Welche Messungen sinvoll

Ich stell mal folgende Fragen:
Was kann ein Transisorverstärker,
was kann ein Röhrenverstärker,
was ist der Unterschied,
wie messe ich den.

Gemeinsam ist, dass beide ein Signal verstärken. Und gemeinsam ist, dass beide das Signakl verzerren, also etwas hinzufügen, weglassen oder verändern.

Ein Transistorverstärker liefert üblicherweise ein Signal, das im Frequenzbereich (Hörbereich, 20Hz bis 20kHz) nur sehr geringfügig eingeschränkt ist. Zur Messung reicht ein guter Tongenerator, der also im angegebenen Frequenzberweich selbst keine Pegelabweichungen über etwa 0,1 dB liefert.
Falls die Abweichungen grösser wären (inkl. jener des Messgerätes) müsste man erst mal den Frequenzgang von Generator und Messgerät aufschreiben und bei der Verstärkermessung diesen Betrag jeweils abrechnen.

Für diese Aufgabe reicht ein NF-Voltmeter neben dem erwähnten Generator aus.

Der Transistorverstärker liefert normalerweise einen recht geringen Klirr in der Grössenordnung unter 0,1%. Um dies messen zu können, muss der Generator einen Klirr um mindestens 1 Zehnerpotenz geringer liefern. Somit sind schon etwas höhere Forderungen gestellt. Und es ist ein Klirrmessgerät nötig. Dieses kann durch eine Klirrbrücke oder einen Audioanalyzer gegeben sein, aber auch durch eine PC-Software. Im letzteren Fall muss natürlich durch die Hardware (Soundkarte) sichergestellt sein, dass auch deren Klirrverhalten um mindestens1 Zehnerpotenz besser ist als der Prüfling.

Der Transistorverstärker liefert ein Signal, das bei Überschreitung des Maximalpegels begrenzt wird (clipping) und dieser Punkt kann mit einer normalen Klirrbrücke festgestellt werden, kaum aber (oder jedenfalss schlechter) mit einem Analyzer und nicht brauchbar mit einem Oszilloskop. Mit letzterem sind Kurvenverformungen im Bereich von unter 1% nicht mehr sichtbar und daher ist eine Aussage nur durch ein Bild nicht möglich. Sinnvoll ist also die Überwachung des eigentlichen Klirrsignals am Ausgang der Klirrbrücke mit einem Oszilloskop.

Der Transistorverstärker liefert neben dem Klirr auch Zweitonverzerrungen (Intermodulation), welche mit einem IM-Messgerät (Teil der Klirrbrücke) oder einem Analyzer festgestellt werden kann.
Zusätzlich entstehen "flüchtige" Intermodulationen (TIM) als Folge einer etwas verunglückten Schaltung
http://www.hifi-foru...orum_id=42&thread=98
Diese sind mit speziellen (neueren) Klirrbrücken messbar.

Letztlich gibt es noch das Rauschen. Um dieses zu messen reicht ein normales NF-Millivoltmeter aus, sofern es über ein Filter verfügt, das nur den Audiobereich passieren lässt. Zusätzlich sollte das Instrument zwischen Effektiv- und Peakmessung umschaltbar sein.

Prinzipiell gelten alle diese Messungen auch beim Röhrengerät. Es gibt aber deutliche Unterschiede in den Ergebnissen.
Beim Transistorverstärker ist der Frequenzgang üblicherweise nicht von der Leistung abhängig. Das bedeutet, dass es bei einem 50W Verstärker keine Rolle spielt, ob man bei 1W oder 20W misst. Und auch der Klirr und die Intermodulation und TIM sind darauf nicht unterschiedlich.
Unterschiede ergeben sich, sobald man an die Leistungsgrenze kommt. Diese Grenze kann für verschiedene Frequenzen unterschiedlich sein (eher selten), führt aber bei Überschreiten schlagartig zu schlechteren Werten.

Anders ist es da beim Röhrengerät. Generell wird der Frequenzgang hauptsächlich durch den Ausgangstrafo bestimmt. Und um Übersteuerungen zu vermeiden, wird der Verstärkerfrequenzgang diesem Trafofrequenzgang angepasst. Es macht keinen Sinn, dem Verstärker z.B. mehr Bässe zuzuführen, als der Trafo verarbeiten kann, denn selbst mit einer Gegenkopplung kann man den Frequenzgang nicht verbessern, sondern übersteuert das Gerät nur mit Folge eines erhöhten Klirrs.
Also, man wird sicher einen schlechteren Frequenzgang bekommen. Und man wird feststellen, dass beim Röhrengerät als Folge des höheren inneren Widerstandes die Lastimpedanz eine weit grössere Rolle spielt als beim sehr niederohmigen Transistorevrstärker. Wenn man also den Frequenzgang mit einer realen Box als Last misst und nicht an einem optimalen ohmschen Widerstand, geht die Impedanzkurve in die Frequenzgangmessung ein.

Dies ist Unterschied eins.
Zweitens haben wir es mit einem generell höheren Klirr zu tun. Und dieser Klirr ist im Bereich bis etwa 20% der Maximalleistung gleichmässig ansteigend mit der Leistung. Erst bei höheren Leistungen nimmt der Klirr überproportional zu. Und dabei wird er frequenzabhängig. Der Trafo kommt nämlich bei tiefen Frequenzen eher in die Sättigung als bei mittleren und höheren. Die Stärke, wie weit sich der Klirr mit der Leistung und der Frequenz ändert, hängt von der Schaltung des Gerätes (wie stark ist die Gegenkopplung) ab.

Damit ist auch erklärt, dass das Röhrengerät nicht schlagartig in ein Clippen geht, sondern der Klirr schön allmählich ansteigt.

Durch die geringere Gegenkopplung verringert sich TIM im Verhältnis zum normalen Klirr. Die normale Intermodulation entspricht etwa dem normalen Klirr.

Zusammenfassend kann man sagen, dass zur Messung ein guter Tongenerator nötig ist, der auch die Sondersignale für die Intermodulations- und TIM-Messungen bereit stellt.
Weiter ist sicher ein NF-Millivoltmeter nötig, das über ein Filter mit Audioband-Begrenzung verfügt (weitere Filter sind von Vorteil) und das man zwischen Peak und Eff umschalten kann.
Als weiteres ist eine Klirrbrücke von nöten, um den Clippingeinsatz beim Transistorverstärker eindeutig festzustellen und auch alle anderen Klirrmessungen durchzuführen (THD+N)
Für reine K2 oder K3 Messungen reicht ein Audioanalyzer aus bezw. ist dafür unerlässlich.

Was nicht tauglich ist ist ein normales Digitalvoltmeter, weil diese Dinger üblicherweise einen Frequenzgang bis zu wenigen hundert Hertz haben und daher weder Rauschen noch einen Frequenzgang messen können. Und der Einsatz eines Oszilloskops ist eine begleitende Massnahme, um Störsignale (Ausgang der Klirrbrücke) zu überwachen. Als Messgerät selbst ist es aber untauglich, weil man im interessierenden Bereich von 1/100 bis 1/1000 nichts mehr wirklich erkennen kann.

Welche Dinge kann man möglichst mit geringem Aufwand(Messgeräte von der Schule gestellt also Amperemeter Voltmeter Oszi Frequenzgenerator) messen.

Vielleicht listest du die vorhandenen Geräte mal. Dann kann man abwähen, was du damit anstellen könntest.

Danke Für die ausführlichen Antworten eine Liste der Geräte versuche ich möglichst bal einzustellen.
Den Frequenzumfang kann ich aber mit einem Oszi vegleichend darstellen oder ?
Als Bsp.
Transistorverstärker bei 20Hz und 30Khz -1dB
Röhrenverstärker bei 20Hz -5dB und 30Khz -5dB

Die "Konkurrenten" sind der Denon Pma 500 und der 6watt el84 single enden Bausatz von WoJoBe.
Generell geht es halt um zwei oder drei Messungen die die stärksten Unterschiede zeigen.
Mfg Kai

Den Frequenzumfang kann ich aber mit einem Oszi vegleichend darstellen oder ?

Nur im Notfall und wenn die Grössenordnungen (also die Abweichungen) ein erhebliches Maß annehmen.

Besser wäre ein NF-Millivoltmeter mit dem im Bereich zwischen 20 Hz und 30 KHz beispielsweise 30 Messungen gemacht werden, welche dann in ein Bode-Diagramm eingetragen werden. Die Punkte dann einfach verbinden...fertig.

Die "Konkurrenten" sind der Denon Pma 500 und der 6watt el84 single enden Bausatz von WoJoBe. Generell geht es halt um zwei oder drei Messungen die die stärksten Unterschiede zeigen.

Bei diesen beiden Geräten gibt es zweifellos etwas zu messen.

Was es letztendlich werden wird, hängt von den vorhandenen Messgeräten ab.

Interessante Messungen wären in diesem Fall:

1. Amplitudenfrequenzgang (wie oben beschrieben) bei z.B. 2 bis 3 Volt an einer "echten" Lautsprecherbox. (Bezugsmass ist immer 1 KHz)

Du wirst staunen wie gross der Unterschied ist.

2. Harmonische Verzerrungen bei z.B. 1 Watt. Dazu ist aber zwingend ein spezielles Messgerät nötig.

3. Ausgangsimpedanz (bzw. der sog. Dämpfungsfaktor) bei 1 W und verschiedenen Frequenzen. Dazu braucht man lediglich ein genaues NF-Millivoltmeter und einen Widerstand.
Die Ergebnisse dieser Messung stehen mit der ersten mit der ersten Messung in Zusammenhang.


Aber erzähl erstmal welche Werkzeuge vorhanden sind.

Für Frequenzgangmessung und Spektrumanalyse reicht ein PC mit Soundkarte, dazu Arta:

http://www.fesb.hr/~mateljan/arta/download.htm

Vor dem Anschließen mit dem Ohmmeter nachmessen, ob die Massen von Ein- und Ausgang des Verstärkers auch tatsächlich verbunden sind.

Röhrenverstärker nie ohne Last betreiben, entweder Leistungswiderstände oder Lautsprecher beim Messen anschließen.

Grüße,

Zweck