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Messlabor

Verstärkermessung: Ausgangsleistung

  1. So testet AUDIO Verstärker
  2. Verstärkermessung: Ausgangsleistung
Testlab Widerstandsnetzwerk

© WEKA Media Publishing GmbH

Um Verstärker in allen typischen Varianten belasten zu können, stehen für bis zu acht Kanäle solche schaltbaren Widerstandsnetzwerke zur Verfügung.

Die bei den meisten Transistorverstärkern starke Gegenkopplung reduziert die Verzerrungen auf ein oft extrem geringes Maß, nur die Leistungsgrenze ist dann durch fast sprunghaft steigende Verzerrungen (Clipping) von größerer klanglicher Relevanz. Da die besten Musikaufnahmen Pegelspitzen bis 20 dB beinhalten, der Klirrfaktor beim Clipping innerhalb weniger Watt von 0,1 auf fast 100 Prozent steigt, ist es schlecht, einen Transistorverstärker über seinem Limit zu betreiben.​

Einen anderen Blick auf die nichtlinearen Verzerrungen bietet das bei einem festen Pegel gemessene Verzerrungsspektrum, bei dem die erste Harmonische bei 1020 Hz ausgefiltert ist. Es zeigt auch das Grundrauschen und Netzbrummen, das bei ganzzahligen Vielfachen von 50 Hz liegt, sowie Wechselwirkungen zwischen den Signalen (Intermodulation).​​

Ausgangsleistung

​Dass es drastische Verzerrungen hervorruft, einen Verstärker außerhalb seiner Leistungsgrenzen zu betreiben, ist klar. Doch wo eigentlich liegen diese Grenzen? Das hängt vom Lautsprecher ab, dessen Impedanz etwa bei früheren Infinity- oder Apogee-Modellen deutlich​ unter 2 Ohm liegen kann, aber auch eine Größenordnung und mehr höher. Ersteres stellt hohe Ansprüche an die Stromlieferfähigkeit, letzteres an die maximale Ausgangsspannung des Verstärkers. Dass beides zusammenkommen kann, zeigt der Lautsprecher-Impedanzgang. Die minimale Impedanz liegt bei etwas über 3 Ohm, die maximale bei knapp 25 Ohm. 

Dazu kommen Phasenverschiebungen, der maximale Strom fließt nicht simultan mit der am Lautsprecher anliegenden maximalen Spannung. Das fordert dem Verstärker besonders viel ab, wie auch die Messungen an einer vom Testlab selbst konstruierten Last in der weltweit​ einzigartigen Würfelmessung zeigen. Bei dieser wird die nur kurzfristig geforderte, sogenannte Musikleistung bei 8, 6, 4, 3 und 2 Ohm gemessen, wobei die Phasendrehung zwischen Spannung und Strom von -60 Grad bis +60 Grad in 20-Grad-Schritten variiert wird. Im Würfel ist dann die maximale Spannung dargestellt, die der Verstärker ohne Clipping abgeben kann. Daraus ist die Ausgangsleistung leicht errechnet.​

Testlab Netzversorgung

© WEKA Media Publishing

Die Netzversorgung wird bei Messungen bis zu 3,6 Kilowatt (230 Volt/16 Ampere) aufs Volt genau stabilisiert, um Messfehler zu vermeiden.

Verstärker mit hohem Ausgangswiderstand oder begrenzter Stromlieferfähigkeit zeigen einen nach vorne und damit zu niedrigen Lastimpedanzen mehr oder minder abfallenden Würfel. Solche Verstärker sollten folgerichtig bevorzugt mit Lautsprechern hoher Impedanz kombiniert werden.

Kritisch zu kombinieren sind auch Verstärker, deren Würfel rechts und links der Null-Grad-Phasenlinie abfallen. Sie haben Probleme, ihre Maximalleistung an Lautsprechern mit starken Phasendrehungen in der Impedanz zu liefern. Diese erkennt man an einem unausgeglichenen Impedanzgang mit großen Sprüngen innerhalb kleiner Frequenzbänder. Als Orientierungswert zur Kombination von Verstärkern und Lautsprechern berechnet das Testlab aus den 35 Einzelmessungen der Verstärkerausgangsleitung die AUDIO-Kennzahl. Beim Lautsprecher wird diese aus dem Wirkungsgrad, als Fähigkeit des Lautsprechers Eingangsleistung in Schalldruck umzusetzen, dem Impedanzminimum und den maximalen Phasenverschiebungen des Impedanzgangs, berechnet. Ist die AUDIO-Kennzahl des Verstärkers größer als die des Lautsprechers, hat der Amp keine Probleme, den Lautsprecher auch bei hohen Pegeln zu betreiben.

Fazit

Ob man beim Frequenzgang lieber die bandbreitenbegrenzte Abstimmung wählt oder auf Breitbandigkeit setzt, ist genauso Geschmackssache wie die Wahl zwischen röhrentypisch höherem Klirr mit dominierender zweiter Harmonischen oder minimalen Verzerrungen. Für Magnetsysteme sollte der Phono-Eingang aber eine geringe Eingangskapazität haben. Wichtiger noch ist, dass der Verstärker dem Lautsprecher gewachsen ist. Bei stark schwankenden, niedrigen Impedanzen ist ein AUDIO-Leistungswürfel mit ebener Oberfläche gefragt; die Leistung sollte dem Wirkungsgrad gerecht werden, damit der Verstärker sein Potenzial auch wirklich entfalten kann.​

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