Rechteck am Röhrenamp

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Justfun
Inventar

#1 erstellt: 25. Jun 2006, 11:06

Hallo,
evtl. können hier die Experten Licht ins Dunkel bringen.

Um die Quallität eines Amps zu prüfen, werden diese mit einem Rechtecksignal maltretiert.

Rechteck rein, Rechteck raus, das geht, nur warum dies geht frage ich mich.

Bei Röhrenamps wird ja in der Regel mit Übertragern gearbeitet, es sei denn man hat einen OTL.

Jetzt ist es ja so, dass bei einem Rechteck während der ansteigenden Flanke Strom durch die Primärwicklung fließt, das hat zur Folge, dass secundärseitig auch eine Spannung bzw. ein Strom gemessen werden kann, da ja durch den ansteigenden Strom ein ansteigendes Magnetfeld erzeugt wird.

Aber, was ist mit dem Dach des Rechteckes, hier fließt zwar primärseitig ein Strom, der jedoch nur ein gleichbleibendes Magnetfeld erzeugen sollte, aber gleichbleibende Magnetfelder induzieren keine Spannung, hier sollte man also secundärseitig nichts messen können.

Nach dieser Überlegung müsste man secundärseitig eigendlich eine Art Sägezahn messen, wenn primärseitig ein Rechteck angelegt wird.

Die Überlegung ist aber falsch, da man secundärseitig eben auch ein Rechteck hat.

Ist es richtig ein Rechteck als eine Vielzahl von Sinusschwingungen zu sehen ?

Das wäre für mich die einzige Erklärung warum es möglich ist ein Rechteck durch einen Trafo zu bekommen ohne die Form zu ändern.

Evtl. weiß hier jemand warum das Rechteck durch den Trafo übertragen wird.

Danke im Voraus

Gruß
Manfred

GoFlo
Stammgast

#2 erstellt: 25. Jun 2006, 11:32

Soweit ich mich entsinne werden Rechtecksignale in Signalgeneratoren durch Sinussignale erzeugt. Man bildet geeignete Sinuswellen (Fourierreihen) die sich dann zusammen zu einem Rechteck ergeben.
Da war dann auch noch was mit den Überschwingern an den Sprungstellen, Gibbsches Phänomen.... puuh ist das lang her.

Aber keine Garantie, kann auch sein, dass es da andere Varianten davon gibt.
So könnte ich mir auch die Triggerung einer Gleichspannung per IC vorstellen, nur ob da die Flanken steil genug wären, weiss ich nicht.

Aber dann würde auch wieder dein Argument greifen, dass keine Feldänderung stattfindet.

Gruss Flo

KSTR
Inventar

#3 erstellt: 25. Jun 2006, 15:26

Hallo Manfred,

Justfun schrieb:

Ist es richtig ein Rechteck als eine Vielzahl von Sinusschwingungen zu sehen ?

So ist es (und es gilt für jede x-beliebige periodische Wellenform), Stichwort "Fourier-Synthese"

Rechtecke mit unendlich steilen Flanken gibt es in der Praxis nicht (würde Frequnzen->unendlich bedeuten), d.h. es ein Frage des Zeitmaßstabes, was du auf dem Oszi-Schirmbild siehst.

Ein praktisches Testsignal für Verstärker ist

hier (ganz unten) beschrieben.

@GoFlo: die (analoge) Erzeugung passiert normalerweise umgekehrt: Man erzeugt ein Rechteck mit steilen Flanken (z.B. per schneller Logikgatter), und begrenzt hinterher mit passenden Filtern*) die Bandbreite -- u.U. soweit, dass nur noch der Grundton als (fast) reiner Sinus übrigbleibt.

*) Tiefpässe ohne Überschwinger in der Sprungantwort, d.h. mit eben optimalem Rechteckverhalten. Das sind die sog. Bessel-Tiefpässe.

Grüße, Klaus

[Beitrag von KSTR am 25. Jun 2006, 15:27 bearbeitet]

linear
Stammgast

#4 erstellt: 25. Jun 2006, 16:49

Dass ein Röhrenverstärker aus Rechteck sowas wie Sägezahn macht, ist nicht so selten. Vor allem im Bass sieht es teilweise schlimm aus. Aber auch Höhen können leiden. Grund ist eine schlechte Anpassung und mäßige Trafos. Da hilft nur noch Gegenkopplung. In der Theorie wird nur selten berücksichtigt, dass ein Trafo sowohl induktive als auch kapazitive Komponenten hat. Außerdem spielt das der Kern einer große Rolle. Wenn er sehr schnell in die Sätigung kommt, sieht das Rechteck eher dreieckig aus. Ein Trafo mit großer Induktivität und großer Kapazität würde, im hörbaren Bereich, das Signal kaum verfälschen.

Justfun
Inventar

#5 erstellt: 25. Jun 2006, 21:25

Danke für die Antworten,
muss mich dann doch mal mit Fourier beschäftigen, ist fast 30 Jahre her, seit dem habe ich absolut nichts mehr damit zu tun.
Zumindest war ich nicht komplett auf dem Holzweg.
Für mich ist es immer wichtig, dass das was ich mache nicht nur funktioniert, sondern das ich auch verstehe warum es geht.
@Klaus

Rechtecke mit unendlich steilen Flanken gibt es in der Praxis nicht (würde Frequnzen->unendlich bedeuten), d.h. es ein Frage des Zeitmaßstabes, was du auf dem Oszi-Schirmbild siehst.

Naja, mit meinem alten Oszi ist das so eine Sache, ist ein uralt Gould OS4000 Schrottkistenfund, da ist bei 1us/cm Schluß.

Gruß
Manfred

richi44
Hat sich gelöscht

#6 erstellt: 26. Jun 2006, 11:18

Dass theoretisch kein Rechteck möglich ist, liegt aber nicht nur am Ausgangstrafo. Es ist letztlich nämlich egal, ob ein Hochpass durch den Ausgangstrafo oder durch irgendwelche Koppelkondensatoren gebildet wird. Es ist nicht möglich, ein absolut flaches "Dach" zu übertragen. Nur ist die verbleibende Dachschräge eine Folge der Grenzfrequenz des Systems und der Repetitionsfrequenz des Rechtecks.
Und wenn dann noch eine Gegenkopplung von z.B. 20dB hinzu kommt, wird die Dachschräge nochmals um 90% verbessert.

Genau so ist es letztlich mit der nicht beliebigen Steilheit der vertikalen Flanke eines Rechecks. Diese Steilheit ist abhängig von der Gernzfrequenz des Tiefpasses, den letztlich jeder Verstärker bildet. Auch hier ist es belanglos, woher diese Funktion stammt, ob aus internen RC-Pässen oder dem Trafo.

Bubeck
Ist häufiger hier

#7 erstellt: 29. Jun 2006, 17:32

Eine Rechteckschwingung lässt sich durch die bekannte Fourier-Analyse in unendlich vielfache Sinusfrequenzen der Grundfrequenz darstellen. Dabei nimmt die Amplitude der Vielfachen Sinus-Frequenz (auch Oberwellen genannt) mit der Frequenzhöhe stetig ab.
Die Rechteckprüfung ist eine der wirkungvollsten Methoden um das Frequenz- und Phasenverhalten eines Verstärkers zu beurteilen. Zeigt sich z.B. bei einer Rechteckfrequenz von 1 kHz bereits ein Dachabfall, so ist die untere Grenzfrequenz des Verstärkers relativ hoch, d.H. die Basswiedergabe u.U. beeinträchtigt. Ist der Anstieg der Rechteckes bereits sichtbar oben gekrümmt, ist u.U. die Höhenwiedergabe schlecht. Sieht man dabei ein deutliches Überschwingen, ist der AÜ eventuell minderwertig. (hohe Streuinduktivität)
Also, der Fachmann kann allein durch die Rechteckprüfung einen Verstärker schon sehr gut beurteilen.
Übrigens, über die Theorie des AÜ´s würde ich mir keine Gedanken machen. Bei ohm'scher Last wirkt ein Übertrager innerhalb eines gewissen Frequenzbereiches (nämlich seines Übertragungsbereiches) wie ein Widerstandstransformator und nicht wie eine Drossel oder Spule. Weitere Erklärungen dazu würden aber jetzt zu weit führen, dazu gibt es einschlägige Litaratur.

richi44
Hat sich gelöscht

#8 erstellt: 29. Jun 2006, 18:52

Dass man bei 1kHz eine mehr oder weniger saubere Rechteckkurve bekommt, ist unbestritten. Wobei eine Dachschräge (bleibt die Frage nach welcher Seite), die einer Grenzfrequenz von 20Hz entspricht, bei 1kHz Repetitionssfrequenz eine Dachschräge von etwa 0,4% ergibt. Die soll mir erst jemand auf dem Oszilloskop ausmachen.

Es ging ja einfach mal darum zu zeigen, dass ein Rechteck (mit natürlichen Grenzen) als solcher übertragen werden kann.

Justfun
Inventar

#9 erstellt: 29. Jun 2006, 19:42

Hallo,

Es ging ja einfach mal darum zu zeigen, dass ein Rechteck (mit natürlichen Grenzen) als solcher übertragen werden kann.

Und vorallem ging es darum, warum dies möglich ist, diese Frage wurde mir perfekt beantwortet.

Gruß
Manfred

Bubeck
Ist häufiger hier

#10 erstellt: 30. Jun 2006, 10:37

Wenn Sie die Grenzfrequenz von 20 Hz als Dachschräge auf dem Oszi gut sehen wollen, dann nehmen sie einfach als
Wiederholfrequenz des Rechteckes 100 Hz.
Wenn Sie die obere Grenzfrequenz sehen wollen, dann nehmen sie als Wiederholfrequenz einfach 10 kHz.
Dann wird alles deutlich.

richi44
Hat sich gelöscht

#11 erstellt: 30. Jun 2006, 13:13

Das ist natürlich bekannt, aber wenn Du selbst schreibst, dass man bei einer Dachschräge bei 1kHz von einem Bassabfall ausgehen kann, so braucht es dazu keinen Rechteck, sondern nur Musik. Eine Dachschräge von unter 5% ist an der Grenze des Sichtbaren. Und dies entspräche einer Grenzfrequenz von 328,7Hz
Es ging mir darum, diese Diskrepanz mit den von Dir erwähnten 1kHz aufzuzeigen.

Bubeck
Ist häufiger hier

#12 erstellt: 02. Jul 2006, 17:48

lieber Richi,
wie ich geschrieben habe, wollte ich "zum Beispiel"
geben, dass eine Dachschräge erkennbar bei 1 kHz wohl ein schlechter Verstärker ist.
Da sind wir wohl einig, oder? Ansonsten: Bitte im Text nicht Theorie mit Praxis verwechseln.
Ich teste natürlich kein Verstärker im Bassbereich bei 1 kHz!

richi44
Hat sich gelöscht

#13 erstellt: 03. Jul 2006, 09:20

Lieber Bubeck,
mir liegt daran, dass ein Leser (nicht nur der Themenersteller) richtig informiert wird. Wenn ich schreibe, eine Dachschräge könne zur Qualitätsbeurteilung (oder eine ähnliche Formulierung) verwendet werden und das bei 1kHz, so muss ich davon ausgehen, dass dieser Leser das glaubt und es ausprobiert und letztlich keinen Unterschied bei verschiedenen Geräten findet.
Dass man das eingrenzen muss, also nicht einfach 1kHz ist mir klar und Dir offensichtlich auch. Nur ist es damit nicht jedermann klar. Und irgendwelche technisch unhaltbaren Informationen bekommt man im Handel genug, sodass wir uns hier um sachlich-fachlich richtige Informationen bemühen sollten. Und in diesem Sinne war meine Kritik zu verstehen.
Zu gut deutsch: Wenn Lieschen Müller ein Oszilloskop und einen Rechteck-Generator hat, soll es auch etwas vernünftiges damit anstellen können. Und wenn wir Hilfe leisten, dann richtig.

Bubeck
Ist häufiger hier

#14 erstellt: 04. Jul 2006, 13:58

lieber Richi,
anscheinend hast Du die ursprüngliche Fragestellung des Autors nicht richtig verstanden. Es ging nicht darum ihm eine Testanleitung für Rechteckprüfung zu vermitteln, sondern warum eine Rechteckprüfung tatsächlich möglich und sinnvoll ist.
Übrigens, ich kann jedenfalls mit einer 1 kHz Prüfung schon sehr genau sehen, ob ich diesen Verstärker frequenzgangmäsig weiter unter die Lupe nehmen muß. (Das gehört zu meiner täglichen Arbeit) Wenn Du das nicht kannst, ist das Dein Problem.
Weiterhin, alle von mir im Beitrag gegebenen Informationen sind einwandfrei sachlich und fachlich richtig, gegen diese Kritik muß in mich verwahren.
Meiner Meinung macht es auch keinen Sinn, gerade weil viele Leser im Forum sind, die nicht Deine Sachkenntnisse besitzen, in das technische Detail einzusteigen. Gerade damit verunsichert man manche Leser und es führt zu Fehlinterpretationen da das Umfeld oft nicht bekannt ist.
Meiner Meinung nach ist es besser, die Frage so zu beantworten dass die Frage für den Fragesteller und Leser ausreichend beantwortet und nachvollziehbar ist. An der Fragestellung selbst kann man ja schon erkennen wie weit der Autor mit der Materie vertraut ist. Spitzfindige, herbeigezogene Detaildikussionen und scheinbare Besserwisserei machen da keinen Sinn.
Das schreibt Dir einer, der seine Ingenieurarbeit mit dem Thema "Impulsverhalten von Röhrenverstärkern" gemacht hat.

[Beitrag von Bubeck am 04. Jul 2006, 14:59 bearbeitet]

richi44
Hat sich gelöscht

#15 erstellt: 04. Jul 2006, 14:59

Rechteck rein, Rechteck raus, das geht, nur warum dies geht frage ich mich.

Die Frage war nicht, dass man mit Rechtecksignalen Verstärker testen kann, sondern warum es überhaupt möglich ist, dass wieder ein Rechteck raus kommt.
Und diese Frage habe ich ihm (zusammen mit anderen) beantwortet.

Deine darauf folgende Antwort war, was man damit testen kann, was ja nicht der ursprünglichen Frage entspricht.

Die Rechteckprüfung ist eine der wirkungvollsten Methoden um das Frequenz- und Phasenverhalten eines Verstärkers zu beurteilen. Zeigt sich z.B. bei einer Rechteckfrequenz von 1 kHz bereits ein Dachabfall, so ist die untere Grenzfrequenz des Verstärkers relativ hoch

Und wenn Du die Aussage machst, dass man mit 1kHz irgendwie die untere Grenzfrequenz sehen kann oder so ähnlich, ist das ziemlicher Unsinn, und dessen bist Du Dir bewusst, denn welcher Verstärker hat eine Grenzfrequenz von 300 Hz?
Wenn also schon Antworten gegeben werden auf etwas, das eigentlich nicht gefragt wurde, dann sollten diese sachlich richtig und praxisgerecht sein und nicht nur theoretisch stimmen.

Hallo,

Es ging ja einfach mal darum zu zeigen, dass ein Rechteck (mit natürlichen Grenzen) als solcher übertragen werden kann.

Und vorallem ging es darum, warum dies möglich ist, diese Frage wurde mir perfekt beantwortet.

Gruß
Manfred

Ich glaube, Manfred ist zufrieden und ich bin es auch

Bubeck
Ist häufiger hier

#16 erstellt: 04. Jul 2006, 15:21

lieber Richi,
ich wäre auch schon zufrieden, wenn Du mich wenigstens vollständig zitieren würdest:
Zum Thema warum eine Rechteckschwingung übertragen werden kann habe ich folgendes geschrieben:

"Eine Rechteckschwingung lässt sich durch die bekannte Fourier-Analyse in unendlich vielfache Sinusfrequenzen der Grundfrequenz darstellen. Dabei nimmt die Amplitude der Vielfachen Sinus-Frequenz (auch Oberwellen genannt) mit der Frequenzhöhe stetig ab."

"Übrigens, über die Theorie des AÜ´s würde ich mir keine Gedanken machen. Bei ohm'scher Last wirkt ein Übertrager innerhalb eines gewissen Frequenzbereiches (nämlich seines Übertragungsbereiches) wie ein Widerstandstransformator und nicht wie eine Drossel oder Spule. Weitere Erklärungen dazu würden aber jetzt zu weit führen, dazu gibt es einschlägige Litaratur."

Damit beende ich die Diskussion weil Du ja wohl nichts verstehen willst.

[Beitrag von Bubeck am 04. Jul 2006, 15:23 bearbeitet]

richi44
Hat sich gelöscht

#17 erstellt: 04. Jul 2006, 18:25

Wenn Du fourier anführst, so geht es dabei um die höheren Frequenzen, bei Dir mit den 1kHz und der Dachschräge und so aber um die Tiefen. Ich frage mich langsam, wer was versteht.

Und ich habe soeben in einem anderen Beitrag von Dir gelesen, dass bei einer Gegenkopplung, ob 10 k oder so "probieren über studieren" oder rechnen geht und der betreffende Forenuser halt mal auch auch mit 4,7k oder 2,2k einen Versuch starten solle

Bubeck
Ist häufiger hier

#18 erstellt: 04. Jul 2006, 19:29

Dass eine ideale Rechteckschwingung mit 50% Duty cycle von 1 kHz eine Grundwelle (Sinus)
von 1 kHz hat und dann unendlich viele Oberwellen mit abnehmenden Amplituden sollte Dir eigentlich aus der Mathematik noch bekannt sein.
Wenn ich einem wohl Nichtfachmann rate, ruhig mal was auszuprobieren, kann ich nicht verstehen, was daran falsch sein soll. Er sieht doch dann schneller was los ist, überhaupt wenn noch gar nicht feststeht, ob nicht ein Verdrahtungsfehler vorliegt. Was soll er denn groß rechnen, wenn er die Parameter seiner Schaltung so verändert hat, dass er sie ohne weitere Messungen gar nicht kennt.
Ich wiederhole: Kritik ist ok, aber bitte pragmatisch.
Anscheinend kommen wir beide von einem anderen Stern in Betrachtungs- und Vorgehensweisen, das heißt aber nicht dass der eine Richtig und der andere Falsch liegt. Es führen bekanntlich verschiedene Wege zum Ziel.
Etwas mehr Zurückhaltung bitte auch wenn Du mich nicht leiden kannst. Ich motze auch nicht ständig an Deinen Beiträgen mit Spitzfindigkeiten herum.
Denn Du bleibst der Größte, ich mache Dir keine Konkurenz!
Also bleib gelassen.
Ich gebe eben nur Ratschäge aus meiner 50 jährigen Röhren-Praxis, wie Du auch, nur anders.

richi44
Hat sich gelöscht

#19 erstellt: 05. Jul 2006, 07:44

Ich sehe eigentlich das Problem nicht.

Genau meine Rede. Aber mit dieser Frequenz, und da sind wir uns auch einig, gibt es keine sichtbare Dachschräge, wenn das Gerät eine Grenzfrequenz vo 50Hz oder tiefer hat.

Zeigt sich z.B. bei einer Rechteckfrequenz von 1 kHz bereits ein Dachabfall, so ist die untere Grenzfrequenz des Verstärkers relativ hoch

Diese Aussage von Dir habe ich bemängelt. Das hat doch mit Dir persönlich nichts zu tun, sondern ist eine sachliche Feststellung.

Ja, ausprobieren führt schneller zum Ziel als rechnen. Auch z.B. 4,7 kOhm und 2,2 kOhm ruhig probieren. Dann siehst Du , wie der Verstärker reagiert.

Das ist Deine Aussage und darauf meine Antwort:

Dass man nicht einfach 2,2k einetzen darf liegt unter anderem daran, dass dann für den Ruhestrom der Vorröhre eine Parallelschaltung von 1,5k mit 2,2k vorliegt, was einen Kathodenwiderstand von 892 Ohm ergibt. Das ist schon etwas abenteuerlich und müsste durch einen entsprechend grossen Elko abgetrennt werden. Ich würde davon jedenfalls dringend abraten.

Wenn an meinen Aussagen bisher etwas falsch war, so darfst Du es sagen, genau wie ich es tue. Das geht aber nicht gegen Deine Person, sondern nur darum, den User vor Schaden zu bewahren und seine Fragen richtig zu beantworten.
Und damit ist SCHLUSS.