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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Allgemeine Frage zu Verstärker-ICs


Autor: Paul H. (powl)
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Hi!

Ich hab mal ne allgemeine Frage zu Verstärker-ICs. Zunächst sei gesagt: 
Ich suche ein 2x25W Verstärker IC bzw zwei 25W Verstärker ICs die ich 
auch im Bridge Mode betreiben kann. Falls da jemand was kennt, immer her 
damit.

Zu meinen allgemeinen Fragen:

Die Ausgangsleistung dieser Verstärker-ICs hängt doch von der 
Eingangs-Spannung ab, richtig? Ist es möglich ein Verstärker-IC zu 
nehmen das eigentlich für 60W gedacht ist und es einfach mit einer 
geringerne Eingangsspannung zu füttern?

Wie kann ich Anhand der Standardausgangsleistung des jeweiligen ICs und 
der verwendeten Spannungsversorgung auf die Ausgangsleistung schließen?

Wie hängt das ganze mit der Impedanz des Lautsprechers 4Ohm/8Ohm 
zusammen, wie verhält sich die Ausgangsleistung hierzu?

Wie soll das das Netzteil hierzu aussehen? Reichen Transformator, 
Gleichrichter und fette Elkos (~10000µF) ?

Wie kann ich bestimmen für welche Leistung der Transformator geigent 
sein soll (VA)?

Danke im Vorraus für die Beantwortung dieser Fragen :-)

mfg Paul Hamacher

Autor: mo (Gast)
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Moin,

such mal nach TDA 1521 oder TDA 1560. Habe mir aus dieser Serie einen 
kleinen Verstärker aufgebaut. Sind qualitativ recht ordentlich.

Zum Verhältnis Leistung/Impedanz: Mit geringerer Impedanz gibt so ein 
Verstärker prinzipiell mehr Leitung ab. Dies hat aber nicht unbedingt 
etwas  mit der erreichbaren Lautstärke zu tun. Hängt halt vom 
Lautsprecher ab.

Netzteil: Die Ausgangsspanung sollte schön glatt sein. Stabilisiertes 
Netzteil wär edel, ansonsten schön mit Kondensatoren glätten. Am besten, 
die Ausganzspannung mit einem Oszilloskop anschauen (auch unter Last).

Gruß
mo

Autor: mandrake (Gast)
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>Zum Verhältnis Leistung/Impedanz: Mit geringerer Impedanz gibt so ein
>Verstärker prinzipiell mehr Leitung ab.

Stimmt nicht! Der Verstärkerausgang ist prinzipiell erst einmal eine 
Spannungsquelle mit Innenwiderstand. Bei dieser gilt, dass man die 
größte Leistung bei Leistungsanpassung (Innenwiderstand = 
Lastwiderstand) entnimmt.

Autor: Olaf (Gast)
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> Die Ausgangsleistung dieser Verstärker-ICs hängt doch von der
> Eingangs-Spannung ab, richtig?

Sie haengt vom Ausgangsspannungshub, also mittelbar von der 
Eingangspannung und vom Lastwiderstand ab.

> Ist es möglich ein Verstärker-IC zu nehmen das eigentlich für
> 60W gedacht ist und es einfach mit einer geringerne Eingangsspannung
> zu füttern?

Ich hoffe mal du hast in der Schule nicht nur schreiben sondern auch 
lesen gelernt? Der moegliche Betriebsspannungsbereich schreibt naemlich 
ein Hersteller in sein Datenblatt.

> Wie kann ich Anhand der Standardausgangsleistung des jeweiligen ICs und
> der verwendeten Spannungsversorgung auf die Ausgangsleistung schließen?

Ein IC hat keine Standardausgangsleistung sondern hoechstens eine 
maximale.
Du koenntest aber natuerlich eine vereinfachte Annahme treffen das die 
maximal moegliche Ausgangsspannung immer etwas (1-2V) unter der 
Betriebsspannung ist und anhand deines Lastwiderstandes berechnen was du 
fuer eine Leistung abnehmen kannst. Die kannst diese Werte aber 
vermutlich auch irgendwo in einem Diagramm des Datenblatts lesen und das 
musst du ja ohnehin lesen damit du weisst was als minimale Spannung 
notwendig ist.

Und nebenbei gesagt, es schadet nichts wenn ein Verstaerker zuviel 
Leistung liefern koennte. Du musst sie ja nicht abnehmen. Ein 
Verstaerker der zuwenig Leistung liefert zerstoert dir aber die 
Hochtoener deiner Boxen durch clipping.


> Wie hängt das ganze mit der Impedanz des Lautsprechers 4Ohm/8Ohm
> zusammen, wie verhält sich die Ausgangsleistung hierzu?

Das sind Impedanzen und keine ohmschen Widerstaende, aber vereinfacht 
kannst du wohl mit P=U*I und U=R*I rechnen. Und natuerlich wirst du im
Datenblatt deines ICs nachschauen was der an Strom liefern kann, also
ob die niederohmige Lautsprecher verwenden kannst.

> Wie soll das das Netzteil hierzu aussehen? Reichen Transformator,
> Gleichrichter und fette Elkos (~10000µF) ?

Nein, es reicht vollauf aus es vernuenftig zu dimensionieren. Fett 
dimensionieren nur Idioten oder Angeber. Du solltest dir ueberlegen
welcher Strom aus deinem Elko im schlechtesten Falle entnommen wird, 
also
z.B bei einer ganzen Sinusfunktion im unteren Frequenzbereich und 
wieweit
dann die Spannung am Elko absinken kann, und ob die dann verfuegbare 
Betriebsspannung noch ausreicht das der Verstaerker bei der gewuenschten 
Lautstaerke nicht clippt. (also an seine Grenzen faehrt)
Das haengt auch von der Auslegung ab. Du kannst den Verstaerker so 
auslegen
das er z.B seine Nennleistung dauernd in Form eines Sinustons abgibt, 
oder auch nur gelegentlich mal. Letzeres ist eigentlich vernuenftig weil 
Musik nur wenig laute Stellen enthaelt.
Dasselbe gilt auch fuer den Trafo.

Ich wuerde dir empfehlen mal einen Verstaerker mit Switchercad zu 
simulieren. Du kannst dann ein Gefuehl fuer das notwendige bekommen.
Theoretisch kannst du das ganze natuerlich auch perfekt ausrechnen, aber
wie schon gesagt es haengt alles davon ab wo du deine Musikleistung 
hinlegen willst. Ich koennte mir auch vorstellen das die 
Verstaerkerbauer auch alles fuer Sinusleistung ausrechnen und es dann 
mit einem Erfahrungsfaktor auf Musikleistung umrechnen. Wenn du es 
naemlich fuer Sinusdauerleistung berechnest werden Trafo, Elko und 
Kuehlkoerper deutlich groesser als notwendig.

Olaf

Autor: Jorge (Gast)
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Autor: JensG (Gast)
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@ mandrake (Gast)
>Stimmt nicht! Der Verstärkerausgang ist prinzipiell erst einmal eine
>Spannungsquelle mit Innenwiderstand. Bei dieser gilt, dass man die
>größte Leistung bei Leistungsanpassung (Innenwiderstand =
>Lastwiderstand) entnimmt.

Theoretisch richtig, aber für die Audio-Verstärker-Praxis in der Regel 
(heutzutage) unwichtig. Vor etlichen Jahren wurde auch mir sowas beim 
Studium noch gelehrt - da musste auch ein Audioverstärker als Beispiel 
für Leistungsanpassung herhalten, obwohl sowas schon lange nicht mehr 
üblich war.
Heutzutage werden Verstärker in der Regel mit kräftiger Rückkopplung 
betrieben (wie ein OpAmp halt), womit eine niedriger (dynamischer) 
Innenwiderstand erreicht wird, der durchaus im unteren mOhm-Berich 
liegen kann bei guten Verstärkern (auch zu dem Zwecke, daß die 
Lautsprecherdämpfung maximal wird). Früher bei Verstärkern mit 
Ausgangsübertrager mag das evtl. noch eine Art Leistungsanpassung 
gewesen sein. Ein Audio-Verstärker wird also eigentlich nicht (mehr) mit 
Leistungsanpassung betrieben, sondern Spannungsanpassung (also möglichst 
maximale Spannung bei Vollaussteuerung).
Schließlich will man bei Vollaussteuerung nicht auch noch dieselbe 
Leistung in Form von Wärme produzieren (n=50%).

Autor: Tom (Gast)
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>>Zum Verhältnis Leistung/Impedanz: Mit geringerer Impedanz gibt
>>so ein Verstärker prinzipiell mehr Leitung ab.

>Stimmt nicht! Der Verstärkerausgang ist prinzipiell erst einmal
>eine Spannungsquelle mit Innenwiderstand.

Doch, stimmt. Der Innenwiderstand bei modernen Verstärkern der letzten 
30 Jahre ist im Miiliohm-Bereich und spielt daher keine Rolle. Der 
begrenzende Faktor ist eher der maximale Strom der Ausgangstransistoren.

Autor: Paul H. (powl)
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Hi,

erstmal danke für die ganzen Antworten.

Leider komme ich nicht weiter. Habe hier zum Beispiel das Datenblatt des 
TDA7296, ein 60Watt Verstärker. Im Gegensatz zu sehr vielen anderen 
Datenblättern sind hier Schaubilder für Ausgangsleistung vs. 
Eingangsspannung gegeben. Daraus geht hervor dass ich für meine 
gewünschten 30Watt an 4Ohm eine Eingangsspannung von +-18V brauche und 
an 8Ohm eine Eingangsspanung von +-21.

Anhand der Eingangsspannung-2V und der Impedanz der Last errechnen sich 
allerdings ganz komische Werte:

P = U²/R = 16V² / 4Ohm = 64W, stimmt überhaupt nicht
P = 19V² / 8 Ohm = 45W, stimmt auch nicht.

Dann gibts noch Peak Current von 5A und Maximale Ausgangsleistung von 
60W bei 35V

P = U * I = 33V * 5A = 165W.

All das bringt mich leider nicht weiter. Bin schon richtig demotiviert 
mir einen kleinen Verstärker zusammenzubauen wenn das so undurchschaubar 
ist.

Es gibt auch noch Diagramme zum Leistungsverlust durch Wärme in 
Abhängigkeit von der Ausgangsleistung.

In manchen Verstärkerdatenblättern ist sowas allerdings nicht drin. Weiß 
nicht was ich tun soll, wie ich den richtigen Verstärker finden kann bzw 
wissen wie ich das Netztel entsprechend dimensionieren kann.

mfg Paul H.

Autor: Jorge (Gast)
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Für den 7294 gibts bei Cadsoft ein brauchbares EAGLE-Layout. Es 
funktioniert nicht mit 7293 (2,55EUR bei Reichelt).

Der minimale Widerstand der Endstufe eines TDA-Chips liegt bei 2 Ohm. 
Der Innenwiderstand nach aussen hin ist natürlich durch die 
Gegenkopplung viel kleiner und kommt hauptsächlich durch Zuleitung 
zustande. Der Wirkungsgrad eines TDA7294 liegt bei 80%. Wenn man 3 Stück 
parallelschaltet erhöht sich der Wirkungsgrad auf über 90%, das lohnt 
sich aber kaum (bei 8 Ohm).
Wenn man von 5A Peak-Peak realistisch ausgeht ergibt das an 8 Ohm 
maximal 80 Watt. Wenn man 3 Stück parallelschaltet kann man 100Watt an 8 
Ohm rauskriegen.

Bei 4 Ohm sind maximal 125 Watt drin.

Bei Brückenschaltung an 16 Ohm kommt man auf ((5A * 16Ohm/sqrt(2))^2)/16 
=200 Watt.  Bei 8 Ohm in Brücke sind es (5A*8Ohm/sqrt(2))°2/8=100Watt

Die maximale Verlustleistung eines Chips ist auf 20 Watt begrenzt. Die 
maximale Versorgungsspannung ist so zu wählen, dass dieser Wert niemals 
überschritten wird (SOA).

Der Baustein ist leider nicht kurzschlussfest

Mach dir eine Exceltabelle für alle Spannungen (0,5Voltraster) und 
Leistungen effektiv und Peak.

Auf die minimal 2 Ohm der MOS-Treiber kannst du dich verlassen 
(gemessen).

Autor: Paul H. (powl)
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Jorge wrote:
> Für den 7294 gibts bei Cadsoft ein brauchbares EAGLE-Layout. Es
> funktioniert nicht mit 7293 (2,55EUR bei Reichelt).
>
> Der minimale Widerstand der Endstufe eines TDA-Chips liegt bei 2 Ohm.
> Der Innenwiderstand nach aussen hin ist natürlich durch die
> Gegenkopplung viel kleiner und kommt hauptsächlich durch Zuleitung
> zustande. Der Wirkungsgrad eines TDA7294 liegt bei 80%. Wenn man 3 Stück
> parallelschaltet erhöht sich der Wirkungsgrad auf über 90%, das lohnt
> sich aber kaum (bei 8 Ohm).
> Wenn man von 5A Peak-Peak realistisch ausgeht ergibt das an 8 Ohm
> maximal 80 Watt. Wenn man 3 Stück parallelschaltet kann man 100Watt an 8
> Ohm rauskriegen.
>
> Bei 4 Ohm sind maximal 125 Watt drin.

Interessant dass du so bescheid weißt :-) Aber wie kommst du konkret auf 
die 80Watt? Nach U = R * I müsste die Spannung hier 40V betragen, und 
zwar die Ausgangsspannung. Auch interessant ist, dass dann bei 4Ohm 
nicht das doppelte sondern eher das 1,6Fache rauskommt. Wie hast du hier 
gerechnet?

> Bei Brückenschaltung an 16 Ohm kommt man auf ((5A * 16Ohm/sqrt(2))^2)/16
> =200 Watt.  Bei 8 Ohm in Brücke sind es (5A*8Ohm/sqrt(2))°2/8=100Watt

Zunächst mal: Auf was muss ich bei der Auswahl des ICs achten um zu 
wissen ob eine Brückenschaltung überhaupt möglich ist oder nicht?

Ebenso wieder deine lustige Formel, wie kommt man auf sowas ;-) Ich kann 
damit zwar vielleicht rechnen aber ich würde es auch gerne verstehen :-) 
Gibts dafür quellen im Internet? Habe leider bisher noch nix brauchbares 
gefunden.

> Die maximale Verlustleistung eines Chips ist auf 20 Watt begrenzt. Die
> maximale Versorgungsspannung ist so zu wählen, dass dieser Wert niemals
> überschritten wird (SOA).

Dafür gibts ja dann zum glück die Schaubilder im Datenblatt, meistens...

> Der Baustein ist leider nicht kurzschlussfest

Das macht ja nix, oder? Habe zumindest nicht vor ihn mit niederohmiger 
Last zu betreiben :-) Wieso eignetlich nicht, wenn doch die 
Verlustleistung begrenzt ist?

> Mach dir eine Exceltabelle für alle Spannungen (0,5Voltraster) und
> Leistungen effektiv und Peak.

Gerne, aber mangels entsprechender Formeln bzw Schaubilder (in manchen 
Datenblättern ist kein einziges drin) geht das so ohne weiteres nicht 
:-S

> Auf die minimal 2 Ohm der MOS-Treiber kannst du dich verlassen
> (gemessen).

Ich erscheine hier etwas hilflos aber zugegeben, habe mich davor noch 
nie mit befasst und es kommen grade riesige Wellen auf mich zu die mich 
umhauen.

lg Paul

Autor: JensG (Gast)
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@ Jorge (Gast)
>zustande. Der Wirkungsgrad eines TDA7294 liegt bei 80%. Wenn man 3 Stück
>parallelschaltet erhöht sich der Wirkungsgrad auf über 90%, das lohnt
>sich aber kaum (bei 8 Ohm).

Hier stecken schon zwei Unwahrheiten drin.
Paralellschaltung von rückgekoppelten OpAmps (nix anderes ist es ja) 
sollte man bleiben lassen, denn aufgrund der doch leicht 
unterschiedlichen Offsetspannungen am Ausgang versucht jeder diese auch 
einzustellen, was von kräftigen Querströmen begleitet wird (aufgrund der 
dynamischen Niederohmigkeit)
Und bei einem AB-Verstärker wirst Du durch Parallelschaltung kaum eine 
Wirkungsgrad-erhöhung erreichen - bei irgendwas in die 60% ist 
prinzipbedingt Schluß, auch wenn Du bis auf genau 
Betriebsspannungsniveau aussteuern könntest (ist schließlich kein 
Schalter, sondern eine Linearendstufe)

Autor: Jorge (Gast)
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@JensG
>Hier stecken schon zwei Unwahrheiten drin.

Damit kann ich prima leben.

Der Klang von parallelen TDAs soll nicht unbedingt besser sein...
im Linn 2050 werden davon 3 Stück parallelgeschaltet. Beim 7294 gibt es 
eine Version für parallel und eine normale. Der TDA7293 ist aber besser 
und günstiger.

Im Original ST-Datenblatt ist eine Modularversion mit Platine 
beschrieben. Man kann ohne weiteres 8 Stück parallelschalten, bringt 
halt nur nix. Es empfiehlt sich, sich genau an den Schaltungsvorschlag 
von ST zu halten weil beim Einschalten einige Module sonst explodieren 
und dies kann sogar ins Auge gehen, damit ist nicht zum Spaßen. Vor 
allem die Zeitkonstanten für Mute und Standby (Schaltungsvorschlag 
übernehmen) und den Bootstrapkondensator darauf kommt es an.

Bei MOSFETs ist ein parallelschalten absolut üblich und ist sogar schon 
im FET selbst implementiert sonst bringen die nämlich keine Leistung. 
Weil es sich nach aussen wie ein ohmscher Widerstand verhält ist das 
noch mehr legitim.

@Paul Hamacher
An Formeln brauchst du nur U=R*I und P=U*I daraus folgt P=U*U/R
und bei sinus ist effektiv=1/sqrt(2)*peak.

Der Rest ist zum Errechnen. Eine Exceltabelle mit allen Eckdaten macht 
die Sache greifbar.

Die 2 OHM bei den TDA (7293 und 7294) habe ich gemessen. Es ist ein 
guter Wert. Die MOSFETS haben per se eine relativ lineare 
Arbeitskennlinie und deswegen sind die Verzerrungen auch so gering. Für 
meine Propylenmembranen (Peerless, Dynaudio) brauche ich das, das hört 
man jede noch so kleine Verzerrung.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

hab jetzt nicht alles gelesen...

Faustregel für einen Verstärker in üblicher Halbbrücke ist P = U^2 * 8 
Rl

Also bei z.B. bei 12V Betriebsspannung (komplett, bei Verstärker mit 
symmetrischer Betriebsspannung wären es +6V/-6V) und 4 Ohm Last:
12*12 = 144 / (8*4) = 4,5W
Das ist ein theoretisches Maximum, paktisch sind es je nach Schaltung 
10-20% weniger.

Konkrete Daten findet man nur im Datenblatt des jeweiligen ICs.

Letztlich entscheidet also Lastwiderstand und Betriebsspannung über die 
zu ereichende Leistung. Weshalb bei 4 Ohm Last weniger als die doppelte 
Leistung von 8 Ohm Last rauskommen kann, liegt einfach daran, daß der 
Strom höher ist, damit kann der Maximalstrom des IC die Grenze setzen 
(Datenblatt) oder die ungeregelte Betriebsspannung bricht beim höhrtrn 
Strom eben mehr ein.

Ganz praktisch wird auch der nutzbare Spannungshub kleiner, weil meist 
noch Emitterwiderstände o.ä. intern im Lastkreis liegen und somit deren 
Spannungsabfall bei höherem Strom größer wird.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: JensG (Gast)
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@ Jorge (Gast)
hast Du ein Datenbatt zum TDA7294, wo etwas über Parallelschalten von 
ganzen Verstärkerzügen drin steht (oder überhaupt generell etwas zu 
diesem Thema - nicht nur TDA7294)? Ich hoffe, du meinst nicht die 
Bridgeschaltung.

Parallelschalten von Mosfests (was ja üblich ist) ist was ganz anderes 
als Parallelschalten von ganzen Verstärkern (IC's)!!!
Was ist Linn 2050? Konnte nix dazu "ergooglen".

Autor: jack (Gast)
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>Parallelschalten von Mosfests (was ja üblich ist) ist was ganz anderes
>als Parallelschalten von ganzen Verstärkern (IC's)!!!

Wird aber gemacht. Nicht nur von Linn.

http://www.ub-audio-shop.de/produkte/endstufen/amp...

Autor: JensG (Gast)
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Danke. Endlich mal ein Link mit verwertbaren Infos. Erst so bin ich auf 
die Idee gekommen, mal beim TDA7293 zu schauen, und nicht beim TDA7294. 
Da steht es wenigstens explizit drin, daß es so möglich ist (weil die 
Endstufe "abtrennbar" ist). Sollte man mal erwähnen, wenn es um solche 
Besonderheiten geht.

Autor: JensG (Gast)
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ist beim TDA7293 übrigens keine Parallelschaltung von ganzen 
Verstärkern, sonmdern nur dessen Endstufe (um es nochmal klarzustellen 
;-)

Autor: Jorge (Gast)
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@JensG
LM4780 =>"Gainclone". Im Datenblatt wird eine Parallelschaltung 
beschrieben. Das geht natürlich eher, weil beide Verstärker demselben 
Herstellungsprozess unterworfen sind. Ausserdem wird die Last durch 
0,1Ohm Widerstände (wie auch bei Linn 2050) besser verteilt.

Der Linnverstärker verwendet ausserdem ein stabilisiertes 
Schaltnetzteil, damit ist es möglich den TDA7293 bis an seine Grenzen 
von +/- 47 Volt zu betreiben. Er gibt dann 120 Watt Netto an 8 Ohm ab.

Ich verstehe dein Argument natürlich, ein zusätzlich fliessender 
Ruhestrom verschlechtert die Übernahmeverzerrungen und sorgt auch für 
etwas mehr Netzbrumm.

-> dem inschinör is nix zu schwör...

Autor: Paul H. (powl)
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So, ich grabe mal meinen alten Thread wieder aus. Wollte mich erst zu 
einem class D Verstärker-IC entscheiden aber ich probiers glaube ich 
erstmal mit dem TDA7294. Das ist ein 100W Verstärker-IC.

Ich schätze ich brauche so 30-50W. Es geht nach wie vor um einen 
Body-Shaker, also Frequenzen von 10-70Hz. Kann ich den Body-shaker 
zuerst an meinem normalen Verstärker betreiben soweit aufdrehen dass es 
genau perfekt ist und den Augsangsspannungspeak (mit einem Oszi) und den 
durchschnittlichen Stromfluss (mit einem Multimeter, AC Strommessung) 
messen um aus dem Spannungspeak die maximale Netzteilspannung zu 
ermitteln und aus dem durchschnittlichen Stromfluss zusammen mit dem 
ohmschen Widerstand des Shakers (3,4 Ohm) die Sinus-Ausgangsleistung zu 
ermitteln um mir daraufhin einen entsprechenden Trafo zu kaufen?

Im Datenblatt ist übrigens auch ein Diagramm mit Output Power vs. Supply 
Voltage. Bei +-18V liegt diese bei etwa 40W. Wäre hier dann ein Trafo 
mit +-18V und 40VA ideal? Oder ist das über-/unterdimensioniert? Die 
+-18V geben ja beim Trafo die Effektivspannung an und die Leistung 40VA 
gilt wohl auch nur bei dieser. D.h. mit der Spannung die dann 
tatsächlcih aus dem Netzteil herauskommt und so bei 25V liegen wird darf 
ich nicht rechnen, richtig?

lg PoWl

Autor: Ich (Gast)
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Die Trafospannung von 2*18 Volt bis 2*20 Volt, die Leistung des Trafos 
aber eher in die Richtung 120-150 Watt wählen.

Autor: Paul H. (powl)
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wie bitte??

Autor: Ich (Gast)
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Ausgangsleistung ist nicht gleich Trafoleistung. Und für Bass sollte die 
Betriebsspannung genug Reserven besitzen um Verzerrungen zu vermeiden.

Autor: Paul H. (powl)
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Hm da hast du recht. Im Verstärker-IC geht noch Spannung verloren, daher 
brauch ich um eine Ausgangsleistung von 40W zu erhalten einen höheren 
Strom wie der, der mit der Netzteilspannung 40W umsetzen würde. Aber 
doch nicht das 3-Fache? Es ist außerdem nur ein Body-Shaker, kein 
Lautsprecher. Da kommt es auf geringe Verzerrungen nicht an. Möchte hier 
nicht lernresistent wirken aber ich kann mir das ohne weitere logische 
Erklärungen einfach nicht vorstellen, sry.

Autor: oszi40 (Gast)
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Im Hifi-Forum ist dazu bestimmt noch viel zu lesen.

Es ist auch ein "kleiner" Unterschied ob man die Endstufe als 
Gitarrenverstärker stundenlang mit Sinustönen thermisch quält oder nur 
einen Sportplatz damit beschallen will und jede Woche einmal Toooor 
schreit.

Autor: Ich (Gast)
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Da Du ja noch nicht weißt ob die 40 Watt Ausgangsleistung reichen, bist 
Du mit einem 120 Watt-Trafo auf der sicheren Seite.

Ansonsten als Faustformel: Ausgangsleistung * 1,8 = Trafoleistung

Ich denke daß die Effekte bei einem Body-Shaker mit einer sauberen 
Ansteuerung besser sind als mit der Art "Handyvibrationsklingel"

Autor: Paul H. (powl)
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Da könntest du recht haben. Ich messe heute noch was aus meinem 
Verstärker an Spannung und Strom rauskommen. Es kommt doch eigentlich 
hauptsächlcih darauf an, dass der Trafo dauerhaft den Strom liefern kann 
den der Verstärker im Mittel maximal ausgibt. Demnach muss ich mir 
überlegen was für Ströme da fließen und den Trafo entsprechend 
dimensionieren. Die Spannung muss hoch genug sein damit mit dem 
Spannungsabfall am Verstärker-IC dieser Ausgangsstrom erbracht werden 
kann. Die Trafoleistung kann ich dann anhand der Spannung und des 
resultierenden Ausgangsstromes bestimmen, oder?

Autor: Ich (Gast)
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Aus Spannung und Strom an der Last ergibt sich die Ausgangsleistung und 
das mal zwei die Trafoleistung. Damit bist Du auf der sicheren Seite.

Autor: oszi40 (Gast)
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Auf der sicheren Seite seid Ihr erst, WENN AUCH im Leerlauf mit den 
dicken Sieb-Elkos die zulässige Spannung der Schaltung nicht 
überschritten wird.

Effektive Spannung ===> Spitzenspannung

Autor: Ich (Gast)
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ist doch mit 2*18 - 2*20 Volt schon geklärt.

Autor: Paul H. (powl)
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So, ich hab mal gemessen. Hab mich offensichtlich wohl ein wenig 
verschätzt. Wenn einigermaßen die Post abgehen soll ist die 
Sinus-Spannung meistens so bei +-10V. Im Peak, bei Trommelschlägen oder 
so kann sie auch mal auf +-25V klettern.

Die +-10V also 20V Sinus sind effektiv ungefär 14V. Bei 3,4Ohm ergibt 
sich da eine Leistung von fast 60Watt. Hab das wohl unterschätzt.

Demnach muss ich wohl etwas anders dimensionieren wie ich ursprünglich 
gedacht hab.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ein 80-100VA Trafo mit 2x18V?

Ab einer gewissen Belastung hat der nach der Gleichrichtung aber 
wieder nur 2x18V. Die Spitzenspannung entsteht nur, wenn die entnommene 
Leistung viel kleiner als die Nennleistung des Trafos ist.

Autor: Exe (Gast)
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Hi folks.
Die maximale, unverzerrte Wärmeleistung einer Endstufe bei 1KHz lässt 
sich so abschätzen.
Ermittlung der unverzerrten Ausgangswechselspannung Spitze-Spitze also 
Vss

Uversorg also die untere Grenzspannung der restwellig belasteten 
Trafospannung unter Vollast nach der Gleichrichtung gemessen von Vbat+ 
bis Vbat-

Widerstand im Kaltzustand Rl

Usat = Sättigungsspannungen der Ausgangsdarlingtons

Ure = Spannungsabfall an den Emitterzentrierungswiderständen

Pw = Uversorg*²/8 x Rl

mit

Uversorg* = Uversorg - 2xUre - 2xUcesat

Das kommt schon hin mit den 1,8 bei den vielen Parasiten die sich da 
laben ehe der arme Sinus über des Zobels Glied endlich an der Last 
anlangt.
Der Unfug mit der Leistungsanpassung wird in der Tat auch heute noch 
geleert.
Fakt ist dass moderne, stramm gegengekoppelte, eisenlose Endstufen einen 
unglaublich niedrigen Ri haben und die Zuleitungen oft mehr Widerstand 
haben da Klingeldraht Verwendung findet.
Das war früher zur Zeit der Röhren anders.

Autor: Paul H. (powl)
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Also nochmal zu meiner Überlegungskunst:
Die +-10V also 20V Sinus sind effektiv ungefär 14V. Bei 3,4Ohm ergibt 
sich da eine Dauerleistung von fast 60Watt. Mal abgesehen von den Peaks 
bei denen für drei..vier Perioden mal bis mehr als +-20V anliegen (hier 
kann man jedoch die Kondensatoren ausnutzen)

Demnach muss ich wohl etwas anders dimensionieren wie ich ursprünglich 
gedacht hab. Das Verstärker-IC gibt diese Leistung an 4 Ohm aber erst 
bei ungefär +-22 Volt Versorgungsspannung aus. Runtergerechnet auf 
3,4Ohm (ich denke man kann bei diesen Frequenzen parasitäre Elemente wie 
Kapazität und vor allem Induktivität des Shakers vernachlässigen und mit 
dem ohmschen Widerstand rechnen) wärens noch +-18V. Braucht das 
Verstärker-IC +-8V differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung um 
gescheit regeln zu können?

Ein hypotetischer Trafo der +-10V und 60VA hat liefert also 3A. 3A bei 
einem Trafo der +-18V liefert entspräche aber - oh Wunder - dem 
1,8-Fachen, also 108VA.

Verschwinden am Verstärker tatsächlich ganze +-8V? Das wär ja die 
reinste Heizung, Strom, Platz- und Geldverschwendung.

lg PoWl

Autor: Paul H. (powl)
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Mal ein anderer gedanklicher Ansatz: Würde für viele Probleme hier ein 
Class D-Verstärker nicht abhilfe schaffen? Und noch ein weiterer Ansatz: 
Da es nur um Frequenzen bis ca. 60Hz geht, könnte man den Verstärker 
nicht sogar komplett durch einen Mikrocontroller mit nachgeschalteten 
Treibern + Tiefpassfilter ersetzen? Der Mikrocontroller könnte das 
Eingangssignal mit seinem ADC messen und zusammen mit vorgeschaltetem 
RC-Glied gleich als digitales Tiefpassfilter dienen. Eine Hardware-PWM 
hat der µC ja. Das ganze wäre dann zwar auf 1024 Stufen (ADC-Auflösung) 
begrenz, aber das ist ja bei diesen Frequenzen und Pegeln völlig 
ausreichend. Pegelanzeige per Bargraph könnte der AVR dann auch noch mit 
ausgeben.

lg PoWl

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Um welche Stückzahl handelt es sich denn?

Prinzipiell würde ich erstmal zu Class-D raten. Für normale Ohren ist 
das völlig ausreichend.

Als Netzteil eignen sich stinknormale thyristorgesteuerte Akkuladegeräte 
mit einem fetten Elko am Ausgang wunderbar. Die kleinsten liefern so ca. 
10A und sind vorteilhaft strombegrenzend. Ideal um den Elko aufzuladen. 
Class-D Topologien haben irre Brummunterdrückung für die 
Versorgungsspannung.

Bin gerade dabei sowas zu entwickeln. Ein Abfallprodukt einer anderen 
Entwicklung, was sich nun selbständig macht.


Gruß -
Abdul

Autor: Faraday (Gast)
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Apex ist für mich eine 1a-Quelle bei Verstärkerfragen.

http://apex.cirrus.com/en/pubs/appNote/Apex_AN08U_C.pdf

Autor: Paul H. (powl)
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Ich möchte so 2-5 Stück davon bauen. vielleicht auch mehr, mal schauen.

Die einzigen Verluste würden dann an den Schalttransistoren anfallen, 
und die wären wohl verschwindend gering.

Wenn ich alle Frequenzen bis 60Hz durchlassen möchte, reicht es dann 
wenn ich das Signal mit dem ADC einfach mit 120Hz abtaste und vorher 
noch ein passives RC-Tiefpass-Filter vorschalte? Oder sollte ich die 
Abtastfrequenz höher machen und versuchen ein digitales Tiefpassfilter 
per Software im AVR zu realisieren?

Hat jemand dazu Quellen im Internet oder meinetwegen auch in Büchern? 
DSP interessiert mich schon länger aber im Internet finde ich kaum was 
brauchbares dazu.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Wenn ich alle Frequenzen bis 60Hz durchlassen möchte,

Eine Class-D Endstufe hat ebenfalls ein Filter im Ausgang, um aus der 
PWM wieder eine analoge Spannung zu machen. Da dieses Filter real ist, 
sollte die PWM Frequenz idealerweise sehr weit weg von der doppelten 
notwendigen bandbreite sein. Ich würde dir somit raten, schneller als 
120Hz abzutasten...

Autor: Paul H. (powl)
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Die PWM-Frequenz würde ich auch eher bei mindesten 1kHz ansiedeln. Muss 
da einen Kompromiss zwischen Schaltverlusten und Größe der 
Induktivität/Kapazität des Filters finden.

Es ging mir im Moment darum, den AVR, welcher die PWM erzeugt, gleich 
als digitales Tiefpassfilter für das Eingangssignal zu verwenden. Mit 
der Abtastrate meine ich die des ADC, der das Audio-Signal abtastet.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Es ging mir im Moment darum, den AVR, welcher die PWM erzeugt, gleich
>als digitales Tiefpassfilter für das Eingangssignal zu verwenden. Mit
>der Abtastrate meine ich die des ADC, der das Audio-Signal abtastet.

Die Abtastrate und die der PWM sollte identisch, bzw ganzzahlige 
vielfache sein.

Bei kommerziellen Class-D Verstärkern (tda5100) ist die PWM-Freequenz 
etwa 360kHz.


>Kompromiss zwischen Schaltverlusten

Denk mal an SChaltregler, die arbeiten bei >100kHz. Da passt das auch 
mit den Verlusten. Und du hast ja keine soo große Leistung zu übertragen

Autor: Paul H. (powl)
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Richtig. Aber der Verstärker ist nur für Signale bis 60Hz gedacht. Ist 
wie gesagt zur Ansteuerung eines Bodyshakers, deshalb brauche ich hier 
keine so hohen Frequenzen.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Wenn die absolute Phasenlage uninteressant ist (wie bei Audio üblich), 
dann bräuchte die Abtastrate theoretisch nur doppelt so hoch liegen wie 
die Signalbandbreite ist. Aber dann bräuchte man ein sogenanntes 
Brickwall-Filter - was unrealistisch ist. Damit wärst du bei einer 
typischen Vorlesungsantwort weitab weltlicher Dinge...

Um die extremen Phasenverzerrungen zu umgehen, tastet man typischerweise 
mit mind. der 10-fachen Rate ab. Mehr ist besser, da dann das Filter 
wesentlich einfacher ausfallen kann. Einfachere Auslegung, weniger 
Bauelemente, kein Abgleich notwendig!

10Bit-Auflösung mag für einen Basswackler reichen, für Audiowiedergabe 
ist es viel zu wenig. Du würdest dich damit knapp über dem Niveau 
einfacher Kassettenplayer 'aus der Vorzeit' bewegen.

Mit Oversampling geht mehr, ist aber auch wesentlich aufwändiger im 
Verstehen.

Wozu im Mikrocontroller bearbeiten? Ist eigentlich zu viel Aufwand. 
Naja, wenn du die Pegelanzeige machen möchtest, dann ja, aber sonst wäre 
es wirklich Quatsch. Eine CPU arbeitet werte- UND zeitdiskret!! 
Allenfalls als Fingerübung interessant.


Ich könnte jetzt den Schaltplan meines Class-D Verstärkers hinwerfen. 
Habe aber ein Problem mit den Nutzungsrechten. In drei Monaten wäre der 
chinesische Nachbau da. Tja, was tun?


Gruß -
Abdul

Autor: Exe (Gast)
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Hi Abdul
Mehr und mehr drängt sich mir der Verdacht auf dass du auch zur 
Belegschaft des Elfenbeinturms gehörst. Und das ganz ohne den üblichen 
Beigeschmack.
Ein Klasse-D-Verstärker ist ein heisses Gespann.
Richtig ist dass die sample-rate mindestens doppelt so frequenzhoch sein 
muss wie die maximale Signalbasisfrequenz dass aber das 10-fache 
angemessen ist.
Daher finden sich diese Kant-Brummer mit dem modulierten 
Puls-Pause-Verhältnis vorzugsweise in Bass(schwergewichten/nicht per 
kg!) die dann recht mühelos 1KW oder mehr abgeben.
Der Wirkungsgrad ist hoch und die Abwärme klein allein, hätte Luther 
gesagt, die Oberwellen sind die Crux an der Sache.
Bereits OHNE Ausgangstiefpass erscheint ein fast normales "Hörbild" da 
die komplexe, vorzugsweise induktiv-tiefpassige Impedanz des 
Lautsprechers die Oberwellen soweit ausfiltert dass sie nicht mehr 
"empfunden" werden.
Allein die Oberwellen machen der Post und auch eventuell dem Nachbarn 
Sorge.
Allseitige Abschirmung in Vollmetall und Durchführungskondensatoren 
netzseitig mit sorgfältig bemessenen Amseln sind notwendig wie auch bei 
Bassamps wuchtige Ausgangsamseln.
Die Impulsströme gehen an 4Ohm zum Teil bis 100A oder mehr und da brummt 
der Nachbar wenn ihm der Bohlen vom Bildschirm verschwindet.
An sich ein sehr smarter Gedanke aber....

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ich kann dir nur überall Recht geben. Nun höre ich seit fast einem Monat 
Radio Class-D hier, während ich gerade das tippe.

Ganz ganz ganz billich und Class-D (oder wie man es nennen will), geht 
eben nicht.

Eigentlich hatte mich das Thema bislang nie interessiert, aber nun 
eingeholt, bei der Suche nach einem passenden IC als abschaltbarer 
Verstärker jenseits der 20kHz...

Nun verstehe ich die Welt eh nicht mehr, weil warum werden noch Class-AB 
Verstärker-ICs auf den Markt gebracht, wenn es mit Class-D auch geht und 
insgesamt das Gerät dadurch erheblich billiger wird? z.B. keine oder 
minimale Kosten für Kühlkörper! Keine Ausfälle durch abgewackelte 
Kühlkörper... usw.

Der Klang ist wirklich hervorragend und nur Fritzen die auch 
rechtsdrehende Kupferkabel mit eingelegtem Grünspan brauchen, benötigen 
technisch noch bessere Endstufen.


Erstaunlich, wie man nach über 20 Jahren durch das damalige MOSFET-Kit 
von Siliconix wieder eingeholt wird. Alles was man mal lernte, kann man 
irgendwann wieder brauchen!


Gruß -
Abdul

PS: Für seinen Basswackler hat er eher das Problem, die PWM dann im 
Hörbereich zu haben! 20kHz werden einem also schonmal aufgenötigt.

Autor: Exe (Gast)
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Hi Abdul und andere Tiefenbohrer (Gegenteil von Dünnbrettbohrer nach 
Prof. Bader)
Ein ganz anderes Ding ist der nic als power-amp. Er kam bereits so um 
1980 in´s Gespräch und verlor sich dann im Nirvana. Völlig zu Unrecht.
Man kann eine Lautsprecherkombination in der Box mit allen Weichen und 
sonstigem Gerödel mit einer Nennimpedanz von 4Ohm auch an einem 
Ausgangswiderstand des amps von -4Ohm betreiben.
Üblicherweise beträgt der Ausgangswiderstand nach strammer Gegenkopplung 
um 1-10mOhm oder weniger also im Bereich der Drahtquerschnitte. Der 
Verstärker schliesst damit die muntere Impedanz der Box kurz und 
reduziert deren Partialschwingungen bereits erheblich.
Die bei Aktivboxen verwendete "Raumgegenkopplung" per Micro im 
3-Meterabstand hat wie in der Box vor dem Konus der Lautsprecher oder 
auf deren Schwinghülse angebrachte Sensoren auch ihre Tücken.
Die aufgeklebten Sensoren berücksichtigen nicht den "Rauminhalt" der zu 
beschallenden Fläche und das Micro im Raum ist phasengefährdet und auch 
die Hauskatze wie der Hund eventuell störend.
Der power-nic mit 1Ohm in der Mitkopplung und einem R/Rgk von sagen wir 
4 simuliert -4Ohm wobei aber die komplexe Eigenschaft der 
Lautsprecher-Raum-"Kennlinie" nicht kompensiert wird.
Das Klangbild erscheint durchsichtiger aber in diesen Bereichen ist oft 
auch die Einbildung der Vater des Wunsches.
Es wird wieder ein Brüllen losgehen aber es ist so.
Ein alter Röhrenverstärker mit viel Blechen im Ausgang klingt für die 
Ohren derer die damit aufwuchsen immer noch "besser" als der pure-ste 
high-end-amp, so leid es mir tut.
Das hängt daran dass das Ohr auf diesen "Gutklang" in der Jugend 
eingemessen wurde.
Hätte man es ausschliesslich mit Rechteckschwingungen gefüttert sähe es 
den Sinus ohne Klirr als Strafe Gottes an.

Autor: Paul H. (powl)
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Es ist interessant wie geradezu poetisch hier eure Erfahrungen 
ausplaudert und dabei alte Geschichtchen durchnudelt aber mir und dem 
Thread hilft das leider nicht viel weiter ;-) Trotzdem danke für die 
Antworten!

Brauche ich überhaupt noch ein Filter am Ende? Genügen die mechanische 
Trägheit und die Induktivität des Shakers oder krig ich da noch größere 
Probleme mit der EMV?

Kann mir jemand ein Büchlein oder einen Artikel im Internet empfehlen wo 
ich lernen kann, wie man ein digitales Tiefpassfilter baut? Möglichst 
ohne dass man gleich mit mathematischen Formeln zugeballert wird, mit 
Syntax, die man nur als Akademiker versteht. Lieber die Theorie und 
Grundlagen. Irgendwie wird man auf den Formelhaufen durch logische 
Überlegungen auch mal gekommen sein. (Bin gerademal Abiturient, zwar 
nicht grad schlecht in Mathe aber wenn dann auf einmal n haufen neue 
Schreibweisen und Zeichen auf einen zukommen versteht man schnell doch 
nichts mehr)

lg PoWl

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Naja. Bekannt ist das unter k3 Verzerrung. Für sowas gibt es extra 19 
Zoll Einschübe - nun heutzutage auch gerne ohne Röhren :-)

Was meinst du mit "nic"? Sowas wie ein Target? Der Begriff scheint bei 
dir häufiger aufzutauchen.

Übrigens pumpt ein Class-D Verstärker auch mal die mechanisch 
gespeicherte Energie aus der Box zurück ins Netzteil, wenn die momentane 
Spannung nachgeregelt wird.
Im Vierquadrantenbetrieb kann man dann den Ausgangswiderstand daher 
zeitweise negativ bezeichnen.

Ich arbeite übrigens weder mit fester Modulationsfrequenz (So gibt es 
keine hörbaren Intermodulationsprodukte zwischen Eingangsfrequenz und 
Modulationsfrequenz), noch mit einem Sägezahn oder Dreieck. Wie du dir 
wohl mittlerweile bei mir vorstellen kannst, habe ich die bekannte 
Class-D Struktur analysiert und dann auf den Kopf gestellt :-)


Jetzt bräuchte ich erstmal richtige schwergewichtige Boxen. Denen ich 
mal ordentlich einheizen könnte. So laut höre ich normalerweise keine 
Musik. Also testen testen testen...


Gute Nacht -
Abdul

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hallo Paul -

Sorry, wenn wir deinen Thread so mißbrauchen um unser Opa-Wissen aus dem 
Krieg zu plakatieren. Aber vielleicht lernst du ja noch was draus. Der 
heilige Kral wäre vielleicht eine direkte Umsetzung von z.B. mp3 
Digitalbitstream in ein PWM-Signal.


Ein digitales Filter kannst du dir gerne basteln. Kann nicht schaden 
sowas mal zu designen. Aber wozu? Nimm einen simplen RC-Tiefpaß! 
Dahinter eines der gängigen Verstärker-ICs. Wenn du willst, kann das 
auch ein Class-D IC sein. Wie wärs mit TDA7396. Ist für das was es 
leistet echt billig, durch Brücke wenig Versorgungsspannung. 
Klangqualität ist bei deiner Anwendung eh völlig uninteressant.

EMV ist normalerweise kein Problem. Mußt du dich nur bei Class-D mit 
beschäftigen und gerade bei EMV kommt man mit einem Buch denkbar wenig 
weit.

Du wirst merken, das deine ganze Mathe meistens für die Katz ist. Es 
zählen Erfahrung und Fachwissen und vielleicht noch etwas Geschick und 
Glück. Ein Mentor, der sich auch mal neben dich setzt, ist übrigens auch 
wirkliches Gold wert!!

Für konkrete Fragen findet sich immer ein Antworter. Schreib mal was 
über deine Ausrüstung, Vorkenntnisse, wo das Teil eingesetzt werden soll 
(Auto?) usw.


Gute Nacht -
Abdul

Autor: Paul H. (powl)
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Der Body-Shaker ist an meinem Schreibtischstuhl montiert. Es sollen noch 
weitere für Couch und kleine gemütliche Hockerchen im Zimmer zum Einsatz 
kommen. Daher möchte ich einmal n vernünftiges Konzept ausarbeiten.

Beim Einsatz dieser Dinger hab ich gemerkt, dass sich Frequenzen bis 
60Hz richtig gut anfühlen und es auch nicht an denen von 50-60Hz fehlen 
soll. Danach wird es allerdings recht schnell unangenehm und nervig. Vor 
allem die Frequenzen von 100-200Hz müssen weg sein, die fühlen sich ganz 
ekelhaft an! Daher bräuchte ich ein Filter mit einer hohen 
Flankensteilheit der unter 60Hz auch wirklich bis zur Grenze alles 
völlig ohne Abschwächung durchlässt und das Signal dann aber für alle 
höheren Frequenzen recht schnell abschwächt. Und bevor ich mir da mit 
meinem Halbwissen wieder ein analoges und teures Tiefpassfilter mit 
OpAmps und dergleichen davorsetze und ich sowieso nen AVR als Prozessor 
benutz, kann der auch gleich filtern.

Class-D und AVR sind ein Muss. Class-D wegen der hohen effizienz und AVR 
weil ich damit eventuell ein digitales Tiefpassfilter realisieren kann, 
weil ich vom AVR aus direkt eine Pegelanzeige ansteuern kann und weil 
der AVR gleich die PWM erzeugen kann. Die Rechenleistung reicht für 
diese Frequenzen bis 60Hz problemlos aus und ich spar mir somit nen 
haufen an analogelektronik. Ich brauch nur noch ne Transistorstufe 
danach, das wars dann auch schon.

Allerdings finde ich im Internet halt eben kaum material dazu, wie man 
ein digitales Filter realisiert. Man wird überall gleich mit Formeln 
zugeballert die man trotz bestem Willen ohne große Vorkenntnisse einfach 
nicht verstehen kann. Alles nur hochtheoretisch. Nirgends wird mal davon 
gesprochen wie so ein Filter überhaupt im Prinzip funktioniert, überall 
nur ja das ist so, und da haben wir dann diese Formel und so, aber 
nirgendwo steht warum das so ist, und durch welche Überlegung man darauf 
gekommen ist. Es gibt sicher auch einen weg das Funktionsprinzip 
komplett ohne Formeln zu erklären.

lg PoWl

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Aber wozu willst du den Hintern shakern???


Tiefpaß:
Nimm ein SC-Filter z.B. von www.linear.com

Vermutlich wird ein 60Hz-Digitalrüttel reichen, daher:
Dann den Komparator aus dem AVR.
Und zuletzt überlege dir eine kräftige Endstufe, die du über eine 
Treiberstufe aus dem AVR steuerst. Die muß ja dann nicht sonderlich 
schnell sein.


Digitale Filter ganz ohne Mathematik habe ich bislang noch nicht 
gesehen. Das wirds wohl auch nicht geben. Allenfalls für einen einfachen 
RC-Tiefpaß vielleicht. Sobald das Filter aus mehreren gekoppelten Stufen 
besteht, muß jede Stufe mit den anderen "verschränkt" werden - ohne das 
es ein Oszillator wird oder ineffizient. Dafür wird man Formeln 
brauchen.
Irgendein Filtertool für den Entwurf digitaler Filter sollte dir 
passende Koeffizienten liefern können. Aus dem Kopf weiß ich keines. Es 
gibt sie, aber da habe ich auch nur irgendwo auf der Festplatte die 
Links gespeichert, da selbst noch nie in dieser Form benutzt.


Poste mal einen Link zum Datenblatt des Shakers.


Gruß -
Abdul

Autor: Paul H. (powl)
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Der Shaker hat kein Datenblatt. Warum ich meinen Hintern shaken möchte? 
Weil das spaß macht, ganz einfach ;-)

Dass keine Mathematik dabei sein darf meinte ich so nicht, ich meinte 
nur, dass ich erstmal gern erfahren würde wie die Grundüberlegung zu 
solchen Filtern ist. Wie sie theoretisch funktionieren. Sowas wie 
"Digitale Filter für Dummies". Das darf hinterher gerne zu den 
mathematischen Formeln übergehen. Nur wüsste ich gerne was man mit den 
Formeln überhaupt bezwecken mag. Da wird irgendwas berechnet, nur 
nirgends wird erklärt was da denn berechnet werden soll. Die Grundlagen.

lg PoWl

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Paul Hamacher wrote:
> Der Shaker hat kein Datenblatt. Warum ich meinen Hintern shaken möchte?
> Weil das spaß macht, ganz einfach ;-)

Du meinst, du willst es für dich behalten??


>
> Dass keine Mathematik dabei sein darf meinte ich so nicht, ich meinte
> nur, dass ich erstmal gern erfahren würde wie die Grundüberlegung zu
> solchen Filtern ist. Wie sie theoretisch funktionieren. Sowas wie
> "Digitale Filter für Dummies". Das darf hinterher gerne zu den
> mathematischen Formeln übergehen. Nur wüsste ich gerne was man mit den
> Formeln überhaupt bezwecken mag. Da wird irgendwas berechnet, nur
> nirgends wird erklärt was da denn berechnet werden soll. Die Grundlagen.
>

Aus dem Kopf kenne ich nur einen Link, der auf die Konvertierung eines 
analogen Filters auf ein digitales Äquivalent eingeht. Einfach, weil ich 
ihn vor ein paar Tagen als abspeicherinteressant fand.

Du mußt wohl deine Frage im Forum DSP stellen. Dort tummeln sich die 
richtigen Ansprechpartner.

Für die Endstufe empfehle ich eine Motorbrücke.


Poste einen Link zum DSP-Thread dann hier, damit wir folgen können. 
Danke.


Gruß -
Abdul

Autor: Paul H. (powl)
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Autor: Exe (Gast)
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Hi Abdul.
Komme gerne später auf deinen Beitrag zurück. Bin gerade mit Arbeit 
überfrachtet.
Gruss vorab

Autor: Exe (Gast)
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http://www.parts-express.com/pdf/295-374s.pdf

Hi Abdul

Schaut man sich das Schalldruck-Frequenzdiagramm eines modernen 
subwoofers an dann könnte einem das Grausen kommen.
Hängt so ein Wüstling an einer eisenlosen Endstufe versucht er die durch 
seine Partialschwingungen erzeugten Spannungen als Gegenspannung dem 
Ausgang der Endstufe aufzuprägen.
Ist deren Ausgangswiderstand Z nicht klein genug gelingt ihm das auch. 
Die Folge ist ein unangenehm verzogener Höreindruck der schwammig und 
verbreit erscheint. Da die heutigen Endstufen Ausgangs-Zs ím 
Milliohmbereich aufweisen schliesst die Endstufe diese Gegenspannungen 
kurz und hemmt damit nach Lenz die Partialschwingung. Diese wird also 
bedämpft. Das ist auch das Prinzip jeder Wirbelstrombremse.
Beschaltet man nun eine Endstufe mit genügend hoher Leerlaufverstärkung 
(grösser 100K) als negative-impedance-converter (eines meiner 
Lieblingsspielzeuge, kurz nic genann) dann simuliert der einen NEGATIVEN 
Widerstand.
Dazu verbindet man den Ausgang eines invertierenden Verstärkerops durch 
zum Bleistift 1Ohm mit dem nichtinvertieren Eingang und klemmt den 
subwoofer an den EINGANG des Leistungsops an.
Der invertierende Eingang trägt das Signal.
Die Impedanz des Unikums, genannt nic, ist dann

Zin = -R1ohm x R/Rgk

mit Rgk = Gegenkopplungswiderstand
und
R = Vorwiderstand des invertierenden Eingangs.

Wählt man R/Rgk = 4 wird der subwackler im unteren Frequenzbereich mit 
einem NEGATIVEN Widerstand von -4Ohm betrieben.
Das macht den Partialschwingungen den Garaus zumindest bis zu mittleren 
Frequenzen.
Bei höheren Frequenzen wird es mehr oder weniger wirkungslos da sowohl 
Phase wie Amplitude ein hochkomplexes Wirrzeugs bilden dem der nic immer 
nur einen konstanten, negativen Widerstand von -4Ohm entgegenhält.
Was sicher ist.
Das Klangbild erscheint durchsichtiger und brillianter aber da spielt 
vielleicht der Wunsch mit welcher oft Vater des Eindrucks ist
Es wird auch ein Teil der Ausgangsleistung am 1Ohmer verbraten und so 
eignet sich das Ding eher nur für kleinere Leistungen.
Es hat wenig Eingang gefunden durch die Aktivboxen mit Piezosensor oder 
Micro

Autor: Paul H. (powl)
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Den Class-D Verstärker könnte ich doch mit einer H-Brücke an 
Gleichspannung betreiben und wenn ich mit der PWM-Frequenz auf 20kHz 
hoch gehe bräuchte ich noch nichtmal nen Tiefpassfilter, oder?

lg PoWl

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Einfach: Ja.

Die 20kHz werden halt dann etwas abgestrahlt. Für eine Antennenwirkung 
ist das Gebilde dann aber eh zu klein.


Gruß -
Abdul

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hallo Exe!

Exe wrote:
> http://www.parts-express.com/pdf/295-374s.pdf
>

Kennst du dich mit Lautsprechern aus? Lege mal ein Benutzerprofil an, 
damit man dir gescheit mailen kann. Danke.

Leider will er keine Infos zu seinem Shaker posten.
Bezugnehmend auf den Thread wohl eher das hier:
http://www.pollin.de/shop/shop.php?cf=suche_ergebn...


>
> Schaut man sich das Schalldruck-Frequenzdiagramm eines modernen
> subwoofers an dann könnte einem das Grausen kommen.
> Hängt so ein Wüstling an einer eisenlosen Endstufe versucht er die durch
> seine Partialschwingungen erzeugten Spannungen als Gegenspannung dem
> Ausgang der Endstufe aufzuprägen.
> Ist deren Ausgangswiderstand Z nicht klein genug gelingt ihm das auch.
> Die Folge ist ein unangenehm verzogener Höreindruck der schwammig und
> verbreit erscheint. Da die heutigen Endstufen Ausgangs-Zs ím
> Milliohmbereich aufweisen schliesst die Endstufe diese Gegenspannungen
> kurz und hemmt damit nach Lenz die Partialschwingung. Diese wird also
> bedämpft. Das ist auch das Prinzip jeder Wirbelstrombremse.
> Beschaltet man nun eine Endstufe mit genügend hoher Leerlaufverstärkung
> (grösser 100K) als negative-impedance-converter (eines meiner
> Lieblingsspielzeuge, kurz nic genann) dann simuliert der einen NEGATIVEN
> Widerstand.

Achso. Dachte wieder an was exotisches. Ich bin manchmal etwas 
begriffstutzig. Vor kurzem erst über KSQ gestolpert :-)

Also in Richtung Gyrator und Howland.


> Dazu verbindet man den Ausgang eines invertierenden Verstärkerops durch
> zum Bleistift 1Ohm mit dem nichtinvertieren Eingang und klemmt den
> subwoofer an den EINGANG des Leistungsops an.
> Der invertierende Eingang trägt das Signal.
> Die Impedanz des Unikums, genannt nic, ist dann
>
> Zin = -R1ohm x R/Rgk
>
> mit Rgk = Gegenkopplungswiderstand
> und
> R = Vorwiderstand des invertierenden Eingangs.
>
> Wählt man R/Rgk = 4 wird der subwackler im unteren Frequenzbereich mit
> einem NEGATIVEN Widerstand von -4Ohm betrieben.
> Das macht den Partialschwingungen den Garaus zumindest bis zu mittleren
> Frequenzen.
> Bei höheren Frequenzen wird es mehr oder weniger wirkungslos da sowohl
> Phase wie Amplitude ein hochkomplexes Wirrzeugs bilden dem der nic immer
> nur einen konstanten, negativen Widerstand von -4Ohm entgegenhält.
> Was sicher ist.

Hast du das mal praktisch probiert und einen Unterschied gehört? Habe da 
Befürchtungen in Richtung Stabilität/Schwingneigung.


> Das Klangbild erscheint durchsichtiger und brillianter aber da spielt
> vielleicht der Wunsch mit welcher oft Vater des Eindrucks ist
> Es wird auch ein Teil der Ausgangsleistung am 1Ohmer verbraten und so
> eignet sich das Ding eher nur für kleinere Leistungen.
> Es hat wenig Eingang gefunden durch die Aktivboxen mit Piezosensor oder
> Micro

Auch bei normalen Boxen verwendet, oder nur für High-End bzw. 
Esoteriker?


Gruß -
Abdul

Autor: Paul H. (powl)
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Ich würde ja gerne Informationen posten wenn ich welche hätte. Es 
handelt sich um so einen Shaker wie den bei Pollin. Hab ihn nur mit 
einem 2,5Kg Hantelgewicht etwas "getuned". Der Ohmsche Widerstand der 
Spule beträgt 3,4Ohm.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hm. Die Hantel wohl als Kühlkörper? Wie lange hält er denn die 60W aus?


Gruß -
Abdul

Autor: Paul H. (powl)
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Och der wird schon ordentlich heiß. Empfindliche Hände können denn dann 
schon nicht mehr anfassen. Ansonsten nimmt er das recht gelassen. 60W 
sind wirklich die Schmerzgrenze für den Shaker, allerdings reicht dann 
die Leistung bereits aus.

Sagtmal, lieg ich richtig damit, dass höhere Frequenzen, also der Mittel 
und Hochton-Bereich eine viel niedrigere Amplitude haben?

Noch ein Problem mit dem Class D AVR-Verstärker. Der ADC vom AVR hat 10 
Bit. Demnach kann ich die PWM auch auf 10 Bit dimensionieren. Reicht 
das? Um die "Lautstärke" zu regeln muss ich außerdem das Eingangssignal 
am AVR abschwächen. Das hat zur Folge, dass nicht mehr der ganze Bereich 
der vorhandenen Auflösung genutzt werden kann. Dürfte nicht viel 
ausmachen, oder doch?

Und woran liegt es, dass wenn ich den Shaker ohne Tiefpassfilter 
betreibe er viel schneller heiß wird? Durch die zusätzlichen 
Frequenzanteile im Mittel und Hochtonbereich wird ja keine zusätzliche 
Energie übertragen. Also so hab ich das zumindest in Erinnerung.

Digitale Filter realisiert man mit einem IIR oder FIR-Filter. Könnte man 
ganz theoretisch nicht auch einfach einen Filter, wie man ihn 
normalerweise mit OpAmps oder eifnach nur mit einem R/C bzw. L/C-Glied 
aufbaut per Software Simulieren?

lg PoWl

Autor: Exe (Gast)
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Hi Abdul,
man wird es mir abnehmen oder auch nicht, es ist mir so egal ob es 
geglaubt wird wie das Fahrrad das in Amsterdam umfällt oder der Sack 
Reis in China.

Kurzer Abriss
64, Abi, Uni, Assi, Doz, Rex einer TFS, Besitzer einer mittelgrossen 
Computerhandelskette bis zum a.D. mit 50.

Nur das ist wichtig
Edelbastler!

Alles über das ich hier schrieb habe ich selbst ausprobiert oder von 
"Untergebenen" als "Arbeit" ausführen "lassen".
Ob nun Pässe, nics, Opschaltungen. Generatoren. Wechselrichter, 
Rockbandgeraffel samt Wah-Wah und Eimerkettenhall versus Echolette sowie 
modifizierte Böhm-Orgeln, HF-Gerödel mit pll und Gott was weiss ich 
noch.
Als Doz für angewandte Elektronik und Regelungstechnik stets bemüht dem 
Schöler auch in der Praxis etwas sagen zu können.
Digitale Elektronik: Keine Ahnung

Angefangen hat alles mit Kosmos als der Exe 12 war.
Technikus Maschinen schafft für Wasser, Luft und Dampfeskraft
Alles was im Hause ist untersucht der Allchemist
Optikus und Fotomann erstaunlich was er leisten kann
Vom Gebirg zum Ozean alles hört der Radiomann
Elektromann.... habe ich vergessen

Back to the basics
Im Jahr 1979 erstellte ich einen Bauplan mit einem vollintegrierten 
Stereoverstärker, was damals recht neu war. Die Fairchildschaltung mit 
dem Betrieb eines 741-ers an +/40V und damit die Schaffung einer 
eisenlosen Endstufe mit ca 100W an 4Ohm an einem Hybridwandler nach 
Fairchild der direkt mit 20KHz an 220V hing über den Schalenkern. Die 
open-loop-gain war 2Mio, die Gegenkopplung herunter auf 25 erschlug fast 
jeden Klirr (so um oder unter 0,1 EHRLICHE %) und der Za praktisch nicht 
messbar wie auch die Übernahmeklirrs.
Dieses Ding wurde von Schölern, wie auch ein true-rms-Multidigi in den 
Jahren 79-81 hundertfach in Sammelaktionen erfolgreich nachgebaut. Heute 
ist das freilich alles Makulatur in Zeiten von TDAs.
So einen Kraftamp konnte man leicht per 1Ohm mitkoppeln und dann mit 
etwa Z = -4Ohm auf die Box mit +4Ohm aufschalten.
Ein enger Mitarbeiter, der zunächst Schöler war, hat das gross im 
Wohnzimmer installiert mit 2x100W und schwörte darauf dass es 
unschlagbar wäre.
Bei 1Ohm/4Ohm gehen etwa 25W am 1Ohmer flöten wenn die Nutzpw 100W 
beträgt.
Die Verstärkung des closed-loops als nic ist dann 1.25 d.h. die Vorstufe 
muss den Grossignalswing fast bringen.
Ich konnte ehrlicherweise nichts anderes hören als ein gutes Klangbild 
da eben der Wüstling erst wüst wird wenn die negative Impedanz nicht 
mehr greift.
Lohnt wohl insgesamt den Aufwand nicht der aber fast keiner ist. Die 
Verluste sind freilich deutlich grösser als bei Standardschaltungen.
Mal sehen wegen der Registratur
Gruss
Exe
P.S. Wer ist denn hier der zuständige admin? Einmal war da ein J. W. 
aber viel sah ich nicht von admins. Ist der main-admin vom Fach?

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Interessanter Abriß. Wußte gar nicht, das es Kosmos schon sooooooooooo 
lange gibt.

Admins findet man hier wenig 'am Arbeiten'. Ist auch gut so. Der 
Main-Admin?? Vielleicht der:
http://www.mikrocontroller.net/user/show/andreas

Vom Fach in deinem extensiven analogen Sinne wohl eher nicht. Ist wohl 
mehr ein Digitaler.

Anmelden ist kein Akt und ermöglicht wohl auch einige Features wie 
Löschen von Beiträgen. Leider ist der automatische Login nach einiger 
Zeit immer tot und man muß sich mal wieder einloggen.


Gruß -
Abdul

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Paul Hamacher wrote:
> Sagtmal, lieg ich richtig damit, dass höhere Frequenzen, also der Mittel
> und Hochton-Bereich eine viel niedrigere Amplitude haben?

Ja. Wie aber die Leistungsdichte durchschnittlich über die Frequenz ist, 
kann ich dir auch nicht sagen.


>
> Noch ein Problem mit dem Class D AVR-Verstärker. Der ADC vom AVR hat 10
> Bit. Demnach kann ich die PWM auch auf 10 Bit dimensionieren. Reicht
> das? Um die "Lautstärke" zu regeln muss ich außerdem das Eingangssignal
> am AVR abschwächen. Das hat zur Folge, dass nicht mehr der ganze Bereich
> der vorhandenen Auflösung genutzt werden kann. Dürfte nicht viel
> ausmachen, oder doch?

Regel doch die Lautstärke am Ausgang.

Zumindest das Hören ist logarithmisch!


>
> Und woran liegt es, dass wenn ich den Shaker ohne Tiefpassfilter
> betreibe er viel schneller heiß wird? Durch die zusätzlichen
> Frequenzanteile im Mittel und Hochtonbereich wird ja keine zusätzliche
> Energie übertragen. Also so hab ich das zumindest in Erinnerung.

Vermutlich Wirbelstromverluste.


>
> Digitale Filter realisiert man mit einem IIR oder FIR-Filter. Könnte man
> ganz theoretisch nicht auch einfach einen Filter, wie man ihn
> normalerweise mit OpAmps oder eifnach nur mit einem R/C bzw. L/C-Glied
> aufbaut per Software Simulieren?
>

Hm. Direkt, ich weiß nicht. Man kann ein analoges Filter in ein 
digitales FIR umrechnen.


Gruß -
Abdul

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Hallo Paul,
sieh Dir das mal an:
http://www.digitalfilter.com/products/dfalz/dfalz1.zip

Gruß Axelr.
auch einen Gruß an unsere "analogen" Freunde ;-))

Autor: Exe (Gast)
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Hi Abdul
Die ersten Kosmoskästen dürften so 1955 gekommen sein und waren recht 
teuer.
Der Technikus wie auch der Optikus waren das Geld eher nicht wert wie 
auch der Allchemist.
Elektromann war ordentlich und vor allem der Radiomann.
Röhren mit einer Betriebsspannung unter 20V waren rar und die Röhre war 
ein Tetrode, also nur Schirmgitter und kein Bremsgitter.
Nur so war die Röhre bei der extrem niedrigen Anodenspannung 
arbeitsfähig.
Die Kastenspulen hatten ein Drehgestell um die Rückkopplung des Audions 
auf den besten Punkt zu bringen.

Die Lautstärkeregelung eines Pulsbreitenamps ist in der Tat ein Problem.
Üblicherweise bewegt sich die Ausgangsamplitude in den 
Vcc/Vee-Begrenzungen
und die sind starr.

Da bleibt eigentlich nur die Modulationstiefe der Breitensteuerung oder 
eben der Ausgang. Der Ausgang nach der Filterung ist die beste aber auch 
die energietechnisch unwirtschaftlichste Methode.
Bei Stellung über die Modulationstiefe wird bei kleinen Signalen der 
time-jitter d.h. die geringe zeitliche Instabilität der Anstiegs und 
Abfallflanken wirksam.

Höhere Frequenzen werden in der Tat kleinere Amplituden aufweisen selbst 
wenn der Mittelwert des Pulsbreitensignals frequenzinvariant sein 
sollte.
Jedes Filter, wie auch das üblicherweise verwendete LC-Filter am 
Ausgang, muss auf den Träger zugeschnitten sein zB auf 100KHz oder auch 
200KHz.
Die höchste NF-Frequenz sollte mit -3dB noch durchkommen und danach 
alles ausgesiebt werden.
Dies geht in der Praxis nicht also leiden die mittleren und hohen 
Frequenzen eben durch die LC-Filterkurve. Dies je mehr je näher der 
Träger an der oberen NF-Grenze liegt.
Die Leistungsdichte vor dem Filter ist theoretisch konstant über dem 
NF-Frequenzspektrum, nach dem Filter nicht mehr. Sie fällt im Quadrat 
der Amplitudenabschwächung der Ausgangsspannung.
Ist zum Bleistift bei 10Khz Sinus die Leistungsdichte Pdo so fällt sie 
bei einem LC-Filter mit -6dB bei 20KHz bereits auf 1/4.
Abhilfe brächte hier nur ein Träger im MHzgebiet was technisch schwer 
lösbar ist. oder ein "Rechteckfilter" was es auch nicht gibt.
Es soll PWMs geben die per software die Steuerung des PWMsignals 
übernehmen. Eine Simulation des Filters erscheint mir eher unmöglich per 
Simulation aber das ist Digitaltechnik und nicht mein Beutegrund.
P.S. Was bei Gott ist ein "shaker"

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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@Exe: Leiste dir doch mal einen Account hier. Dann kann man dir auch 
schreiben und du kannst dann wohl erst auch automatische 
Benachrichtigung bei Postings aktivieren. Bekommst dann also alles mit 
;-)

Ich betreibe PWM bei 15MHz ohne Probleme auf einem Steckbrett.

Ein Shaker ist ein Rüttler für Leute, denen die Ohren schon vor geraumer 
Zeit abfielen :-) Ich dachte du wohnst in LA und solltest dann auch 
Englisch kennen??


Gruß -
Abdul

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