Verstärker Messung

Nach der Reparatur wurde der Verstärker vermessen. Die wesentlichen Parameter wie Klirrfaktor, Anstiegsgeschwindigkeit, Slew Rate, Bandbreite und Dämpfungsfaktor sollen untersucht werden.

 

Kandel im November Kandel mit erstem Schnee im Jahr

Anfang November fiel der erste Schnee im Schwarzwald, ist es Zeit geworden den Verstärker zu vermessen

 

Klirrfaktor Messung an 1 kHz

 

von besonderem Interesse ist natürlich der Klirrfaktor der Endstufe. Verwendung findet ein 3580A Audio Spektrum Analyzer, der einen maximalem Dynamikumfang von 90 db darstellen kann, d.h. er kann einen harmonischen Klirrfaktor von etwa 0,003% messen.

Klirrfaktor Rechts 1 kHz 1,6Vpp 4 Ohm kalt Spektrum des linken noch kalten Kanals. Regulierungspunkt der Endstufe ist direkt am Ausgang

Verstärker hatte beim Einschalten eine Temperatur von 10 Grad Celsius. Ein Klirrfaktor bei 1,6 Volt peak peak an 4 Ohm des rechten Kanals gemessen. Anscheinend hat sich der für niedrigen Klirrfaktor notwendige Ruhestrom noch nicht eingeregelt. Leistung 0,08 W rms.

der linke Kanal bei gleichen Bedingungen 1 kHz, 4 Ohm und 1,6 Volt Spitze Spitze am Ausgang, bereits besser, hat auch ein paar Minuten Erwärmung hinter sich. Horizontal Auflösung 1 kHz/DIV. Die oberste Linie entsprechen 1,6 Vpp jede weitere 10 dB weniger. Leistung 0,08 W rms.

Messung direkt am Ausgang der Endstufe, nahe dem Regulierungspunkt auf den die Regelung arbeitet. Verwendet wurde dieser Lastwiderstand. Spannungen mit hohen Pegeln mittels 10:1 Tastkopf, die kleineren direkt 1:1.

Spektrum bei 10 Volt peak peak Spektrumanalyzer berührungsloses Thermometer

Amplitude Rechts erhöht auf 10 Volt pp, 4 Ohm, 1 kHz, Endstufe erwärmt sich dabei auf 40°C (Raumtemperatur 15°C). Leistung 3,1 Watt rms, Stromamplitude 1,25 A

Amplitude Links erhöht auf 10 Volt pp, 4 Ohm, 1kHz, Endstufe ist mittlerweile bei 36°C angelangt.  Leistung 3,1 Watt rms, Stromamplitude 1,25 A

messen läßt sich die Kühlkörpertemperatur mit einem berührungslosen Thermometer. Es hat eine eingebaute rote Laserdiode zum Zielen. An dunklen Oberflächen funktioniert es gut.

Spektrum am rechten Vorverstärker Ausgang Spektrum am Vorverstärker Spektrum KA907 bei einem Volt Spitze Spitze

Spektrum gemessen am rechten Pre Out Ausgang, der 10 Vpp Messung. Der Klirrfaktor hat sich zeitlich immer noch verändert. K3 ist hier bei  -79 dBV, das sind etwa 0.011% Verzerrungen für die dritte Harmonische.

Spektrum direkt gemessen am linken Pre Out Ausgang der Vorverstärkerstufe. Gehört zur 10 Vpp Messung. Der Vorverstärker erzeugt hier keine Harmonische innerhalb des dynamischen Bereich des Analyzers von ca. 90 dB.

Spektrum zeigt rechten Ausgang bei nur 1 Volt peak peak. Harmonischer Klirrfaktor ist ca.  0,005%. Die zweite Harmonische ist noch zu erkennen. Leistung 0,031 Watt rms, Stromamplitude 0,125 A

Spektrum bei 1Vpp linker Kanal Spektrum zeigt breitbandige Störungen Spektrum des rechten Kanal der Endstufe bei kleiner Ausgangsspannung

Spektrum linker Kanal bei 1 Vpp, außerhalb der Auflösung des Spektrumanalyzers. -36 kennzeichnet die Position des Lautstärkereglers. Durch die geringe Verlustleistung hat sich die Endstufe abgekühlt auf 23°C. Leistung 0,031 Watt rms, Stromamplitude 0,125 A

Spektrum linker Kanal bei 100 mVpp. Die Harmonischen sind kein Problem, bei der kleinen Spannung erscheinen zunehmend Einstreuungen usw. unterhalb 1 kHz. Der lang andauernde Analyzer Sweep wurde mittig abgebrochen. Leistung 0,00031 Watt rms, Stromamplitude 0,0125 A

Spektrum rechter Kanal bei 100 mVpp. Keine Harmonischen mehr eindeutig erkennbar, rechts und links von der Grundwelle ein paar Störungen und Rauschen. Leistung 0,00031 Watt rms, Stromamplitude 0,0125 A

Signalquelle ist sauber

eine Klirrfaktor Messung erfordert eine saubere Signalquelle. Das Bild zeigt das Spektrum der Signalquelle bei einem Pegel von 100 mVrms. Genau diese Quelle mit dem eingestellten Pegel diente als Quelle für die bisherigen Messungen. Der Vorverstärker Eingang AUX ist für einen Pegel von ca. 150 mVrms ausgelegt, das Signal entspricht somit etwa einer 2/3 Aussteuerung des Eingangsverstärkers. Zur Veringerung der Ausgangsspannung wurde der Lautstärkeregler heruntergedreht, das entspricht dem Verhalten des Nutzers. Man hätte theoretisch auch den Lautstärkeregler auf Vollausschlag stellen können und die Ausgangsspannung über den Pegel der angelegten Einggangsspannung reduzieren können, das Ergebnis wäre sehr wahrscheinlich sogar noch besser geworden, die Vorgehensweise würde aber nicht der Anwendung in der Realität entsprechen. Die Signalquelle zeigt zwei kleine Peaks, K2 und K3, die Harmonischen der Quelle knapp über 90 dB, also etwa 0,004% harmonischer Klirrfaktor. Zu sehen sind auch ein paar Störungen verursacht durch die Netzfrequenz und deren Harmonischen, sie liegen in der ersten linken Division.

 

Klirrfaktor Messung an 10 kHz

 

Signalquelle 10 kHz Spektrum 10 kHz bei 1 Volt RMS Spektrum an 3 Volt

Spektrum der 10 kHz Signalquelle zur  Klirrfaktormessung

Spektrum des linken Kanal an 4 Ohm bei 1 Volt rms. Leistung  0,25 Watt rms, Stromamplitude 0,35 A - 0,03% Harmonische K3

Spektrum bei 3.16 Volt rms. Leistung 2,5 Watt rms. Stromamplitude 1,11 A - 0,15% Harmonische K3

Spektrum am 10 Volt rms

Spektrum an 60 Volt peak peak

 

Spektrum bei 10 Volt rms. Leistung 25 Watt rms. Stromamplitude 3,53 A - 0,1% Harmonische K3

Spektrum bei 60 Vpp = 21,2 Volt rms. Leistung 112 Watt rms. Stromamplitude 7,5 A - 0,05% Harmonische K3

 

Bei der harten Anforderung der Frequenz von 10 kHz wird der Klirrfaktor sichtbarer als bei 1 kHz. Ein Tribut an die kleiner werdende Open Loop Verstärkung. Ab einem bestimmten Leistungslevel verschlechtern sich die harmonischen Anteile nicht mehr, es kann viel Leistung gezogen werden. Die harmonischen Verzerrungen erreichen hier bei 2,5 Watt rms nicht die besseren Ergebnisse wie bei 112 Watt rms, wer hätte das gedacht.

 

Übersprechen und Netzfrequenzstörungen

 

Die Stör- und Rauschpegel im Spektrum besonders bei niedrigen Ausgangsspannungen sind auch Auswirkungen der Einstreuung des Netzteils, Rauschen und Mischprodukte. Ist nicht verwunderlich, um dies zu verbessern wären enorme Anstrengungen an der Abschirmung und Gleichspannungssiebung notwendig. Der Aufwand dazu ist bekanntermaßen ein einiges mehr an zusätzlicher Mechanik und Elektronik. Ein zusätzlicher Aufwand den Kunden aus der großen Masse nur leider nur selten zu bezahlen bereit sind.

Ein einfacher Versuch demonstriert die bereits erreichte Kanaltrennung:

  1. z.B. rechte Lautsprecherbox im ausgeschalteten Zustand abklemmen

  2. Lautstärkeregler auf sehr leise stellen

  3. Verstärker einschalten

  4. Musiksignal anmachen, Tuner oder Aux

  5. linkes Signalkabel abziehen

  6. Lautstärkeregler langsam voll hochdrehen

  7. im linken Kanal wird nun ein sehr leises Übersprechen des rechten Kanals hörbar sein

  8. Lautstärke reduzieren, ausschalten, Lautsprecher wieder anschließen

  9. anderen Kanal umgekehrt testen

  10. Phonoeingänge testen

Bei einem idealen Verstärker würde man bei diesem Test nichts von dem anderen Kanal hören. Ich habe dieses auch getestet, das Ganze klingt so: wie eine sehr leise Box, bei der der Bassregler voll zurück und der Höhenregler voll aufgedreht ist. Warum? diese Koppelmechanismen arbeiten mit zunehmder Frequenz immer effektiver, da parasitäre Koppelkapazitäten mit steigender Frequenz in ihrer Impedanz abnehmen und dadurch an Leitfähigkeit gewinnen, sprich das Überkoppeln geschieht mit höherer Wirkung. Auch bei vorhandener galvanischer Verkopplung durch Leitungsinduktivitäten steigt die Wirkung der Verkopplung bei höheren Frequenzen an. Durch die Grundlagen der komplexen Wechselstromtechnik, Wellentheorie und dem Verhalten von parasitärer Kapazität und Induktivität sind diese Effekte erklärbar. Vollständige Abhilfe schafft hier nur eine Reduzierung der Koppelmechanismen, was mit hohem Aufwand verbunden wäre. Ich habe bei diesem Test sicher auch deswegen viel Überkoppeln vernommen, da ein sehr wirkungsgradstarker Hornlautsprecher zum Testen benutzt wurde und das in Verbindung mit diesem leistungsstarken Verstärker mit  ganz aufgedrehter Lautstärke ergibt das ein hörbares übergekoppeltes Signal. Trotz all der Worte über Einkopplung und Störungen, ein Rauschen ist kaum wahrnehmbar selbst bei voll aufgedrehter Volume.

 

Anstiegszeit und Slew Rate an 4 Ohm

 

Die Anstiegszeit und die Slew Rate sind eine einfache Methode zur Beurteilung der "elektrischen Geschwindigkeit" eines Verstärkers, wenn man das so allgemeinverständlich definieren darf, die Fähigkeit wie schnell er seine Spannung am Ausgang ändern kann. Zur Messung genügt ein schneller Rechteckgenerator oder Pulsgenerator und ein Oszilloskop mit ausreichender Bandbreite.

Verwendet wurden:

  • 3325A mit einer Rechteck Anstiegszeit von ca. 20 ns

  • 7904 Tektronix 500 MHz Oszilloskop 

  • 7A19 Vertikal Verstärker 500 MHz 50 ohm input

  • 7A26 Vertikal Verstärker 200 MHz  1 Mohm input

  • 7B92A Dual Time Base

  • kompensierter 10:1 Tastkopf mit 350 MHz Bandbreite

Rechtecksignal 1kHz 10 MHz Rechtecksignal

getestet wurde mit einem 100 mV 1 kHz Rechtecksignal, der untere Strahl ist in der steigenden Flanke gedehnt auf 500 ns/DIV.

zeigt ein Rechtsignal von etwa 10 MHz, die Anstiegsgeschwindigkeit des Generators ist kleiner 20 Nanosekunden, das sollte als Quelle schnell genug sein.  Gemessen mit dem 7A19.

Rechteckantwort bei 15 Volt gedehnte Rechteckantwort

Rechteck Antwort des Verstärkers auf ein 1 kHz Signal. Amplitude 15 Volt an 4 Ohm.  So gut wie kein Überschwingen. Messung mit 7A26. Leistung 56,2 Watt  Stromamplitude 3,75 A.

steigende Flanke der 1 kHz Rechteck Antwort gedehnt. Vorhandenes Überschwingen, hier versucht der Verstärker dem Eingangssignal zu folgen, dazu benötigt er eine endliche Zeit, um dem Orginalsignal wieder mit hoher Genauigkeit folgen zu können.

1 kHz Rechteck stark gedehnt Rechteck 10 kHz

die steigende 1 kHz Rechteckflanke stark gedehnt bis auf 200ns/Teilstrich. Der Strahl ist durch das Oszilloskop bereits um den Faktor 250 zeitlich gedehnt.

die Rechteckfrequenz erhöht auf 10 kHz. Gut sichtbar, die Flanken runden sich, daraus ableitbar die Bandbreite des Verstärkers ist hoch aber endlich. Ein gleichmäßiges Einschwingverhalten an der positiven und der negativen Flanke.

Aus den Bildern ergibt sich eine Anstiegszeit 10% auf 90% in der Größenordnung 1µs an 4 Ohm. Nimmt man den Bereich des Nulldurchgangs als Basis für die maximale Slew Rate, so ergeben sich im gedehnten Bild etwa 10 Volt/300ns. Normiert auf eine Mikrosekunde sind das 34 Volt/µs an 4 Ohm. Man darf allerdings davon ausgehen, daß der Verstärker an 8 Ohm und bei voller Amplitude schnellere Werte zeigen würde.

 

Anstiegszeit und Slew Rate ohne Last

 

Anstiegsflanke im Leerlauf fallende Flanke

ansteigende Flanke eines 80Vpp 10 kHz Rechtecksignal ohne Last am linken Kanal. Im steilsten Stück der Flanke sind es abgelesen etwa 130 Volt/µs.

fallende Flanke des 10 kHz Rechtecks ohne angeschlossenen Lastwiderstand am linken Kanal. Im steilsten Stück beträgt die errechnete Steilheit ca. minus 120 Volt/µs.

positive Flanke

fallende Flanke

positive Flanke des 80Vpp 10 kHz Rechtecksignal ohne Last am rechten Kanal. Im steilsten Stück der ansteigenden Flanke ca. 125 Volt/µs.

fallende Flanke des 10 kHz Rechtecks ohne angeschlossenen Lastwiderstand am rechten Kanal. Im steilsten Stück der fallenden Flanke ca. minus 115 Volt/µs.

Im Leerlauf verglichen zum 4 Ohm Betrieb ist die Slew Rate größer. Die positive Slew Rate ist in beiden Kanälen minimal größer als die negative. Die beiden Kanäle im Vergleich zueinander sind gleich schnell. Die verfälschende Verzögerung der Anstiegsgeschwindigkeit durch das Messquipment ist bei diesen Größenordnung der Slewrate noch als gering anzusehen. Der 200 MHz Vertikalverstärker in Verbindung mit dem Tastkopf hat etwa eine Anstiegszeit von ca. 5 ns für diesen betrachteten steilenTeilabschnitt in dem die Slew Rate berechnet wurde. Dazu kommen noch ca. 10 ns für den Generator in diesem Bereich, in Summe allerhöchstens 15 ns. So läßt sich z.B. die gemessenen 130 Volt/µs betrachtet vielleicht zu 140 Volt/µs aufrunden. Selbst das ist noch nicht ganz korrekt gerechnet, die Rechnung verläuft nicht additiv, sondern ich erinnere mich an eine Gleichung dem geometrischen Mittel folgendend - ist aber in diesem Fall Haarspalterei, das Meßequipment ist bei diesen abgelenkten Zeiten um Größenordnungen schneller als der Prüfling.

Die steigende als auch die fallende Flanke ist fast identisch.

 

Amplitudengang und Dämpfungsfaktor im Audio Frequenzbereich

 

Der Amplitudengang kann mit eingeschränkter Genauigkeit vor allem über weite Frequenzbereich sehr leicht mit einem Oszilloskop und einem Sinusgenerator bestimmt werden. Für genauere Messungen im Audio Frequenzbereich ist die Messung schwieriger, möglich beispielsweise mit einem Precision AC Multimeter und einem Generator mit konstanter Ausgangsspannung, damit läßt sich ein Dämpfungsfaktor bestimmen.

Messwerte Dämpfungsfaktor Verstärkungsfaktor

die vom DMM abgelesenen Messwerte, untereinander zusammengesetzt damit die Tabelle nicht zu lang wird. Messwerte für Frequenzen von 20 Hz bis 50 kHz. Aufgezeichnet die Eingangsspannung am AUX Input rechter Kanal, Ausgangsspannung ohne Last und die Ausgangsspannung an einer 4 Ohm Last. Die Ausgangslast bewirkt einen veränderten Stromfluß in den Transistoren, dadurch ändern sich dynamisch die Open Loop und der Frequenzgang des Verstärkers, diese Änderung hat eine veränderte Ausgangsspannung zur Folge. Die Eingangsspannung wurde konstant gestellt, und stetig mitaufgezeichnet, da der Generator nicht über alle Frequenzen die Amplitude 100% konstant halten kann wie es theoretisch für diese Messung notwendig wäre.

zeigt die Linearität des eingestellten Verstärkungsfaktors. Es wurde durch die Position des Lautstärke Reglers beliebig auf etwa einen Verstärkungsfaktor von 100 eingestellt. Die blaue Kurve zeigt den Leerlauf, rot unter Belastung, bei der sich die Ausgangsspannung verringert. Der Spannungsverlust läßt sich mit einem dynamischen Innenwiderstand begründen oder auch Ausgangswiderstand genannt. Durch Normierung auf den angeschlossene Lastwiderstand erhält man den Dämpfungsfaktor.

Verstärkung in dBV Amplitudengang normiert auf 1 kHz

der Verstärkungsfaktor wurde umgerechnet in Dezibel. Eine Verstärkung von 40 dB entspricht einer 100fachen Verstärkung. Sichtbar wie bei steigender Belastung die Ausgangsspannung sinkt, bei einem idealen Verstärker würde sich die Ausgangsspannung nicht ändern, bei geänderter Lastimpedanz. Als Maßstab kann der Amplitudengang z.B. bei einer Nennlast von 8 Ohm oder Leerlauf definiert werden, jede Änderung innerhalb des erlaubten Lastwiderstandbereichs auf z.B. 6 oder 4 Ohm sollte keine Auswirkung auf die Ausgangsspannung haben, alles andere davon ist eine Abweichung von Ideal.

zur verbesserten Darstellung der Linearität des Amplitudengangs wurde er normiert. Dabei wurden willkürlich die Messwerte bei 1 kHz als Referenz genommen. Die Messwerte bei 1 kHz wurden zu 0 dB gesetzt, bei allen anderen Frequenzen ist so die Abweichung auf den 1 kHz Messwert bezogen. Im Leerlauf ist die Linearität ausgezeichnet und kaum zu verbessern. Bei 4 Ohm sind minimale Abweichungen feststellbar, 8 Ohm würde irgendwo dazwischen liegen. In Bezug auf die Linearität ist der Amplitudengang linear bis ca. 7 kHz, und ausreichend linear bis zum Ende des hörbaren Audiobereichs. Hohe Linearität.

Innenwiderstand

Dämpfungsfaktor

aus den Messwerten läßt sich ein dynamischer Innenwiderstand errechnen. Er steigt an mit steigender Frequenz, maßgeblich weil die Open Loop Verstärkung mit der Frequenz und Belastung fällt.

aus dem dynamischen Innenwiderstand läßt sich der Dämpfungsfaktor berechnen, das ist die Normierung auf die angeschlossene Lastimpedanz.

Quelltext

 Quelltext zur Erstellung der Graphen, bereits mit der LabView Demoversion geht das einfach und sehr schnell.

 

Amplitudengang und Bandbreite

 

Bei dieser Messung soll die Bandbreite des Verstärkers gemessen werden. Sie wird gemessen bei unterschiedlichen Ausgangsamplituden von 30 mV rms bis zu 15 Volt rms. Messung einmal ohne Last und an 4 Ohm. Für alle Messungen wurde eine konstante Eingangsspannung von 100 mVrms an den Tuner Eingang angelegt, die erste Verstärkerstufe ist somit auf Größenordnung 2/3 ausgesteuert. Mit dem Lautstärker Regler wurde die Ausgangsspannung eingestellt. Die Einstellung der Ausgangsspannung geschah jeweils bei 1 kHz, danach wurde am Generator die Frequenz bei konstanter Amplitude solange erhöht, bis das AC Multimeter am Ausgang eine um 3 dB geringe Ausgangsspannung angezeigt hat. Die 4 Ohm Messung betrachtet einen Leistungsbereich bis zu knapp 60 Watt rms. Mit höherer Leistung wollte ich den Verstärker bei diesen hohen Frequenzen nicht belasten, obwohl es keine Defekte dadurch gegeben hätte ihn auch bei hohen Frequenzen bis an die Leistungsgrenzen zu treiben. Auch habe ich  keine höhere Frequenzen angelegt als die Bandbreite selbst.

Allerdings habe ich beim Testen der Bandreite mit diesem Verstärkertypen bereits einmal schlechte Erfarhrungen gemacht. Ein anderes 907 Exemplar ausgestattet mit nicht orginalen Endstufentransistoren sollte auf die Bandbreite untersucht werden. Bei etwa 450 kHz (schon jenseits der Bandbreite) und hoher Leistung sind die nicht orginalen Transistoren der Endstufe kaputt gegangen, die Ersatztypen Transistoren können bei den hohen Arbeitsfrequenzen nicht schnell genug ausgeschaltet werden, als Folge davon fließt ein immer größerer Querstrom von der positiven Versorgung direkt in die negative Versorgung hinein durch die stetig niederohmiger werdenden NPN und PNP. Dieser Effekt schaukelt sich ab einer bestimmten Frequenz und Last von alleine rasend schnell auf und zerstört die Transistoren. Die im Gerät eingebauten Schmelzsicherungen können dagegen nicht schützen, die Transistoren gehen schneller kaputt als die Sicherung auslösen kann. Es ist auch nicht die Aufgbabe der Sicherung gegen solche Fehler zu schützen, sie hat Schutzfunktionen wie permanente Überlast oder Brandschutzfunktion. Mit den orginalen Transistoren "kann - sollte - oder - wird" so etwas nicht passieren, der Verstärker wurde auf die orginalen Transistoren abgestimmt und kompensiert, der Einbau anderer Exemplare, die stark von den Spezifikationen der Originale abweichen gefährdet den Verstärker, außerdem leidet die Performance darunter. Besonders bei Reparaturen werden diese wichtigen Punkte von manchen Instandsetzern außer acht gelassen, da sie zum Zeitpunkt der Reparatur oft die Originale nicht verfügbar haben und aus Unwissenheit hier einen Fehler begehen. Auch wenn der Verstärker mit den ungeeigneten Exemplaren läuft, die Performance ist schlechter und in extremen Situationen (z.B. Bandbreitentest) kann Gefahr bestehen. Besitzer eines 907 mit unbekannter Vorgeschichte sollten sich daher um die richtigen Typen bemühen. Bei einer Reparatur ist darauf zu achten die Originale zu verwenden.

 

Bandbreite über Ausgangsspannung

Bandbreite beider Kanäle ohne Last und an 4 Ohm. Bei sehr niedrigen Ausgangsspannungen ist die Bandbreite sehr hoch und fällt auf ein Minimum von 160 kHz bei etwa 2 Volt. Gemessen wurde bei 30, 100, 500mV, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10 und 15 Vrms.

das gleiche Diagramm in linearer Darstellung um die Messwerte bei hohen Ausgangsspannungen besser darzustellen. Die Bandbreite ist in Bereichen mittlerer und hoher Ausgangsleistung auf konstant hohem Level, auch ein Erhöhen der Ausgangsleistung reduzierte die Bandbreite nicht. Im Leerlauf ist die Bandbreite höher als unter Belastung.

Bandbreite über Ausgangsleistung

die X-Achse wurde in eine Ausgangsleistung umgerechnet. Der gemessene Bereich umfasst den Bereich von ca. 1 Milliwatt bis zu ca. 60 Watt. Störend ist das Minimum im Bereich um 1 Watt, ein oft genutzter Bereich - aber selbst "nur" 160 MHz Bandbreite sind für einen Hifi Verstärker schnelle Meßwerte.

Das Interessante an dieser Messung, sie zeigt einmal mehr ein Verstärker ist kein konstantes Gebilde. Spezifizierte Größen als einzelne Zahlen anzugeben macht einen Sinn unter Angabe der Randbedingungen und Einstellungen der Messung.

 

Phasengang

 

kann leider nicht ohne Aufwand gemessen werden. Der 907 hat verschiedene Spannungsversorgungen für Vorstufen und Endstufen, die Masse der Endstufe und Vorstufe liegt mit einem Durchgangsprüfer getestet zwar auf gleichem Potential, beim Anschluß des Single Ground Phasenmesser werden diese beiden Massen über diesen zweiten Pfad jedoch zusammengeschaltet, das Ergebnis waren Änderungen in der Amplitude und teils Oszillation - daraufhin auf diese Messung verzichtet. Die Entwickler haben sich bei ihrem Versorgungs- und Massekonzept etwas gedacht, der zweite Massepfad stört. Aus der hohen Bandbreite und dem qualitativen Verlauf des Amplitudengangs läßt sich schließen, der Phasengang dürfte kein Problem darstellen, im Audiobereich wird kaum eine Phasenverschiebung vorhanden sein, und mit höheren Frequenzen zunehmend nacheilend.

 

Frequenzgang Phono Entzerrer am Preamp Output

 

Messung erfolgt mit einem konstant Amplitude Signalgenerator 3336B , den Einstellungen 1 kHz, MMinput -53.5 dBVrms (0 dBVrms = 1 Vrms), Volumeregler 95%, am Preout gemessen -2,4 dBVrms (ca. 1.1 Vpeak).

Die Messung zeigt den linken Entzerrer Frequenzgang der RIAA Standard Kennlinie zusammen mit der ersten Verstärkerstufe (ca. 20dB fix), durch die alle Signale (Phono auch AUX und Tuner) durchlaufen. Da auch der Phasengang gemessen wurde, fand ein 3575A Gain Phase Analyzer Verwendung, bei der alleinigen Messung bis zum Preout ist die Phase MEssung möglich, da GND MM-IN und GND Preout sich auf der gleichen Spannungsversorgung abstützen.

Die RIAA Standard Kennlinie ist in diesem Link etwas näher beschrieben: http://www.national.com/an/AN/AN-346.pdf

 

Moving Magnet Amplitudengang am Preout links Moving Magnet Phasengang am linken Preout

Amplitudengang am linken Preout. Moving Magnet 47 kohm.

Phasengang am linken Preout. Moving Magnet 47 kohm

Vergleich Phono Entzerrer mit der RIAA Kennlinie

Linearer Fit durch die Abweichung der Messung vom Ideal

der Preout Amplitudengang wurde auf die Frequenz 1 kHz normiert, die Verstärkung bei dieser Frequenz wird somit zu 0 dB. Rot ist die gemessene Kennlinie, blau die theoretische Idealkennlinie. Die Abweichung ist minimal.

die Punkte zeigen die Differenz der Messung vom Ideal, eine nur unwesentliche Abweichung. Zusätzlich wurde eine Regressionsgerade durch die Abweichung gelegt, was mehr den realen Werten entspricht. Die Abweichung ist in weiten Frequenzbereichen unterhalb 0,1 dB.

Man beachte bei dieser Messung etwas sehr wichtiges: als Meßgerät wurde ein Gain Phase Analyzer verwendet, der eine Auflösung von 0,1 dB hat - alleine schon die Abweichung liegt im Auflösungsbereich des Meßinstruments. Die Verwendung der Precison AC DMM wäre für den Amplitudengang bedeutend sinnvoller und genauer gewesen, die Messung des Phasengang wäre damit aber nicht möglich.

Zusätzlich zur eigentlich interessierenden Phono Entzerrer Kennline liegt in Serie die erste ca. 20 dB Verstärkerstufe für alle Signale. Das Ergebnis zeigt daher die Summe der Fehler aus: Phono Entzerrer Kennlinie + 1. Verstärkerstufe + Frequenzgangfehler Meßgerät. In Summe eine lange Kette und trotzdem ein schönes Ergebnis. Es deutet nicht nur auf die hohe Genauigkeit des Meßinstruments hin, die Messung zeigt auch, daß der Frequenzgang des Phono Entzerrer getreu den Sollwerten entspricht. Ein wunschgerechter Phono Entzerrer Frequenzgang. Eine darauf folgende kurze Vergleichsmessung des rechten Kanals mit den linken Kanal zeigte die Abweichung betrug  max. 0,2 dB von Channel R Preout zu Channel L am Preout. Beide MM Kanäle bis zum Preout gemessen sind damit als "gleich laut" zu bezeichnen bei allen Audiofrequenzen.

 

Thermische Belastung

 

für Normal oder Klassik Hörer unbedenklich, der Verstärker wird gut handwarm. Im ständigem Diskotheken Einsatz oder ähnlichem, sollte er durch ausreichend große Lüfter zusätzlich gekühlt werden, um die Lebensdauer zu erhöhen.

 

Ausblick

 

Sehr interessant für den Frequenzgang und Klirrfaktor wären Messungen an HF tauglicher kapazitiver Last parallel zum 4 Ohm Lastwiderstand. Kapzitive Impedanzen bei höheren Signalfrequenzen stellen eine Herausforderung dar für jeden Verstärker, sei es ein Operationsverstärker oder ein Leistungsverstärker, da eine kapazitive Impedanz in Verbindung mit dem dynamischen Innenwiderstand die Phasenreserve des Regelkreis verringert, als Folge davon ist es möglich, daß ein Verstärker anfängt zu oszillieren. Das können kleine dem Signalsinus überlagerte kaum sichtbare Oszillationen sein, die sich aufschwingen können oder auch schlagartig als Großsignal auftreten. Je nach Schutzkonzept des Verstärkers, kann dies das Ende der Endstufe bedeuten, auch wenn dieser Verstärker schützende Induktivitäten an geeigneter Stelle hat, werde ich auf diese Versuche verzichten. In der Praxis sind Lautsprecher keine Lasten, die ausgeprägt kapazitiv sind, daher sind diese Tests mehr von messtechnischer als von praktischer Bedeutung, es lassen sich jedoch Rückschlüsse aus den Ergebnissen ziehen.

 

Fazit

 

sehr gute Messergebnisse, die sich sehen lassen können, sehr schöner Verstärker.

 

 

Es kann sein, daß diese Messungen fehlerbehaftet oder falsch sind. Die Darstellungen haben keinerlei Anspruch auf Richtigkeit.

 

Reparatur des Verstärker

Tabelle mit den ersetzten Bauteilen