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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ausgangsleistung LM386


Autor: Mathias (Gast)
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Hallo!

Habe wohl ein kleines Verständnisproblem mit der Ausgangleistung des 
LM386.

Und zwar messe ich am Ausgang des LM386 einen Wechselstrom von 0.21A, 
was einem Effektivwert von 0.15A entspricht.

Ausgegeben wird dabei eine Sinussignal mit 18kHz und einer Amplitude von 
13.6V. Die Versorgungsspannung des LM386 beträgt ebenfalls 13.6V.

Der Ausgangswiderstand beträgt folglich 63 Ohm.

Die Ausgangsleistung berechne ich also mit:

Pout = VCC * Iouteff = 13.6V * 0.15A = 2.04W

Konkret verwende ich den LM386N-4 mit der höchsten Ausgangsleistung.

Nur müsste der LM386 bei einer Ausgangsleistung von 2W doch extrem heiß 
werden da er ja schon weit über den max. zulässigen Werten betrieben 
wird.
Nur wird er auch nach einigen Stunden Dauerbetrieb nicht wirklich heiß.

Kann ich jetzt einfach die angegebenen Daten für die Ausgangsleistung im 
Datenblatt nicht richtig deuten oder wo liegt hier das Problem?

Anbei noch der Link für das Datenblatt des LM386:

http://cache.national.com/ds/LM/LM386.pdf

Vielen Dank im Voraus, mfg Mathias

Autor: Steven () (ovular) Benutzerseite
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Mit was misst du denn?
Mit einem normalen Multimeter kommst du bei 18kHz nicht weit. Und 
Grudsätzlich ist der mit einem Multimeter gemessene Wert der 
Effektivwert, nicht die Vs.

MfG steven

Autor: Mathias (Gast)
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Hallo!

Ich messe mit einem Fluke 187 MM:

http://www.fluke.nl/comx/show_product.aspx?pid=268...

Denke schon dass ich damit den Strom bei 18Mhz messen kann?

Außerdem entspricht dies etwa meinem berechneten Strom.

Zur Berechnung der Ausgangsleistung habe ich jetzt die 
Versorgungsspannung verwendet. Nur werde ich hier wohl auch denn 
Effektivwert der Ausgangsspannung verwenden müssen und das wären dann 
9.6V.

Also wäre die Ausgangsleistung

POut = Uouteff * Iouteff = 9.6V * 0.15A = 1.44W

Nur dieser Wert liegt auch deutlich über den max. zulässigen Werten!?

Kann sich jemand mal bitte das Datenblatt des LM386 anschauen und mir 
sagen ob ich die angegebenen Daten einfach nur falsch deute?

Autor: Freizeitbastler (Gast)
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Hallo Mathias,

hast Du schon auf Seite 5 die untere Diagrammreihe "Device Dissipation 
vs Output Power angeschaut" ?.

Schöne Grüße, Peter

Autor: holger (Gast)
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>Nur müsste der LM386 bei einer Ausgangsleistung von 2W doch extrem heiß
>werden da er ja schon weit über den max. zulässigen Werten betrieben
>wird.
>Nur wird er auch nach einigen Stunden Dauerbetrieb nicht wirklich heiß.

Heiß wird ein Verstärker nicht bei der maximalen Ausgangsleistung.
Heiß wird er wenn die Verlustleistung hoch ist. Am höchsten ist sie
so zwischen 60-70% des maximalen Ausgangspegels.
Die Verlustleistung über der Ausgangsleistung ist eine nach oben
zeigende Beule. Wenn man über 70% geht wird die Verlustleistung
tatsächlich wieder kleiner.

Autor: Freizeitbastler (Gast)
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Seite 4

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

die theoretische maximale Leistung solcher Endstufen ist U^2 * 8RL,

also in Deinem Fall 13,6V * 13.6V = 184,96
Bei z.B. 16 Ohm Last kämen also 16*16 = 256 -> 184,96/256 = 0,7225W 
raus.
Theoretisch. Praktisch wohl ca. 0,5W.
Bei Deinen berechneten 64 Ohm wären es maximal 0,36 W.

Was auch immer Du da gemessen und gerechnet hast kann niemals stimmen...

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Steven () (ovular) Benutzerseite
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Meiner Meinung nach reicht die Abtastrate (Multimeter) für 18kHz nicht 
aus.
Ich hatte schon 2 relativ gute Messgeräte getestet, die spätestens bei 
5-6kHz nachgeben und einen verfälschten Wert ausgegeben haben.

Ich will einfach nur sagen: Sicher wäre ich mir da nicht, ich würde da 
lieber mit einem Oszi messen...

Wenn es dennoch stimmt, hab ich auch was dazugelernt, aber dann würde 
deine Rechnung nicht stimmen, und das kann nicht sein. ;-)

Autor: Mathias (Gast)
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Danke für eure Antworten!

@ Michael U.:

Hast du da nicht einen kleinen Fehler in deiner Berechnung?

Die Leistung ist ja U^2 / R und du hast U^2/R^2 gerechnet !?

Dann würde als Leistung wohl 13.6^2/63=2.93W herauskommen..

mfg, Mathias

Autor: senex24 (Gast)
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wie wäre es mit:

(13.6/2/1.4142)^2 * 0.21 = 1.01

Autor: senex24 (Gast)
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Korrektur, das Quadrat war zu viel:

(13.6 /2 /1.4142) V * 0.21 A = 1.01 W

Autor: Mathias (Gast)
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@ senex24: Warum halbierst du die Spannung und berechnest davon noch den 
Effektivwert?

Autor: Steven () (ovular) Benutzerseite
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>Warum halbierst du die Spannung und berechnest davon noch den
>Effektivwert?
Macht doch Spaß:

Spannung /2 = Span
Span / Wurzel(2) = Mkaj

duckundweg

Autor: Mathias (Gast)
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hier nochmal die genauen Spez. des Multimeters, laut denen es schon 
möglich sein sollte den Wechselstrom bei 18kHz zu messen.

Autor: Mathias (Gast)
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Autor: Michael U. (amiga)
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Mathias wrote:

> @ Michael U.:
>
> Hast du da nicht einen kleinen Fehler in deiner Berechnung?
>
> Die Leistung ist ja U^2 / R und du hast U^2/R^2 gerechnet !?
>
> Dann würde als Leistung wohl 13.6^2/63=2.93W herauskommen..
>
> mfg, Mathias

Sorry, kommt davon, wenn man schnell zwischendurch sowas tippt...

Die Formel ist (U^2) / (8*RL) wie oben auch geschrieben, gerechnet habe 
ich dann leider falsch...

Richtig wäre (13.6^2) / (8*63) = 0.337 Watt.

Die Herleitung gibt es dazu auch irgendwo.
Theoretisch ist sie, weil sie weder UCEsat der Endstufentransistoren 
noch evtl. vorhandene Emitterwiderstände berücksichtigt.
Praktisch ist der nutzbare Aussteuerbereich noch merklich kleiner, weil 
die Kennlinie an den Enden ziemlich krumm ist und der Klirrfaktor stark 
ansteigt.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Mathias (Gast)
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Unabhängig davon habe ich das ganze jetzt mit dem Oszi nachgemessen und 
es kommen ebenfalls 0.2A für den Effektivstrom heraus!

Folglich wären es also:

Pout = 13.6/1.41 * 0.2 = 2.38W !

Nur was mich an der ganzen Sache ein bisschen wundert. Der LM386 ist ja 
unter anderem für Lasten um 8Ohm ausgelegt.

Das wären dann ja bei einem Ausgangspegel von sagen wir mal 6V ja auch 
schon 4.5W Ausgangsleistung!?

Sind jetzt beim Einsatz als Audioverstärker die Pegel viel kleiner oder 
wie soll sich das dann mit der Ausgangsleistung ausgehen? Oder 
interpretiere ich die Datenblattangaben hier falsch?

mfg

Autor: Steven () (ovular) Benutzerseite
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Ok, ich glaubs Dir jetzt! Mit einigen Multimeter geht das nämlich nicht!
Fluke ist doch gutes Werkzeug!

Jetzt interessierts mich aber:
Wo kommen die 8*RL her?

Autor: Rolf Heindorf (Firma: AERAS GmbH) (rolf-heindorf)
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Hallo,
mit DMM 18 kHz messen, scheint mir gewagt, d.h. weder Ia noch Ua sind 
sicher.
Sag doch mal, was am Ausgang dranhängt und dann gehe zur Seite 4. Dann 
müßte doch schon mal ein realistischer Wert rauskommen.

Autor: Steven () (ovular) Benutzerseite
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gerade eben geklährt, kommt ein anderer

Er hats mit 0szi nachgemessen...

Aber wenigstens einer der auch daran glaubt, dass das nicht so einfach 
geht mit dem Multimeter... Fluke scheints zu können...

Autor: senex24 (Gast)
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an Mathias:

- das ist die 8 von Michael U.: P=Ueff^2/R=(Uss/2/1.4142)^2/R=Uss/(8*R)

- Uss = 2*Us = 2*1.4142*Ueff  (Anglophile dürfen p statt s schreiben)

- Hausaufgabe (für die Mittelstufe, glaube ich mich zu erinnern):
  Zeichne die Funktion y=sin(x) im Intervall [0,2*pi]; schraffiere die 
von der Kurve und der x-Achse eingeschlossenen Flächen und vergleiche 
mit dem Rest.

Autor: gast (Gast)
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>> mit DMM 18 kHz messen, scheint mir gewagt, d.h. weder Ia noch Ua sind
>> sicher.

Warum, wenn in den technischen Daten bis 100kHz angegeben ist?

Autor: Rolf Heindorf (Firma: AERAS GmbH) (rolf-heindorf)
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Hallo,
Datenblatt war noch nicht hochgeladen,als ich geantwortet habe.
Was hängt denn nun am Ausgang dran?

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Übrigens, ihr könnt an dem Ding soviel herummessen, wie ihr wollt, bei 
ca. 1.5 Watt an 16 Ohm ist Schluß. Der Grund ist im Datenblatt nicht 
genannt, sieht man allerdings in fast jedem besseren 
Transistordatenblatt: Die Abnahme der Stromverstärkung bei steigendem 
Stromfluß. Und einfach deshalb kommt eben nicht mehr heraus. Mein Rat: 
Für mehr Leistung einfach einen anderen Verstärker-IC nehmen, z.B. 
TDA1905 für 2.5W oder einen TDA2003 für ca. 3.5W an 4 Ohm. Mehr ist in 
Einzelschaltung bei 13.6V nicht drin. 2 x TDA2003 in Brückenschaltung 
sind immerhin für ca. 12W gut.

Gruß
Jadeclaw.

Autor: Mathias (Gast)
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Hallo!

Erstmal danke für die vielen Antworten!

Das Problem ist jetzt gelöst, habe dummerweise den Spitze-Spitze-Wert 
anstatt den Spitzen-Wert der Spannung zur Effektivwertberechnung 
verwendet.

Das nächste mal das Hirn einschalten würde helfen... :-)

Somit sind die 0.337W welche von Michael U. berechnet worden volkommen 
richtig und eine Erklärung dafür warum der OPV nicht heiß wird.

Am Ausgang habe ich übrigens einen Übertrager hängen, mit dem ich ein 
Signal auf eine Leitung moduliere.

Mfg, Mathias

Autor: senex24 (Gast)
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Herrschaften, so allmählich interessiert mich der Ausbildungsstand der 
hier Versammelten. Oder sind alle betriebsblind?
Pardon my French

Autor: Steven () (ovular) Benutzerseite
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Was 'ne Geburt!
Hier nochmal schön ausgeschrieben, dass auch die "betriebsblinden" was 
davon haben, und dass ich weis wo die 8 herkam:

Uss = 13,6 V
R = 63 Ohm
                _
(13, 6 /. 2 / _/2\ )^2 / R = P     ; . wegen kursiv

(13, 6)^2 / (4 x 2 x R) = P

(13,6)^2 / 8R = P = 0,3W

Gute Nacht!
Steven

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