Hi, da sich meine Car-Hifi Anlage bei hohen Lautstärken etwas seltsam anhört und ich gerne wissen würde woran das liegt, möchte ich zuerst mal überprüfen ob der Verstärker überlastet ist oder den Vorverstärkereingang zu stark belastet wodurch an diesen Signalleitungen Clipping auftreten könnte. D.h. Ich muss irgendwie feststellen ob in meinem Audio-Signal Clipping enthalten ist. Wie stelle ich das am geschicktesten an? Ich dachte mir, ich nehm einen OpAmp als Differenzierer und vergleiche das ganze mit einer Referenzspannung, die ich aus dem gleichgerichteten und geglätteten Audio-Signal ermittle. Wenn nun clipping auftritt macht die Kurve einen Knick, dieser sollte dann als Spannungsspitze hinter dem Differenzierer erscheinen. Mit diesem Puls kann man dann eine LED ansteuern. Gute Idee? Oder schlechte Idee? lg PoWl
Gast
#2090598
Man vergleicht mit einem Komparator ob das Signal eine bestimmte Spannung knapp unter der oberen Spannungsgrenze überschreitet (bzw. unter einer unteren, da Audio aber gleichspannungssymmetrisch ist muss man das nicht) überschritten wurde, und lässt dann (per Monoflop auf eine bestimmte sichtbare Zeit ausgedehnt) eine LED leuchten.
Und welche obere Spannungsgrenze soll das sein? Die Spannung ab der Clipping definitiv auftritt ist vorher nicht bekannt!
Gast
#2090614
Es kann auch der SOAR-Schutz ansprechen, das sieht dann ganz komisch aus. Leih dir mal ein Oszi aus...
Gast
#2090635
> Die Spannung ab der Clipping definitiv auftritt ist vorher nicht bekannt!
Dir nicht.
Messen.
Und dann eben knapp drunter bleiben, damit man im Bereich ist ist dem
clipping noch nicht auftritt.
Hä? Die Spannung muss man doch gar nicht wissen. Einfach eine Z-Diode an ein Versorgungs-Rail schalten und die Spannung daran als Referenz nehmen. Bei +/-40V Versorgungsspannung und einer 4,7V Z-Diode kommt man somit auf ca 35V, ab wo Clipping detektiert wird. Bei 20V und 4,7V Z-Diode sinds knapp 15 Volt. Passt doch.
Simon K. schrieb: > Bei +/-40V Versorgungsspannung und einer 4,7V Z-Diode kommt man > somit auf ca 35V Bei einem Car-Amp würde ich aber erwarten, dass der Aussteuerbereich deutlich näher an die Versorgung geht...
Ein Car-Amp transformiert die Spannung zuerst hoch und benutzt diese als Versorgungsspannung für den Verstärker. Sonst könnte man niemals aus 12V so hohe Ausgangsleistungen an 4Ohm erzielen. Deswegen kann ich daher schonmal von der Eingangsspannung keine Vergleichsspannung ableiten. Zumal ich gerne eine echte clipping-detection hätte, die wirklich das reale clipping erkennt und nicht nur ob theoretisch bei der jeweiligen Amplitude clipping auftritt oder nicht.
Dann nimmt man eben eine 2,7V Z-Diode ;-) Es ging mir ums Prinzip. @Paul: Du schreibst so viel, trotzdem verstehe ich nicht, was du uns sagen möchtest. Was soll denn theoretisches Clipping sein? Weißt du was Clipping ist?
Wenn ich nicht wüsste was clipping ist würde ich auch keine clipping-detection haben wollen. Clipping ist, wenn die Peaks der Sinus-Schwingungen flach abgeschnitten werden weil der Verstärker zu weit ausgesteuert ist. Festzustellen ist Clipping natürlich am Ausgang des Verstärkers :) Auch am Eingang des Vorverstärkers könnte das Signal (meines Wissens nach) ins Clipping kommen, wenn die Signalquelle durch den zu geringen Innenwiderstand des Vorverstärkers zu stark belastet wird, so dass die Signalquelle nicht genug Strom liefern kann und die Spannung einbricht. Ich befürchte jedoch grade, dass das dann direkt nicht als clipping sichtbar ist sondern die Sinüsse oben nur leicht abgeflacht sind.
Gast
#2090790
>da sich meine Car-Hifi Anlage bei hohen Lautstärken etwas seltsam anhört
Das kann auch ein Einsatz des SOAR-Schutzes sein, der sich nicht
unbedingt im Klippen äußert, vor allem bei großem Phasenversatz zwischen
Strom und Spannung.
Du solltest schon das Ausgangssignal mit einem Oszi anschauen und es mit
dem Eingangssignal vergleichen. Wenn es tatsächlich Klippen ist, kannst
du dann immer noch einen Komparator bauen, der dich später vor dem
Klippen warnt. Dann weißt zu jedenfalls, bei welchem Pegel der
Komparator einsetzen muß.
Gast
#2091024
> Das kann auch ein Einsatz des SOAR-Schutzes sein
Eher der Zusammenbruch der Zwischenkreissspannung auf Grund zu geringer
Leistung des Spannungswandlers, mit dann als Folge schon bei viel
niedrigeren Pegeln auftretendem Clipping.
Insofern hat er recht, die Clip-Spannung ist nicht konstant, sondern
abhängig von der Versorgungsspannung, also müsste die Schaltschwelle bei
Versorgungsspannung-einer_gemessenen_Spannung liegen, was mit der
Z-Diode angedeutet wäre, aber natürlich noch zu ungenau erfasst.
Aus aktuellem Anlass würde ich das Thema gerne wieder aufleben lassen. Mittlerweile bin ich glücklicherweise um ein paar Erfahrungen reicher. Was ich will ist eine Clipping-Detection, die Clipping nur anhand der Signalform erkennt und nicht an der absoluten Amplitude. Wenn ich Eingangs- und Ausgangssignal eines Verstärkers miteinander vergleichen möchte muss ich das Ausgangssignal wieder auf den Pegel des Eingangssignals normalisieren. Das dürfte schwierig sein. Als beste Methode stell ich mir vor, Eingangs- und Ausgangssignal durch eine FFT zu schicken und zu schauen ob die beiden FFTs ungefär übereinstimmen. Eine einfachere Variante die auch ohne DSP-system auskommt wäre einfach die durch das Clipping entstehenden Oberwellen im Ausgangssignal zu detektieren. Wenn ich so drüber nachdenke glaube ich aber nicht, dass da jenseits der 18..20kHz noch viele Oberwellen übrig bleiben. Vor allem weiches Clipping, bei dem die Sinuspeaks nur sanft abgeflacht werden dürfte sich damit nur schwer erkennen lassen. Trotzdem ist eben diese Abflachung der Peaks für Clipping charakteristisch, so was kommt doch in normaler Musik gar nicht vor, das müsste sich doch irgendwie erkennen lassen. Was ich mit der Clipping-Detection überhaupt vor habe ist vor allem Fehler in Audioverkabelungen zu erkennen. Quasi so einen mobilen Clipping-Tester bzw. eine Schaltung, die man auch mal fest in die entsprechenden Geräte verbaut. Wenn wir ab und zu mal Partys mit mehr oder weniger mobiler Anlage schmeißen und die Anlage kratzt möchte ich sofort wissen, welches Gerät dran Schuld ist bzw. vor allem wissen, ob das Eingangssignal überhaupt sauber ist, bevor wir anfangen die ganze Anlage nach Fehlern abzusuchen.
Ich würde eine Gleichspannungserkennung mit einstellbarem Gleitfenster oder Aufintegrierer machen. Normalerweise kommt im Audiobereich keine "abgeflachte" Wellenform vor, wie sie etwa beim Softclipping entsteht. Daher kannst du einen Filter entwickeln, der mit höherer Ausgangsspannung seine Empfindlichkeit verringert und bei Gleichspannung (alles unter 3 Hz anteilig) einen Monoflop triggert. An diesem kannst du dann Schutzrelais oder eine Diode anschließen. Oder einen Lüfter, der schonmal deine Endstufe kühlt ;)
Hab ich jetzt nicht ganz verstanden, was soll ich mit dem Signal machen? :D Auf 3Hz prüfen? Wo sollen die 3Hz denn herkommen? ;-) Durchs Clipping entstehen ja nur Oberwellen, aber die können durchaus großteils im hörbaren Bereich liegen, sind aber nicht kleiner als die Grundfrequenz. Nur diese Spontane Abflachung zu erkennen wäre ne Möglichkeit. Die ist ja wirklich charakteristisch. Durch die Frequenzinformation findet man das aber nicht raus. Da bräuchte man Frequenz und Phase für, aber dann kann man gleich mit DSP loslegen. Man könnte jetzt aber davon ausgehen, dass das Clipping eh nur im Bassbereich stattfindet und einen länger anhaltenden Gleichspannungspegel detektieren. Das würde sogar gehen, indem man das Ausgangssignal tiefpassfiltert und mit nem AVR mit >10x so hoher Abtastrate abtastet. Und dann berechnet man mal die Änderungsrate des Signals. Wenn die über eine gewisse Zeit konstant ist, kann es sich nur um Clipping handeln. Nen Lüfter brauch ich übrigens nicht, die Endstufe juckt das Clipping ja nicht ;-) Eher sollte ich den Hochtöner der angeschlossenen 2wege-Box kühlen. Der kriegt dann nämlich die volle Ladung Oberwellen ab.
Gast
#3780141
Der Sound-Impairment-Monitor von ESP sollte genau das machen was du brauchst: http://sound.westhost.com/project57.htm
Stimmt, die Idee ist nicht schlecht. Allerdings ist das ausschließlich zum Einbau in einen vorhandenen Verstärker gedacht. Ich hätte da gerne etwas, das ich von außen anstöpseln kann.
Ein knallhartes Tiefpaßfilter mit Grenzfrequenz fg am Eingang und am Ausgang einen Hochpaß beginnend bei fg. Das Signal gleichrichten und fertig.
Gast
#3780790
Wenn das anzustöpselnde Gerät auch ein Laptop sein kann, dann wäre das hier vielleicht eine Variante. Damit kannst du (unter anderem) den Klirrfaktor messen. Und genau das ist ja Clipping, der Anstieg des Klirrfaktors. http://audio.rightmark.org/index_new.shtml
Paul Hamacher schrieb: > Auf 3Hz prüfen? Wo sollen die 3Hz denn herkommen? ;-) [...] Nur diese > Spontane Abflachung zu erkennen wäre ne Möglichkeit. Die ist ja wirklich > charakteristisch. Während der spontanen Abflachung (hard clipping) hast du eine Signaländerung von null, also 0 Hertz. Wenn du soft clipping hast, ist die Änderung nicht so plötzlich, aber trotzdem andauernd. Wenn die Änderung des Signals (flacher Anstieg, Oberkante, flacher Abstieg) 330 Millisekunden dauert, hast du 3 Hz ;) Längere Aussteuerzeiten lässt der Eingangsfilter eh nicht zu. Die Schaltung von Sascha (Gast) funktioniert nicht mit digitalen Endstufen, nur mal nebenbei.
Sunny J. D. schrieb: > Paul Hamacher schrieb: >> Auf 3Hz prüfen? Wo sollen die 3Hz denn herkommen? ;-) [...] Nur diese >> Spontane Abflachung zu erkennen wäre ne Möglichkeit. Die ist ja wirklich >> charakteristisch. > > Während der spontanen Abflachung (hard clipping) hast du eine > Signaländerung von null, also 0 Hertz. Wenn du soft clipping hast, ist > die Änderung nicht so plötzlich, aber trotzdem andauernd. Wenn die > Änderung des Signals (flacher Anstieg, Oberkante, flacher Abstieg) 330 > Millisekunden dauert, hast du 3 Hz ;) Der Extremfall von Clipping wäre, wenn der Sinus zum Rechteck wird. Dieser hat aber dann immer noch die gleiche Grundfrequenz wie die, des Ursprungssignals, also nix mit 3Hz leider. Wenns denn nur so einfach wäre ;-) Denn wenn das Ursprungssignal nach 50ms einen Nulldurchgang hat dann hat es das Ausgangssignal auch, egal wie sehr es clippt. Aber damit erzähl ich dir bestimmt nix neues. > Die Schaltung von Sascha (Gast) funktioniert nicht mit digitalen > Endstufen, nur mal nebenbei. Stimmt, ich setze eigentlich nur digitale Endstufen ein
Gast
#3781289
Man könnte auch hergehen und statt intern am long-tailed-pair abzugreifen den Ausgang der Endstufe über einen passend dimensionierten Spannungsteiler an den SIM anzukoppeln. Wenn man noch etwas Tiefpass gegen HF drüberstreuselt sollte das auch mit digitalen Endstufen gehen.
Dazu muss man aber die Verstärkung kennen. Wenn die variabel ist hat man pech gehabt.
Paul Hamacher schrieb: > Aber damit erzähl ich dir bestimmt nix neues. Stimmt :) denn wenn es hart auf hart kommt, funktioniert meine Lösung kaum noch. Ich hab bei meinen analogen Verstärkern bisher diesen Ansatz verfolgt: - bei 90% Aussteuerung die Scheitelwerte gemessen - das dazugehörige Eingangssignal ausgemessen - Vorverstärker entkoppelt und mit Uvoll zu U90prozent den Verstärkungsfaktor herunterregeln Ergebnis: Je weiter ich die Lautstärke aufdrehe, desto weiter regelt der Vorverstärker runter, sodass ich nie an die 100%-Grenze komme. Nachteil: ein nicht unhörbarer Kompressionseffekt, sobald man über 90% aufdreht. Vorteil: Übersteuert nicht, bei hoher Aussteuerung größerer Lautstärkeeindruck :)
Gast
#3783119
Paul Hamacher schrieb: > Wenn ich Eingangs- und Ausgangssignal eines Verstärkers miteinander > vergleichen möchte muss ich das Ausgangssignal wieder auf den Pegel des > Eingangssignals normalisieren. Das dürfte schwierig sein. Schick ein sauberes Sinus-Signal rein (z.B. 1kHz) und guck nach, ob hinten ein Anteil auf der dritten Oberwelle (hier also 3kHz) raus kommt.
Sunny J. D. schrieb: > Paul Hamacher schrieb: >> Aber damit erzähl ich dir bestimmt nix neues. > > Stimmt :) denn wenn es hart auf hart kommt, funktioniert meine Lösung > kaum noch. > > > Ich hab bei meinen analogen Verstärkern bisher diesen Ansatz verfolgt: > > - bei 90% Aussteuerung die Scheitelwerte gemessen > - das dazugehörige Eingangssignal ausgemessen > - Vorverstärker entkoppelt und mit Uvoll zu U90prozent den > Verstärkungsfaktor herunterregeln > > Ergebnis: Je weiter ich die Lautstärke aufdrehe, desto weiter regelt der > Vorverstärker runter, sodass ich nie an die 100%-Grenze komme. > > Nachteil: ein nicht unhörbarer Kompressionseffekt, sobald man über 90% > aufdreht. > > Vorteil: Übersteuert nicht, bei hoher Aussteuerung größerer > Lautstärkeeindruck :) Hast dir quasi so eine art Limiter gebastelt ;-) Kleine Voraussetzung meines Clipping-Schaltungsvorhabens: Das soll keine Messchaltung werden sondern im laufenden Betrieb mit Musik funktionieren. Aber ohne Eingangs- und Ausgangssignal miteinander zu vergleichen kriegt man das wohl kaum hin. Ergo muss man wohl mit DSP ran.
Kann man nicht einfach das Ausgangssignal mit der Spannung vergleichen? Der Verstärker sollte doch maximal an die verstärkerspannung heranreichen (abzüglich eines bauartbedingten offsets) Möchte der Verstärker stärker verstärken, als er kann, kommt das Ausgangssignal an genau diesen Punkt. Wird dieser Punkt berührt, clippt der Verstärker.
Ein ordentlicher DSP ist halt aufwendig und im Selbstbau sehr teuer. Diese Art von Limitern gibt es inzwischen als Single-Chip-Lösung und ist in jedem besseren Verstärker drin, damit man an Bauteilen sparen kann und der Amp trotzdem noch einigermaßen klingt. Mir ging es primär um Verzerrungsfreiheit und Schutz der Boxen. Mein analoger Verstärker könnte bei entsprechender Versorgung etwa 250 Watt pro Kanal leisten, ich hab ihn aber das Vollgas weggenommen und jetzt macht er 30 Watt Sinus und knappe 100 Watt Musikleistung ^_^ reicht für die Wohnung aus und klingt halt sehr sauber. Für deinen Anwendungswunsch wäre wahrscheinlich der Komparator die beste Lösung. Allerdings musst du die Ausgangssignale am Verstärker genau auswerten - und zwar bei allen Lautstärken - auf Oberwellen prüfen und dir dann einen entsprechenden Filter bauen. Viele analoge Endstufen haben aufgrund des mangelhaft ausgelegten Zobel-Glieds einen gewaltigen Oberwellenanteil, hauptsächlich durch Aufschwingen. Fällt an den Lautsprechern mit ihrem induktiven Widerstand nicht auf, der Komparator würde das allerdings schon als Fehler interpretiern. Bei digitalen Endstufen hast du die PWM-Modulation am Ausgang, die sich erst bei entsprechendem Stromfluß (Belastung) durch die Auskoppelinduktivitäten filtern lässt. Auch hier muss ein komplizierter, analoger Filter ran, der einen großen Spannungsbereich abkönnen muss. (Meine 1000W-Omnitronik-Endstufe hat nen 2x133V-Trafo drin.) Ich würde vermutlich trotzdem über eine Lösung wie in meiner ersten Antwort nachdenken: Gleichspannung (alles unter 3 Hz) erkennen (sobald das Signal nicht Null ist und längere Zeit auf einem (annähernd) gleichen Level bleibt), und dann einen Ausgang aktivieren. Analog würde ich das lösen, indem ich einen Kondensator in Reihe mit einem Widerstand an den Ausgang des Verstärkers anschließe. -- bei "hörbaren" Frequenzen ist der Blindwiderstand des Kondensators so niedrig, dass sich an ihm keine nennenswerte Spannung abbildet. -- bei Gleichspannung oder Clipping würde sich der Kondensator aufladen, die "gespeicherte" Spannung könnte man mit einem Gleichrichter entnehmen und auswerten. AAABER: das hilft dir nicht wirklich bei deinem Problem, nämlich herauszufinden, woher das Gekratze kommt. Ich hab früher selbst mobile Beschallung gemacht, daher kenne ich das Problem. Da hilft nur, dass man seine Kabel regelmäßig durchmisst und die Steckkontakte sauberhält, die Endstufen einmal pro Halbjahr mit einem Leistungswiderstand prüft und die Signalgeräte und Mischer mit nem Kopfhörer am XLR abhört. Damit kannst du die meisten Fehlerquellen ausschließen. Und immer Ersatzkabel dabeihaben :o)
Antwort schreiben
Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.