12.02.2011, 09:01 PM
Prinzipiell sieht man auf dem Scope eher die groben Schnitzer,
Klirrfaktoren unter 1% eher nicht. Bei SpeicherScopes mit 8bit AD-Wandlern
ist da auch nicht mehr zu erwarten. Unterschiede im Bereich kleinerer Pegel
wirst Du also kaum mit dem Scope finden.
Da müssten dann feinere Verfahren her wie Klirrfaktor- oder Spektrumanalyse.
Da diese aber in der Frequenzdomäne arbeiten, kann man kaum direkt auf die Natur etwaiger Verzerrungen schließen.
Dazu fehlt der Plot über der Zeit, wie wir ihn vom Scope her kennen.
Doch halt, da fällt mir was ein!
Ganz allgemein bedeuten Verzerrungen Abweichungen der Form des Ausgangssignales von der Form des Eingangssignales.
Praktisch jeder Leistungsverstärker ähnelt einem aufgepimpten OPV,
d.h. er hat einen invertierenden-, einen nicht-invertierenden Eingang
und einen (Leistungs-)Ausgang. Im Idealfall hat dieser OPV unendliche innere Verstärkung, die über das Gegenkoppelnetzwerk zwischen Ausgang und inv- Eingang auf einen praktischen Wert (typ 30-fach) eingestellt wird.
Jetzt kommt der eigentliche Trick
Folgt man diesem Modell, dann ist die Wechselspannung zwischen inv und n.inv Eingang im Idealfall Null, egal womit angesteuert wird.
Wenn man nun diese Differenz mit dem Scope mißt, sieht man aufs feinste
herausgefiltert nur noch die Abweichung vom Idealfall.
Wenn Du also mit Sinus-Signalen ansteuerst, könntest Du an dieser Stelle ein winzig kleines Sinussignal wiederfinden. Diese Abweichung ist offensichtlich geschuldet der nicht unendlichen Leerlaufverstärkung.
Wenn Du die Signalfrequenz erhöhst, nimmt dieser Pegel zu:
Die Leerlaufverstärkung nimmt ab mit der Frequenz, also siehst Du eine größere Abweichung.
Der eigentliche Clou bei der Sache aber ist, dass nichtlineare Verzerrungen an dieser Stelle sofort sichtbar werden, wohingegen
das unverzerrte Nutzsignal weitestgehend ausgeblendet wird.
Mit dieser "Delta"-Methode sieht man quasi alle Fehler und Abweichungen
wie durch eine Lupe
Am einfachsten ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Verstärker als Invertierverstärker betrieben wird, wobei der n.invertierende Eingang an Analog-GND liegt. Dann kann man auch ohne Differenzmessung mit einem Kanal zwischen inv. Eingang und Analog-GND oszillographieren
Klirrfaktoren unter 1% eher nicht. Bei SpeicherScopes mit 8bit AD-Wandlern
ist da auch nicht mehr zu erwarten. Unterschiede im Bereich kleinerer Pegel
wirst Du also kaum mit dem Scope finden.
Da müssten dann feinere Verfahren her wie Klirrfaktor- oder Spektrumanalyse.
Da diese aber in der Frequenzdomäne arbeiten, kann man kaum direkt auf die Natur etwaiger Verzerrungen schließen.
Dazu fehlt der Plot über der Zeit, wie wir ihn vom Scope her kennen.
Doch halt, da fällt mir was ein!
Ganz allgemein bedeuten Verzerrungen Abweichungen der Form des Ausgangssignales von der Form des Eingangssignales.
Praktisch jeder Leistungsverstärker ähnelt einem aufgepimpten OPV,
d.h. er hat einen invertierenden-, einen nicht-invertierenden Eingang
und einen (Leistungs-)Ausgang. Im Idealfall hat dieser OPV unendliche innere Verstärkung, die über das Gegenkoppelnetzwerk zwischen Ausgang und inv- Eingang auf einen praktischen Wert (typ 30-fach) eingestellt wird.
Jetzt kommt der eigentliche Trick
Folgt man diesem Modell, dann ist die Wechselspannung zwischen inv und n.inv Eingang im Idealfall Null, egal womit angesteuert wird.
Wenn man nun diese Differenz mit dem Scope mißt, sieht man aufs feinste
herausgefiltert nur noch die Abweichung vom Idealfall.
Wenn Du also mit Sinus-Signalen ansteuerst, könntest Du an dieser Stelle ein winzig kleines Sinussignal wiederfinden. Diese Abweichung ist offensichtlich geschuldet der nicht unendlichen Leerlaufverstärkung.
Wenn Du die Signalfrequenz erhöhst, nimmt dieser Pegel zu:
Die Leerlaufverstärkung nimmt ab mit der Frequenz, also siehst Du eine größere Abweichung.
Der eigentliche Clou bei der Sache aber ist, dass nichtlineare Verzerrungen an dieser Stelle sofort sichtbar werden, wohingegen
das unverzerrte Nutzsignal weitestgehend ausgeblendet wird.
Mit dieser "Delta"-Methode sieht man quasi alle Fehler und Abweichungen
wie durch eine Lupe
Am einfachsten ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Verstärker als Invertierverstärker betrieben wird, wobei der n.invertierende Eingang an Analog-GND liegt. Dann kann man auch ohne Differenzmessung mit einem Kanal zwischen inv. Eingang und Analog-GND oszillographieren
...mit der Lizenz zum Löten!