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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Audio verstärker - Grundlagen


Autor: Mark (Gast)
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Guten Morgen,

kann mir jemand nen "heißen" Link in Sachen Grundlagen von Lautsprechern 
und verstärkern geben?
Ich möchte einen kleinen Verstärker simulieren/bauen. Dazu sollte ich 
wissen, wie ein Lautsprecher aufgebaut ist.
Die Impedanz wird ja in Ohm angegeben. Ein Lautsprecher beinhaltet 
-soweit ich weiß- jedoch Widerstand, Kapazität und Induktivität. Die 
Impedanz ist also Frequenzabhängig. Bei welcher Frequenz gelten also die 
8Ohm? 'omega' -> 0 ??

Kann ich bei Audiosignalen von einem Pegel von +-0,4V ausgehen oder 
wieviel sollte ich als max. Pegel annehmen?

Was wird genau verstärk, Spannung oder Strom für den Lautsprecher?
Oder ergibt es sich einfach aufgrund der Impedanz?


Nochwas: Ich bin nicht faul und lasse mir alles von anderen 
zusammentragen. Es ist nur so, dass ich schon eine Weile suche und noch 
keine wirklich gute Seite zum Thema gefunden habe, auf der diese 
Grundlagen ausführlich und gut erklärt sind. Ein Link würde mir also 
schon sehr weiterhelfen.

Gruß Mark

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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>Kann ich bei Audiosignalen von einem Pegel von +-0,4V ausgehen oder
>wieviel sollte ich als max. Pegel annehmen?

Als "Linepegel" (also quasi Signalspannung) hat man sich irgendwann mal 
auf 0.775V für volle Aussteuerung geeinigt. Was du durch den 
Lautsprecher jagst, nennt sich "Railspannung" und kann gerne auch mal 
bis hundertnochwas Volt hochgehen.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Autor: Christian Erker (Gast)
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Jeder Lautsprecher verhält sich anders, da man daher die Seiteneffekte 
ohnehin nicht simulieren kann, wird fürs erste der LS als ohmscher 
Widerstand mit Nennimpedanz angesehen. Es kann jedoch nötig sein, die 
reakion der Schaltung auf komplexe Lasten zu testen, das erfolgt jedoch 
erst in einem späteren Entwurfsschritt.

Da gilt I = U/R muss sowohl Spannung als auch Strom verstärkt werden, 
die nötige Spannung ergibt sich aus der gewünschten Ausgangsleistung, 
aus dieser wiederrum der Strom .. (oder andersrum).

Beispiel, du willst 100W haben.

U = sqrt(P*R) = sqrt(100W*8Ohm) = 28.29 V(eff!) ~ 30 Veff (mit Reserven)
I = 30V / 8Ohm = 3.75 Aeff

Du musst also 30Veff und 3.75Aeff liefern. (damit werden 112,5 W 
erreicht max).

Aus dem Effektivwert kannst du mit Us = Ueff * sqrt(2) = 30V * sqrt(2) = 
42.3 Vp, für den Strom entsprechend 5.29Ap, die Spitzenwerte errechnen.

Du musst also +/- 42.3 V und +/- 5.3 A liefern können.

Die Nennimpedanz gilt übrigens bei 1 kHz oder 800 Hz..

Gruß,
Christian

Autor: Mark (Gast)
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Danke an euch für eure konstruktiven Informationen.

Die Links werd ich mal durchforsten.

Gruß Mark

Autor: Netbird (Gast)
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Wenn du an den Lautsprecherausgang eines Verstärkers einen Widerstand 
von 8 Ohm anschließt, kannst du U und I bei Aussteuerung messen. 
Achtung: R arbeitet dann als "Heizgerät" mit der entsprechenden 
Leistung.
Eine 20W/12V Halogenlampe (Warmwiderstand ca. 7 Ohm) zeigt dir an, dass 
der VErstärker echte Leistung abgibt.

Autor: Pascal Drecker (e31)
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Hallo,

ich habe einen Mini-Lautsprecher (0,3 W nominal, 0,5 W maximal und 8 
Ohm), den ich über einen TI PCM1780 ansteuern möchte. Meine 
Spannungsversorgung beträgt 5V. Nun bin ich auf der Suche nach einem 
passenden Verstärker-IC (mono).

Ueff = sqrt(0,3 W * 8 Ohm) = 1,55 Veff
Ieff = 1,55 Veff / 8 Ohm = 0,19 Aeff

Us = Ueff * sqrt(2) = 2,19 Vp
Is = Is * sqrt(2) = 0,27 Aeff

Die Ausgangsspannung des PCM1780 beträgt 0,78 V.

Um nun auf 2,19 V zukommen, benötige ich eine Verstärkung von etwa 2,8. 
Dies entspricht etwa 8,94 dB.

Sind meine Rechnungen korrekt?

Wäre dann die Verwendung eines TPA2033D1 (gain of 3 V/V, 9,5 dB) die 
richtige Wahl?

Im voraus vielen Dank für Anmerkungen und Ratschläge.

Gruß,
Pascal

-----
PCM1780: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/pcm1780.pdf

TPA2033D1: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tpa2033d1.pdf

Autor: Trafowickler ( ursprünglicher ) (Gast)
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Der TPA2033D1 soll doch 3,9 V Spitze-Spitze haben.

Das wären 1,3 V effektiv, es müsste also schon eine Verstärkung von
1,55 / 1,3 = 1,2 reichen ???

Autor: Pascal Drecker (e31)
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Vielen Dank für die Antwort!

Leider kann ich damit noch nicht viel anfangen.

Wenn ich die Spannung Spitze-Spitze berechne, komme ich auf folgendes:

Uss = 2 * sqrt(2) * Ueff = 4,38 V

Wenn ich von 3,9 V ausgehe, dann kann ich dein Ueff von 1,3 V 
nachvollziehen. Woher nimmst du aber die 3,9 V?

Ich glaube, mir fehlt eine entscheidende Information. Bisher gehe ich 
davon aus, dass ich die 0,78 V vom PCM1780 auf 2,19 V (Scheitelspannung) 
verstärken muss.

Den Faktor habe ich so berechnet: 2,19 V / 0,78 V = 2,8

Was mache ich falsch?

Autor: Trafowickler ( ursprünglicher ) (Gast)
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" Woher nimmst du aber die 3,9 V? "


Aus dem Datenblatt des PCM1780:

"Full-Scale Output: 3.9 Vp-p, Typical"

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