A 9000 und seine Schwachstellen

[oldiefan]

Der Fokus hat sich ja weg vom Grundig A9000 hin zu "Messen von THD an 8 Ohm Lastwiderstand bei höherer Leistung (50 W)" hin verlagert.

Ich denke, bei dem Thema sind wir noch nicht an einer endgültigen Aufklärung für die Ursache des erhöhten Klirrfaktors angelangt. Ich habe auch bisher nur eine Teilerfolg erzielt, noch nicht voll befriedigend.

Jetzt habe ich durch Zufall den Bericht über eine ähnliche Beobachtung hier gefunden:
https://www.audiosciencereview.com/foru ... nts.64518/

Auch dort nur die Beobachtung, dass u.a. Leistungsdrahtwiderstände des Herstellers ARCOL "gut" waren, ein Leistungswiderstand (ebenfalls Drahtwiderstand (Dummy Load von Parts Express) aber "schlecht". Auch dort war nicht aufgeklärt worden, was eigentlich den Unterschied im Klirrfaktor zwischen beiden verursacht.

Zwar hat der "gute" ARCOL 8 Ohm /100 W Widerstand bei 1 kHz eine Induktivität von 21,5 µH, der "gute" Arcol Drahtwiderstand aber nur 3,2 µH, allerdings konnte damit der erhöhte Klirrfaktor nicht erklärt werden. Insbesondere schnitt auch ein Testwiderstand mit besonders hoher Induktivität (>40 µH) im Test ebenfalls "gut" ab. An der Induktivität liegt's nicht - soweit war ich hier ja auch schon.

Mein 8 Ohm / 100 W Leistungswiderstand hat übrigens ca. 2,7 µH bei 1 kHz, also nahe am Wert vom ARCOL Widerstand fast gleicher Bauform.

Es gibt ja viele Details, die wir nicht kennen...
Wie ist der äußere Widerstandsanschluß mit der Widerstandswendel (die aus einem anderen Material besteht) verbunden? Quetschkontakt? Punktgeschweißt? Evtl. gibt es an den Grenzflächen Oxidation? Welche Effekte treten an den Grenzflächen bei höherem Strom auf? Wissen wir nicht.

[timundstruppi]

Hochinteressant, dass du an dieser Stelle noch weiter machst.
Wie ich damals vermutet habe, kann einen Teil durch nicht lineare Elemente der Messtechnik ausgemacht werden. Inwieweit der Verstärker selber mit nicht linearen Verzerrung reagiert, wenn eine Induktivität ins Spiel kommt, sei noch mal zu untersuchen.

Von der Theorie her ist natürlich ein Widerstand und eine Induktivität erstmal linear. Es kann, wie du sagst, durch Quetschverbindung, Punktschweißen, Löten, bei höhere Spannung zu Nichtlinearitäten als Längsglied kommen.
Querschluss unter den Wicklungen ab einer bestimmten Spannung führen zu Linearitäten. Querschluss ist natürlich ein ganz geringer Anteil gemeint.
Hier können Isolationsmittel irgendwann natürlich auch leitfähig sein oder im Endeffekt auch Feuchtigkeit einen Effekt erzielen oder eben halt Oxide generieren, die solche Effekte auslösen.

Aber selbst der Verstärker im Inneren kann auch Ursachen liefern. Dafür verantwortlich ist z.B., wenn über längere Zeit immer wieder mit Kontaktspray an irgendwelchen Schaltern und Relais sprühte, sodass erst ab einer bestimmten Spannung eine nennenswerte und messbare Querleitfähigkeit auftritt. (Wie die Netz E/A Schalter am V5000 z.B., der nicht mehr ganz ausschaltet)


Ein anderes Thema zur Leitfähigkeit ist z.B. der Mensch selber. Irgendwann in Kindesalter hat man mit einem Multimeter gespielt, erst analog dann digital und man hat zwischen den Fingernspitzen immer mit den Prüfspitzen nur Widerstände im Bereich 10 bis 100 Kilo Ohm gemessen. Ist da 230V, damals 220V, gefährlich? Hier war die Prüfspannung entweder 1,5 Volt beim analogen Gerät oder ca. 3 Volt beim digitalen
Bei 230 Volt werden aber sehr schnell Widerstände angenommen, die im Bereich von ein Kiloohm liegen. Man bekommt auch einen Schlag. 230mA nimmt man an, je nach Strompfad, Kontaktstelle, Fläche, Feuchtigkeit,...
Der Mensch ist selber auch ein Beispiel für ein absolut nicht lineares Element.

[oldiefan]

Ich hatte jetzt Gelegenheit, zum Vergleich Messungen an einer Yamaha M-4 Stereo-Endstufe zu machen.

Yamaha gibt für diese große Endstufe an: THD < 0,005 % für 20 Hz - 20 kHz bei 100 W an 8 Ohm
Also hier gut zur Überprüfung geeignet.

Ich habe zwei Mess-Aufbauten verglichen:

A) Audio-Analysator (QuantAsylum QA403) hinter dem Spannungsteiler angeschlossen, der sich an der 8 Ohm (genau 8,2 Ohm) Dummy-Load befindet.

Dabei gibt es nur eine einzige , ca. 1,5 m lange, Doppelleitung vom Lautsprecher-Terminal (Verstärker-Ausgang) zum Lastwiderstand, an dem sich der auch Spannungsteiler befindet, der um -28 dB herunterteilt. Bei 100 W Verstärkerleistung liegen hinter dem Spannungsteiler 1,18 Veff NF-Spannung am QA403 Audio-Analysator an. Der Spannungsteiler-Ausgang ist mit einem ca. 50 cm langen Cinch-Kabel mit dem Audio-Analysator-Eingang verbunden.


B) Audio-Analysator (QA403) parallel zur Dummy-Load angeschlossen

Dabei sind a) Dummy-Load und b) Audio-Analysator jeweils durch eigene Leitungen (beide ca. 1,5 m lang) direkt am Verstärkerausgang (Lautsprecher-Terminal) angeschlossen. Bei Verstärkern mit parallel liegenden LS-Anschlussgruppen (A und B) pro Kanal ist der Anschluss besonders einfach, da in dem Fall der Lastwiderstand an das Feld A und der Audio-Analysator an das Feld B (oder umgekehrt) desselben Endstufenkanals angeschlossen werden kann. Andernfalls kann man Lastwiderstand und Audioanalysator an dieselben LS-Klemmen anschliessen.


In der Theorie sollte bei beiden Messaufbauten bei derselben Ausgangsleistung am Lastwiderstand derselbe Klirrfaktor zu messen sein. Eins der von mir weiter oben verlinkten Videos besagt allerdings, das sei nicht so; der niedrige ("richtige") Klirrfaktor sei nur mit Versuchsaufbau B) (Audioanalysator parallel zum Lastwiderstand direkt am LS-Terminal angeschlossen) zu messen. Bei Anschluss des Analysators hinter dem Lastwiderstand sei der Klirrfaktor aufgrund "eingefangener Störungen" erhöht.


Ergebnisse

Das sind meine Ergebnisse für 100 W Ausgangsleistung am 8,2 Ohm Lastwiderstand, f = 1 kHz:

Messaufbau A) THD = 0,0014 %
Messaufbau B) THD = 0,00075 %

Beide Messwerte liegen innerhalb der Yamaha Angabe von <0,005 % THD.

Damit ist bestätigt, dass auch mit dem Versuchsaufbau A) THD-Werte von < 0,005 % gemessen werden können. Allerdings sind ganz blanke Kupferlitzen-Enden für den Anschluß, z.B. am LS-Terminal, Voraussetung. In einem Versuch mit einem Kabel mit schon etwas dunkel angelaufenen Kupferlitzenenden war bei schon 0,025 % THD Schluß. Das sollte auch eine Warnung sein vor sog. Cu-clad Laustprecherkabeln, die aus Alu-Litze bestehen, nur mit einer dünnen Kupferschicht überzogen. Sieht wie Kupfer aus, ist aber kein Kupfer. Und Alu oxidiert noch heftiger als Kupfer, die dünne Kupferschicht ist schnell ab.

Tatsächlich scheint der nur etwa halb so große THD, der mit Versuchsaufbau B) gemessen wurde, die Aussage des Videos zu bestätigen. Der Anschluß des Audioanalysators direkt an das Verstärker-LS-Terminal ist niederohmiger und mglw. schon deshalb weniger anfällig für eingestreute Störungen. Ausserdem besteht in dem Fall eine eigene, unabhängige und niederohmige Masseverbindung des Audioanalysators zum Verstärker, die beim Abgriff hinter dem Spannungsteiler im Messaufbau A) nicht vorhanden ist. Dort sind Verstärkermasse und Audio-Analysator-Masse höherohmig entkoppelt, um eine Brummschleife weitgehend zu vermeiden, während im Messaufbau B im Spektrogramm der damit erhöhte Brumm deutlich sichtbar ist.

Messung Versuchsaufbau B)

Nachteil der Messungen mit Versuchsaufbau B)
Die Schutzfunktion des Spannungsteilers und der Schutzdioden entfällt hier, da der Audioanalysator die volle Ausgangsspannung des Verstärkers bekommt. In dem Fall ist darauf zu achten, dass beim QA403 als maximale Spannung (einschl. eines etwaigen DC-Anteils) nur 40 Veff, bzw. 56V(peak), zulässig sind Bei 100 W an 8,2 Ohm beträgt die Spannung bereits 28,6 Veff. Viel höher darf man also ohne externen zusätzlichen Abschwächer nicht gehen.
Ein Abschwächer kann allerdings den messbaren THD u.U. wieder negativ beeinträchtigen.

Ergo:
Es ist gar nicht so leicht, THD von < 0,001 % sicher zu messen. Im Loop-back am Audio-Analysator ist es einfach. Aber am realen Verstärker mit einer 4 oder 8 Ohm Ausgangslast gilt es, die aufgezeigten (und auch von anderen berichteten) Hürden zu nehmen. Vorteilhaft sollte auch sein, alle Messleitungen/Verbindungsleitungen so kurz wie möglich zu halten. In dem Punkt habe ich sicher noch kein Optimum.

Übrigens:
Bei der Yamaha M-4 Endstufe habe ich für 100 W an 4 Ohm Last bei 1 kHz gemessen (Messaufbau B): THD = 0,0019 %
Das ist ebenfalls innerhalb der Angabe von Yamaha.

Gruß
Reinhard

[mampfi]

Sehr, sehr interessant.

Vielen Dank für Deine Ausführungen, Reinhard.

[oldiefan]

Freut mich, wenn es einige von Euch interessiert.

Gruß
Reinhard

[dynamike]

Gefällt mir auch, danke Reinhard
LG Mike

[timundstruppi]

Ja sehr interessant.