"Tauglichkeitsmessungen" an Endstufen

[wus]

Nachdem ich mit dem Focusrite Scarlett 8i6 3rd Gen (https://focusrite.com/de/audio-interface/scarlett/scarlett-8i6) jetzt eine "amtliche" USB Soundkarte habe, habe ich mal einige Messungen an Endstufen gemacht, die ich hier rumstehen habe, und die ich gelegentlich zu Messungen an Lautsprechern verwende.

Als erstes habe ich natürlich die neue Soundkarte selbst durchgemessen und ein cal-file zur Kompensation ihrer Frequenzgangabweichungen für REW erstellt.

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Bei gerade mal -0,2 bis +0,1dB Abweichung von 20Hz bis 20kHz könnte man sich das cal-file fast sparen.

Die Verzerrungen steigen an, wenn man das Ausgangssignal auf -1dBFS steigert. Das sind dann 3,75V, die direkt auf den Mic-Eingang gegeben werden, bei aktiviertem Pad.

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Aber wie man sieht bleiben sie mit ca. 0,005% im hörbaren Bereich immer noch gut genug für Lautsprechermessungen.

Das war mir wichtig, einer der Hauptgründe für den Kauf des Scarlett war, dass ich auch Nahfeldmessungen an PA-Lautsprechern machen will. Mein Mess-Mic (http://www.isemcon.net/ashop/product_info.php?products_id=57) kann lt. Hersteller Pegel bis 145dB, mit seiner Empfindlichkeit von 7,27mV bei 94dB SPL kommt man dabei schon nahe an die 3,75V ran. Die Maya22USB, die ich bisher verwendet hatte, kann das nicht, die fängt bei ca. 115dB an zu begrenzen.



Dann habe ich den DSP Amp (https://www.thomann.de/de/the_t.amp_quadro_500_dsp.htm), mit dem ich die letzten Lautsprechermessungen (https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?20575-Linearray-mit-Mini-Breitb%E4nder&p=322381&viewfull=1#post322381) gemacht habe in die Messschleife aufgenommen, natürlich bei deaktiviertem DSP. Als Last habe ich den 8 Ohm Subwoofer dran gehängt.

Als erstes habe ich 1,0V Ausgangsspannung eingestellt ...

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... und bin ziemlich erschrocken als ich die Verzerrungswerte sah: 4% K2 Spitze bei 1,8kHz, 2% K3 und K5. Ich würde sagen, für Verzerrungsmessungen an Lautsprechern eignet sich diese Endstufe nicht.

Stimmt ihr mir da zu?

Ich habe die Ausgangsspannung dann zunächst auf 2,83V (1W an 8 Ohm) und anschließend 8,9V (10W an 8 Ohm) gesteigert. Bei 2,83V sind die Verzerrungen schon deutlich niedriger, die "herausragenden" K2- und K3-Spitzen bei 1,25 und 1,8kHz sind aber immer noch gut erkennbar und liegen hier bei 1,6 und 0,7%.

Bei 8,9V sind sie nicht mehr erkennbar, und der THD bleibt unter 0,1%.

Also ich würde sagen, für PA-Einsatz taugt die Quadro 500 DSP vielleicht gerade noch, für HiFi weniger, für Messungen gar nicht.

Fortsetzung folgt...

[wus]

Als nächste nahm ich mir die QSC USA 400 vor. Die USA Serie war vor langer Zeit mal QSC's Budget PA Amp Angebot. Es ein altes Kupfer-und-Eisen-Schwein, das halbwegs kompakt baut und ohne Lüfter auskommt. Allzuviel erwartete ich mir nicht von ihr, wurde aber dann doch einigermaßen angenehm überrascht. Einzig ihren frühen Abfall im Tiefbass würde ich bemängeln. Die Verzerrungen halten sich in Grenzen.

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Mit höheren Leistungen nehmen die Verzerrung zu, bis 10W (8,9V an 8 Ohm) aber nur moderat.

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Mit mehr als 10W wollte ich nicht messen, um meine Freundin nicht zu sehr zu stören. (Irgendwann muss ich mir mal einen Lastwiderstand für Leistungsmessungen an Endstufen bauen :o)

Ich würde sagen, die QSC USA 400 eignet sich für LS-Messungen - zumindest solange es nicht ausgerechnet um Subwoofer handelt.

Demnächst schaue ich mir noch die Bryston 4BST an

[stoneeh]

Bei der Quadro hast du, da die Klirrwerte mit steigendem Messpegel gesunken sind, mit dem hohen Klirr bei kleinem Pegel wohl den Noisefloor des Geräts gemessen. Wenn die Messung passt stimme ich zu dass das Teil für Messungen von nichtlinearen Verzerrungen (Klirr etc.) an Lautsprechern nichts ist.

Um die Tauglichkeit beim hören zu beurteilen würd ich das Gerät aber einfach - hören ;) - das Urteil "taugt für HiFi weniger" hätt ich mir mangels Hörtest verkniffen. Wobei immer die Frage ist was man unter "HiFi" versteht.. wenn man nach der strikten Bedeutung des Begriffs, "High Fidelity", im Sinne von "hohe Signaltreue" geht, ist ja das allermeiste was HiFi ist gar nicht HiFi :)

[wus]

REW macht den noise floor ja kenntlich indem es die Kurven ausgraut wo der Klirr darin versinkt. Bezogen auf das ganze Audiospektrum hast Du schon recht, da sieht man vorrangig den noisefloor. Die Klirrspitzen zw. 600 und 1800Hz ragen da aber schon einigermaßen deutlich heraus.

Ich habe gerade auch einen Hörtest gemacht - habe meine alte Discobox aus dem Keller geholt, getrennt für Bass (EVM 15B) und Höhen (6 x Motorola KSN 1025 im 1/4-Rund angeordnet) Frequenzgang gemessen, mit dem DSP in der Quadro 500 linearisiert und bei 1500Hz zusammengefügt. Ich wollte mal sehen ob man dem antiken Teil per DSP Manieren beibringen kann.

Das konnte man sich schon anhören, sehr "zart" klang es allerdings nicht gerade. Wobei ich natürlich nicht sicher sagen kann ob das nun an den Verzerrungen des Amps liegt, an denen des Lautsprechers, oder einfach am noch nicht ganz ausgeglichenen Frequenzgang.

Aber genau diese Unsicherheit ist es, warum für mich die Quadro 500 für Messungen an Lautsprechern nicht in Frage kommt. Wenn ich Lautsprecher austesten will, dann muss das Testequipment um wenigstens eine Größenordnung besser sein als der Test-Kandidat. Also wenn ich sehen will ob ein Lautsprecher Verzerrungen unter 1% hat, dann sollte der Amp dabei unter 0,1% bleiben.

Die Bryston ST4B eignet sich da hervorragend. Hier bleibt der Klirr tatsächlich weitestgehend kleiner als der noise, und der noise floor liegt weitaus tiefer. Schon bei nur 1,0V Ausgangsspannung haben wir ca. 80dB S/N

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bei 2,83V etwa 90

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und bei 8,9V geht es schon stark Richtung 100dB.

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Bei 8,9V nehmen die Verzerrungen dann schon leicht zu, bleiben aber für Verzerrungsmessungen an Lautsprechern immer noch niedrig genug.

Also ich werde in Zukunft wohl immer wenn's mir drauf ankommt mit der Bryston messen.

[stoneeh]

War das eigtl. eine gemittelte Messung? D.h. mehrere Messläufe, und daraus den Durchschnittswert errechnet? In ARTA geht das im IMP-Modus via "Number of Averages", im SPA-Modus via "Averaging" (Linear, Exponential, ...). In REW leider kA - benutze die Software nicht. Was man sieht wenn man Averaging bei Messungen des Noisefloors von Elektronik aktiviert ist dass sich die Schwankungen "ausbügeln" und eine mehr oder weniger gerade Linie übrig bleibt. Noise ist ja kurzzeitig random - darum braucht's eine längere Messdauer, um einen guten Schnitt zu ermitteln.

Hab grad meinen Messknecht angekurbelt um das zu demonstrieren. Anbei Loopbackmessungen meiner Soundkarte (Creative X-Fi USB HD). Zuerst Noisefloor - links 1 Lauf, rechts Mittelung aus 100 Läufen:

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Klirr - links 1 Lauf, rechts Mittelwert aus 20 Läufen:

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Die "Klirrspitzen", die du bei der Quadro gemessen hattest, könnten sich mEn mit Averaging noch wegmitteln.


Zum Hörtest: schön dass du ihn durchgeführt hast. Ich wollte dich da unbeeinflusst reingehen lassen und hatte deswegen nicht erwähnt dass ich das Gerät ebenfalls bereits hier hatte.
Ich versuche ohne Erwartungshaltung in Hörtests bzw. jegliche Tests und Messungen zu gehen, hatte aber aufgrund vielfacher vergangener negativer Erfahrungen sicher mehr oder weniger den Gedanken "oje - China-Class D und DSP - das kann ja was werden" im Hinterkopf.
Ich wurde extrem positiv überrascht - das Ding hat (für meine Ohren) fast Null klangliche Beeinflussung - im Gegensatz zu diversen anderen Class Ds und DSPs, die teilweise das Signal so verfälschen dass sich ein daran angeschlossener hochwertiger Mehrwegelautsprecher anhört wie eine 80€-Media Markt-Boombox. Auch bei niedrigem Pegel fiel mir kein deutlich anderer Klang bzw. ein nennenswertes Grundrauschen o.ä. auf.

Insb. deswegen mein Kommentar "nicht von ein paar gemessenen Anhaltspunkten auf ein klangliches Erlebnis schließen". Die Literatur bzw. der aktuelle Stand der Forschung widerspricht hier übrigens auch nicht - eine klare Korrelation von nichtlinearen Verzerrungen zum gehörten hat sich mWn noch nicht feststellen lassen.

[wus]

REW kann auch über mehrere Läufe mitteln. Das habe ich bei den Messungen an den Linearrays auch gemacht. Gestern allerdings habe ich nur die fraglichen Messungen einige Male wiederholt um zu sehen, ob sich an den Klirr-Peaks irgendwas ändert - das tat es nicht.

Rauschen hörte ich die Quadro - nicht aus den Lautsprechern, aber aus dem Gerät! Für die Gerätekategorie ist der Lüfter zwar echt leise, aber wenn man direkt daneben sitzt stört das Geräusch auf Dauer halt doch. Aus diesem und 1, 2 weiteren Gründen ging sie heute zurück an Thomann.

[stoneeh]

Bei akustischen Messungen macht das Averaging weniger Sinn. Die Response eines Lautsprechers muss (allermindestens bei Kleinsignal) konstant sein. Umgebungsgeräusche und/oder den Noisefloor der Signalkette "eliminiert" man ebenfalls nicht via Averaging - erstere übertönt man besser via erhöhtem Messpegel bzw. geringerer Distanz Lsp - Mic (oder man sucht sich schlicht ne bessere Location), letztere sollten bei einer halbwegs wertigen Signalkette nie störend werden und sind im Falle des Falles auch via größerem Signal zu überdecken.

PA-Amps im Heimbetrieb sind wieder ein eigenes Thema. Die Lüfter sind sicher der Hauptausschlussgrund - bei manchen PA-Amps musst du schon ganz schöne Pegel über die Lautsprecher fahren, rein um nur die Lüfter zu übertönen ;). Aber auch schlechte bzw. mangelnde Netzfilterung kann Riesenprobleme verursachen - ich hatte schon bei mehreren t.amp & co Wechselwirkungen mit anderen Geräten im Netz festgestellt - d.h. entweder surrt oder fiept o.ä. das Gerät selbst, oder es werden diverse Störgeräusche über die Lautsprecherausgänge ausgegeben.
Auch die 50 Watt Leistungsaufnahme im Leerlauf der Quadro hat mir nicht gefallen. Kein Spitzenwert - diverse stärkere PA-Amps ziehen gerne mal ~1A im Leerlauf - aber ggüber zb meinem Icepower 125ASX mit ~10W im Leerlauf ist das schon ne ganz andere Liga.