Hallo,
ich möchte jetzt meine Messungen bezüglich Brummen und Rauschen erläutern. Die Effektivwerte habe ich mit einem Voltcraft VC940 gemessen. Als Oszi habe ich einen guten, alten Hameg 806 eingesetzt. Die Verstärker arbeiten als nichtinvertierender Verstärker (Elektrometerverstärker).
V = 1 + (R2/R1)
= 1 + (210k + 17,8k + 499)/(22,6 + 210)
= 981,51
= 59,84 dB (60 dB)
Ich habe hier die Werte aus dem Datenblatt genommen. Der Unterschied zu den zusammengesetzten Werten der Schaltung ist wesentlich kleiner als 1%. Bei 9 Hz wird gemäß LTspice das Maximum erreicht und ab 2 Hz setzt der Servo langsam ein. Dessen Grenzfrequenz liegt bei 350 mHz.
NOISE.jpg
Rauschen bei 2 Kanälen in Reihe: 35 mVeff, laut LTspice.
Was das Rauschen betrifft, die OPV rauschen zu Beginn des Frequenzbandes am meisten und es nimmt mit höheren Frequenzen ab. Ein Widerstand rauscht über dem ganzen Frequenzband mit konstanter Intensität.
Um die Störspannungen messen zu können mußte ich die beiden Kanäle hintereinander schalten.
Verstärkung bei 50 Hz, 113,8 dB, 490k fach
max. Verstärkung bei 9 Hz, 120,0 dB, 1000k fach
Meine ersten Messungen waren fehlerhaft, da Masseleitungen Wackler hatten. Hier trotzdem ein Auszug aus dem Messprotokoll um zu zeigen welche Varianten getestet wurden.
14.02.16
Input kurzgeschlossen : 0,360V eff
untere Freifläche auf Masse: 37mV eff, starkes Rumpeln
obere Freifläche auf Masse: 140mV eff, deutliches Rumpeln
oberes Gehäuse auf Masse: keine Änderung
oberes Gehäuse und obere Freifläche auf Masse: 130mV eff
oberes Gehäuse und Unterdeckel und obere Freifläche auf Masse: 110mV eff
oberes Gehäuse und obere Freifläche und Trafo auf Masse: 65mV eff
obere Freifläche und Trafo auf Masse: 53mV eff
oberes Gehäuse und Unterdeckel und obere Freifläche und Trafo auf Masse: 30mV eff, starkes Rumpeln
oberes Gehäuse und Unterdeckel und obere und untere Freifläche und Trafo auf Masse: >25mV eff, starkes Rumpeln
Einige Tage später.
03.03.2016
Frontplatte und Deckschale montiert.
Externe zentrale Masse mit Frontplatte galvanisch verbunden.
Die Senklöcher der Frontplattenschrauben von eloxierter Schicht befreit damit galvanischer Kontakt entstehen kann.
Deckel der HF-Gehäuse unterhalb der Verstärker aufgelötet.
Unterschale so gedreht, dass Eisenblech jetzt unterhalb des Netzteils liegt.
Eisenblech unterhalb des Netzteils, Trafo-Abschirmung und externe zentrale Masse mit interner zentrale Masse verbunden.
########## Problem: Die drei Masseleitungen hatten eine Unterbrechung
Input kurzgeschlossen : 23mV - 25mV eff, niederfrequente Rauschspannung
Jetzt die wichtigsten Kombinationen.
04.03.2016
Masseleitungen jetzt OK.
1 = externe zentrale Masse mit interner zentrale Masse verbunden.
2 = Eisenblech unterhalb des Netzteils
3 = Trafo-Abschirmung
Input 450 Ohm
108 mVeff - 1117 mVeff = keine Masseleitung
32 mVeff - 38 mVeff = 1
60 mVeff - 66 mVeff = 2
55 mVeff - 63 mVeff = 3
40 mVeff - 45 mVeff = 2 + 3
31 mVeff - 39 mVeff = 1 + 2
29 mVeff - 39 mVeff = 1 + 3
31 mVeff - 37 mVeff = 1 + 2 + 3
Gehäuse geschlossen, Rückwand offen : 30 mVeff - 38 mVeff
Input kurzgeschlossen : 23 mVeff - 27 mVeff, niederfrequente Rauschspannung
Ein Fazit:
Das Rauschen sollte unterdrückt werden die Wirkung der Abschirmung besser messen zu können.
Mit dem Oszi konnte man noch bis 60 mV einen Brumm - Sinus so gerade dann und wann beobachten. Darunter dominierte das langwellige Wabbern, niederfrequentes Rauschen. Als "externe zentrale Masse" habe ich die freien Kupferflächen bezeichnet. Die "interne zentrale Masse" ist demnach die Signalmasse.
Zentraler Massepunkt.jpg
Der Nenneingangspegel des AV-Receivers beträgt: 200 mV für 100 W/8 Ohm. Dabei liegt der Klirrfaktor noch unter 0,1%.
Das Rauschen bei 2 Kanälen in Reihe beträgt weniger als 35 mVeff.
Das Ausgangsrauschen eines Kanals ist um 60 dB geringer, Faktor 1000, beträgt also 35 µVeff.
Das ergibt einen Rauschabstand (Dynamikbereich) zum Nenneingangspegel des AV-Receivers von 75,2 dB.
Gut, es könnten auch 30 µVeff sein, aber man vergleiche mal mit dem Wert der LTspice NOISE - Simulation. Die kam auf 35 µVeff!
Auf diesen Zusammenhang bin ich erst Tage später gekommen. Bei der Interpretation der Messwerte war ich mir ja anfangs nicht sicher. Das Verschwinden des Brumms war ja eine Sache. Dann wurde mir klar das das restliche Geflacker auf dem Schirm des Oszi nur das niederfrequente Rauschen sein konnte. Zum einen rauschen OPV in dem unteren Frequenzbereich immer stärker und zum anderen unterstützt das der Verlauf der RIAA - Kurve.
Das heißt aber auch, die RIAA - Kurve dämpft mit zunehmender Frequenz das Rauschen an sich! Insofern erhöht sich noch der Wert von 75,2 dB.
mfg Klaus