Montag, 24 Mai 2010 02:00

Der Dämpfungsfaktor, das unbekannte Wesen


Abb. 4: Einfacher Emitterfolger mit Lautsprecher als komplexe Last
Abb. 4: Einfacher Emitterfolger mit Lautsprecher als komplexe Last


Abb. 5: Frequenz- und Phasengang der Schaltung in Abb. 4 mit Lautsprecher als komplexe Last
Abb. 5: Frequenz- und Phasengang der Schaltung in Abb. 4 mit Lautsprecher als komplexe Last
Betrachtet man den nun entstanden Frequenzgang, so kann man nur von massiven Veränderungen sprechen. Der gleiche Verstärker zeigt nun eine Berg- und Talfahrt im Frequenzgang zwischen 3,3 kHz und 19 kHz von ca. 1,5 dB und eine Phasenverschiebung von etwa 20 Grad. Und dabei ist für den Lautsprecher noch ein vereinfachtes Schaltbild gewählt, die eigentlichen Chassis sind als ganz brave ohmsche Widerstände eingezeichnet. Die elektrische Interaktion wird noch größer und komplizierter, wenn für die Lautsprecher ein reales elektromechanisches Modell angenommen wird. Aber für unseren Exkurs in die Welt der Verstärker-Lautsprecherkombinationen sollte das vereinfachte Modell eigentlich ausreichen.

Bisher wurde ein Verstärker ohne Spannungsgegenkopplung benutzt. Würde das einführen einer Gegenkopplung etwas am Verhalten dieser Schaltung verändern? Zuerst fällt bei dieser Schaltung auf, dass die Verzerrungen drastisch gesunken sind.

Abb. 6: Emitterfolger mit Spannungsgegenkopplung
Abb. 6: Emitterfolger mit Spannungsgegenkopplung
Bei einer Betrachtung des Frequenzganges stellt sich heraus, das dieser nun weiter zu hohen Frequenzen reicht, was aber eher als unbedeutend einzustufen ist.

Abb. 7: Frequenz- und Phasengang der Schaltung aus Abb. 6
Abb. 7: Frequenz- und Phasengang der Schaltung aus Abb. 6
Dieser Frequenzgang ist nicht mit einem ohmschen Widerstand ermittelt, sondern schon mit einem angeschlossenen Lautsprecher. Nachstehend wieder die graphische Darstellung bis 20 kHz, und dort kann man erkennen, dass sowohl bei Phase wie auch beim Frequenzgang keinerlei Abweichungen mehr auftreten.

Abb. 8: Frequenz- und Phasengang der Schaltung aus Abb. 6 zwischen 1Hz und 20 kHz
Abb. 8: Frequenz- und Phasengang der Schaltung aus Abb. 6 zwischen 1Hz und 20 kHz
So schlimm kann die viel gescholtetene Gegenkopplung dann wohl doch nicht sein, wenn sie diesen positiven Effekt hat. Aber wie kommt dieses Verhalten zustande? Und, wenn man genau hinschaut, sieht man beim Frequenzgang eine kaum mehr sichtbare Abweichung zur 0 dB Linie (es handelt sich um gerade mal 17,72 mdB).

Zuvor betrug die Abweichung zur 0 dB Linie 278,9 mdB. Das ist um den Faktor 15,74 weniger als zuvor und bedeutet eine Reduktion des Ausgangswiderstandes um den gleichen Faktor. Der Übertragungsfaktor ist auf 0,998 angewachsen, es besteht also fast kein Unterschied mehr zu einem Verstärkungsfaktor von 1. Und der Ausgangswiderstand ist auf 248 µOhm gefallen. Das bedeutet eine Erhöhung des Dämpfungsfaktors auf
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entsprechend 3226! Das ist ein gewaltiger Unterschied zum vorherigen Verstärker.

Betrachtet man die Zahl im Nenner (248 µOhm) so bemerkt man, dass der Eigenwiderstand der Anschlußkabel ein Vielfaches des Verstärkerausgangswiderstandes beträgt. Das bedeutet: Lautsprecherkabel sorgen mit ihrem Innenwiderstand für eine Verschlechterung des Frequenzganges. Je kürzer und widerstandsärmer sie sind, desto genauer ist das Signal, welches der Verstärker an den Klemmen des Lautsprechers abliefern kann.


Weitere Informationen

  • Imagefolder: basics/10-05-24_daempfungsfaktor

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