Frequenzgang messen - Wie müssen die Potis stehen?

[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

[Bosk Veld]

@Dirk508
Tatsächlich, es ist die Phasenverschiebung.
Ich habe mal 3 Rechteckspannungen jeweils aus der Grundwelle und den ersten 9 Oberwellen zusammengesetzt. Die mittlere Schwingung ist ohne Phasenverschiebung. Bei der oberen eilt die Grundwelle um 10° vor, bei der unteren um 10° nach. Die Formeln stehen oben.


@Radiomann
Vor allem der erste Link ist ja super! Auch hier kann man den Dachschrägen-Effekt sehen, wenn man die Cosinusschwingung der Grundwelle leicht in den positiven oder negativen Bereich verschiebt, wodurch sich eine Phasenverschiebung ergibt. Die Gesamtamplitude der Grundwelle ändert sich damit zwar auch ein wenig - dies erzeugt aber allenfalls eine Ausbauchung des Daches und hat keinen Einfluß auf die Schräge.

Gruß, Frank