HIFI-FORUM » Stereo » Elektronik » Klirrfaktor | |
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Klirrfaktor+A -A |
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Autor |
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tricky
Neuling |
#1 erstellt: 19. Feb 2003, 16:29 | |
Hallo zusammen! Kann mir jemand helfen, ich kann mit dem Ausdruck Klirrfaktor nicht so richtig viel anfangen. Was beschreibt der Klirrfaktor? Und was ist der Unterschied zwischen 0,03% und 0,02%? Gibt es irgendwo so Erklärungen dazu - vielleicht ein Dokument zum Download. bis dann, Tricky |
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jakob
Hat sich gelöscht |
#2 erstellt: 19. Feb 2003, 17:08 | |
Hi Tricky, vielleicht ist dies etwas: http://www.tftoto.de/technik/digital/seite12.htm Gruß |
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ThomasT
Ist häufiger hier |
#3 erstellt: 20. Feb 2003, 00:58 | |
Klirrfaktor = Oberwellen durch nichtharmonische Verzerrung --------------------------------------------- Gesamtsignal Klirrfaktor ist also ein Mass dafür wie stark ein Verstärker verzerrt. Aber Klirrfaktor ist nicht gleich Klirrfaktor. Gerade Röhren (Trioden) produzieren hauptsächlich geradzahlige Oberwellen (also 2,4,6,8, musikalisch Oktaven, Quinten) die z.T. recht angenehm klingen und auch nicht stören. Ungerdzahlige Oberwellen produzieren z.B. clippende Verstärker (->Rechteckschwingung). Diese klingen scharf und schrill (musikalisch Terzen oder unmusikalische Zwischentöne 1:7, 1:13 z.B.).) Deseiteren ist bei hohen Frequenzen der Klirrfaktor gar nicht so wichtig. Ein verzerrter 10kHz Ton hat die erste Oberwelle bei 20Khz. Das hört man nicht mehr. Summen und Differenztöne sind eher das Problem, wenn nich tgerade nur eine Sinusschwinunge beteiligt ist. weiterhin ist wichtig wie sich Klirrfaktoren von hintereinandergeschalteten System addieren. Namlich: Kgesamt = Wurzel ( K1^2 + K2^2 ). D.h. grosse Klirrfaktoren fallen viel stärker ins Gewicht. Das Ohr hat schon einen Klirrfaktor von rund 1%! Lautsprecher ebenfalls. Ob ein Verstärker 0.03% oder 0.02% hat ist unerheblich. Klirrfaktor Ohr: 1% = 0.01 Verstärker1 0.03% = 0.0003 Verstärker2 0.02% = 0.0002 Kges1 = W (0.01^2 + 0.0003^2) = 0.010004 = 1.004% Kges2 = W (0.01^2 + 0.0002^2) = 0.010002 = 1.002% Also lächerlicher Unterschied. 0.1% ist schon sehr gut. Alles darunter ist Quatsch. Das Geld ist besser in guten Lautsprechern ausgegeben. |
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ThomasT
Ist häufiger hier |
#4 erstellt: 20. Feb 2003, 00:59 | |
nichtlinear sollte es heissen. Harmonisch sind die Oberwellen auf jeden Fall. |
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Oliver67
Inventar |
#5 erstellt: 20. Feb 2003, 09:02 | |
Den Klirrfaktor vom Ohr darf man nicht mnit einbeziehen! Sonst kannst Du ja gleich mit dem extrem krummen Frequenzgang kommen Alles was beim Ohr ankommt wird von diesem als Original behandelt, eine Live-Violine genauso wie eine Konserven-Violine. Und damit können 0,1 % Klirrfaktor sehr wohl auffallen. Denn die ASP- und DSP-Verarbeitung im Hirn ist bewundernswert. Ansonsten stimme ich Dir zu. Oliver |
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tricky
Neuling |
#6 erstellt: 20. Feb 2003, 10:07 | |
Danke für die Tips werd mir das Dokument (http://www.tftoto.de/technik/digital/seite12.htm) mal ausdrucken und studieren. Nur eines noch - fabrizieren nur die Endstufen (oder eben der Vollverstärker) Verzerrungen in Form des Klirrfaktors oder auch die Vorverstärker? Weil dann müßte man ja Verzerrung von Vorverstärker mit der Verzerrung von der Endstufe addieren. Gibt es Entzerrer oder eben Geräte, die die Verzerrung wieder aufheben? bis dann, Tricky |
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cr
Inventar |
#7 erstellt: 20. Feb 2003, 10:22 | |
Der Klirrfaktor eines Vorverstärkers ist minimal, weil hier keine Leistungen erzeugt werden, ein Problem ist eher manchmal ein leichtes Rauschen, besonders wenn Klangregelstufen im Einsatz sind (auch das Rauschen addiert sich). Haben zB. Vor und Endverstärker einen Rauschabstand von je 100 dB, so haben sie insgesamt nur mehr 94 dB. Hat der eine 100 und der andere 90, so sind es insgesamt 87,6 (dh. es ist immer schlechter als der schlechtere der beiden Rauschabstände) |
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ThomasT
Ist häufiger hier |
#8 erstellt: 20. Feb 2003, 10:23 | |
Hallo Oliver67! Der Klirrfaktor des Ohres ist schon wichtig. Denn dieser führt auch ohne jegliche Elektronik zu Verzerrungen. Zwei Blockflöten die zusammenspielen sind da ein gutes Beispiel. Auch hier nicht wegen der Obertöne sondern wegen der Differenztöne die eben da genau unharmonisch sind. Welchen Klirrfaktor man hört, gute Frage. Auf alle Fälle ist es Musik und Lautstärkeabhängig. Aber auch mit 0.1%Klirrfaktor kann man zusatzlichen Klirrfaktor von 0.03% vernachlässigen. Hallo tricky! Alle Geräte, alles was den Schall überträg hat arbeitet genaugenommen nichtlinear. D.h. das was reinkommt wird nie exakt 1:1 übertragen oder 1 verstärkt. Manches mehr manches weniger. Eine Schallplatte hat auch einen hohen Klirrfaktor. Gesättigte Tapes auch. Mirkrofon, Micpreamps, Mischpult, diverse Wandler, Verstärker, Lautprecher. Alle produzieren mehr oder weniger Klirrfaktor. Genaugenommen sogar die Luft. Aber erst bei sehr sehr hohen Schalldrücken. Rückgängig machen kann man es nicht. Die Frage ist immer, ist der Klirrfaktor klein genug, so dass er nicht störend hörbar ist. Am Entscheidensten ist das Gerät mit dem grössten Klirrfaktor. Das dürften bei HIFI-Anlagen die Lautsprecher sein. Wie schon gesagt Klirrfaktor muss nicht schlecht sein. Es ist kein Mass für den _Klang_. Ein Gitarrenamp hat einen Klirrfaktor von 90% oder so.... |
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cr
Inventar |
#9 erstellt: 20. Feb 2003, 10:37 | |
Es kommt auf die Art des Klirrfaktors an. Einen 1%igen k2 oder k3 des Lautsprechers hört man kaum bzw. emfindet ihn nicht als störend, einen völlig fremden Störton (unharmonischen) kann man hingegen als störend empfinden bzw. hören, auch wenn er deutlich darunter liegt. Daher kann man nicht pauschal den Klirrfaktor von LS und Verstärker addieren (können tut man schon, aber sinnvoll ist es nicht) |
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westmende
Hat sich gelöscht |
#10 erstellt: 20. Feb 2003, 21:09 | |
In diesem Thread hat sich aber zwischen richtigen Sachinformationen eine ganze Menge Mumpitz angesammelt... Um es kurz zu machen: Der Klirrfaktor (THD) ist definiert durch K = sqrt (w_2^2+w_3^2_w_4^2+...)/sqrt(w_1^2+w_2^2+w_3^2+w_4^2+...) wobei w_i^2 das Quadrat der Amplitude der i-ten Oberwelle ist (wobei 1.Oberwelle = Grundwelle gezählt wird). Falls K<1% ist, kann man in guter Näherung den Nenner weglassen, was den Rechenaufwand etwa halbiert. Der Gesamtklirrfaktor bei Hintereinanderschaltung verschiedener klirrender Geräte ist keineswegs so trivial, wie es aussieht - egal, was in irgendwelchen Büchern dazu steht (da wundert man sich manchmal, mit welcher Bestimmtheit mancher Unsinn zum Thema "Klirrfaktor bei Serienschaltung" erzählt wird). Die Vektoraddition der Spektren ist nur gültig, wenn die Klirrspektren bestimmte Bedingungen erfüllen. Sind die Einzel-Klirrspektren stark korrelliert (z.B. identisch) oder schwach korrelliert, kann man sehr verschiedene Gesamtklirrfaktoren erhalten - ein Detail, das zwar simpel ist, aber dennoch offenbar kompliziert genug, daß in einem anderen Forum nicht einmal ein Profi die tatsächlichen Zusammenhänge erklären bzw. erkennen konnte. Noch etwas, das der durchschnittliche Tabellenwert-Nachschlager nicht einmal ahnt: Der Klirrfaktor des Innenohres beträgt 30% THD bei 94 dB (bei höherem Schalldruckpegel natürlich noch höherer Klirrfaktor). Das menschliche Gehör besitzt ganz offenbar die unglaubliche Eigenschaft, trotz einem Klirrfaktor von 30% THD die Illusion zu erzeugen, einen reinen, oberwellenfreien Sinus hören zu können, da es die vom Ohr erzeugten Oberwellen auf eine noch nicht genau bekannte Weise "herausrechnet", wogegen es Gehör-fremde Klirrfaktoren von 0.3% ohne Weiteres erkennen kann. Daß Röhren hauptsächlich geradezahlige Oberwellen produzieren, ist auch Mumpitz - es ist falsch, auch wenn es in dutzenden Büchern behauptet wird. Wer jemals das Klirrspektrum einer einzelnen Röhre gemessen hat, weiß, daß dort k2 dominiert, gefolgt von k3,k4,k5 mit (meist) absteigenden Amplituden. Ein einzelner MOSFET hat fast dasselbe Spektrum wie eine einzelne Röhre, ein BC 550 sieht auch nicht viel anders aus. ...usw..usf... siehe Fourier-Theorie, symmetrische Schaltungen...usw..bla..bla...gähn... ...wenn in der Mikroprozessor-Technik so ein Unsinn geglaubt würde, wie er im Hifi-Bereich bisweilen verbreitet wird, würden wir heute noch mit dem Abakus rechnen... |
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westmende
Hat sich gelöscht |
#11 erstellt: 21. Feb 2003, 00:14 | |
...noch 'was: Klirrfaktoren kann man natürlich reduzieren, man muß nur etwas trickreich vorgehen, und es funktioniert nicht mit jedem beliebigen Signal, aber z.B. mit Sinus sehr gut: Man braucht nur eine zeitlich "gefensterte" Fourier-Analyse des Signals durchzuführen, und dann die Fourier-Koeffizienten, die als Oberwelle niedriger Amplitude einer Grundwelle hoher Amplitude vorkommen, abzurunden oder auf null zu setzen - mit DSP-Software eine Standard-Aufgabe. Es gibt "Entrauscher"-Algorithmen, die auf diese Weise Störgeräusche entfernen, allerdings, indem sie nicht-harmonische Fourier-Koeffizienten annullieren, das Prinzip ist aber ähnlich. Übrigens befinden sich die "Röhren produzieren geradezahlige Oberwellen und Transistoren ungeradezahlige"- (Fehl-)gläubigen in guter Gesellschaft - dasselbe steht nicht nur in wissenschaftlichen Fachartikeln, sondern auch in Büchern. Dumm nur, daß es falsch ist - wie sich jeder davon überzeugen kann, der jemals mit einem Spektral-Analyzer eine Röhre gemessen hat oder Oberstufen- bzw. Erstsemester-Kenntnisse in Physik besitzt. Ob das Spektrum gerade- oder ungeradezahlig dominiert ist, hängt in erster Linie von der SYMMETRIE der Schaltung ab - in symmetrischen Schaltungen heben sich die Fourier-Koeff. gerader Ordnung gegenseitig auf, es resultiert ein ungerade-zahliges Klirr-Spektrum. Ob da eine Röhre oder ein MOSFET oder ein BC 550 sitzt, ist erst von zweitrangiger Bedeutung. Daß Röhren immer wieder mit geradezahligen Klirrspektren in Verbindung gebracht werden, hat wahrscheinlich einen äußerst simplen Grund: Ein durchschnittlicher Röhrenverstärker von 1920 bis 1960 saß in einem Röhrenradio, und das war fast immer eine UNSYMMETRISCHE Schaltung, also ein geradezahlig dominiertes Klirrspektrum. Daher die Assoziation "Röhre --- geradezahlige Oberwellen". Transistorendstufen dagegen sind fast immer symmetrisch (auch Opamps etc.), also ungeradezahlig dominiertes Spektrum. |
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Punchworm
Ist häufiger hier |
#12 erstellt: 13. Apr 2019, 22:54 | |
Sehr interessant, die letzten beiden Beiträge. Danke |
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