Rauschen des Fostex FR-2LE

[lidocorc]

Immer wieder taucht in verschiedenen Foren die Frage auf, wie sehr Gerät A oder Gerät B rauschen, insbesondere deren Mikrofonvorverstärker (z.B. Vergleichsmessung von Erdie in http://erdie.de). Ich habe mir vor kurzem den kleinen Fostex gekauft und sein Rauschverhalten untersucht. Für Interessierte nenne ich das Ergebnis hier, da ich Vergleichbares bisher noch nirgends veröffentlicht gefunden habe. Um es vorwegzunehmen: Der Vorverstärker des FR-2LE ist so rauscharm, wie es heute mit vernünftigem Aufwand möglich ist.
Messverfahren: Der VV wird auf maximale Verstärkung eingestellt. Der Pegelregler wird auf Maximum gestellt. Mit einem kalibrierten Signalgenerator (R_a hinreichend klein) wird am Mikrofoneingang ein Sinus-Signal eingespeist (asymmetrisch, aber das tut nichts zur Sache, wenn der andere Eingang auf Masse liegt; die Gleichtaktaussteuerung wird von der Eingangsschaltung nicht beachtet). Vollaussteuerung (= 0 dBFS) erreicht man mit 3,06 mV_eff = -50,3 dBV Eingangssignal. Das entspricht recht genau der Angabe im Datenblatt. Die Vollaussteuerung wird anhand der erzeugten Klang-Datei mit geeigneter Software festgestellt.
Nun werden beide Eingänge (Plus- und Minus-Eingang) miteinander verbunden, d.h. R_e = 0 Ohm. Bei unveränderten Reglereinstellungen wird eine Aufnahme gemacht. Die Klang-Datei enthält nur Rauschen. Der Rauschbeitrag des VV überwiegt bei weitem, deshalb kann das Rauschen des ADC vernachlässigt werden. Die effektiv auf den Eingang bezogene Rauschspannung beträgt 4,8E-7 V_eff = -126,3 dbV. Dies ergibt die Auswertung der Klang-Datei, wobei keine nachträgliche Frequenzgangbewertung (etwa Typ A) angewandt wurde. Um das Ergebnis mit anderen vergleichen zu können, ist die Bandbreite des Rauschsignals unbedingt mit einzubeziehen. Da mit der Abtastfrequenz f_s = 96 kHz aufgenommen wurde, dürfte sie um 40 kHz liegen. Dies führt zu einer spektralen Rauschdichte von 2,2 nV/sqrt(Hz). Zur Kontrolle wurde mit einem steilen Tiefpass die Bandbreite des digitalen Signals auf 10 kHz, also auf ein Viertel, gesenkt. Dies reduzierte die Rauschspannung auf die Hälfte, in Übereinstimmung mit obiger Annahme.
Wenn man bedenkt, dass vor kurzem noch Operationsverstärker wie OPA 627, OPA 27, AD8672 und NE5534 mit 3..4 nV/sqrt(Hz) fürs Modding viel gepriesen wurden, dann ist der kleine Fostex doch ganz gut. Es gibt zwar inzwischen OpAmps mit 1nV/sqrt(Hz). Doch deren Einsatz würde in Verbindung mit Mikrofonen nicht viel verbessern. Schließlich produziert bereits der reelle Innenwiderstand eines Mikrofons, typisch R_i = 200 Ohm, bei Zimmertemperatur eine Rauschdichte von 2,1 nV/sqrt(Hz).
Den kleinen Fostex kann ich also nur empfehlen, übringens nicht nur 'rauschtechnisch'.

[Rainer]

Das Meßverfahren wie Du es hier machst ist aber leider falsch und ungeeignet für Vergleiche mit Mikrofonverstärkern wie sie in der Tontechnik sonst üblich sind.
Zunächst Volle Verstärkung: Bei voller Verstärkung rauschen fast alle Mikrofonverstärker gleich! - klingt widersinnig, ist aber wahr.
Wenn man das Rauschverhalten eines MV ermitteln will, muß man die sog. "Betriebskennlinie" aufnehmen.
Dazu wird der Verstärker grundsätzlich am Eingang nicht kurzgeschlossen (dieser Betriebsfall ist absolut praxisfremd und auch physikalisch unrealistisch, denn es gibt keine Quelle mit 0 Ohm Innenwiderstand), sondern mit einem 200-Ohm Widerstand abgeschlossen und anschließend das Ausgangsrauschen des Mikrofonverstärkers gemessen bei sowohl maximaler als auch bei minimaler Verstärkung. Dieses Rauschen wird dann mit einem Filter nach CCIR 468-3 bewertet und dann auf den Eingang bezogen umgerechnet. Dabei sollte der errechnete Wert nicht mehr als 1 dB vom theoretischen Wert abweichen. Bei hohen Verstärkungen trifft das so gut wie bei jedem MV zu, bei minimaler Verstärkung scheiden sich hier die Geister gewaltig! Außerdem wird nicht bis zu einer Bandbreite von 40 kHz gemessen, sondern von 40 Hz bis 15 kHz. Erst dann ist der Wert vergleichbar mit den professionellen MV. Hier liegt der bewertete auf den Eingang bezogene Rauschpegel bei sehr guten MV bei -116...117 dBqp, der theoretische Grenzwert beträgt -118 dBqp und nicht irgendwas mit 126 oder gar 130 dBu! Diese Werte täuschen eine Qualität vor, die nicht vorhanden ist und auch nie erreicht werden kann. Die Rauschdichte interessiert dabei überhaupt nicht.
Außerdem sollte ein gute Mikrofonverstärker bereits bei einem Pegel von 0,1 mV vollausteuerbar sein. Das geht beim Fostex nicht. Ungeeignet daher für z.B. Bändchenmikrofone.

MfG
Rainer