Frequenzgang Messung beim Verstärker

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JojoV
Neuling
#1 erstellt: 17. Jan 2009, 16:16
Hallo, ich habe noch eine Frage an dei Forumsgemeinschaft hier:

Und zwar , ich möchte von meinem Verstärker möglichst einfach den Frequenzgang messen.
Ich habe dies bereits auf folgende Art versucht:
Sinusgenerator schickt Sinustöne in den Verstärker. Ich messe dann die Eingangsspannung (Wechselspannung?) sowie die verstärkte Ausgangsspannung am Lautsprecher (wechselspannung.

Dann hab ich dadurch den Verstärkungsfaktor für alle Werte berechnet und diesen dann gegen die Frequenz in einem Diagramm aufgetragen.
Das Ergebnis müsste ja nun eigentlich stimmen, kann aber nicht stimmen (bin ich mir sicher), da die Kurve bis ca 400 Hz passt aber dann rapide Ansteigt und auch nicht wieder abfällt (gemessen bis 25 kH), sondern immer weiter ansteigt..

Wo könnte denn bei meinen Messungen der Fehler liegen?
beziehungsweise welche Methode ist einfach um den Frequenzgang zu bestimmen???

Danke schonmal im vorraus..
MFG JOhannes
ruesselschorf
Inventar
#2 erstellt: 17. Jan 2009, 19:56
...womit wird die NF-Spannung gemessen? Schonmal nur den Generator gemessen? Der sollte ja linear sein.

Vorsicht, bei angeschlossenen Boxen nie mit voller Leistung messen, so ein HiFi-Hochtöner verträgt nur 2-3Watt

Gruß, Helmut


[Beitrag von ruesselschorf am 17. Jan 2009, 19:59 bearbeitet]
oldiefan1
Inventar
#3 erstellt: 18. Jan 2009, 04:40

JojoV schrieb:
Das Ergebnis müsste ja nun eigentlich stimmen, kann aber nicht stimmen (bin ich mir sicher), da die Kurve bis ca 400 Hz passt aber dann rapide Ansteigt und auch nicht wieder abfällt (gemessen bis 25 kH), sondern immer weiter ansteigt..

Wo könnte denn bei meinen Messungen der Fehler liegen?
beziehungsweise welche Methode ist einfach um den Frequenzgang zu bestimmen???

Danke schonmal im vorraus..
MFG JOhannes


Hallo Johannes,
Wie misst Du denn die Spannungen? Ein normales Multimeter könnte Dein Ergebnis erklären, es misst nämlich nur ca. bis 400Hz richtig. Eigentlich ist es nur für 50-60 Hz gemacht. Für höhere Frequenzen braucht man spezielle Voltmeter, die mit diesen Frequenzen noch zurechtkommen oder ein Oszilloskop.

Die einfachste Möglichkeit ist aber die Messung mit Hilfe einer guten Soundkarte am PC und einem, darauf abgestimmten Spannungsteiler an einem 8 Ohm Lastwiderstand, den man auf einem grossen Kühlkörper montiert hat. Google mal nach ARTA. Damit bekommst Du die Kurven in wenigen Minuten Messzeit auf den Bildschirm.

So wie hier:


Gruss,
Reinhard


[Beitrag von oldiefan1 am 18. Jan 2009, 04:48 bearbeitet]
JojoV
Neuling
#4 erstellt: 18. Jan 2009, 11:34

Hallo Johannes,
Wie misst Du denn die Spannungen? Ein normales Multimeter könnte Dein Ergebnis erklären, es misst nämlich nur ca. bis 400Hz richtig. Eigentlich ist es nur für 50-60 Hz gemacht. Für höhere Frequenzen braucht man spezielle Voltmeter, die mit diesen Frequenzen noch zurechtkommen oder ein Oszilloskop.


Und schon habe ich den Fehler gefunden. Ich habe natürlich normale Multimeter benutzt.
Das erklärt dann den Fehler.

Ich hab auch noch ein deutsches Programm gefunden. Audacity.
Funktioniert das mit dem auch?


Die einfachste Möglichkeit ist aber die Messung mit Hilfe einer guten Soundkarte am PC und einem, darauf abgestimmten Spannungsteiler an einem 8 Ohm Lastwiderstand, den man auf einem grossen Kühlkörper montiert hat

Und wo müsste ich denn dann den Widerstand dazwischen schließen. Zum Verstärker, vorher, nachher. Sorry für die dummen Fragen, aber ich bin leider totaler Anfänger.
_ES_
Administrator
#5 erstellt: 18. Jan 2009, 11:57
8 Ohm Lastwiderstand ist der, den Du am Ausgang Deines Amps als Box-Ersatz anklemmst.

Von dort aus greifst Du das Signal für den Eingang Deiner Soundkarte ab.

Da dieser Eingang aber viel zu empfindlich ist, nimmst Du einen Spannungsteiler, der das abgegriffene Signal vom Amp in Soundkarten-erträgliche Pegel "bügelt"
oldiefan1
Inventar
#6 erstellt: 18. Jan 2009, 15:54

JojoV schrieb:
Und wo müsste ich denn dann den Widerstand dazwischen schließen. Zum Verstärker, vorher, nachher. Sorry für die dummen Fragen, aber ich bin leider totaler Anfänger.


Genau, wie von R-Type erklärt.

Aber sooo einfach, wie Du annimmst ist es nun wieder auch nicht. Zumindest solltest Du Dich durch die Dokumentation von ARTA, die auf der Homepage herunterzuladen ist (eine gute Zusammenfassung in Deutsch gibt es da auch), vertraut machen. Das beantwortet viele Fragen. Du wirst aber merken, dass es ohne grundlegende Kenntnisse in Physik und Schaltungstechnik nicht geht - sonst wirst Du teures Lehrgeld bezahlen müssen. Also Du solltest schon mit Begriffen wie Spannungsteiler, Ohmschem Gesetz, Parallel- und Serienschaltung von Widerständen (und wie man die berechnet) und Impedanz umgehen können. Dann sollte Dir ein Logarithmus kein Fremdwort sein und wie man mit Logarithmen rechnet, denn darauf basiert die übliche Darstellung in Dezibel (dB), der man in diesem Gebiet nicht entgehen kann!

Zur Spannungsteilerschaltung: Die sogenannte ARTA Messbox wäre Dir zu empfehlen, in der ist schon richtig eingebaut, was man braucht und die Soundkarte schützt. Zusätzlich sollte der 8 Ohm Lastwiderstand, der da angeschlossen wird, auf einem grossen Kühlkörper mit Wärmeleitpaste montiert sein. Die Soundkarte müsste eine "der besseren Sorte" sein (Samling Frequenz 96 kHz oder besser). Ein integrierter Soundchip auf dem Motherboard geht nicht!

Audacity ist ja nur eine Sound Editing Software. Die kannst Du zu diesem Zweck nicht gebrauchen!

Gruss,
Reinhard
Sincinaty
Ist häufiger hier
#7 erstellt: 06. Nov 2009, 12:23
Hallo alle zusammen,

ich habe auch eine Frage bezüglich der Frequenzgangmessung eines Verstärkers.

Allerdings interessiere ich mich nicht für den Hi-Level Lautsprecher Ausgang, sonder für den Line-Out, oder Kopfhörerausgang!

Mach ich irgendetwas falsch, wenn ich dem verstärker ein bekanntest Signal an den Input setze (z.B. rosa Rauschen) und den Lautsprecherausgang oder Line-Out an eine hochwertige Soundkarte anschließe (mit bspw. 96kHz Abtastung und 24 Bit Quantisierung) und das Signal dann mittels eines Software SpektrumAnalyser betrachte?

Sehe ich dann nicht genau den Frequenzgang des Ausgangs und kann ihn quasi mit dem bekannten Eingang vergleichen?!
audiophilanthrop
Inventar
#8 erstellt: 08. Nov 2009, 21:30

Sincinaty schrieb:
Mach ich irgendetwas falsch, wenn ich dem verstärker ein bekanntest Signal an den Input setze (z.B. rosa Rauschen) und den Lautsprecherausgang oder Line-Out an eine hochwertige Soundkarte anschließe (mit bspw. 96kHz Abtastung und 24 Bit Quantisierung) und das Signal dann mittels eines Software SpektrumAnalyser betrachte?

Das geht grundsätzlich schon so - wobei weißes Rauschen besser geeignet wäre und die Soundkarte auch aufnahmeseitig einen entsprechenden Frequenzgang bieten sollte. Du kannst das ganze auch gleich mit dem Rightmark Audio Analyzer im Vollduplexbetrieb machen lassen.

Beim Kopfhörerausgang sollte allerdings beachtet werden, daß hier oft die Ausgangsimpedanz im Vergleich zu typischen Lasten nicht zu vernachlässigen ist, d.h. der Impedanzgang des Hörers beeinflußt den Frequenzgang. Wenn du dort nur den hochohmigen Aufnahmeeingang anschließt, kriegst du davon nichts mit. (Da kann ggf. ein Y-Kabel hilfreich sein.) Und nicht wundern, wenn das Grundrauschen hoch ist - dann ist der KH-Ausgang wohl nur über Serienwiderstände an der Endstufe angeklemmt.
edin71
Inventar
#9 erstellt: 09. Nov 2009, 15:50
@oldiefan1 + @R-Type

Warum soll man an der Stelle ein Widerstand als Boxersatz nehmen, wenn eine Box vorhanden ist ?

Man kann auch direkt von der Boxen das Signal abgreifen und zum Spannungsteiler.

Abgesehen davon dass ein Widerstand die Messergebnisse verfälschen würde da er keine kapazitive (Frequenzweiche) und induktive (Frequenzweiche + Chasis) Anteile hat.

----------------------------------------

@Sincinaty + @audiophilanthrop

Wenn man die Messung am Line Out Ausgang durchführt bleibt der Einfluß der Endstufe verborgen, vorausgesetzt Line Out ist schon vom Vorverstärker abgegriffen und nicht intern per Spannungsteiler realisiert.


[Beitrag von edin71 am 09. Nov 2009, 15:50 bearbeitet]
Sincinaty
Ist häufiger hier
#10 erstellt: 09. Nov 2009, 15:57
@edin

in meinem fall ist das egal. mir geht es nur um line_out oder eben Kopfhörerausgang.

geht darum mp3-player, dvd-player usw. auf ihre verstärker (also vorverstärker) zu prüfen. das kann ich doch dann über den lineout, kh-ausgang direkt an einen analyzer, machen?!
High_Fidelity_Freak
Inventar
#11 erstellt: 09. Nov 2009, 15:57

edin71 schrieb:
Warum soll man an der Stelle ein Widerstand als Boxersatz nehmen, wenn eine Box vorhanden ist ?


Weil ein Widerstand linear ist, die Impedanz des LS nicht.
edin71
Inventar
#12 erstellt: 09. Nov 2009, 16:31

High_Fidelity_Freak schrieb:

edin71 schrieb:
Warum soll man an der Stelle ein Widerstand als Boxersatz nehmen, wenn eine Box vorhanden ist ?


Weil ein Widerstand linear ist, die Impedanz des LS nicht.


Was die Messung "verfälschen" würde ?

Genau aus dem Grunde sollte man ein LS nehmen.

Das würde eher die "wahre" Frequenzgangkurve zeigen.

Ein "guter" Amp würden ihre Spannung auch an niedrigen und phasenverschobenen Widerständen beibehalten.

Errinert mich ein bisshen an die Methode wie die Hersteller den Verbrauch von Autos messen.

Es gibt bestimmt genug Leute hier die es mal praktisch gemacht haben, wo seid ihr ?
edin71
Inventar
#13 erstellt: 09. Nov 2009, 16:32
@Sincinaty OK an der Stelle kann man ein Lineout nehmen.
High_Fidelity_Freak
Inventar
#14 erstellt: 09. Nov 2009, 17:22
@ edin71:
Dann gehts aber um den Frequenzverlauf und nicht um den reinen Frequenzgang, oder?
edin71
Inventar
#15 erstellt: 09. Nov 2009, 17:46

High_Fidelity_Freak schrieb:
@ edin71:
Dann gehts aber um den Frequenzverlauf und nicht um den reinen Frequenzgang, oder?


hmmmm, was wäre technisch der Unterschied zwischen Verlauf und Gang ?

In welcher Größe wird das eine und das andere gemessen ?
High_Fidelity_Freak
Inventar
#16 erstellt: 09. Nov 2009, 19:07
Der Unterschied ist halt dass das eine die mögliche Verstärkung ist, die egal bei welchem Pegel (wenn nicht anders angegeben) und das andere in Diagrammform über die Linearität Auskunft gibt.
Unter Frequenzverlauf versteh ich halt eine Art Frequenzdiagramm.
linear
Stammgast
#17 erstellt: 09. Nov 2009, 23:36
Am Widerstand wäre der bestmögliche Fall. Sozusagen das Maximum, was der Verstärker leisten kann. An der Box wäre es ein Einzelfall, da der Frequenzgang in aller mesiten Fällen etwas anders aussehen dürfte.
edin71
Inventar
#18 erstellt: 10. Nov 2009, 08:46
@linear
sehe ich theoretisch genauso.
Würde aber gerne eine praktische Meinung hören.

Wobei mit zunehmender Belastung/Lautstärke sich die "Linearität" verschlimmern würde
ehemals_Mwf
Inventar
#19 erstellt: 14. Nov 2009, 12:50
Hi,

edin71 schrieb:

High_Fidelity_Freak schrieb:

edin71 schrieb:
Warum soll man an der Stelle ein Widerstand als Boxersatz nehmen, wenn eine Box vorhanden ist ?


Weil ein Widerstand linear ist, die Impedanz des LS nicht.


Was die Messung "verfälschen" würde ?

Genau aus dem Grunde sollte man ein LS nehmen.

Das würde eher die "wahre" Frequenzgangkurve zeigen.


Wenn Du "nur" den Frequenzgang Deines Verstärkers an Deinem LS wissen willst, ist das o.K.

Für allgemeingültige Aussagen müsste man den Test-LS normieren (festlegen), oder eine irgendwie einem LS nachempfundene komplexe Test-Last definieren.
Dazu wurden im Laufe der Jahrzehnte in der Audio-Meßtechnik /-Normung viele Anläufe unternommen, die sich aber nicht durchgesetzt haben.

So werden die beiden Effekte
1. Frequenzgang, und
2. Quell- od. Innen-Widerstand bzw. Dämpfungsfaktor (*)
getrennt ermittelt und angegeben.

zu 2.)
Da 99% aller heute gebräuchlichen LS-Endstufen einen hohen Dämpfungsfaktor haben
-- z.B. 100, d.h. bei 8 Ohm ein Ri von 0.08 Ohm, bzw. einen Frequenzgangeinfluß von maximal ~0.1, bei 4 Ohm ~0.2 dB --,
fallen Untersuchungen dazu gerne unter den Tisch.
Mit exotischen Komponenten a´la wenig gegengekoppelte Verstärker (meist Röhren) und auch lange dünne LS-Kabel,
gibts aber einen deutlichen Einfluß auf den Frequenzgang, d.h. der Impedanzverlauf der Last (LS) prägt sich in den gemessenen Frequenzgang ein.

Mit einem linearen (ohmschen) Lastwiderstand entfällt dieser Einfluß. Es ergibt sich nur ein Pegelunterschied zum Leerlauf-Fall.
Genau dieses Pegel-Delta ist dann der Spannungsabfall über dem Ri, welches dann die Basis zur Berechnung von Ri bzw. Dämpfungsfaktor dient.
http://de.wikipedia.org/wiki/D%C3%A4mpfungsfaktor

Gruß,
Michael
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