Re: Aktives Tri-Amping

From	Dieter Michel <dmichel@prosound.de>
Newsgroups	de.sci.electronics
Subject	Re: Aktives Tri-Amping
Date	2020-01-29 23:58 +0100
Message-ID	<h9eh06Fli7oU1@mid.individual.net> (permalink)
References	(23 earlier) <r0q4mi$epo$1@news.albasani.net> <h9bub5F536hU1@mid.individual.net> <r0rtup$b6h$1@solani.org> <h9dnjfFgb8nU1@mid.individual.net> <r0sekf$mkb$1@solani.org>

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Hallo Helmut,

>> Ich könnte mir aber vorstellen, dass die vom OPA1612
>> produzierten Verzerrungen so niedrig sind, dass eventuelle
>> Noise- oder sonstige Rest-Fremdspannungsanteile (auch aus
>> der Elektronik des Messgerätes) das Ergebnis dominieren,
>> bis der OpAmp clippt.

> Ich habe Schwierigkeiten, das anzunehmen.
> Dann wären ja diese Diagramme wertlos und ein Schwindel.

Wertlos wäre es ja vermutlich dann, wenn man als
Entwickler nicht die Information daraus entnehmen kann,
die man braucht. Schwindel - weiß nicht - sie schreiben
ja dran, was da dargestellt ist, im vorliegenden Fall
THD+N. Im Text des Datenblatts des OPA1612 wird darauf
hingewiesen, dass viele Meßsysteme solch niedrige Verzerrungen
nicht messen können und sie beschreiben die Schaltung, mit
der die Messung durchgeführt wurde.

Das finde ich auch ganz gut so, denn ich würde schon
erwarten, dass eine Datenblattspezifikation mit einem
Meßsystem gemessen wird, das nicht selbst erheblich
zum Ergebnis beiträgt.

Wenn das erfüllt ist, sollten die Messergebnisse im
wesentlichen vom gemessenen Gerät (z.B. einer Opamp-
Schaltung) herrühren und eine aussage darüber erlauben.

> Beispielsweise der ADA4075-2 von Analog_Devices
> hat drei solche wunderschönen Diagramme.

Ist zwar jetzt wieder ein anderes Bauteil, als Beispiel
aber vielleicht gar nicht so schlecht. Im Datenblatt unter
<https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADA4075-2.pdf>
gibt es auf Seite 15 die Abbildung 58.

Der Verlauf von THD+N gegen die Signalamplitude hat einen
ziemlich linearen Teil von etwa 0,0001V bis ca. 1V.
Wenn ich da mal zwei Punkte auf dem linearen Teil der
roten Kurve rausgreife, die ich einigermaßen gut ablesen kann,
habe ich z.B. einen Tick mehr als 0,0003% THD+N bei 0,9V,
ca. 0,003% bei 0,09V und ca. 0,9% bei 0,0003V. Da mag noch eine
kleine Unsicherheit beim Ablesen des Diagramms dabei sein, das
kann man sicher noch etwas genauer machen, aber wir haben ja
leider keine tabellierten Messwerte.

Jetzt nehme ich mal an, dass der ADA4075-2 sowohl nichtlineare
Verzerrungen produziert, als auch Fremdspannungen, die nichts
mit dem Nutzsignal zu tun haben, beispielsweise Rauschen oder
Anteile von Einstreuungen über die Versorgungsspannung, was auch
immer. Das Residualsignal des Analyzers, also das, was in Bezug
zur Nutzsignalamplitude gesetzt wird, um THD+N zu berechnen,
ist also eine Mischung dieser verschiedenen Anteile.
Bei der THD+N-Messung werden diese Komponenten nicht getrennt
ausgewertet.

Im Beipiel des ADA4075-2 und der obigen Zahlen wäre, inkl. der
der Ableseunsicherheit, der Absolutwert des Residualsignals an
den beiden genannten Punkten:

1. 0,9V * 0,0003% = 0,003mV (einen Tick mehr)
2. 0,09V * 0,003% = 0,003mV
3. 0,0003V * 0,9% = 0,003mV

Das heißt, der lineare Teil der Kurve ist ziemlich gut
mit der Annahme erklärbar, dass das Residualsignal des
Analyzers unabhängig vom Nutzsignal ziemlich konstant ist.
Dadurch sinkt in diesem linaren Bereich der THD+N Wert
umgekehrt proportional zur Nutzsignalamplitude.
Ab ca. 1V Signalamplitude sieht man, dass THD+N vom
linearen Verlauf abweicht und mit steigender Amplitude
nicht mehr so stark abfällt. Das könnte z.B. bedeuten,
dass bei diesen höheren Amplituden, speziell bei nieder-
ohmigerer Last irgendwo die nichtlinearen Verzerrungen
ansteigen.

Als Entwickler könnte ich aus irgendeinem Grund nun
beispielsweise auf dem linearen Teil der Kurve bleiben
wollen. Dann würde ich vielleicht dafür sorgen, dass
die Nutzsignalamplitude nicht größer als 1V wird.

Das ist nun bei diesem ADA4075-2 nicht so furchtbar
ausgeprägt, dass man ein Problem damit haben müsste
- ist jetzt nur ein Beispiel dafür, wie man mit diesem
THD+N Disgramm umgehen könnte.
Aber es mag ja auch Bauteile oder Schaltungen geben, bei
denen die THD+N-Kurve nicht so linear verläuft und sich
größere Abweichungen auftun.

Im Prinzip muss man ja auch nicht zwingend THD+N messen.
Wenn das Meßsystem eine Spektralanalyse machen kann,
hat man ja auch die Möglichkeit, die Harmonischen separat
zu betrachten, oder z.B. die geraden und ungeraden getrennt
zu summieren. Dann sollte auch das Diagramm THD vs. Amplitude
anders aussehen. Bei sehr klirrarmen Komponenten muss das
Meßsystem natürlich eine so große Dynamik haben, dass auch
sehr niederpegelige Verzerrungskomponenten noch gemessen
werden können.

Viele Grüße

Dieter

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          Re: Aktives Tri-Amping Helmut Schellong <rip@schellong.biz> - 2020-01-27 21:25 +0100
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