Frequenzgang messen - Wie müssen die Potis stehen?

[Bosk Veld]

Hallo,

gibt es einen Standard, bei welcher Potistellung man den Frequenzgang mißt?

Ok, erst mal alle Klangpotis auf Mittelstellung bringen, alle Klangtasten ausschalten und die Laustärke mindestens halb aufdrehen, damit die gehörrichtige Lautstärkeregelung nicht mehr greift.
Ich habe einen Frequenzgenerator an die TA-Buchse angeschlossen und an der Anode der Endröhre gemessen.
Wie man sich vorstellen kann, kam dabei kein linearer Frequenzgang raus. Durch das Einstellen der Potis konnte ich ihn einigermaßen geradebiegen.

Sollte man bei der o.g. Poti-Mittelstellung erwarten können, daß der Frequenzgang linear ist?

Gruß, Frank

[edi]

Hmmm.... an WAS messen SIe denn ???
Waschmaschine, Empfänger, Vorverstärker, Endstufe mit VV, Mixer ???

Wenn ein Gerät keine "Linear"- Stellung eines Tatensatzes oder Drehschalters hat- kann man den geradesten Frequenzgang nur durch mehrere Versuche feststellen, und markieren.
Die "Gehörrichtige Lautstärkeregelung" wird nicht unbedingt in einer anderen Potistellung unwirksam- und es gibt Geräte, die diese mit mehreren Anzapfungen an der Poti- Schleifbahn realisieren.

Edi

[hoeberlin]

ich ngehe davon aus, das es um ein mehr oder weniger normales Röhrenradio handelt....

- nein, es gibt keine Festlegung, wie die Potis stehen müssen
- nein, ich würde auch keinen linearen Frequenzgang erwarten
- nein, bei der Messung an der Anode ist der Frequenzgang sicher immer noch anders, als am Lautsprecheranschluss.

Man sollte immer bedenken, das die Geräte seinerzeit "gut klingen" sollten. Da war etwas mehr Baß und brilliante (überbetonte ) Höhen sicher ein Verkaufsargument.

Interessant wäre allerdings der "über alles Frequenzgang", also von TA-Buchse bis zum Meßmikrofon in festgelegtem Abstand vor dem Gerät.

VG Henning

[Radiomann]

Eine einfache Möglichkeit, einen halbwegs linearen Frequenzgang an einem Verstärker ein zu stellen, besteht in der Einspeisung eines Rechtecksignals von ca. 1Khz an einem nicht entzerrenden Eingang.
Dann werden die Klangregler (-einsteller) derart verstellt, dass das Ausgangssignal möglichst rechteckig erscheint.
Durch Veränderung der Regler lässt sich erkennen, ob eine Bevorzugung der Höhen (Differenzierer) oder der Tiefen (Integrierer) vorliegt. Ergibt sich ein sauberes Rechtecksignal, lässt sich auch noch der Einfluss der phys. Lautstärkeeinstellung abschätzen; daher sollte diese zuerst ca. Mittelstellung einnehmen, um möglichst gering zu wirken.
Selbst habe ich nach diesem Verfahren Versuche an einem Receiver durchgeführt; Höhen- und Tiefenregler wichen dabei etwas von der Mittelstellung ab.
Ohne Rechtechsignal bleibt allerdings nur die empirische Frequenzgangermittlung oder man kann auf einen NF-Wobbler zurück greifen.

[Radiomann]

Das mit dem Bass stimmt natürlich, daran hatte ich nicht gedacht; dann muss man eben mit einem niederfrequenteren Rechteck testen.
Der Test mit dem Rauschen dürfte das häufiger angewandte Verfahren (spez. bei Lautsprechern) darstellen, obgleich die wenigsten Bastler einen derartigen Generator sowie Spektralanlysator bzw. entsprechend ausgestatteten PC besitzen werden.

[Bosk Veld]

Danke für die Antworten!

Hmmm.... an WAS messen SIe denn ???

Ich meinte ein Dampfradio, das war wohl nicht so naheliegend.
Bei höheren Potiwinkeln nimmt der Einfluß der gehörrichtigen Lautstärkeregelung jedenfalls ab, und ich brauchte einen Kompromiß, der nicht allzu laut ist, also: halb aufgedreht. .

Man sollte immer bedenken, das die Geräte seinerzeit "gut klingen" sollten. Da war etwas mehr Baß und brilliante (überbetonte ) Höhen sicher ein Verkaufsargument.

Es ging mir darum, mit einer relativ schnellen Messung zu beurteilen, ob das Klangregelnetzwerk richtig funktioniert. Aber wenn der elektronische Frequenzgang auf "guten Klang" angepaßt wurde, bleibt wohl nichts über, als die einzelnen Bauteile zu überprüfen.

@Radiomann und @PL504
Die Rechteckmessung ist in der Tat eine schnelle Sache; in gewisser Weise "sieht" man den Frequenzgang spiegelverkehrt am Oszillogramm der Sprungantwort.

Gruß, Frank

[hoeberlin]

Hallo, nur zur Richtigstellung

Zitat:"Beim 1-kHz-Rechteck wird aber der Baß nicht berücksichtigt, schließlich ist die tiefste Frequenz 1 kHz."

Das ist so nicht korrekt, denn die tiefste in einem Rechtecksignal vorkommende Frequenz ist null, und die höchste ist unendlich. Soweit zumindest die Theorie.

Ein Rechtecksignal ist per Definition eine Summe aus verschiedenen Sinussignalen, die entsprechend Ihrem Frequenzverhältniss, Amplitudenverhältniss, und Phasenlage zusammenaddiert ein Rechtecksignal ergeben.

Und in der 1/2 Millisekunde einer posiven Rechteckschwingung muss der Ausgangspegel exakt den gleichen Wert halten. Und zwar präzise. Das geht schliesslich nur dann, wenn sich keinerlei Koppelkondensatoren umladen, auch nicht um nur 1%.

Demzufolge lässt sich sehr wohl der Frequenzgang auch für tiefere Frequenzen bestimmen, wenn man ein Rechtecksignal verwendet.

Ich persönlich würde allerdings die altbewährte Methode wählen. Einen amplitudenkonstanten Tongenerator von Hand durchstimmen, und die Ausgangsspannung messen.

VG Henning

[fotoralf]

Das ist so nicht korrekt, denn die tiefste in einem Rechtecksignal vorkommende Frequenz ist null, und die höchste ist unendlich. Soweit zumindest die Theorie.

Uns haben sie damals beigebracht, das Rechteck besteht aus der Grundfrequenz und einer theoretisch unendlichen Anzahl von Oberwellen. Von Frequenzen unterhalb der Grundfrequenz war nie die Rede.

Ich bitte um Erklärung...

Ralf

[Bosk Veld]

Wenn Henning nur ein einziges positives Rechteck-Signal meint, z. B. 1 V hoch und 0,5 ms lang, hat er recht.
Gemeint war aber eine Rechteckspannung, eine alternierende Folge von zeitlich gleichlangen positiven und negativen Spannungen derselben Amplitude. Da ist der Gleichspannungsanteil 0 V, und die Grundfrequenz ist die niederstfrequente Schwingung.

Gruß, Frank

[Radiomann]

Uns haben sie damals beigebracht, das Rechteck besteht aus der Grundfrequenz und einer theoretisch unendlichen Anzahl von Oberwellen.

Das ist korrekt.
Nach Fourier lässt sich das mathematisch auch nachweisen.
Die Anzahl der Oberwellen, um ein nahezu einwandfreies Rechteck zu generieren, braucht in der Praxis natürlich nicht unendlich betragen, bereits 5-7 genügen. Wer mag, kann das am Rechner einmal ausprobieren, indem er die Grundschwingung vorgibt und entsprechende Oberwellen addiert. Je öfter er das durchführt, desto besser sieht die Rechteckfunktion aus.
Übrigens führten früher auch die HiFi-Testberichte die Rechteckprüfung mit unterschiedlichen Frequenzen durch; als Bsp. sei hier eine Verstärker-Messung in Jogis Röbu genannt:
http://www.jogis-roehrenbude.de/Leserbr ... /NFV01.pdf

[Bosk Veld]

Das ist ja sehr interessant, speziell die Oszillogramme auf S. 7.

Allerdings verstehe ich nicht, warum im oberen Oszillogramm das 50-Hz-Signal eher Hochpaßcharakter hat, obwohl doch der Frequenzgang des Verstärkers bei 50 Hz noch ganz linear verläuft.

Gruß, Frank

[hoeberlin]

Dann werde ich mal....
.... eine Erklärung versuchen.

Eine Rechteckschwingung setzt sich aus einer sinusförmigen Grundfrequenz und ebenfalls sinusförmigen Oberwellen zusammen. Soweit wird es gelehrt, und ist auch korrekt.

Eine Rechteckschwingung ist, zerlegt man sie gedanklich in die 4 Teile aus denen sie besteht, eine Abfolge folgender Zustände.
Dabei gehe ich der Einfachheit halber davon aus, das das Signal 2V ss hat, und keinen Gleichspannunganteil.
Die Frequenz sei 1kHz. Die Anstiegzeit sei 1µs.

- eine ansteigende Flanke, die von -1V zu +1V geht, und 1µs dauert
- eine konstante Spannung von +1V, die 1/2ms dauert
- eine abfallende Flanke, die von +1V nach -1V geht, und wiederum 1µs dauert
- eine konstante Spannung von -1V, die 1/2ms dauert.

Das möge sich jeder interessierte einmal auf kariertem Papier aufmalen.

Jetzt wird es spannend: Das gleiche denke man sich mit einer Sinusspannung, 2V ss.
Deren Frequenz reduziere man so lange, bis die positiven bzw negativen "Spitzen" weitgehend gerade sind, wobei die "Spitzen" eine zeitliche Länge von 1/2ms haben sollen.

Dann kann man sehen, das die "Dächer" ( oben und unten ) bei sehr niedriger Frequenz der Kurvenform des Rechteck nahekommen.

Das ist dann zwar nur noch ein sehr geringer Anteil an der gesamten Sinusschwingung, aber zweifelsohne "fast" gerade.

Ich hoffe, das hilft weiter,

VG Henning

wenn noch unklar, mache ich eine Fotoserie, sobald es meine Zeit erlaubt

[Bosk Veld]

Dann kann man sehen, das die "Dächer" ( oben und unten ) bei sehr niedriger Frequenz der Kurvenform des Rechteck nahekommen.

Das ist dann zwar nur noch ein sehr geringer Anteil an der gesamten Sinusschwingung, aber zweifelsohne "fast" gerade.

Wie schon gesagt, wenn Du nur einen kurzen Abschnitt einer Schwingung betrachtest, nämlich in diesem Fall eine zeitlich begrenzte Gleichspannung von 1 V, hast Du natürlich einen Gleichspannungsanteil drin.
Da wir aber eine komplette Rechteckschwingung haben und nicht nur diesen einen Augenblick, muß man alle anderen Abschnitte der Schwingung genauso betrachten und deren Frequenzen mit Amplitude und Phasenlage zum Spektrum addieren. Und dann sieht man, daß sich schließlich alle Frequenzanteile unterhalb der Grundfrequenz gegenseitig aufheben.

Gruß, Frank

[Dirk508]

Allerdings verstehe ich nicht, warum im oberen Oszillogramm das 50-Hz-Signal eher Hochpaßcharakter hat, obwohl doch der Frequenzgang des Verstärkers bei 50 Hz noch ganz linear verläuft.

Tja, die Dachschräge.
Der Verstärker bei Jogi ist bis 20 Hz runter noch frequenzlinear und der Rechteck hat 50 Hz.
Genauso das Beispiel von PL504. Ein Rechteck mit 1 kHz und über einen Hochpass, ich schätze mal fg von 100 Hz geführt.
Die tiefste im Spektrum des Rechtecks vorkommende Frequenz liegt also immer über der Grenzfrequenz und trotzdem ist das Impulsdach schräg.
Wie kommt's zustande?

Damit bei der Addition der Grundwelle mit den ungeradzahligen Oberwellen ein Rechteck entsteht, muss deren Amplitude und Phasenlage stimmen. An den Amplitudenverhältnissen kann's nicht liegen, alle Frequenzen über der Grenzfrequenz.
Die Ursache ist der Phasengang des Hochpasses bzw. des Verstärkers. Die Phasenverschiebung setzt schon weit über der fg ein und macht das Impulsdach schräg.

Eine Prüfung mit einem Rechtecksignal lässt die Funktion der Klangregler schnell erkennen. Eine Frequenzgangmessung kann sie nicht ersetzen.

Zum Abgleich z.B. eines Tastkopfes auf möglichst linearen Frequenzgang ist sie dagegen ideal.

Gruß Dirk

[Radiomann]

Hallo,

genau wie ein Rechteck zum Abgleich eines Tastkopfes dient, lassen sich damit auch diverse Eigenschaften eines Verstärkers erkennen. Unstreitig ist dabei, dass es keine Frequenzgangmessung ersetzen kann. Üblicherweise wird mit 1Khz gemessen, für detailliertere Untersuchungen werden daneben tiefe und hohe Frequenzen eingesetzt.
Und um die Ausgangsfrage zu beantworten: Wie sollten die Tiefen-/Höhenregler für Frequenzgangmessungen stehen - auch dafür eignet sich das Rechteck, um schnell die optimale Einstellung zu finden.
Da im zur 0-Achse symmetrischen Rechtecksignal keine tieferen Frequenzen vorkommen (auch keine Gleichspannung), ergibt sich deren Frequenz aus der Dauer einer Periode. Höhere Anteile finden sich als ungeradzahlige Vielfache der Grundfrequenz mit entsprechender Phase und Amplitude.

Zum Spielen nachfolgenden Link, der die Problematik in Bild und Ton anschaulich darstellt:
http://www.falstad.com/fourier/

Weitere Hinweise zur Anwendung von Rechtecksignalen liefert Jogis Röbu, basierend auf einem H. Richter Text:
http://www.jogis-roehrenbude.de/forum/f ... p?id=54062