Scheinimpedanzmessgerät

[Martin]

mit diesem neuen Einwohner des Wellenkinos soll im Eilverfahren die Eingangsimpedanz von Ausgangsübetragern, Lautsprechern, Verstärkereingängen und ähnlichem gemessen werden.
Ein detailierter Bericht darüber kommt sobald ich das zuverlässig am laufen habe (jetzt werden erstmal Messreihen erstellt und mit dem W+G Messplatz gegengeprüft ob es so stimmt und wenn ja wie genau,) vor der Beute kommt stets die Müh...


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lG Martin

[radioljub01]

Hallo Martin,

da bin ich mal gespannt auf die Inbetriebnahme. Wenn ich die Drucktasten sehe, wird es mir ganz mulmig. Da hat man eine Menge zu putzen. Aber vielleicht hat SENNHEISR bzw. H&B da etwas ganz besonders Gutes eingebaut? 

Das Gerät gibt es auch HIER in RM.org. Da hat der Hans Knoll geschrieben, welche Batterie dort hineingehört.

[Martin]

Hallo Martin,

da bin ich mal gespannt auf die Inbetriebnahme. Wenn ich die Drucktasten sehe, wird es mir ganz mulmig. Da hat man eine Menge zu putzen. Aber vielleicht hat SENNHEISR bzw. H&B da etwas ganz besonders Gutes eingebaut? 

Das Gerät gibt es auch HIER in RM.org. Da hat der Hans Knoll geschrieben, welche Batterie dort hineingehört.

hallo Harald,

ich hab ersatzweise einen Batteriehalter für 6x Mignon da reingebaut, das passt so.

Das Gerätchen muß noch nachgezogen werden, einen Widerstand (7,512k) zeigt es als 8k an. Die vielen Jährchen erfordern eine kleine Nachkalibrierung.
Da es ein ganzes Rudel an Trimmpotis hat ist auch das wieder Arbeit

Die Drucktasten sind die üblichen gegenseitig auslösenden, also nichts besonderes.

Bevor es an komplexe Eingänge geht muß es erstmal ganz normale Widerstände genau messen können, dann kann man davon ausgehen daß es vernünftig arbeitet.
Einem Widerstand ist es egal ob er mit Gleichspannung oder mit einem Sinus gemessen wird. Hier ist es eben ein Sinus.

Es gibt eine entfernte Verwandschaft zu meinem "Milli", dieses Röhren-Niederohmmeter mit Vierleitertechnik, das hat auch einen Sinusgenerator vorn, allerdings ca 10kHz, und der obere Messbereich endet bei 300 Ohm

lG Martin

[Martin]

Ich hab den heutigen Abend damit verbracht das Gerätchen einzustellen.
Es zeigt nun Metallfilmwiderstände mit allen drei Testfrequenzen recht genau an, d.h. so kann man das benutzen.
(aufgrund des recht einfachen Messwerks und der bescheidenen Abmessungen muß man ihm eine Toleranz von 2-3% zugestehen. Für den vorgesehenen Zweck sei das allemal ausreichend.)

Ich erklär das mal so daß auch unsere Anfänger da was mit anfangen können.

Ein Widerstand, also ein Kohleschicht- oder Metallfilm- oder Drahtwiderstand hat denselben Wechselstromwiderstand wie Gleichstromwiderstand. Damit ist das einfach nur Widerstand und mit jedem Multimetermessbar (welches mit Gleichstrom arbeitet)

Ein Tontrafo oder ein Verstärkereingang, ein Lautsprecher und dergleichen mehr haben Spule und / oder Kondensatoren mit dabei, diese haben je nach Frequenz unterschiedliche Widerstände, d.h. der Gleichstrom-Widerstand davon ist nicht identisch mit dem Wechselstromwiderstand. In solchen Fällen nennen wir den Wechselstromwiderstand Scheinwiderstand bzw. Scheinimpedanz, der kann mit dem Multimeter nicht gemessen werden und gilt immer nur für eine bestimmte Frequenz.
Genau da setzt dieses Messgerät an. Es enthält einen Tongenerator mit drei umschaltbaren Frequenzen und einen Messverstärker und bildet so ein Wechselstrom-Ohmmeter mit drei Frequenzen, nämlich 250Hz, 1kHz und 4kHz.
Wir können also nicht für jede beliebige Frequenz den widerstand ermitteln sondern nur für diese drei, das ist eben die Einschränkung. Für eine gute Beurteilung von Bauteilen ist das aber in den allermeisten Fällen völlig ausreichend.

Die wohl am häufigsten auftauchende Messaufgabe für solch ein Kistchen ist das Ermitteln des Wechselstromwiderstandes von einem unbekannten Ausgangstrafo für Endröhre.
Anhand der Datenblätter unserer Endröhren können wir so beurteilen ob der Trafo mit der Röhre verwendet werden kann oder eben nicht.

Für eine EL84 sind das üblicherweise 5 bis 5,5kOhm.

Messaufbau.

Der Lautsprecher belastet den Trafo und senkt somit direkt dessen Wechselstromwiderstand, d.h. im Idealfall messen wir den Ausgangstrafo mit sekundär angeschlossenem Lautsprecher oder ersatzweise einem Widerstand der dem vom vorgesehenen Lautsprecher entspricht. Nun werden die beiden Primäranschlüsse mit dem Messgerät verbunden und schon kann der Widerstand des Trafos (mit seiner Last) ermittelt werden, für 250Hz, 1kHz und 4kHz. Dabei wird herauskommen daß der Widerstand des Trafos mit höherer Frequenz ebenfalls zunimmt.

der Messwert bezogen auf 1kHz sollte eine gut verwendbare Information sein ob es mit der Röhre passt oder eben nicht.
Übrigends verändert sich der Wechselstromwiderstand des Trafos sehr wenn sich die Last ändert, d.h. wenn du zB 4k gemessen hast, jedoch 5.2k benötigst, dann kann ein etwas hochohmigerer Lautsprecher schon ausreichen und der Trafo hat die gewünschten 5k. Da gibts ein weites Feld zum experimentieren, bei dem das Scheinimpedanzmessgerät stets die auskunft liefert was sich da wie verändert hat.

lG Martin

[Martin]

hallo Harald,

Ausmessen eines kleinen AÜ, Schnelltest

1. Ausgangswiderstand des AÜ.

mit 1kHz Sinus füttern und sekundäre Leerlaufspannung messen.
nun den Trafo mit einem Drahtpoti belasten und solange zudrehen bis die halbe Leerlaufspannung erreicht ist. Der R vom Poti entspricht nun dem Ausgangswiderstand vom Trafo.

Den zugehörigen Lautsprecher sofern vorhanden kann das ZP2 natürlich auch durchpiepen und den Widerstand davon ermitteln.

2. Eingangswiderstand, Scheinimpedanz

Poti dranlassen und messen,

für 250Hz
   

für 1kHz*
   

für 4kHz
   

* 5,2k , das ist ein Trafochen für eine EL84

wären da um die 8k wärs einer zB für eine EL41
wären da um die 10k wärs einer für eine EL95

die Lastdaten sind den Röhrendatenblättern zu entnehmen, so läßt sich das schnell zuordnen.
Die Widerstandszunahme nach oben zu läßt sich mit einem Zobelglied bearbeiten. Das sollte man aber nicht bezogen auf eine ohmsche Last machen sondern bezogen auf den Lautsprecher der dransoll.


lG Martin

[Richard]

Hallo Martin,
Was für ein W&G Gerät ist das im Hintergrund ich habe hier den Messplatz PS-6 mit SPM-6.
Ein tolles Gerät auch für Scheinwiderstandsmessungen ist der PMG-6 von W&G.
Gruß Richard

[Martin]

hallo Richard,

das ist der SPM-11 mit Trackinggenerator PSE-11+ Wobbel/Symmetrierzusatz SPMZ-111 , hängt noch ein Rohde&Schwarz XY Schreiber ZSK2 dran für Kurvendiagramme DIN-A3

   

Den können wir gern noch hinzuziehen da ich mit den Forschungen rund um Bastel-AÜ ausmessen nochnicht durch bin es gibt da noch Unstimmigkeiten mit anderen Kolegen.
Ich suche nach dem messtechnischen Weg zum schnellen Ausmessen von AÜ. Die Ergebnisse sind schon gut, werden aber nicht von allen Könnern so abgenickt. Daher sei hier noch ausdrücklich gesagt: Ohne Gewähr bis auf weiteres, ich werde da noch Spezialisten hinzuziehen um der Sache richtig auf den Grund zu gehen.

lG Martin

[radioljub01]

hallo Harald,
Ausmessen eines kleinen AÜ, Schnelltest
1. Ausgangswiderstand des AÜ.
mit 1kHz Sinus füttern und sekundäre Leerlaufspannung messen.
nun den Trafo mit einem Drahtpoti belasten und solange zudrehen bis die halbe Leerlaufspannung erreicht ist. Der R vom Poti entspricht nun dem Ausgangswiderstand vom Trafo.

Den zugehörigen Lautsprecher sofern vorhanden kann das ZP2 natürlich auch durchpiepen und den Widerstand davon ermitteln.

Hallo Martin,

ein wirklich beeindruckender Messgerätepark. Da wird man ganz neidisch!

Zu Deiner Berechnung des Ausgangswiderstandes des AÜ:

Hat man einen idealen Transformator vor sich, und schaut in seine Anschlüsse, so sieht man die jeweils mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses transformierte Lastimpedanz der Gegenseite. Würde der Transformator in einer Kiste stecken, aus der nur zwei Drähte herausschauen, könnte man nicht unterscheiden, ob im Innern ein Trafo sitzt, oder die gerade genannte Impedanz.

Du hast nun an die Primärseite Deinen Sinusgenerator (vermutlich mit 50 Ohm Innenwiderstand) angeschlossen und misst an der Sekundärseite die Spannung Ua.
Diese Spannung Ua entspricht im Leerlauf der Primärspannung multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis ü=w2/w1.
w1 und w2 sind die Windungszahlen von Primär- und Sekundärwickel.

Die Quellimpedanz der Sekundärspannung berechnet sich grob aus der Quellimpedanz der Primärseite multipliziert mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses. Nun ist die Quellimpedanz der Primärseite nicht 50 Ohm, denn der Strom, der durch die Primärseite getrieben wird, wird ja nicht nur durch den 50 Ohm Innenwiderstand des Sinusgenerators sondern ebenfalls durch die Impedanz des Primärwickels bestimmt.

Es ist also reiner Zufall, wenn bei Deiner Messung der durch Transformation des Eingangswiderstandes generierte Ausgangswiderstand  gerade 4 Ohm ist. Deswegen halte ich Deine Methode mit dem Drahtwiderstand als Simulation des Lautsprechers, dessen Wert man solange verändert, bis die halbe Ausgangsspannung gemessen wird, für etwas fragwürdig. Du kannst ja mal einen Widerstand von ein paar Hundert Ohm zwischen Deinen Sinusgeneratorausgang und den AÜ einschleifen und Du wirst sehen, dass Du Deinen Drahtwiderstand jetzt ganz anders einstellen musst, um die Ausgangsspannung zu halbieren.

Deswegen überrascht es mich auch ein wenig, daß Du bei Abschluss des Ausgangs mit dem so ermittelten Lastwiderstand am Eingang des AÜ den korrekten Scheinwiderstand siehst, denn das ist ja der mit ü^^2 multiplizierte Lastwiderstand.

Zugegebenermassen sind das hier alles Näherungsbetrachtungen. In Wirklichkeit ist alles noch viel komplizierter. Steht aber eigentlich alles in der einschlägigen Fachliteratur.

Ich sehe gerade dass im PITSCH ein schönes Beispiel steht, das so nett simpel ist, dass ich mir nicht verkneifen kann, es hier wiederzugeben:

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
Ist der Lautsprecherwiderstand RL = 4Ohm (gemeint ist die Impedanz - nicht der Ohmsche Widerstand), und der geforderte Anpassungswiderstand Ra=7000 Ohm, so ergibt sich das erforderliche Übersetzungsverhältnis ü zu:

7000/4= 1750=ü^^2. Damit ist ü=w1/w2=Wurzel(1750)= 42/1

Bei einer genaueren Berechnung müssen auch die Kupferverluste des AÜ berücksichtigt werden, die von dem geforderten Anpassungswiderstand Ra abzuziehen sind. Bei 20% Kupferverlusten reduziert sich der Wert von ü zu

ü= Wurzel( 7000-1400) /4 =>37,5/1.

Zur Messung von ü eines vorhandenen AÜ legt man an die Primärseite eine Spannung von 100V~ und misst die Sekundärspannung.
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So einfach geht das!

[Martin]

hallo Harald,

vielen Dank !
Ja es ist alles viel komplizierter, an dem Thema wird heftig gearbeitet.

Mein Grundgedanke war, daß die ideale Sekundäranpassung dann erreicht ist, wenn die Ausgangsamplitude den halben Wert vom unbelasteten Leerlauf hat.
Genau da scheint der Wurm drin zu sein. Das ist Lastimpedanz, und dieVerstärkerbauer gehen da mehr über die Spannungstransformation ins Ziel, also mit weniger Belastung? Je nach Trafogröße ist auch das wieder verschieden, bei den kleinen Exemplaren könnte es in etwa stimmen und führt so auch zu Messergebnissen bei mir die durchaus im realen Bereich liegen.
Bei größeren AÜ wirds dann krass ! Wobei anzumerken wäre daß größere AÜ ihre Daten eigentlich immer griffbereit haben, ich suche nach der Schnelldurchmess-Methode für kleine AÜ aus der Bastelkiste, also völlig ohne Daten. Das ist ein steiniger Weg aber als Sammler analoger Messtechnik interessiert mich das eben besonders, die Ausrüstung hier ist nicht grade sparsam und sollte das können.
Auch bei vielen Wenn & Aber gibts vielleicht einen Weg über Tabellen und Datensammlung zu einer Direktive zu gelangen wie man auf die Schnelle einen unbekannten Klein-AÜ ausmessen kann. Das ZP2 ist ein Wechselstrom-Ohmmeter mit Sinusgenerator und drei festen Frequenzen, es liefert ca 3V an. (Also keine Kernsättigung, da gehts schonwieder los... und Vormagnetisierung bei Trafo mit Spalt hab ich auchnicht...)

So einfach geht das - leider nicht, zumindest für mich

lG Martin

p.s. sollte das SPM-11 nicht ausreichen kann e s durchaus passieren daß ich noch dickeres Gerät auffahre, aber letztendlich will ich mit dem kleinen ZP2 unbekannte Radio-AÜ ausmessen, darum gehts.