Vorverstärker-Vergleich mit Soundkarten

Hallo DIY-Freunde,

vor einiger Zeit hatte ich mich hier etwas ausführlicher darüber ausgelassen, wie man mit Soundkarte und Audacity zu Messwerten kommen kann. Inzwischen habe ich einen älteren Transistor-Vorverstärker, ein "Frühwerk", mit einem IC verglichen und möchte Euch die Resultate nicht vorenthalten.



Der Tr.-Verst. besteht aus drei direkt gekoppelten Trans., NPN, PNP, und Emitterfolger, eine recht bekannte Schaltung Hier gibt es noch einen 4. Trans. als Stromquellenschaltung für den Arbeitswiderstand. Das Gerätchen diente mir lange als Kopfhörer-Verst. für hochohmige Kopfhöhrer, (Sennheiser HD 414 mit den alten Lautsprecher-Steckern) und musste manchmal auch als Mikrofon-Vorverst. herhalten. (Halbspur, auf Mono abgemischt) Der Rauscheintrag schien mir gegenüber 9,5 cm/sec Bandrauschen unbedeutend. Die Aufnahmen habe ich heute noch, aber von dem kleinen Verstärker wollte ich jetzt nur das Gehäuse recyclen. Deshalb wurde er geschlachtet und musste vorher noch mal zeigen, was er kann.



Er tritt gegen einen IC-Verst. in einer alten Blechbüchse an, dieser ist Bestandteil einer Mehrfach-Filter-Schaltung, die ich zu Testzwecken aufgebaut habe. Per Steckbrücke ist hier der Eing.-OpAmp direkt auf den Ausgangsbuffer geführt. Bestückung MC34002 bzw TL082 - beide Bezeichnungen stehen auf dem Chip.

Gemessen wurde wieder mit der Behringer UCA202 als Signalgeber und der Tascam us-122 L zur Aufnahme, Verstärkung auf min, Pegel am Verst-Ausg 2,7 Volt, Verstärkung ca. 12-fach. Zur Kontrolle wurden bei beiden Messungen erst einmal eine direkte Verbindung der Soundkarten hergestellt und ohne sowie mit laufendem Signal aufgezeichnet, danach erst der jeweilige Verst. eingeschleift. Zwischen den beiden Tests liegt eine längere Zeit, und offensichtlich auch eine deutlich andere Stör-Umgebung - dazu später. Bei allen Messungen wurde die dB-Werte nicht nachkorrigiert. Wenn man also -10 dB (Anzeige) als Null-Pegel betrachten möchte, sind überall 10 dB abzuziehen. Audacity-Messfenster ist wieder das Blackmann-Harris-Window, Größe 1024, Log. Frequenz-Skala.

Ergebnisse Tr-Verst:

Bei der Messung des Tr-Verst fallen die schön regelmäßigen linearen Verzerrungen auf - die 1. Harmonische liegt aber immerhin 45 dB unter dem Nutzpegel, das ist nicht wirklich schlecht. Verbessern könnte man das Ganze vermutlich mit einer Gegentakt-Ausgansschaltung. Der ganze Rauschteppich liegt aber ca. 90 dB unter dem Signal - bei einer Quelle wie Platte oder Band in der Regel unhörbar. Im höherfrequenten Bereich scheint ein Störer aktiv zu sein ...
Interessant finde ich das Verhalten bei einer Belastung des Ausgangs. Die Werte werden deutlich sichtbar schlechter, nur im Tiefenbereich scheint die Störspannung zu fallen - das dürfte aber an den Koppel-Kondensatoren liegen.

Ergebnisse IC-Verst:

Bei der Messung des IC-Verst. fallen die Werte ganz ohne Eingagangssignal, und ohne Signal mit eingeschleiftem Verst. fast zusammen. Das zeigt also, dass dieser keinen nennenswerten Beitrag zum Rauschteppich liefert. Die Linie mit Signal - ohne Verst. liefert nun den Verzerrungs- und Rauschbeitrag der Messanordnung selber. Die 1. Harmonische liegt hier 100 dB unter dem Signal - ganz ordentlich, finde ich. Nach Einschleifen des Verstärkers sieht man schließlich einen überprop. Anstieg der 1. Harmonischen - das ist der Beitrag, den das Verstärker-IC liefert. Man könnte hier die Interpretation noch fortführen, aber ich will es nicht ausufern lassen.

Die Frage ist natürlich, wie tragfähig diese Messungen sind. Deshalb habe ich mal die Gegenprobe (wo die Soundkarten direkt zusammengesteckt und ohne Proband arbeiten) der 1. Messreihe am Transitor mit der am IC zusammengeführt. Und (per Werte-Bereichswahl in der Tab.Calk. nur in die "interessanten" Stellen gezoomt.)



Wie man sieht, muss wohl bei der 1. Aufnahme ein Störer aktiv gewesen sein - vielleicht lagen auch die Kabel bzw DACs irgendwie anders, zu nahe am Notebook oder sonstwas. Wollte ich jetzt wirklich diese Geschichte ausreizen, dann würde ich das ganze so weit wie möglich räunlich auseinander ziehen, die Kabel definiert legen, das Notebook über Akku laufen lassen, und für zusätzliche Abschirmung sorgen. Die Behringer steckt schließlich nur un einem Plastikgehäuse, das täuschend echt auf Metall designt ist.

Man sieht also zweierlei: es ist recht viel aus relativ aus dem doch eher bescheidenen Messaufwand herauszuholen. Und man kann gar nicht sorgfältig genug aurbeiten, um ihn auszureizen.

In der Hoffnung, dass Ihr das alles es ein wenig interessant findet und vielleicht als Anregung gebrauchen könnt -

Grüße, Hmeck

Schön,
daß Du die Phasenverschiebung auch nochmal in der analogen Domäne gezeigt hast. Andere im Forum scheinen oft die naive Vorstellung zu haben, daß digitale Technik auch in der analogen Welt per se "perfekt" sein müsse ("doch nur Einsen und Nullen").

Hmeck schrieb:

Noch schöner sieht es bei 15 kHz aus, da ist es schon fast gegenphasig

... und noch drastischer und einfacher verständlich oberhalb etwa 22 kHz :). In diesen Regionen wird eine Sinus-Periode praktisch nur noch mit zwei Samples codiert. Tja, und wenn dann ein Stereokanal im DAC um ein Sample hinterherhinkt, bedeutet das gleich Gegenphasigkeit und somit vollständige Auslöschung. Deshalb fällt der Pegel des Summensignales in meinem magenta Spektrum am rechten Bildrand auch praktisch ins Bodenlose (Auslöschung).

Was hingegen eine "Terratec EWX" angeht, habe ich noch nichts über eine fehlende Bitidentität gelesen oder finden können. Deshalb wäre es einmal interessant gewesen, welchen Fehler Kay* in seiner Messung hatte.