Meten van de bandbreedte met een multimeter met een sweepfunctie

Meten van de bandbreedte

De bandbredte kan gemeten worden door

• spanningsmetingen op verschillende frekwenties (generator en multimeter nodig),

• door blokgolven op de skoop te meten en de bandbreedte te berekenen (generator en skoop nodig) of

• door een sweepfunctie (generator en skoop). Op deze pagina ook uitleg over de invloed van de tegenkoppeling (sweep en blokgolf).

Invloed van de tegenkoppeling op de bandbreedte

De tegenkoppeling zal de versterking op verschillende frekwenties egaliseren en kan de effectieve bandbreedte ook uitbreiden. Een natuurlijke versterker (zonder tegenkoppeling) heeft onvermijdelijk een bolle frekwentieweergave.

Wat is de bandbreedte van een versterker?

De bandbreedte wordt gemeten met een dummy weerstand om de luidsprekers niet te beschadigen en ook om een meting te hebben onafhankelijk van de luidspreker (waarvan de impedantie kan veranderen naargelang de frekwentie).

Voor de meting gebruikt men best een vermogen die 25 à 50% is van het nominaal vermogen op de middenfrekwenties (400 - 1000Hz). Bij een te hoog vermogen heeft men een automatische afzwakking op de middenfrekwenties waardoor de extreme frekwenties beter uitkomen. Bij een te laag vermogen wordt de versterker te weinig belast en worden de extreme frekwenties beter versterkt. Voor het bepalen van de vermogensbandbreedte gebruikt men doorgaans een signaalamplitude zodat men een vermogen van minstens 50% haalt op de middenfrekwenties.

De middenfrekwenties zijn de frekwenties die de versterker het best kan weergeven, dit zijn meestal de frekwenties tussen 400 en 1000Hz. Het gebied met de middenfrekwenties is veel groter bij een transistorversterker (of zou groter moeten zijn).

Welke bandbreedte hebben we nodig?

Transistorversterkers kunnen een lage frekwentie van 5 à 10Hz hebben, maar lager moet de versterker zeker niet gaan: er wordt dan vermogen in de luidspreker gepomt die hij niet kan weergeven. Als er DC spanning op de ingang van de versterker staat, dan mag die niet versterkt worden en overgebracht worden naar de uitgang. Een versterker moet altijd een ingangscondensator hebben om een eventuele gelijkspanningscomponent tegen te houden. Lampenversterkers hebben doorgaans een hogere beginfrekwentie vanwege de uitgangstransformatoren die de laagste freekwenties niet kunnen overbrengen. Een lage frekwentie van 20Hz is uitstekend voor een lampenversterker.

Zowel lampenversterkers als transistorversterkers kunnen hoger in de frekwentie gaan. 20kHz is eigenlijk een minimum-waarde. Transistorversterkers en ook lampenversterkers zouden minstens een signaal van 50kHz moeten kunnen versterken. De meting gebeurt hier op een verlaagd vermogen want bij een normaal muzieksignaal zit er zeer weinig energie in de hoogste frekwenties. Het is niet nodig dat de versterker zijn maximaal vermogen kan leveren op 50kHz, maar op een laag vermogen (bijvoorbeeld 10% van het nominaal vermogen) moet de curve redelijk recht zijn.

Versterkers hoeven geen frekwenties boven de 50kHz te versterken. Het kan gebeuren dat de versterker stoorsignalen zou oppikken en versterken en naar de luidspreker sturen en dat is zeker niet de bedoeling. Niet alléén kunnen dergelijke frekwenties de tweeters beschadigen (en je hoort het niet dat ze te hoge frekwenties te verwerken krijgen), maar ze kunnen ook intermodulatieproducten veroorzaken die wel in het hoorbaar spectrum vallen en de geluidkwaliteit verminderen.

Maar het is wel nodig dat de versterker tot 20kHz gaat (en zelfs een beetje hoger), zelfs al hoor je deze frekwenties niet meer (zoals ik, helaas). Met een beetje ervaring hoor je direct of de versterker beperkt is in de hoge tonen. Een onbeperkt signaal heeft meer "punch", de middentonen zijn veel beter gedefinieerd, de klank is levendiger.

Veel lampenversterkers zijn helaas beperkt in de hoge tonen omdat de versterker anders onstabiel zou zijn. Deze onstabiliteit wordt meestal veroorzaakt door een slecht ontworpen tegenkoppeling. Puristen vinden "natuurlijke versterkers" (versterkers zonder tegenkoppeling) het summum omdat de bandbreedte niet beperkt moet worden, maar een versterker met ene goede tegenkoppeling klinkt nog beter, dat kan ik je verzekeren. Een goede tegenkoppeling ontwerpen is testen, testen en nog eens testen, en puristen hebben daar de kennis en het materiaal niet voor. Dan gaan ze voor de minder goede oplossing, een versterker zonder tegenkoppeling.