Messtechnische Beurteilung von "bassstarken" Amps

Ich mache das regelmäßig im Service oder für die t4m. Dabei habe ich alles Mögliche ausprobiert, und bin letztlich bei 80Hz Impulsen geblieben. Die maximale Amplitude innerhalb eines gesetzten Zeitfensters zeigt Unterschiede auf. Man kann auch tiefere Frequenzen nehmen, die Messung mit 80Hz Impulsen entspricht in etwa dem praxisnahen Bumms einer Kick ohne großes Eqing. Schwierig ist die Erfassung einer gesetzten Aussteuerungsgrenze wie zb 1% Klirr aufgrund des Einschwingverhaltens des Messkreises. Auch die (genaue) Erfassung / Messung des zur Verfügung stehenden Pegels ist nicht einfach - aber möglich.

IMHO muss in dem Umfeld das System Amp-Verkabelung-Lautsprecher unbedingt als Ganzes betrachtet und bewertet werden.
Eine singuläre Betrachtung einzelner Komponenten wird kein schlüssiges Ergebnis liefern.

Wäre es nicht aussagekräftiger, einen Sinus ab 30Hz angefangen bis vielleicht 150Hz durchzustimmen, die Eingangsspannung stetig zu erhöhen und dabei Oszikurve / Ausgangsspannung / Netzteilspannung zu beobachten?
Oder sehe ich das falsch?
Ich meine, wir hätten das früher bei unseren Eigenbauten so ähnlich gemacht.

Es stellt sich ja die Frage was man wissen möchte?
Wenn ich im Auftrag einen Verstärker teste, oder mehrere miteinander vergleiche, muss eine festgelegte Grenze zur Bestimmung der Ausgangsleistung gegeben sein. Ich definiere dafür 1% THD.
Die Messung mit Peaks ist ein Tribut an die modernen Designs, die eigentlich kaum mehr als ein paar Hundert Millisekunden können. Bei Vergleichen orientiere man sich daher an eine Hürde, die von allen am Markt erhältlichen Konzepten bedient werden kann.
Der tatsächlich erreichbare Maximalwert einschließlich aller Verzerrungen liegt mitunter bedeutend höher als die 1% THD Grenze - es stellt sich die Frage ob eine Bewertung/Beurteilung dieser Werte etwas nützt?
Die Messung des Amplitudenfrequenzgangs eines Verstärkers wird eigentlich nur von dessen HP/LP Filter und seiner DC Protection bestimmt. Auch hier stellt sich wieder das Zeitfenster als begrenzendes Element auf. Kurze Sweeps ermöglichen Messungen mit höheren Ausgangsleistungen, während lange Sweeps mit vielen Einzelschritten eventuell die Abschaltung des Prüflings zur Folge haben. Hier kommt es im wesentlichen auf die Dimensionierung der Netzteile und Ausgangskühlkörper an. Grundsätzlich erreichen alle mir bekannten Endstufen -3dB Punkte unter 15Hz bei etwa 600/300/100 Watt Ausgangsleistung (je nach Kaliber) im Sinusbetrieb mit kurzen Sweeps. Die Messung mit MLS Signal stellt den zu prüfenden Verstärker vor deutlich größere Probleme, weshalb diese Methode nicht bei allen Modellen möglich ist.
Auch die Methode aus den Anfängen meiner beruflichen Laufbahn vor 30 Jahren als Radio & Fernsehtechniker mit Sinusmessung 10 Minuten bei 1% THD funktioniert heute kaum noch.
Wie Simonstpauli richtig bemerkte steht und fällt im Zusammenspiel einer Band der Sound mit der Möglichkeit der Endstufen hohe Amplituden mit niedriger Frequenz langfrsitig wiederzugeben. Ich verweise immer wieder gerne auf die beliebten Heavy Metal Intros meiner Sturm & Drang Zeit, wo der Keyboarder wabbernde Flächensounds mit abgrundtiefen Bässen durch die Loctaion wummern ließ. Das ist Sinus pur! Sofern das Arrangement im folgenden ein/zwei satte Kickdrumattacken vorsieht, ist bei den meisten Schaltnetzteilendstufen heutiger Bauart der Ofen aus. Wo soll der nun angeforderte Leistungszuwachs noch herkommen, wenn bereits die Strombegrenzung die anfänglich vorhandene Leistungsreserve in den sicheren Hafen befördert hat?

Endstufen mit weniger rabiaten Stromsparkonzepten lassen gerne die Sau raus, sprich bedienen mit Spannung, Strom und in Folge Watt bis der Arzt kommt, oder ein sonst das Ende bestimmendes Bauteil den Geist aufgibt. Im günstigsten Fall dürfte das die 16A Sicherung der Netzzuleitung sein, im schlimmsten Fall die sich qualmend aus der Show verabschiedende Spule der Lautsprecherpappe.
Klirrverzerrungen durch übersteuernde Endstufen im 5 bis 10 Prozent Bereich klingen "gut" im Bass, haben aber langfristig unweigerlich den Nachteil eines hohen Lautsprecherverschleiß.
Eine wenig spektakuläre Methode den Klang einer Endstufe unter Vollgas zu beurteilen, stellt ein "Abfallprodukt" meiner Messvorverstärker dar: nach den üblichen Messungen von Leistung, Frequenzgang, Klirr und Phase bietet sich während der Dauerbelastungsphase die Mithör bzw. Recordingmöglichkeit an! Das mache ich immer wieder gerne, und höre über zwei Monitore in der Werkstatt ab was die Endstufe so von sich gibt? Selbstredend eignen sich dazu weniger fertige CD's mit wegkomprimierter Dynamik, als vielmehr selbsterstellte Liverecordings ohne schwere Kompressions und Masterringangriffe exellenter Bands an. Aber auch die ein oder andere Dancefloornummer bietet sich an um die Spreu vom Weizen zu trennen. Hier sind wir aber schon im Bereich der subjektiven Wahrnehmung angelangt, und entfernen uns mehr und mehr von der ursprünglichen Frage zur messtechnischen Differenzierung etwaiger Klangunterschiede von "bassstarken" Endstufen.

Hallo Leute,

das Blöde ist tatsächlich, daß man Vieles, was sich als bassstark herausstellt, nicht wirklich messen kann. Natürlich kann man das ganze Leistungsverhalten noch halbwegs nachvollziehbar vergleichen, wobei aber je nach Endstufe unterschiedlieche Zeitfenster zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. (Das hat Skyworker auch schon gut beschrieben). Nun machen aber dummerweise Endstufen auch noch ganz andere Dinge mit dem Signal als nur Verstärken. Ein Nachschwingen des Lautsprechers z.B. wird als MEHR BASS empfunden, ist aber auf jeden Fall eine zufällige Soundbearbeitung. Als Klirrfaktor ist das leider kaum zu messen. Auch eine einsetzende Kompression bringt MEHR BASS (im Schnitt). Auch das ist aber eine Klangbearbeitung. Die Impulsantworten verschiedener Endstufen geben grundsätzlich über so etwas zwar technischen Aufschluß und sehen immens unterschiedlich aus, man kann aber nicht wirklich einen nachvollziehbaren Zusammenhang zum gehörten Audioerlebnis herstellen (ich zumindest nicht).

Deswegen bleibt es leider dabei:
Anhören oder auf bestimmte Baukonzepte vertrauen, die bewährt sind!

Viele Grüße
Tobias Kammerer

Auch zu Zeiten, als noch jeder Amp die Leistung mit der er angegeben war über Stunden hinweg ohne Probleme am Dummyload liefern konnte, gab es schon bassstarke und bassschwache Amps. Eine Messung am Dummy bringt hier also kein Licht ins Dunkel. Meine Einschätzung des Sachverhaltes lässt sich mit der Frage "Was macht der Amp eigentlich bei wechselnden Phasenwinkeln" beschreiben, letztlich also, wie er mit den teilweise chaotischen reaktiven Lastzuständen klarkommt. Stört sich der Amp evtl. an zurückkommender Energie von den Spulen?

Aber auch unter den "Bass-Amps" gibt es Unterschiede: Zur Hoch-Zeit der MA5000VZ war der ultimative Konkurrent die Crest Pro9001. Eine sehr polarisierende Rivalität. Allerdings zeichnete sich bei Betrachtung der jeweiligen Anwendung für mich folgendes Bild ab: Die MA5000VZ-"Liebhaber" betrieben meist Bassreflex- oder Bandpassboxen, während die Crest-"Zufriedenseier" eher zu den Hornbassnutzern gehörten. Mein Schluss daraus ist, dass die MA5000VZ mit ihren Verzerrungen nahe dem Grenzbereich den BP- und BR-Boxen "Leben" einhaucht, was bei den Hörnern selten nötig ist. Viele Systeme mit BR-Bass und Horntops drauf funtkionieren überhaupt nur gut, weil die "Mut zur Lücke"-Lücke mit Klirr gefüllt wird, was auffällt, wenn man die Bassboxen und Amps durch klirrärmere Modelle ersetzt (Tom Danley hat vor einigen Jahren eine Ausführung darüber veröffentlicht). Trennt man genauso, klingt der Tiefmittelton plötzlich dünn. Also höher trennen.... dann klingt es immernoch dünn... denn man muss auch seine Strategie am Mischpult umstellen. Wo sonst Klirr den Bereich aufgefüllt hat, fehlt ohne Klirr der Inhalt, man hat die Tiefmitten vorher eher rausgedreht, weil es sonst in Kombination mit Klirr zuviel wurde. Arbeitet man so weiter, ist der Bereich eben leer. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Klirr vorher vom Amp oder von der Box kam. Um wieder zurückzukommen: K2 und K3 werden vom Ohr in die Fundamentale integriert und können sogar das zeitliche Empfinden der Fundamentalen "korrigieren". Sie erscheint dadurch lauter (bzw. in manchen Fällen überhaupt erst dazusein, siehe Funktionsweise von Waves MaxxBass) und sogar tighter oder "passender". Klirr ist leistungsmäßig eine beinahe "kostenlose" Dreingabe, sodass Amp A mit Klirr lauter erscheint als Amp B mit gleicher Leistung auf dem Papier. Erscheint der Klirr jetzt auch noch nur bei "schiefen" Lasten, misst sich der Amp konventionell auch noch super. Dennoch, der Klirr gehört nicht zum ursprünglichen Signal, verhält sich nicht linear und fügt einen eigenen Charakter hinzu. Hier kommt wieder die Frage, ob man damit leben möchte und "drumherum" arbeitet, oder ob man ihn nicht lieber vermeiden möchte...

Zugegeben, mein elektrotechnisches Verständnis von Verstärkern ist eher gering, aber ist für den Umgang mit "zurückkommender Energie von den Spulen" nicht der Dämpfungsfaktor zuständig? Ist das Verhalten von Amps an komplexen Lasten schonmal untersucht worden, oder ist das freies Feld für Vermutungen?

Prinzipiell hat doch jeder Lautsprecher im Impedanzgang sowohl induktive und kapazitive Anteile - welche Impedanzgänge sollen besonders problematisch sein? Zwischen den Zeilen meine ich da eine Zusammengehörigkeit zum Konstruktionsprinzip herauszulesen, ist das nachweisbar oder Vorurteil?

Ist die Folgerung zu BR-freundlichen Amps mit Schwäche an komplexen Lasten und schönfärbendem Klirr belegbar oder nur eine Vermutung?

Gruß FF

Der Klirrfaktor von Endstufen kann im Verhältnis zum Lautsprecher vollkommen außer acht gelassen werden, solange die Amplitudenbegrenzung nicht den Klirrfaktor bestimmt. Geringe Clipverzerrungen im Bereich 5 bis 10 % THD könnten etwas satter (aufgrund der über ein paar Millisekunden anstehenden Gleichspannungspegel) klingen, was man bei BR Boxen hören könnte. In einem Horn wird das aufgrund des nicht direkt wahrnehmbaren Sound des LS nicht so offensichtlich sein.
Phasenwinkelprobleme sind nur bei Rechtecksignalen zu beobachten. Hier beispielsweise 10K und zb. 0,1mH parallel zum Lastwiderstand. Die Aussteuerung mit Sinussignalen bei Belastungen mit C & L bringen keinen modernen Verstärker ins schwanken. Ich habe in der Werkstatt etliche Versuche mit vielen verschiedene Baumustern hinter mir - die Messung des Phasenverlauf mit äußerlichen Störungen duch C & L ist enttäuschend langweilig.
Interessant waren seinerzeit meine desolaten Versuche mit der rückwärtigen Einspeisung (in Endstufen) von Wechselsspannungen aus einem industriellen Frequenzumrichter zur Wechselstrommotorsteuerung, um die Gegenkopplung durch die Simulation hoher Gegen-EMK zu ärgern. Leider sind die Kräfteverhältnisse etwas ungerecht, so dass nicht alle Endstufen diese Versuche mit der Möglichkeit weiterer Verwendung quittierten. Als Fazit konnte ich aber die Erkenntnis gewinnen, dass erst massive Störungen (zb 60Hz aus der Endstufe und 62Hz aus dem Umrichter= schwerer Phasenfehler) Probleme in Form von duchbrennenden Endtransistoren ergaben. Der Phasenverlauf am Endstufenausgang bemühte sich bis dahin dem Eingangssignal normal zu folgen. Diese Versuche gehen übrigens nur mit alten Thyristorumrichtern nach entsprechendem Umbau mit vorgeschalteten 48V Trafos. Die neueren Umrichter mit IGBT haben keine Sinusförmigen Ausgangsspannungen. Der Aufwand steht aber in keinem Verhältnis zum Nutzen, ich hatte damit vor gut 10 Jahren herumexperimentiert, und außer eine Menge Schrott zu produzieren nix gescheites davon gehabt. Jedenfalls zeigte das Experiment das sekundäre Phaseneinflüsse und EMK Produkte nicht so kritisch sind wie allgemein angenommen wird.
Auch der vielfach ins Spiel gebrachte Dämpfungsfaktor hat für die Beurteilung einer Endstufe wenig Bedeutung, da allein die Verkabelung, die Stecker und letztlich das Verhältnis zwischen Ausgangsspannung und Lastwiderstand vollkommen offene Faktoren sind, die bei der grundsätzlichenn Betrachtung von Verstärkern unbekannt sind. Der Dämpfungsfaktor einer Endstufe ist am LS Summenpunkt der Schaltung immer wesentlich höher (bzw der Innenwiderstand ist niedriger) als am Messpunkt Lautsprecherklemme/buchse, oder noch schlimmer an den Klemmpolen des Basslautsprechers.
Grundsätzlich klingen Verstärker mit konventionellen 50Hz Netzteilen etwas lebendiger als SMPS Modelle, wenn es an die Grenzen der Modulationsmöglichkeiten geht. Nach wie vor gilt hier der Faktor 1,414 als Verhältnis zwischen Dauerspannung und Leerlaufspannung eines 50Hz NT, während die SMPS NT keinen Faktor 1,414 haben. Dagegen stehen aber die unter Umständen wesentlich höheren Ausgangsspannungen eines SMPS, die unter Beachtung der Spannungsobergrenzen der Ausgangsstufen sehr effektiv genutzt werden können (zb 3dB Limiter mit langsamer Attackzeit).

Zitat von "rockline"

Der Klirrfaktor von Endstufen kann im Verhältnis zum Lautsprecher vollkommen außer acht gelassen werden, solange die Amplitudenbegrenzung nicht den Klirrfaktor bestimmt. Geringe Clipverzerrungen im Bereich 5 bis 10 % THD könnten etwas satter (aufgrund der über ein paar Millisekunden anstehenden Gleichspannungspegel) klingen, was man bei BR Boxen hören könnte. In einem Horn wird das aufgrund des nicht direkt wahrnehmbaren Sound des LS nicht so offensichtlich sein.
Phasenwinkelprobleme sind nur bei Rechtecksignalen zu beobachten. Hier beispielsweise 10K und zb. 0,1mH parallel zum Lastwiderstand. Die Aussteuerung mit Sinussignalen bei Belastungen mit C & L bringen keinen modernen Verstärker ins schwanken. Ich habe in der Werkstatt etliche Versuche mit vielen verschiedene Baumustern hinter mir - die Messung des Phasenverlauf mit äußerlichen Störungen duch C & L ist enttäuschend langweilig.
Interessant waren seinerzeit meine desolaten Versuche mit der rückwärtigen Einspeisung (in Endstufen) von Wechselsspannungen aus einem industriellen Frequenzumrichter zur Wechselstrommotorsteuerung, um die Gegenkopplung durch die Simulation hoher Gegen-EMK zu ärgern. Leider sind die Kräfteverhältnisse etwas ungerecht, so dass nicht alle Endstufen diese Versuche mit der Möglichkeit weiterer Verwendung quittierten. Als Fazit konnte ich aber die Erkenntnis gewinnen, dass erst massive Störungen (zb 60Hz aus der Endstufe und 62Hz aus dem Umrichter= schwerer Phasenfehler) Probleme in Form von duchbrennenden Endtransistoren ergaben. Der Phasenverlauf am Endstufenausgang bemühte sich bis dahin dem Eingangssignal normal zu folgen. Diese Versuche gehen übrigens nur mit alten Thyristorumrichtern nach entsprechendem Umbau mit vorgeschalteten 48V Trafos. Die neueren Umrichter mit IGBT haben keine Sinusförmigen Ausgangsspannungen. Der Aufwand steht aber in keinem Verhältnis zum Nutzen, ich hatte damit vor gut 10 Jahren herumexperimentiert, und außer eine Menge Schrott zu produzieren nix gescheites davon gehabt. Jedenfalls zeigte das Experiment das sekundäre Phaseneinflüsse und EMK Produkte nicht so kritisch sind wie allgemein angenommen wird.
Auch der vielfach ins Spiel gebrachte Dämpfungsfaktor hat für die Beurteilung einer Endstufe wenig Bedeutung, da allein die Verkabelung, die Stecker und letztlich das Verhältnis zwischen Ausgangsspannung und Lastwiderstand vollkommen offene Faktoren sind, die bei der grundsätzlichenn Betrachtung von Verstärkern unbekannt sind. Der Innenwiderstand einer Endstufe ist am LS Summenpunkt der Schaltung immer wesentlich höher als am Messpunkt Lautsprecherklemme/buchse, oder noch schlimmer an den Klemmpolen des Basslautsprechers.
Grundsätzlich klingen Verstärker mit konventionellen 50Hz Netzteilen etwas lebendiger als SMPS Modelle, wenn es an die Grenzen der Modulationsmöglichkeiten geht. Nach wie vor gilt hier der Faktor 1,414 als Verhältnis zwischen Dauerspannung und Leerlaufspannung eines 50Hz NT, während die SMPS NT keinen Faktor 1,414 haben. Dagegen stehen aber die unter Umständen wesentlich höheren Ausgangsspannungen eines SMPS, die unter Beachtung der Spannungsobergrenzen der Ausgangsstufen sehr effektiv genutzt werden können (zb 3dB Limiter mit langsamer Attackzeit).

Das klingt ja sehr ernüchternt. Wie erklären sich dann nun die unterschiede die die leute so hören

Das ist ja die Frage. Ich gehöre zu den Vertretern die zwar Unterschiede in der Ausgangsspannung und Stromfähigkeit einer Endstufe subjektiv hören/fühlen/merken können, aber sonstige Klangunterschiede mit den Ohren nicht wahrnehmen können.

Zitat von "rockline"

Das ist ja die Frage. Ich gehöre zu den Vertretern die zwar Unterschiede in der Ausgangsspannung und Stromfähigkeit einer Endstufe subjektiv hören/fühlen/merken können, aber sonstige Klangunterschiede mit den Ohren nicht wahrnehmen können.

Man hört ja so viel geschwafel. Schön das ein praktiker hier mal aufklärt. Aber ich hatte es schon vermutet
...

Ich empfehle hierzu die Lektüre des Whitepapers von EV über die Weiterentwicklung des EVX180 zum EVX180A bzw. B. Hier wurde z.B. die Schwingspule gekürzt, da die lange Spule einige Endstufen aus dem Konzept gebracht hat. Man wird wohl kaum gegen den Trend arbeiten, wenn es nichts bringt...

Zudem werden hier alle nur vermuten können. Wieso sollte hier auch jemand die Antwort auf Fragen kennen, die nichtmal die meisten Ingenieure bei den Herstellern kennen?

Zitat von "Jueof"

Man hört ja so viel geschwafel. Schön das ein praktiker hier mal aufklärt. Aber ich hatte es schon vermutet
...

Dann vermute mal weiter, anstatt selbst auszuprobieren. Mehrere Leute inklusive mir haben einen Test gemacht, wo einige namhafte und auch billige Amps an jeweils drei verschiedenen Bassboxen (Horn, BR, CB) verglichen wurden. Die Amps wurden spannungsmäßig alle genau abgeglichen und wurden nicht bis ins Limit gefahren. Dennoch stellten sich für jeden hörbare Unterschiede ein, je nach Box mehr oder weniger ausgeprägt, aber immer vorhanden. Aber vllt. unterlagen wir alle fünf, uns teilweise vorher gegenseitig völlig unbekannte Menschen einer Massenillusion...

Ich habe sogar gelesen, dass es Leute gibt die Kabelunterschiede hören können!
http://www.silent-wire.de/german/technol…_forschung.html

EDIT: Hat eh keinen Zweck mit jemandem zu diskutieren, der nicht diskussionsfähig ist und alles nur ins Lächerliche zieht, wenn ihm die Argumente ausgehen.

:wink:

Edit: