Analog Multiplizierer AD633 - Wo sind die Limits?

OP #7396702
Lesenswert?

Viele besonders klassische Endstufen haben ja VU Meter verbaut die in den meisten Fällen den Ausgangspegel anzeigen, meistens wird einfach die Spannung am Ausgang dafür benutzt. Einige sehr hochwertige Geräte zeigten aber die die tatsächliche Leistung die am Ausgang bereitgestellt wird an, Accuphase M1000 z.B.

Nach kurzer Suche was passendes gefunden:

https://sound-au.com/project189.htm

Und selbst einen Schaltplan erstellt, siehe Anhang. Ich möchte Zukünftig ein Subwoofer Array (SBA) mit einer Hypex UcD2K antreiben, das ist ein Class-D Modul das 2500W an 4Ohm schafft. Mag übertrieben erscheinen, geschlossene Subwoofer haben aber einen miesen Wirkungsgrad wenn man sie auf Tiefgang entzerrt, für Filme in Kinolautstärke sind einige Reserven nötig.

Mein Wunsch wäre eine Leistungsanzeige die im Bestfall 70-75dB umfasst, (das man <1W auch sehen kann) angezeigt über ein ~30 LED Bargraph. Die Schaltung im Anhang soll "nur" Spannung und Strom addieren, eine zweite Platine kümmert sich um Integrationszeit, die LEDs werden mit Komparatoren angesteuert. (LM3914 Prinzip)

Ich frage mich wo die Limits des AD633 sind, bei der "üblichen" 10V Ausgangsspannung "Full Scale" wären das ~1.7mV am Ausgang des ICs bei -75dB Pegel. Packt der das?

Datenblatt:

https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/AD633%23AD.pdf

Danke

Angehängte Dateien:
#7396763
Lesenswert?

Nur mal für DC betrachtet: Full scale ist beim AD633 immer +- 10 V, an Ein- und Ausgang. Wenn aber beide Eingänge auf 0,1 v absinken würden, dann wäre der Ausgang des Multiplizierers nur noch 1 mV resp. -80 dB bez. auf 10 V. Wohlgemerkt, das ist dann erst nach hochnotpeinlichem Abgleich aller drei Offsetwerte möglich - die vorgeschlagene Schaltung hat das nicht. Kommt so wohl für diese Audioanwendung kaum in Frage. Wenn aber die Eingangsgrößen größer gleich als so um 0,2..0,5 V sind, dann kann das gut gehen. Offsetabgleich aber empfohlen! Vielleicht sind die o.g. 75 dB etwas zu ehrgeizig...

OP #7396904
Lesenswert?

Danke!

OK, der AD633 ist nichts. Die uC Idee ist vermutlich wirklich der beste Weg. Man könnte einen low Budget Audio ADC benutzen wie den PCM1808, der schafft 99dB Dynamik und kostet ~2€. Für den Arduino gibt es Libarys die mit dem I2S Protokoll des ADCs umgehen können, ich denke so taste ich mich mal ran.

Was du brauchst ist mehr Membranfläche nicht mehr Leistung.

Die ist ausreichend vorhanden, 8x 30cm Subwooferchassis sind angedacht. Wegen dem geschlossenen Gehäuse fällt der Pegel zu tieferen Frequenzen ab, man muss bei 20Hz mit dem EQ helfen. In der Simulation schaffen sie bei 20Hz 116dB an 2KW (2Ohm Last and er Hypex) was natürlich geisteskrank klingt, im Bassbereich ist unser Ohr aber nicht sehr empfindlich. Jedes Dorfkino ist so eingepegelt das die LFE Subwoofer Spur maximal 115dB erreicht, wer im Kino war hat das also schon so erlebt. (wenn auch nicht bei 20Hz)

#7396929
Lesenswert?

Moin,

Jan K. schrieb:

Die uC Idee ist vermutlich wirklich der beste Weg. Man könnte einen low Budget Audio ADC benutzen wie den PCM1808, der schafft 99dB Dynamik und kostet ~2€. Für den Arduino gibt es Libarys die mit dem I2S Protokoll des ADCs umgehen können

Jupp, so koennte das was werden. Guck' drauf, dass der Prozessor einigermassen hurtig 16x16bit Multiplikation kann, sonst wird's unangenehm. Der attiny13a kann z.b. nicht mal eine 8x8bit Multiplikation (als einzelnen Befehl), daher hab' ich die Quadrierung hier dann per Tabelle gemacht: Beitrag "VU-Meter mit Attiny13a statt LM3916" Aber eben sogar auf so einer popeligen CPU ist's prinzipiell moeglich, Effektivspannungen zu messen und anzuzeigen.

Gruss WK

#7396943
Lesenswert?

OK, der AD633 ist nichts. Die uC Idee ist vermutlich wirklich der beste Weg. Man könnte einen low Budget Audio ADC benutzen wie den PCM1808, der schafft 99dB Dynamik und kostet ~2€.

Kommt drauf an wofuer man das will. Ich hab erstmal klassisch analog so halb logarithmiert dann mit 12bit in der MCU gesamplet und dort noch eine Kennlinie von 12 auf 6bit hinterlegt. Damit komm ich optisch auf einem 64Segment Display zu einer sehr huebsch aussehenden Anzeige. Fuer coole Optik auf jedenfalls ausreichend. Fuer ernste wissenschaftliche Arbeit vermutlich nicht okay. Dafuer aber einfach und billig. (ein STM32F030 pro Kanal) Die Anzeige ist besser und aufloesender als von einem Sony DTC77 und der wiederum duerfte besser sein als das was heute die meisten in der Bude rumzappeln haben.

Vanye

#7396981
Lesenswert?

dein Raum ist aber schon kleiner als ein Kinosaal? Dann reicht nämlich auch weniger. Aber genau deshalb nimmt man doch hart aufgehängte Woofer oder geschlossenes Gehäuse um eine höhere Dämpfung zu erreichen, ich finde es schrecklich wenn den Lautsprechern die nötige Dämpfung fehlt und in diesem Fall lasse ich Sie nicht so weit runterspielen.

Wenn du aber weiter runter willst wäre eine andere Gehäuseform besser damit du eher bei tiefen Frequenzen eine Resonanz erreichst und es dort also wieder etwas lauter wird. Dann würde ich auch recht dünne Lautsprecherwände nehmen damit dieser Effekt verstärkt auftritt.

#7397004
Lesenswert?

Jan K. schrieb:

Jedes Dorfkino ist so eingepegelt das die LFE Subwoofer Spur maximal 115dB erreicht, wer im Kino war hat das also schon so erlebt. (wenn auch nicht bei 20Hz)

Ist schon ewig her, daß ich in einem Dorfkino war. Aber extremste Bässe habe ich nicht in Erinnerung. Ich war aber mal zu Madonna in der O2-World. Das war eindeutig mehr als zuviel. Es fehlte nicht viel und man hätte den Mund offen halten müssen, damit das Trommelfell nicht platzt. Es gibt auch ein Video von Madonna mit einer Stehlampe auf der Bühne. Die Lampe sieht man im Baßrythmus deutlich wackeln. Heutzutage muß alles immer völlig übertrieben werden oder hören die jungen Leute wirklich so schlecht?

#7397151
Lesenswert?

Ich hatte mal 2 Klangfilm GmbH Kinolautsprecher auf dem Dachboden gefunden, die dürften so ausgesehen haben: https://www.klangfilm.org/index.php?lng=0&music=&type=3&frame=&item=&title=&dir=data/pictures/loudspeakers/drivers/kl-44006/&num=0

Die waren mit 25W angegeben, an einer 6W Endstufe (EL84) machten sie schon ordentlich Bums. Sie paßten aber schlecht ins Kinderzimmer, daher mußte ich sie entsorgen.

Ein Kino mit nur 50W zu beschallen, wäre heute undenkbar.

OP #7397167
Lesenswert?

Jupp, so koennte das was werden. Guck' drauf, dass der Prozessor einigermassen hurtig 16x16bit Multiplikation kann, sonst wird's unangenehm.

Ich dachte an einen Arduino Due. Mal sehen ob ich das hinbekomme.

Kommt drauf an wofuer man das will. Ich hab erstmal klassisch analog so halb logarithmiert dann mit 12bit in der MCU gesamplet und dort noch eine Kennlinie von 12 auf 6bit hinterlegt.

Es ist besser wenn man sowieso einen uC benutzt am Analogsignal möglichst wenig Vorverarbeitung umzusetzen. Der Ti ADC kostet 2,xx€, das ist sogar die günstigere Lösung. ;-)

Typisch ist die Trennfrequenz für Subs 80Hz. Eine Abtastrate von 2kHz sollte dicke reichen, das schafft selbst ein 8Bitter (ATmega).

Ich möchte zumindest die Bandbreite die der Stromwandler mitbringt nutzen, hoffe mal das der recht linear von 20Hz bis einige kHz arbeitet. Der Arduino Due hat einen 10 Bit DAC, damit ist auch ein analoges Meter (wie in der im ersten Beitrag verlinkten Endstufe) möglich. Über 4x 7-Segment anzeigen wird dann noch die Spitzenleistung angezeigt.

dein Raum ist aber schon kleiner als ein Kinosaal? Dann reicht nämlich auch weniger. Aber genau deshalb nimmt man doch hart aufgehängte Woofer oder geschlossenes Gehäuse um eine höhere Dämpfung zu erreichen, ich finde es schrecklich wenn den Lautsprechern die nötige Dämpfung fehlt und in diesem Fall lasse ich Sie nicht so weit runterspielen.

Das hat nicht nur etwas mit Pegel zu tun. Es soll ein Single Bass Array (SBA) gebaut werden, ein Gitter aus Subwoofern an der Frontwand die eine Ebene Wellenfront erzeugen, an der Rückwand wird mit Absorbern möglichst der ganze Schall absorbiert. Durch diesen Aufbau hat man im Bestfall keine Probleme mit Raummoden die einem sonst den Ton versauen. Nachteil neben den Kosten: Um so feiner das Gitter um so höher die Frequenz bei der das Prinzip funktioniert. Wer sich dafür interessiert, hier hat das jemand auf die Spitze getrieben und vermessen:

http://hannover-hardcore.de/infinity_classics/!!!/Dokumentation%20SBA-01.pdf

Wiki:

https://de.wikipedia.org/wiki/Double_Bass_Array

Das sind später geschlossene Gehäuse mit Scan Speak 30W4558, da es 8 Stück sind kann man die so entzerren das sie linear (im Raum) bis 20Hz kommen. (ich habe das schon mit 4 davon gemacht, klang mit DSP behandelt irre gut) Die sind extra so gebaut das sie Hub könnten, in einem geschlossenen Gehäuse sind sie aber zuerst elektrisch überlastet bevor der Hub ein Problem wird. Alternativ könnte man Größere Chassis benutzen, z.B. 18 Zöller, das Prinzip vom SBA erfordert aber ein möglichst feines Gitter. BR wäre eine Option, die Tieftöner müssen da aber viel mehr Hub machen, die Gruppenlaufzeit steigt und die Abstimmung ist schwieriger.

Ist schon ewig her, daß ich in einem Dorfkino war. Aber extremste Bässe habe ich nicht in Erinnerung. Ich war aber mal zu Madonna in der O2-World. Das war eindeutig mehr als zuviel. Es fehlte nicht viel und man hätte den Mund offen halten müssen, damit das Trommelfell nicht platzt.

Zumindest in IMAX Sälen ist das genormt, Dolby (ich meine es war Dolby?) meint zum Thema Atmos Dialoge werden am Referenzplatz (auch in Atmos Kinosälen) mit 75dBA wiedergegeben werden sollen. Alle anderen Kanäle dürfen bis 105dB Ausgesteuert werden, (kurzzeitig) die Subwoofer Spur geht bis 115dB. Kleinere Kinos sind oft anders ausgestattet, Subwoofer die in einem solchen Saal auf 20Hz kommen gibt es vermutlich nicht.

Heutzutage muß alles immer völlig übertrieben werden oder hören die jungen Leute wirklich so schlecht?

Sicher nicht, die 115dB werde ich im leben nicht erreichen. Das wird auch kein Vergleich zu dem erwähnten Konzert sein. (Konzerte sind mir auch zu laut) Die Membranfläche ist da wegen dem Konzept für die Raumakustik.

Die waren mit 25W angegeben, an einer 6W Endstufe (EL84) machten sie schon ordentlich Bums. Sie paßten aber schlecht ins Kinderzimmer, daher mußte ich sie entsorgen.

Ich hoffe in Ebay, in Asien zahlt man für sowas den Preis eines Kleinwagens. Die Lautsprecher von damals sind doch komplett anders aufgebaut und auf Wirkungsgrad ausgelegt. Ich mag Röhrenradios aber der Vergleich zu modernen Lautsprechern oder Sogar Studiomonitoren hinkt, da sind Welten dazwischen. (Wäre ja auch schlimm, 80 Jahre Stillstand)

was hast du vor?

Siehe oben Single Bass Array

#7397193
Lesenswert?

Jan K. schrieb:

Ich hoffe in Ebay, in Asien zahlt man für sowas den Preis eines Kleinwagens.

Ja ist schon krass, was da für altes Gerümpel aufgerufen wird. Die Dinger wogen etwa 80kg, d.h. ich konnte sie keinen mm bewegen. Ich hab daher nur die 40cm Chassis ausgebaut und angeschlossen. Später habe ich sie für je 100,-M verkaufen können. Die Gestelle mit den Hörnern stehen vielleicht heute noch da. Nach der Wende hat sogar das Kino gegenüber wieder aufgemacht, ist aber schnell pleite gegangen.

#7397524
Lesenswert?

Jan K. schrieb:

Siehe "Output Voltage Swing"

Da stehen ja nur die +-11V, mich interessiert ja der "kleinstsignalbereich". Übersehe ich da was?

Offensichtlich packt der keine 75dB Umfang.

Nun, vermutlich. Aber wo sehe ich im Datenblatt was er so kann?

Die Tauglichkeit für kleinste Signale sieht man wie bei OPVs auch einmal beim Offset (hier wohl 5 mV) und beim Rauschen (hier breitbandig wohl 1 mVrms). Ich hatte mit dem AD633 auch schon mal was gebaut. In Erinnerung habe ich, das man gut den Ausgangsspannungsbereich von +/-12V bis hinunter zu 10 mV bedienen kann. Ich kann mir vorstellen, dass man auch bis 1 mV herunterkommt (:=0.1V*0.1V), dann sollte man sich mit Ausgangsoffset und Bandbreitenbegrenzung etwas Mühe geben.

#7397611
Lesenswert?

Es ist besser wenn man sowieso einen uC benutzt am Analogsignal möglichst wenig Vorverarbeitung umzusetzen. Der Ti ADC kostet 2,xx€, das ist sogar die günstigere Lösung. ;-)

So allgemein teile ich diese Einstellung nicht. .-)

Ich bin halt davon ausgegangen das der eingebaute AD einer MCU nicht die dynamik hat. Also braucht man einen externen ADC. Der wiederum braucht ja ein Antialiasingfilter. Je nach Filter musst du dann noch entsprechend schnell abtasten und dann die Daten brauchbar schnell verarbeiten.

Das hab ich extern gleich miterledigt und konnte so mit dem internen ADC auskommen. Bei mir sieht es jetzt so aus da mein unterstes LCD-Pixel beim rauschen in Liedpausen schonmal leicht flackert und wenn das oberste Pixel kurz leuchtet muss man sich Gedanken um sein Gehoer machen. :)

Vielleicht noch ein Tip. Ich hatte das bei mir erst auf eine Ausgabefrequenz von 50Hz fuer das LCD ausgelegt, aber weil genug Rechenleistung uebrig war hab ich da einfach mal hoehergeschraubt. So bei 200Hz sieht es dann sehr elegant und fluessig aus. Sollte man eigentlich nicht meinen weil unsere Monitore ja auch nur 60-70Hz haben, aber bei den einzelnen LCD-Strichen macht das eine Menge aus. Das bekommt dann so eine analoge Wirkung wie bei einem magischen Auge oder so einer Plasmaanzeige wie sie frueher in teuren Mischpulten verwendet wurden.

Vanye

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren