt.

Ein wichtiger Punkt für die Sauberkeit der Wiedergabe ist die
sogenannte Slew-Rate (Anstiegsgeschwindigkeit). Sie gibt Auf­schluß darüber, wie “schnell” ein Verstärker ist, das heißt, wie
sauber er dem gelieferten Wechselspannungssignal folgen
kann. Moderne Synthesizer zum Beispiel können Rechteck­schwingungen bei allen Frequenzen erzeugen. Diese Recht­eckschwingungen beinhalten plötzliche Amplitudenänderungen
von +Um auf –Um. Je schneller der Verstärker dieser Ände-
rung folgen kann, um so sauberer wird das Signal verstärkt.

A weakness in some amplifiers is IM distortion which is particu­larly audible in simply constructed valve amps. When, for
example, two notes within a musical fifth are simultaneously
played, one hears a third or even more additional notes. The
proportion of these additionally created notes or tones in inter­vals is defined as intermodulational or IM distortion. With Zeck
power amps they are under 0.02%.

Every amplifier can create distortional noise which may take the
form of hissing or buzzing. A scale for measuring the proportion
of distortional noise in the useable voltage level is the signal to
noise ratio, which, taking into account the sensitivity curve of
the human ear, determines the difference between effective
voltage and distortional voltage. All Zeck power amps have a
signal to noise ratio of over 100 dB which means that no
audible hissing or buzzing is added to the original signal.

An important point in the cleanliness of reproduction is the slew
rate which shows how fast an amplifier is when it comes to fol­lowing an alternating voltage signal cleanly. For example:
modern synthesisers can create rectangular wave forms at any
frequency and they include sudden amplitude changes from
+Um to –Um. The faster the amp can follow these changes,
the cleaner the amplified signal will be.

Zeck-Endstufen haben eine sehr hohe Slew-Rate, die für die
Durchsichtigkeit des Klangbildes wichtig ist. “Langsame” Ver­stärker klingen unsauber und verhangen.

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Zeck power amps have a very high slew rate which is impor­tant for the transparency of the sound. “Slow” amplifiers sound
muddy.

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Für gute Baßwiedergabe ist ein weiterer Punkt sehr wichtig:

Der Dämpfungsfaktor.

Darunter versteht man den Quotient aus Boxenimpedanz und
Innenwiderstand der Endstufe. Je geringer der Innenwiderstand
der Endstufe ist, umso höher ist der Dämpfungsfaktor.
Beispiel: Boxenimpedanz 8 Ohm, Endstufeninnenwiderstand
0,04 Ohm.
8 geteilt durch 0,04 ergibt einen Dämpfungsfaktor von 200.
Um die Wichtigkeit des Dämpfungsfaktors zu verdeutlichen,
kann jeder folgenden Versuch selbst machen: Man nimmt
einen ausgebauten Lautsprecher und klopft mit dem Finger auf
die Membran. Die Membran gibt nach und es wird ein Ton hör­bar. Schließt man beide Anschlußpole kurz und wiederholt den
Versuch, gibt die Membran so gut wie nicht nach und es ist
kaum etwas zu hören.
Die Erklärung ist einfach: Die Schwingspule des Lautsprechers
bewegt sich in einem Magnetfeld, wirkt also wie ein Generator,
der eine Spannung erzeugt. Schließt man die Pole kurz, muß
diese Spannung gegen eine Last von ca. 0 Ohm erzeugt wer­den, wozu eine sehr hohe Leistung notwendig wäre. Diese
Eigenschaft macht man sich zunutze, indem man den Innen­widerstand der Endstufe soweit wie möglich gegen 0 Ohm legt.
So folgt der Lautsprecher nur dem verstärkten Wechselspan­nungssignal. Unkontrollierbares Überschwingen wird verhin­dert, da bei Eigenschwingungen der Lautsprecher gegen diese
Last von ca. 0 Ohm arbeiten muß.
Zeck-Endstufen haben Dämpfungsfaktoren von über 200 bei
8 Ohm-Betrieb.

A further point in connection with bass reproduction is very
important:

The damping factor

This is the quotient of speaker impedance and internal resi­stance in the amp. The lower the internal resistance of the
power amp is the higher is the damping factor.
Example: speaker impedance 8 Ohms, power amp internal
resistance 0.04 Ohms. 8 divided 0.04 produces a damping fac­tor of 200. In order to stress the importance of the damping fac­tor anyone can make the following test: take a dismantled loud­speaker and tap the membrane with a finger. The membrane
yields and a tone can be heard.
If one short circuits the connecting terminal and repeats the
experiment the membrane will hardly yield at all and virtually
nothing can be heard.
The explanation is simple: the speaker´s oscillation spool
moves in a magnetic field and functions like a generator which
creates voltage. If one short circuits the terminal, the voltage
must be created against a resisting load of about 0 Ohms so
that the speaker only follows the amplified alternating voltage.
Uncontrollable hyper-oscillation is prevented as self induced
oscillation in the speaker is offset by 0 Ohm resisting load.

Zeck power amps have damping factors of over 200 at 8
Ohms operation.

Bipolar oder MOS-Fet-Technik

In der Endstufentechnik gibt es zwei Systeme, die sich durch­gesetzt haben: die bipolar-Technologie und die MOS-Fet-

Technologie.

Bei der bipolar-Technologie wird die Leistung durch bipolare
Endtransistoren erzeugt (npn- und pnp- Typen), welche wieder­um durch bipolare Treiber- und Vortreibertransistoren ange­steuert werden. In dieser Verstärkungskette werden sowohl die
Spannung als auch der Strom verstärkt, das heißt, ein kleinerer
Leistungstransistor steuert einen größeren.
Bei der MOS-Fet-Technologie erzeugen die Endtransistoren
(Feldeffekt-Transistoren) den Strom, der zur Leistung notwen­dig ist (Leistung = Strom x Spannung). Die Ansteuerung dieser
Fets erfolgt durch Spannung, also leistungslos. Im Klang unter­scheiden sich diese beiden Systeme vor allem in der Höhen­wiedergabe und der Durchsichtigkeit. Durch die leistungslose
Ansteuerung ist der MOS-Fet-Transistor “schneller”, das heißt,
die Anstiegsgeschwindigkeit (Slew-Rate) ist größer als bei der
bipolar-Technik.

Aber: Die herkömmliche MOS-Fet-Technik zeigt einige wesent­liche Nachteile:

Bipolar or MOS-Fet technology

Two systems of power amp technology have found success on
today´s market: bipolar technology and MOS-Fet technolo-

gy.

In bipolar technology performance is produced by bipolar
transistors (types npn and pnp) which in turn are run by bipolar
drive and pre-drive transistors. The voltage as well as the cur­rent are amplified in this chain of amplification which means
that a smaller performance transistor drives a larger one. In
MOS technology the terminal transistors (Field Effect Transi­stors) produce the current which is essential to the performance
(performance= current x voltage).The sounds of these two
systems differ from one another, above all in their trebles
reproduction and transparency. The MOS-Fet transistor is
faster because of the nonperformance drive and this means
that the slew rate is greater than in bipolar technology.

But: conventional MOS-Fet technology reveals certain definite
disadvantages:

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