Prima -- wir kommen einer guten Loesung naeher, die fuer die erfolgreiche Reparatur einiger dieser Endstufen sorgen wird !

Besten Gruss,

Michael

Hi Christian,

ist doch ein echter Schritt nach vorne ! Wie klingt es denn, wenn Du mal kritische Quellen auflegst ?
Frauenstimmen, Chöre, Klavier --- haut das auch bei etwas mehr Dampf hin ? Klar ersetzt das keine Messung, aber miese Klirrfaktoren machen sich doch rasch bemerkbar, wenn man mal etwas "Gas" gibt ...

Besten Gruss,

Michael

Hallo Christian,

damit hast Du eine schlussendlich ausgereifte Lösung für das ja wohl weitverbreitete Schwingproblem geliefert und auch dessen Zusatndekommen hinterleuchtet. Jeder, der einen CV1600 in die Hände bekommt, kann davon in Zukunft profitieren. Super Job!

Leistungsbandbreite hatte ich seinerzeit, als ich mal einen CV1600 zur Reparatur bei mir hatte, leider auch nicht gemessen, nur THD bei 1W an 4 Ohm bei 1 kHz (0,01%) und 20kHz (0,1%). Wir müssen dann wohl die Angabe der Leistungsbandbreite aus den Angaben von DUAL akzeptieren: 20kHz.

Gruß
Reinhard

Hallo Christian,

ich verneige mich vor Deinem Forschergeist, Deiner Hartnäckigkeit und Deinem Fachwissen!

Gruß,
Christoph

Hallo Christian,
Gratulation

Super Arbeit hast da gemacht gefällt mir !!
Auch ich hab da mit gelesen, klaro doch

Ich hoffe dass ich mein Gerät auch wieder so, wie dein Verstärker supi läuft.
Für mich sehr Lerhreich. Danke für deinen Bericht, gefällt mir !!

Wichtig ist es auch ganz leise zu hören, manche Fehlerbilder erscheinen erst kurz vor dem Schalten der B-Endstufen.

Hallo Christian,

Deine Daten zeigen schön, was in Abhängigkeit der Änderungen passiert. Aber die Klirrfaktor-Daten selbst sind bei Dir etwa doppelt so groß, wie sie sein sollten. Warum?


Angabe aus Dual service manual:




Ich habe mal einen Dual CV 1600 revidiert und danach den THD von 20 Hz bis 20 kHz gemessen. Die THD-Werte lagen unterhalb der von Dual angegebenen Werte. Deine wären nach Dual "out of spec".
Ich denke, es ist noch irgendwo ein Artefakt/bug in Deiner THD Messung. Es kann auch sein, dass Deine THD-Werte zu gross sind, weil Dein Eingangspegel in den CV1600 zu hoch war. Bei neueren Verstärkern ist 1Veff kein Problem, bei älteren schon, die übersteuern damit gerne. Sie wollen manchmal sogar nur den damaligen Normpegel (0,31Veff) am Eingang. Das ist typisch für Ende der 60iger und bis erste Hälfte der 70iger Jahre. Oder allenfalls noch 0,5 oder 0,7Veff. Ab 1980 schlucken sie ohne zu verzerren meist 1Veff am Eingang. Probier mal aus, ob sich beim CV 1600 der Eingangspegel (bei gleicher Ausgangsleistung) auf den THD auswirkt.

Dass sich bei niedrigen Frequenzen das FFT erst stabilisieren müsste, kenne ich nicht. Ist bei mir mit einem Wimpernschlag alles da und verändert sich danach auch nicht. Ich verwende ARTA als Software, externe Soundkarte (Steinberg Audio Interface UR242) bei 192kHz sampling rate. Deshalb kann ich THD bis über 20kHz noch gut messen. Aber die sampling rate hat ja nur Auswirkung auf den Frequenzbereich, nicht auf die Grösse der THD-Werte selbst.

Ich habe z.B für 10 kHz bei 10W an 4 Ohm 0,07% THD beim CV 1600 gemessen.
Auch bei den vielen anderen Verstärkern, die ich auf dem Tisch hatte, habe ich immer Werte gehabt, die mit den Herstellerangaben fast genau übereingestimmt haben. Ausnahme: THD < 0,005%, weil ich da an die Grenze der UR242 komme.

Wenn Deine Werte THD+N sind und meine sind nur THD, verstehe ich, dass bei niedriger Ausgangsleistung wegen des dann schlechteren SINAD Deine Werte grösser sind. Aber auch bei 80W ist Dein Messwert doppelt so gross wie von DUAL angegeben.


Gruß
Reinhard

Hallo Christian,

und Du benutzt auch einen Kanal des Adio Interface für DUT (Messung am Testgerät) und den anderen als Referenz/Kompensation? Also 2-Kanal-Messung? Bei der 1-Kanal-messung hättest Du noch den THD-Beitrag Deiner Soundkarte zusätzlich dabei.



Für die nicht so in dieser Materie steckenden Mitleser hier die Erläuterung des 2-Kanal-Messverfahrens mit Soundkarte (bezogen auf Software ARTA):

Die Soundkartenmessung ist im Vergleich zur Messung mit einem professionellen Audio-Analysator relativ kompliziert (viele unübersichtliche Einflussgrössen) und benötigt erhebliche Einarbeitung und Erfahrung, ist daher viel fehlerträchtiger. Warum dann überhaupt damit messen? Ein PC ist ja vorhanden, man braucht nur die (gute oder etwas bessere) Soundkarte für etwa 50-200 € und ein paar Widerstände, Dioden etc. für wenige EUR für die Peripherie (Messbox, Spannungsteiler usw) und kann damit vieles oder sogar fast alles messen, was auch ein (mehrere) tausen EUR teurer Audio-Analysator Messplatz kann. Für das Hobby und Gelegenheitsmessungen also ok. Für professionellen Einsatz zu umständlich.

Wie funktioniert das mit der Soundkarte?
Man braucht eine etwas bessere, Full-Duplex. Möglichst mit Sampling-Frequenz von 96kHz oder 192 kHz, da der max. mögliche Messbereich (erfassbares NF-Spektrum) der halben Sampling-Frequenz entspricht. Mit 96 Khz Sampling Frequenz kann man nur bis knapp über 45kHz messen, für eine NF von f₀=20kHz erfasst man beim Klirrfaktor nur noch die erste Oberwelle (k2) bei 40 kHz, aber nicht mehr die zweite (k3) bei 60 kHz. Mit 192 kHz Sampling Frequenz kann man bis 90 kHz messen, bekommt also im Klirrfaktor für f0=20kHz bis zur dritten Oberwelle (k4) bei 80kHz eingeschlossen.

Was ist wie angeschlossen und warum?
- Das NF-Ausgangssignal des Tongenerators (hier ist das der linke Ausgangskanal der Soundkarte) wird über einen Y-Verteiler aufgeteilt.
- Vom Y-Verteiler geht das NF-Signal einerseits als Eingangs-NF-Signal in den zu messenden Verstärker / zu messendes Bauteil, andererseits zugleich (vom Y-Verteiler) in den rechten Eingangskanal (Vergleichskanal= Referenzkanal) der Soundkarte.
- Der zu messende Verstärker ist mit einem ausreichend belastbaren Lastwiderstand (z.B. 4 Ohm/100W) abgeschlossen.
- Am Lastwiderstand wird das Ausgangssignal vom Verstärker mit einem Spannungsteiler auf einen für die Soundkarte akzeptablen Pegel heruntergeteilt, z.B. so, dass bei 20Veff Verstärker-Ausgangsspannung an 4 Ohm Last dann 1V hinter dem Spannungsteiler anliegt, und in den linken Eingangskanal der Soundkarte (=Messkanal) gegeben.
- Bei passiven Prüf-/Messobjekten, an dessen Ausgang Veff<1V ist, wird kein Spannungsteiler benötigt. Dessen Ausgang kann direkt an den linken Eingang der Soundkarte gehen.

Der Ausgang des Prüfobjekts / Verstärkers soll hinreichend gleichspannungsfrei sein und in der möglichen AC-Amplitude begrenzt, um den Soundkarteneingang nicht zu beschädigen. In der Praxis ist daher ein zusätzlicher Schutz vor dem Soundkarteneingang mit zwei gegeneinander geschalteten 3,9V-Zenerdioden nach Masse zur Spannungskappung empfohlen.

Da die Soundkartenausgänge und damit NF-Eingänge des Verstärkers einseitig an Masse des PC liegen, andererseits auch die Lautsprecherausgänge des zu messenden Verstärkers (und damit also auch einseitig der angeschlossene Spannungsteiler) einseitig an der Masse der Endstufe liegen (die beiden Massen sind aber nicht notwendigerweise auf demselben Potential), müssen die beiden Massen durch einen Widerstand von z.B. 1 kOhm getrennt werden, um eine Brummschleife zu vermeiden (ich habe damit immer noch 50Hz-Restbrumm von typisch -80 bis -90dB unter Verstärker- Nennausgangspegel). Die Trennung durch den 1 k Widerstand verhindert auch, dass bei einigen Verstärkern deren Lautsprecherausgänge nicht Masse-bezogen sind und bei Verstärkern, die im Brückenbetrieb (BTL) arbeiten, unzulässiger Masseschluss entsteht, der in diesen Konstellationen die Verstärker-Endstufe zerstören kann. Eine vollständige Massetrennung ist ja nicht möglich, da ja das Signal vom Spannungsteiler an der Endstufenlast an den Soundkarteneingang muss. Der Trennwiderstand kann also nicht zu hochohmig sein. 1 kOhm ist ein guter Kompromiss und kann bei der Dimensionierung des Spannungsteilers einbezogen werden.

1. Die Soundkarte liefert also als Tongenerator nur auf einem der beiden Ausgangskanäle die NF (üblicherweise bis 1Veff max.) als Eingangssignal für den zu messenden Verstärker.
2. Auf einem (dem rechten) Eingangskanal empfängt die Soundkarte ihr eigenes Ausgangs-NF Signal (über Y-Verteiler von 1. abgezweigt) als Referenz
3. Auf dem anderen (dem linken ) Eingangskanal empfängt die Soundkarte das auf max 1Veff heruntergeteilte Ausgangssignal des zu messenden Verstärkers (hängt von der Dimensionierung des Spannungsteilers ab, je nach max. Leistung, auf die er angepasst ist)

Die Software subtrahiert in diesem 2-Kanalverfahren die NF des rechten Eingangskanals (Referenzkanal) von der NF des linken (Messkanal). Die Differenz ist das, was vom Verstärker (zu testendes Gerät/Bauteil) hinzugefügt wurde oder "verschluckt" wurde. Das wird zum ursprünglichen NF-Ausgangssignal der Soundkarte (=NF-Eingangssignal am Verstärker) addiert/bzw. subtrahiert und das Resultat grafisch dargestellt (= Charakteristik des Testgeräts nach "Abzug" des Einflusses der Soundkarte auf ihrAusgangssignal. Wahlweise als FFT oder bei einem Frequenz-Sweep (Wobbeln) z.B. als Frequenz-THD-Gang (oder THD+N, auswählbar) oder Frequenz-Phasengang. Die erforderlichen Operationen (z.B. Entfernung der Grundwelle f₀ bei THD Messung, das sonst ein Notch-Filter leistet), die Addition der rms-Werte der Obertöne (bei THD) oder aller Frequenz-Komponenten ausser f₀ (bei THD+N), die richtigen Bezugsfrequenzen für die Verhältnisbildung bei Intermodulation oder TIM (DIM) erledigt die Software automatisch.

Es kann auch mit einer Mischung aus z.B. zwei verschiedenen Sinus-Frequenzen in frei wählbaren Amplitudenverhältnissen gemessen werden, um Intermodulationsverzerrungen zu bestimmen oder auch (Multi-Ton) mit einem Rechtecksignal einer Frequenz f1 und einem Sinus einer anderen Frequenz f2 in frei wählbaren Amplitudenverhältnissen, um TIM-Verzerrungen zu bestimmen.

Unabhängig davon bekommt man im Sweep-Verfahren (Programmteil: STEPS) auch den Frequenz-Amplitudengang und gleichzeitig den Frequenz-THD-Gang und den Frequenz-Phasengang.

Wesentlich ist, dass man nach der anfänglichen Kalibrierung stets die genaue Kontrolle über den jeweils aktuellen Audio-Ausgangspegel behält. Das kann anfänglich übersehen werden, da es den "Audio-Mixer" des Betriebssystem gibt (Windows, muss immer auf 100% stehen, darf nicht verändert werden), den Mixer der Soundkarte (nur den variieren, wenn nötig), dort muss man wissen welche "Fader-Stellung" des Software-Bedienfeldes welchen Ausgangspegel erzeugt (Skala möglichst in dB, wobei 0dB = 1Veff vorher justiert wurde) und ggf. noch einen Ausgangspegelsteller als Poti an der Soundkarte (der nach der Kalibrierung auch nicht mehr verändert werden darf).

Sonst darf gleichzeitig audio-mässig nichts mehr weiter am PC dranhängen - könnte die Messung beeinflussen.


Bei einer Verstärkermessung kann dann wahlweise bei festem NF-Eingangspegel (eingestellt mit dem Software-Mixer der Soundkarte) und variabler Lautstärkeeinstellung/Verstärkerleistung) (eingestellt mit dem Lautstärkesteller des Verstärkers) gemessen werden (=praxisnah)

oder

bei variablem oder festem NF-Eingangspegel/Verstärkerleistung (eingestellt mit dem Software-Mixer der Soundkarte) und unveränderlicher, fester Einstellung des Lautstärkesteller am Verstärker (meist bei Verstärkerspezifikation so gemacht, aber praxisfern).

Klirrfaktormessung, Messung der Nennleistung (max. Ausgangsleistung bei der ein vorgegebener THD-Wert, z.B. 1% oder 0,3% nicht überschritten wird) und Frequenzgang werden/wurden z.B. häufig so gemacht:
Fester NF-Eingangspegel von 0,31Veff (DIN-Heimstudiopegel)
Lautstärkesteller am Verstärker bei 1 kHz auf bestimmte Leistung oder auf Nennleistung an 4 Ohm oder 8 Ohm Last oder auf vollem Rechtsanschlag einstellen

Diese verschiedenen Randbedingungen der messung beeinflussen die Ergebnisse sehr.


Kontrollmessungen:
1. Loop-Kabel-Messung. Der zu messende Verstärker wird herausgenommen und der NF-Testsignalausgang der Soundkarte wird direkt mit dem Mess-Eingangssignal verbunden (über den Y-Verteiler muss trotzdem dann auch das Signal als referenz auf den anderen Soundkarteneingang gehen)
- Bei der Loop Messung muss ein brettgerader Frequenzgang entsprechend der Spezifikation der Soundkarte oder besser resultieren. Z. B. kein Abfall von >0,1dB an den Bandgrenzen von 20Hz-20kHz (oder bei guten Soundkarten weit besser, z.B. von 2Hz bis > 80 kHz gerade)
- Bei der Loop Messung soll THD über Frequenz entsprechend der THD-Spezifikation der Soundkarte oder besser sein. Messung bei verschiedenen Ausgangspegeln (max. 1Veff) der Soundkarte machen. Kriterien müssen bis 1Veff Ausgangspegel erfüllt sein.

Man könnte meinen, durch diese 2-Kanalmessung käme es nicht so sehr auf die Qualität der Soundkarte an, da ja intern kompensiert wird. Die Kompensation hat aber ihre Grenzen, Wenn z.B. der linke und rechte Soundkarteneingang in Frequenzgang und oder Klirr stärker abweichen, schlägt das durch. Die Eigenschaften (Signal-/Rauschverhältnis, Frequenzgang und Klirrfaktor, Symmetrie der Kanäle) der Soundkarte bestimmen die erreichbaren Messgrenzen der Messungen.

Gruß,
Reinhard

Hallo Christian,

Alles gut!
Dual gibt es dankenswerterweise an, wie gemessen ist:



Also so, wie Du es gemacht hast, 150mV rms Eingang, Lautstärke auf, Ausgang 17,9V an 4 Ohm = 80W
Der einzige Unterschied: Es wird nicht die Monitorbuchse verwendet. Sollte DAS einen Unterschied machen? Der Monitor-Eingang des CV1600 hat eine Eingangsimpedanz von 47kOhm, Tape- und Tuner-Eingang haben 470 kOhm. Bei meiner Soundkarte ist die Ausgangsimpedanz 150 Ohm. Wenn das typisch für Soundkartenausgänge ist, ist, sollte auch der Monitoreingang keine Probleme verursachen, keine unangemessene Last darstellen.


Auf Seite 4, wo Dual die Messbedingungen genauer angibt, werden grössere THD-Werte genannt als auf Seite 2 (Technische Daten):

Dein Wert Originalschaltung / Dual (in Klammern), jeweils an 4 Ohm
bei 50W 0,23% (Dual <0,2%), jeweils bei 1 kHz ...(wenn man rundet, ist alles bis einschliesslich 0,24% noch 0,2%)
bei 80W <0,5% (Dual <0,6%), jeweils 40Hz-12,5 kHz
bei 1W <0,1% (Dual <0,2%), jeweils 40Hz-12,5 kHz

Deine sind (bis auf die kleine Abweichung bei 50W) stimmig mit DIESEN.
Ich nehme alles zurück, schütte Asche auf mein Haupt und behaupte jetzt: Deine Messwerte stimmen!

Die "Technischen Daten" vorne im DUAL Service-Manual sollen vielleicht "typisch" sein, aber nicht garantiert.
Die Daten auf Seite 4, wahrscheinlich realistischer (aber auch nicht garantiert). Passt schon.
Meine damalige Messung von 0,07% bei 10 kHz bei 10W an 4 Ohm, steht dem nicht unbedingt entgegen. Ich habe mit höherem Eingangspegel, also geringerer Verstärkung gemessen, nur weiss ich nicht mehr, ob es 500mV waren oder sogar 1Veff. So also nicht direkt vergleichbar.

Gruss,
Reinhard

Schöne Familiengeschichte!

Gruß
Reinhard

Hallo Christian,

Dein Signal-Rauschabstand sieht nicht gut aus. Woher kommt das?

Wenn ich eine Loop-Messung ohne den Verstärker mache, also bei 1 kHz, 1Vrms Pegel, nur Soundkarte, Ausgang L an Eingang L und über Y-Verteiler auch an Eingang R (Kompensation), bekomme ich ein Noise-Floor, der bei 1 kHz ca. 120dB oder mehr unter Signalamplitude liegt.


Wenn wenn ich dann nur das Generatorsignal mit der blauen quadratischen "Taste" im ARTA-Fenster abschalte, aber die Signalanalyse weiterlaufen lasse, bekomme ich unten links im ARTA Fenster die Rauschamplitude (rms, in dB) angezeigt. Die sollte im Loop-Test bei Dir, wie bei mir wenigstens -90dB sein.


Der absolute Minimumwert des Rauschpegels hängt empfindlich bei mir von der Verlegung des Audiokabels ab. Es soll möglichst kurz sein, abgeschirmt und die Stecker müssen guten, zuverlässigen Kontakt machen. Abends, wenn TV, LED-Lampen, usw laufen, komme ich ca. 3dB schlechter weg als tagsüber, wenn weniger Störquellen in der unmittelbaren Umgebung eingeschaltet sind.

Hier die tagsüber-Messung bei Fs=44100Hz und FFT=131072, Wnd= Kaiser5, Avg=lin100 (Screenshot, so daß Du alle Einstellungen sehen kannst):
Die Rauschamplitude (einschliesslich 50Hz Brumm und Oberwellen) ist so genauer bestimmt, -95.6 dB (rms), bezogen auf 1 kHz Sinus von 1,00 Vrms. Dieselbe Messung, nur A-gewichtet, gibt -98 dB Fremdspannungsabstand für die Soundkarte. Diese Soundkarte selbst oder ihr zugehöriges Steckernetzteil produziert erkennbar immer ein wenig 1kHz und davon Oberwellen. Sonst wäre der Fremdspannungsabstand noch viel besser.


Deine Soundkarte sollte ebenfalls bis unter -90dB kommen. Ein Test der EMI 2/6 im Internet ergab für sie -93dB SNR ( amazona.de/test-emagic-emi-26-usb/ ). In Deiner Messung oben liegst Du aber viel (ca. 30dB ?) schlechter. Woher kommt Dein extremes Rauschen bei der Messung? Oder ist das im Loop-Test (ohne den CV 1600) weg, d.h. der Dual Verstärker produziert es?



Als Vergleichsbeispiele für Verstärker THD

Hier eine meiner älteren Messungen, seinerzeit mit der (damals) Mittelklasse Soundkarte Hoontech DSP24VE (sampling rate 96kHz), Test: ixbtlabs.com/articles/hoontechdsp24value1/index.html ; die hatte ich zunächst.
Loop Messung.




Und damit Messung an einem Grundig Receiver R 3000 bei gemessener Ausgangsleistung für 1 kHz von 57W an 4 Ohm: THD 0,013%




Der mittlere Rauschpegel bleibt praktisch auf dem gleichen Level wie bei der Loop Messung der Soundkarte allein.



THD vom R 3000 als Funktion der Ausgangsleistung an 8 Ohm für 20Hz, 1 kHz, 20kHz:




Ich hätte eigentlich erwartet, dass der Dual CV 1600 mit höherer Ausgangsleistungsreserve bei nur 50W an 4 Ohm nicht so viel schlechter als der Grundig R 3000 abschneidet. Tut er aber offensichtlich.



Hier als Massstab, was die (?), jedenfalls meine Erwartung in der CV 1600 Leistungsklasse ist (jedenfalls ungefähr,denn nicht jeder Hersteller konnte oder wollte (?) es so gut wie Grundig)

Grundig V 5000, THD bei 1 kHz, 100W an 4 Ohm: THD = 0,016%



Und bei 100W an 4 Ohm von 20Hz bis 20 kHz:



Mit meiner derzeit verwendeten Steinberg UR242 (192 kHz) (Test: prosound.ixbt.com/interfaces/steinberg/ur242/2444.htm) habe ich bei der Grundig Endstufe A 5000 praktisch die gleiche THD bei 100W an 4 Ohm wie zuvor (mit der ESI Juli@) beim V 5000:

Das muss auch so sein, denn die Endstufen von V5000 und A5000 sind fast gleich. Der Vorverstärker im V5000 trägt bei 100W Ausgangsleistung nicht signifikant zum Klirrfaktor bei.


Hier eine noch bessere Soundkarte (noch niedrigerer Eigenklirr und besseres SNR) für die THD-Messung an einer sehr klirrarmen Stereo-Leistungs-Endstufe: Yamaha M-85
Soundkarte: ESI Juli@ (Test: prosound.ixbt.com/hardsoft/esi/juli@xte/2444.shtml ) bei sampling rate 96 kHz: THD-Messung von Yamaha M-85 Endstufe bei 100W an 8 Ohm: 0,001% bei 1 kHz



Knick bei 16kHz weil der 2. Oberton von 16kHz (k3=48kHz) bei 96 kHz sampling rate gerade schon nicht mehr erfasst wird. Der darauf (und auf höhere Obertöne) entfallende Klirranteil fehlt also schlagartig oberhalb von 15 kHz. Wenns so ist wie hier, lässt sich aber gut auf 20 kHz extrapolieren: bei 20 kHz THD = 0,007%


Gruß
Reinhard

Nachtrag:

Die Rauschmessung der Soundkarte im Loop-Test hat dasselbe Ergebnis, wenn ich - wie Du es gemacht hast - ohne Rückführung des Ausgangssignals zum Eingang R messe, also das Ausgangssignal nur in Eingang L zurückführe.

Gruß
Reinhard