Was bedeuted der Amplitudengang?

Einführung

Ein Verstärker hat die Aufgabe die am Eingang angelegte Spannung so zu verstärken, daß die Spannung am Ausgang den  exakten gleichen Verlauf hat. Der Benutzer hat in der Hand, ob die am Eingang angelegte Spannung mit einem Faktor multipliziert am Ausgang erscheinen soll. Dieser einstellbare Faktor ist der Lautstärkeregler. Dabei ist es von elementarer Bedeutung, daß dieser multiplizierende Faktor bei allen Eingangsspannungen, Frequenzen und Lasten stets derselbe bleibt.

Amplitudengang

Der Amplitudengang zeigt, wie konstant ist über die Frequenz der multiplizierende Faktor? Darstellungsmöglichkeiten gibt es viele, der Phantasie sind keine Grenzen gesetzt. Üblich ist eine Funktionsdarstellung im x-y Koordinatensystem, dessen Achsen logarithmisch zur Basis 10 aber oft auch linear wiedergegeben werden. Der Profi unter den Lesern, fragt jetzt sofort nach dem Phasengang. Richtig, beide sind zwei untrennbare Geschwister. Es sei mir verziehen, daß der Phasengang mit einem anderen Meßsystem gemessen und darin gesondert behandelt wird.

Der Begriff der Bandbreite? 

Ist im Prinzip eine einfache Angelegenheit, die mathematisch schnell erklärt ist. Sie ist bei einem Verstärker eine nützliche Kenngröße, aber etwas irreführend, insbesondere für einen Laien.

Die Bandbreite ist eine Richtlinie für die Geschwindigkeit von einem Verstärker, ganz primitiv gesagt: je höher die Bandbreite desto schneller. Die Bandbreite ist aus einem Amplitudengang erkennbar. Es ist eine Größe, die in Bezug zu einem Verstärker oft falsch betrachtet wird. Die Bandbreite zeigt den Punkt im Amplitudengang, an dem die Ausgangsspannung auf etwa 70,7% (1/ Quadratwurzel 2) zur Soll Ausgangsspannung abgesunken ist. Jetzt die große Preisfrage: möchtest Du einen Verstärker benutzen bei einer Frequenz, bei der der Verstärker bereits 100%-70,7% = 29,3% Fehler verursacht ? Angenommen die Bandbreite beträgt nur 30 kHz, Wie gut ist so ein Verstärker?

- Schlecht - das Lesen eines Testbericht kannst Du dir getrost sparen.

 Deswegen alle Messgeräte  anzuwerfen ist reine Zeitverschwendung, es sei denn man will genau das Negative bestätigen, was man bereits vorhersehen kann.- Ja, ja - der Verteidiger seiner edlen Stücke kommt jetzt mit diesem beliebten Argument: das menschliche Gehör kann nur etwa 16 kHz -20 kHz hören. Da sag ich doch leicht dagegen  29,3% Fehler bei 30 kHz. Bei 20 kHz sind es dann auch schon zu viel (ist mir zu müßig, wegen Kritikern das für 20 kHz und einen Tiefpaß bestimmter Ordnung auszurechnen). Eine Lahmheit im Verstärker zieht eine ungeheure Kette anderer negativer Effekte hinter sich her. Was richtig anständiges beginnt bei etwa 100 kHz Bandbreite und gleichzeitig hoher Open loop unter Volllastbedingungen. Nicht nur schnell durch hohe Bandbreite, sondern auch präzise durch die hohe offene Schleifenverstärkung.

Wie läßt sich die Meßgenauigkeit noch weiter steigern?

Insbesondere um dem Anspruch "Ultra" tatsächlich gerecht zu werden, sollte noch einiges getan werden.

• Neue Kalibration der Geräte (der konstante Anteil von 0,003 db ist noch besser auskalibrierbar)
• Gleiche Temperatur während der Messung wie bei der Kalibration, möglichst bald danach
• Für beide Voltmeter exakt die gleichen Kabelsorten- und Längen (kurz) verwenden
• Möglichst idealer reflexionsfreier Abschluß der Generatorimpedanz
• Über möglichst viele Werte kalibrieren, die entstehende Fehlerkurve in einem Rechner ablegen, fitten und mit dem jeweiligen Messwert verrechnen und damit auskorrigieren.
• noch längere Messdauer und über mehrere Messwerte automatisch mitteln (Meßzeit steigt an)
• Messen im High Resolution Mode 7 1/2 digits (Meßzeit steigt stark an)
• die Oberwellen des Generators ausfiltern, da diese mitgemessen werden

Bequemere Wege zu noch größerer Genauigkeit:

• Umstieg z,B, auf ein HP3458A Multimeter (7 1/2 und 8 1/2) digits. Das 3457A ist nach dem 3458A eines der besten Multimeter, daß dieses Unternehmen produziert je hat, das 3458A schießt in Punkto Genauigkeit allerdings den Vogel ab.
• Bitte das Kalibrierlabor besonders gewissenhaft zu arbeiten. Das Labor soll möglichst viele Punkte vermessen, um ein Kennlinienfeld zu erzeugen, das rechnerisch auskorrigiert werden kann. Damit ist die Genauigkeit nahe am Standard.

Macht der Aufwand einer gesteigerten Genauigkeit für Audio Anwendungen überhaupt noch Sinn?

• nein
• die Meßzeit darf nicht zu lange werden, da der zu messende Verstärker während einer sehr langen Meßzeit garantiert wesentlich mehr in seinem Amplitudengang driften würde wie dieses Meßsystem genau ist.
• für Audio Verstärker (auch die besten) ist das jetzige System schon bereits vollkommen ausreichend mit genügend Sicherheiten.