HF Verstärker, Clipping

[Mister X (Gast)]

Hallo,

habe einen 30dB RF Verstärker. Wie kann ich Clipping erkennen/vermiden?

[Sebastian B. (sfreak)]

- Stromaufnahme messen
- Biaspunkt (bzw. Verschiebung davon) messen
- Harmonische am Ausgang messen


Was für'n Verstärker? Welcher Frequenzbereich? Was für Signale?

[Sven B. (scummos)]

Darauf achten dass die Ausgangsleistung nicht zu hoch wird. Du erkennst 
das Clipping daran dass im Spektrum plötzlich Leistung bei Frequenzen 
auftaucht wo keine sein sollte (nichtlineares Verhalten).

[Steffen (Gast)]

Wenn Du das Eingangssignal vergrößerst (z. B. +1dB) muss im gleichen 
Maße das Ausgangssignal steigen (bei deinen Verstärker  +30dB). Eine 
Begrenzung des Signals setzt dann ein, wenn dies nicht mehr der Fall 
ist.

[Sven B. (scummos)]

Steffen schrieb:
> Wenn Du das Eingangssignal vergrößerst (z. B. +1dB) muss im gleichen
> Maße das Ausgangssignal steigen (bei deinen Verstärker  +30dB).

?
Wenn du das Eingangssignal um 1dB vergrößerst, wird das Ausgangssignal 
auch um 1dB größer.

[Old P. (Gast)]

Sven B. schrieb:
> Steffen schrieb:
>> Wenn Du das Eingangssignal vergrößerst (z. B. +1dB) muss im gleichen
>> Maße das Ausgangssignal steigen (bei deinen Verstärker  +30dB).
>
> ?
> Wenn du das Eingangssignal um 1dB vergrößerst, wird das Ausgangssignal
> auch um 1dB größer.

Dann wäre es kein Verstärker ;-)

Old-Papa

[Sven B. (scummos)]

Old P. schrieb:
> Sven B. schrieb:
>> Steffen schrieb:
>>> Wenn Du das Eingangssignal vergrößerst (z. B. +1dB) muss im gleichen
>>> Maße das Ausgangssignal steigen (bei deinen Verstärker  +30dB).
>>
>> ?
>> Wenn du das Eingangssignal um 1dB vergrößerst, wird das Ausgangssignal
>> auch um 1dB größer.
>
> Dann wäre es kein Verstärker ;-)

Doch, klar. Die Verstärkung liegt darin der Ausgangssignalpegel pauschal 
30dB höher ist als der am Eingang. Wenn das Signal am Eingang 3dB größer 
wird, wird es am Ausgang auch 3dB größer.

Das mag unintuitiv klingen, das liegt aber an der logarithmischen Skala, 
die eine Multiplikation zu einer Addition macht.

[HST (Gast)]

Sven hat recht.  Anbei als Beispiel ein Diagramm der Kennlinie eines 
30db-Verstärkers mit der typischen Spezifikation (1db-kompressionspunkt) 
von +10dbm max. Ausgangsleistung.

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

HST schrieb:
> Sven hat recht.

Naja, bei Clipping ist der Zusammenhang natürlich nun gerade nicht
mehr linear, d. h. der Ausgangspegel ändert sich bei 1 dB Pegeländerung
am Eingang eben nicht mehr exakt um 1 dB.

Allerdings dürfte es sehr viel schwieriger sein, diese Differenz zu
messen, als das vermehrte Auftreten von Oberwellen nachzuweisen.

[HST (Gast)]

Na ja, ich hatte nur auf die Richtigkeit von Svens 1:1 Abhängigkeit in 
db und die übliche Datenblatt-Spezifikation hingewiesen, siehe Bild.

Die Feststellung von vermehrten Oberwellen ist sicherlich der beste Weg, 
aber man braucht dafür immerhin einen Spektrumananlysator oder 
Messempfänger, zur Ermittlung des Clipping-Pegels eben nur im Prinzip 
ein HF-Voltmeter (Diodentastkopf) und evtl. einen Abschwächer (simple 
Amplituden-Verhältnismessung).
73, Horst

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

HST schrieb:
> zur Ermittlung des Clipping-Pegels eben nur im Prinzip ein HF-Voltmeter
> (Diodentastkopf)

1 dB Genauigkeit ist da aber schon auch nicht ganz preiswert,
außerdem misst du dabei ja die Oberwellen mit.

[Old P. (Gast)]

Sven B. schrieb:
>
> Doch, klar. Die Verstärkung liegt darin der Ausgangssignalpegel pauschal
> 30dB höher ist als der am Eingang. Wenn das Signal am Eingang 3dB größer
> wird, wird es am Ausgang auch 3dB größer.

Stimmt... :-(
(zumindest im Ideal ;-))

Old-Papa

[HST (Gast)]

Es geht nur um die Feststellung einer Abweichung von der Linearität. Der 
1db-Wert ist eine willkürliche Festlegung der Hersteller. Ist egal, ob 
man persönlich eine Abweichung von 0,2 oder 1,5db definiert.

1db Unterschied entspricht ca. 10% Spannungsabweichung, sehr deutlich 
bei einer Vergleichsmessung zu sehen.

Selbst ein äußerst miserabler Oberwellenabstand von 20db entspricht 
einem zusätzlichen Messfehler von 10%, also 10% von 10% --> 1%.

Die Messmethode, die ich meinte, ist die effektive Gleichheit von 
Eingangs- zu Ausgangsspannung - siehe Bild. Damit ist eine sehr 
empfindliche Anzeige der beginnenden Nichtlinearität möglich (weit unter 
1db Kompression, wenn gewünscht). Durch die hohe Empfindlichkeit sind 
erzeugte Oberwellen noch so klein, dass sie die Messung nicht 
beeinflussen.

Natürlich ist ein wesentlich teuerer S/A vorzuziehen (ein 
Signalgenerator ist ohnehin nötig), aber der gezeigte Messaufbau hat 
sich als Alternative bewährt. Der einzige eventuelle Nachteil ist der 
erhöhte Pegelbedarf des Generators (um die Verstärkung des DUTs).

Ist ja nur so eine kleine Betrachtung verschiedener Möglichkeiten...

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

HST schrieb:
> Die Messmethode, die ich meinte, ist die effektive Gleichheit von
> Eingangs- zu Ausgangsspannung - siehe Bild.

Ja, so funktioniert das natürlich, denn irgendwelche Messfehler und
Nichtlinearitäten des HF-Voltmeters heben sich auf.

Dafür brauchst du halt ein Dämpfungsglied, welches möglich exakt der
Verstärkung des Verstärkers entspricht.  There is no free lunch. ;-)