Hi, ich habe gerade versucht, nem Kumpel zu erklären, warum mit 4Ohm-Lautsprechern an einem Autoradio nur so wenig Leistung möglich ist und dabei selber noch mal versucht, mir das vorzurechnen. Im Internet liest man als Richtwert 15-20Wrms. Ich komme aber auf etwas andere Werte. Angenommen Vin=14,4V und Z=4Ohm, außerdem angenommen die Endstufe läuft im gebrückten Betrieb aber ist nicht ganz Rail-to-rail sondern kann bei akzeptablem THD von Vss+2V bis Vdd-2V aussteuern, dann bleiben noch 10,4V oder sagen wir einfach 10V. Da wir die Endstufe gebrückt betreiben ist es ein differenzhub von 20V. Die Effektivspannug von 20V beträgt 20V/sqrt(2) = 14,1V. Und P = U² / R = 14,1² / 4 = 50W. Das ist nun die theoretische Sinus-Leistung. Der rms-Wert dürfte noch etwas weiter darunterliegen. 50W sind jetzt aber immer noch wesentlich mehr als 15 oder 20W. Wo liegt der Fehler? Wo habe ich falsh gerechnet oder falsch geschätzt? lg
:
Bearbeitet durch User
Der Effektivwert geht aus Us*41 , nicht Uss*1,41 hervor, deswegen bist du mit 10V Us bei 25W, was zumindest den allgemeinen Annahmen näher kommt.
Der Spannungshub ist nicht der Effektivwert. Das ist Dein Fehler.
Fehler ebenso in meiner schreibe, Effektivwert is natürlich Us/1,41, daraus is Ueff 7,1V und P=7,1² / 4 Ohm = ~12,5W kopfkratz Hirn is schon im Feierabend
Ach stimmt.. da hab ich den Effektivwert aus Vspitze-spitze gerechnet. Also 10/sqrt(2) = 7,07V. P = 7,07²/4 = 12,5W Kommt dem schon wesentlich näher. Dann waren meine Annahmen ja sogar etwas pessimistisch.
:
Bearbeitet durch User
> Da wir die Endstufe gebrückt betreiben ist es ein differenzhub von 20V.
Denken is' Glücksache!
Wo bitte sollen bei 14,4V Versorgungsspannung ohne Spannungswandler denn
bitte 20V herkommen?
Grüße Löti
Lothar S. schrieb: > Wo bitte sollen bei 14,4V Versorgungsspannung ohne Spannungswandler denn > bitte 20V herkommen? Na von dem Auto was davor fährt. Dafür gibt es doch die Starthilfekabel.
Bei 0..10V ist Uss 10V. Us ist 5V. Us wird ja von Mitte (Nulllinie) bis höchst oder Niedrigstwert gemessen. Ueff ist dann ca. 3,5V und Psinus dann ca.3W. Bei Brücke gibt es an den 4 Ohm etwa 12,5W.
Es gilt die Formel: P= Ub²/(8*RL) Angenommen, die Endstufe kann (wg. Sättigung der Endtransistoren) einen Spannungshub von 0 - 12 V liefern => Ungebrückt: P = (12V)²/(8*4 Ω)= 4,5 W Gebrückt: 4-mal so viel, also 18 W
Paul Hamacher schrieb im Beitrag #3787525: > Hm.. stimmt. Denkfehler. Bei Nicht-Brückenbetrieb steht ja eh nur > max > die halbe Versorgungsspannung als Spannungshub zur verfügung. Dann > stimmt die Rechnung aber wieder nicht. Welche der bisher vorgeführten Rechnungen? Für den einseitig an Masse liegenden Lautsprecher stimmen die ca. 3,5W recht gut, auch wenn die Kaufleute großzügig auf 14 V Hub gehen und dann auf Ueff =5V und 6,25 Watt kommen.
> Angenommen ... einen Spannungshub von 0 - 12 V liefern
Unverbesserlicher Optimist.
Die Brückenendstufen können bei 14,4V alle 15W Sinus (= Musik) und 25W
Musik (= Krach) und nicht auch nur 1W mehr.
Grüße Löti
Doch kein Denkfehler. Der Lothar hatte mich kurz verunsichert. Im Nicht-Brückenbetrieb kann der Verstärker in meiner Rechnung 10Vspitze-spitze. Im Brückenbetrieb liegen am Lautsprecher 20Vspitze-spitze an. Passt doch.
> Im Brückenbetrieb liegen am Lautsprecher 20Vspitze-spitze an.
In Deinen Träumen.
Grüße Löti
Der Lothar macht das gerne, muss man dazu wissen.
Paul Hamacher schrieb: > 50W sind jetzt aber immer noch wesentlich mehr als 15 oder 20W. Wo liegt > der Fehler? Wo habe ich falsh gerechnet oder falsch geschätzt? Sie haben vergessen, dass in jeder besseren Autoradio-Endstufe ein Spannungswandler steckt. Verstärker-ICs mit eingebauter Ladungspumpe gibts schon seit Ewigkeiten. Damit kommt man bei einer Betriebsspannung von 12V auf eine Ausgangsspannung von etwa 20V wodurch sich die Maximalleistung verdreifacht. Die Luxusvariante sind dann richtige Spannungswandler (Step-Up-Schaltregler), die eine noch höhere Ausgangsspannung (und damit Leistung) ermöglichen.
Ja stimmt. Das dürfte aber nur auf Car-Hifi-Endstufen zutreffen. In normalen Autoradios die in einen DIN-Einbauschacht passen ist für sowas einfach kein Platz. Abgesehen von Thermischen Problemen die dann trotz Class-D und effizienter Schaltwandlertechnik dann doch irgendwann auftreten. Du kannst du zu mir sagen ;-) Vor allem hier in der Community.
:
Bearbeitet durch User
> Sie haben vergessen, dass in jeder besseren Autoradio-Endstufe ein > Spannungswandler steckt. Wo im Datenblatt des TDA2005 ist da bitte ein Spannungswandler? Grüße Löti
Paul Hamacher schrieb: > Im > Nicht-Brückenbetrieb kann der Verstärker in meiner Rechnung > 10Vspitze-spitze. Ja. Paul Hamacher schrieb: > Im Brückenbetrieb liegen am Lautsprecher > 20Vspitze-spitze an. Passt doch. Nein. Passt nicht
Im Nichtbrückenbetrieb liegt der Lautsprecher mit einer Seite auf UB/2. Der Verstärkerausgang bewegt sich um diesen Punkt drumrum. Also 5V hoch und 5V runter. Im Brückenbetrieb liegen dann 10V maximal am Lautsprecher als Spitzenspannung an.
mhh schrieb: > Im Brückenbetrieb liegen dann 10V maximal am Lautsprecher als > Spitzenspannung an. Das sind die 10V, die Du weiter oben definiert hast.
Hört auf euch beide mhh zu nennen ihr Kaschper. Brücke: Vspitze = 10V Vspitze-spitze = 20V Nicht-Brücke: Vspitze = 5V Vspitze-spitze = 10V Haben wir die allgemeine Verwirrung nun auf ein minimales Maß gesenkt?
Paul Hamacher schrieb: > Hört auf euch beide mhh zu nennen ihr Kaschper. Danke für Deine Beleidigung, Du suchst Hilfe mangels Verständnis.
Die Formel von Pasewalker um 18:49 ist richtig. MfG Paul
U. B. schrieb: > Es gilt die Formel: P= Ub²/(8*RL) > > Angenommen, die Endstufe kann (wg. Sättigung der Endtransistoren) einen > Spannungshub von 0 - 12 V liefern => > > Ungebrückt: > P = (12V)²/(8*4 Ω)= 4,5 W > > Gebrückt: > 4-mal so viel, also 18 W Wo kommt die 8 her in der Formel ? Könnte mich bitte jemand aufklären Danke
vaudrittelquadratdurchlastwiderstand
>> Angenommen ... einen Spannungshub von 0 - 12 V liefern > Unverbesserlicher Optimist. > Die Brückenendstufen können bei 14,4V alle 15W Sinus (= Musik) und 25W > Musik (= Krach) und nicht auch nur 1W mehr. Irgendwann wurde mal gesagt, die "Musikleistung" sei die Leistung, die bei konstant gehaltener Leerlaufspanng und gegebenem Klirr maximal abgegeben wird. Demnach wäre bei als KONSTANT gesetzten 14,4V Sinus- und Musikleistung identisch ... > Wo kommt die 8 her in der Formel ? > Könnte mich bitte jemand aufklären Der Aussteuerbereich der Transistoren (also die Betriebsspannung abzüglich der Sättigungsspannungen der Endtransistoren) steht für das (seriöserweise als Bezug genommene) Sinussignal am Lautsprecher zur Verfügung. Und dieser Aussteuerbereich ist der doppelte Spitzwenwert (= 2√2*Effektivwert) dieses Sinussignals (im ungebrückten Fall). Richtig in P=U²/R eingesetzt, kommt dann dieser Faktor "8" hinzu.
> Demnach wäre bei als KONSTANT gesetzten 14,4V Sinus- und Musikleistung > identisch ... Nach DIN! Nur, seit wann sind ausländische Datenblätter und asiatische Produktbeschreibungen nach DIN? Grüße Löti
Ein Fachverkäufer erklärte mir das mal so: PMPO=Phantasie Sinus=Mathematisch nachvollziehbare Leistung Musikleistung: Sinus Leistung aller Lautsprecher Chassis addiert. 15 Watt höhen + mitteltöner + Tieftöner ergibt insgesamt 45 Watt. Das ist aber quatsch, denke ich.
Das hat der sich doch irgendwie zusammengereimt oder irgendwo aufgeschnappt. Sinusleistung sollte eigentlich die Leistung sein, die der Verstärker bei einem dauersinus-Signal in der Lage ist, abzugeben. RMS-Leistung ist die mittlere Leistung, die er dauerhaft bei Anlegen eines Rosa Rauschens im bereich 20Hz-20kHz als Signal abgeben kann (Da die Amplitudenverteilung im Audio-Frequenzband am ehesten der eines Rosa Rauschens entspricht). Wo ist da nun aber reich rechnerisch oder praktisch der Unterschied? Wie wird denn dieses Rosa Rauschen überhaupt bemessen? wie sieht denn die Leistungsverteilung auf dem Frequenzband bei 1Wrms überhaupt aus? Müsste sich Sinus-Leistung nicht in rms-Leistung umrechnen lassen?
:
Bearbeitet durch User
Oh Pardon, die RMS-Leistung ist also höher als die Sinus-Leistung? http://de.wikipedia.org/wiki/Musikleistung
>> Demnach wäre bei als KONSTANT gesetzten 14,4V Sinus- und Musikleistung >> identisch ... > Nach DIN! > Nur, seit wann sind ausländische Datenblätter und asiatische > Produktbeschreibungen nach DIN? Mindestens so lange, wie man z.B. (gutbezahlten) "Gutachten", Meinungsumfragen, von Ministern geleisteten Amtseiden oder Regierungserklärungen glauben kann ;-)
Die Sinusleistung sollte auch nochmal durch die Phasenverschiebung sinken.
Paul Hamacher schrieb: > Oh Pardon, die RMS-Leistung ist also höher als die Sinus-Leistung? Bei aus Wechselspannung gespeisten Verstärkern schon, obwohl das trotzdem nur eine Schönrechnerei ist. Die Ursache liegt in den Lade-Elkos. Die Spannung über diesen sinkt logischerweise bei Sinus Dauerstrichbetrieb auf den Effektivwert der Wechselspannung ab. Im "Musik"betrieb sind aber mehr oder weniger große Pausen vorhanden, in denen weniger Strom aus dem Netzteil entnommen wird, sodaß sich die Spannung über den Ladeelkos weiter in Richtung Spitzenwert erhöhen kann. Beim nächsten Baßschlag steht dann kurzzeitig mehr Leistung zur Verfügung, als es dem Effektivwert entsprechen würde. Bei einem gleichspannungsgespeisten Verstärker gibt es jedoch keinen Unterschied zwischen Effektiv- und Spitzenwert der Eingangsspannung, zumindest wenn nman den Innenwiderstand der Spannungsquelle vernachlässigt. Somit müßten Sinus- und RMS-Leistung bei einem Autoradio annähernd gleich sein.
Achtung, auf Verstärkern gibt es meist mehrere angaben PMPO Musik Sinus RMS Die angabe der "Musik"-Leistung ist ja meist wesentlich höher, aus den von dir eben genannten Gründen. Aber das erklärt noch nicht warum Sinus- oder RMS-Leistung unterschiedlich sind. Es sind ja beides Testsignale. Einmal ein Sinus-Signal (welcher Frequenz? 20hz? oder ist das sogar egal?) und einmal ein Rosa Rauschen von 20Hz-20kHz. Ist der einzige Unterschied zwischen den beiden nicht, dass die Leistung beim Sinus nur auf eine einzige Frequenz und beim anderen mit (1/f)² über das Frequenzband verteilt ist? Die Verteilung der Belastung ist doch eigentlich erst mal wurscht so lange sie in der Summe hinterher gleich ist. Wo ist der Fehler?
Beim Sinus sollte es 1kHz sein. Die Impedanz von Lautsprechern wird doch definiert als der Scheinwiderstand (hieß die "Summe" aus Blindwiderstand und reellem Widerstand so?) den ein Lautsprecher dem Strom/der Spannung bei 1kHz anbietet.
Paul Hamacher schrieb: > Die angabe der "Musik"-Leistung ist ja meist wesentlich höher, aus den > von dir eben genannten Gründen. Aber das erklärt noch nicht warum Sinus- > oder RMS-Leistung unterschiedlich sind. Musikleistung == RMS siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Musikleistung Paul Hamacher schrieb: > Aber das erklärt noch nicht warum Sinus- > oder RMS-Leistung unterschiedlich sind. Doch, das tut es. Bei Sinusbetrieb erfolgt eine kontinuierliche Stromentnahme, sodaß die Spannung über den Ladeelkos nach kurzer Zeit auf den Effektivwert der Wechselspannung (abzüglich Verluste am Gleichrichter) absinkt und dort bleibt. Beim rosa Rauschen ist die Stromentnahme NICHT kontinuierlich, sondern durch die zufällige Verteilung der Frequenzen und deren Amplituden mehr oder weniger unterbrochen, sodaß die Elkos in den Zeitabschnitten, wo keine Vollaussteuerung erfolgt, Zeit haben, mehr Strom vom Netzteil zu beziehen, als sie an den Verstärker abgeben müssen. Dadurch kann die Spannung über den Effektivwert der Wechselspannung ansteigen. Je nach Größe der Ladeelkos steht für Passagen mit hoher Aussteuerung dann kurzzeitig mehr Leistung zur Verfügung, als dem Effektivwert entsprechen würde. Das hat durchaus auch praktische Konsequenzen, da Verstärker mit großen Elkos mehr Reserven für basslastige Musikwiedergabe besitzen, auch wenn die Sinusleistung nicht höher ist.
Icke ®. schrieb: > Paul Hamacher schrieb: >> Die angabe der "Musik"-Leistung ist ja meist wesentlich höher, aus den >> von dir eben genannten Gründen. Aber das erklärt noch nicht warum Sinus- >> oder RMS-Leistung unterschiedlich sind. > > Musikleistung == RMS > > siehe auch: > http://de.wikipedia.org/wiki/Musikleistung Ja, da habe ich gesehen. Da steht aber was anderes, schon im Kopf des Artikels. > Die Musikleistung und insbesondere die verwandte Angabe der PMPO, auch > P.M.P.O. für englisch Peak Music Power Output, werden durch wenig > seriöse Messmethoden oder gar beliebige Berechnungsmethoden bestimmt, um > in Datenblättern oder Kundendokumentationen möglichst hohe scheinbare > Leistungswerte angeben zu können. Ich denke es hapert hier grade an der Begrifflichkeit. "Musikleistung" = Marketingbegriff, ähnlich PMPO, unseriös Musikleistung im Sinne von Leistungsabgabe bei Musikähnlichem Signal = ähnlich der RMS-Leistung. Der Begriff Musikleistung findet aber eigentlich immer nur im Marketingkontext verwendung. Zumindest ist das meine Erfahrung. > Paul Hamacher schrieb: >> Aber das erklärt noch nicht warum Sinus- >> oder RMS-Leistung unterschiedlich sind. > > Doch, das tut es. [...] Ahaaa.. Also Augen auf beim Verstärkerkauf. Demnach ist bei Verstärkern doch eigentlich nur die Sinusleistung interessant. Im Bereich Drum'n'Bass und Dubstep gibts einige Tracks die mit einem konstanten lauten Basston hinterlegt sind. Das nützt mir ein Verstärker der dann bei sowas nach 2 Sekunden schlapp macht.
Angehängte Dateien:
-
impedanz_ls.gif
5,6 KB
Nächste Frage: Wie funktioniert das mit der Impedanz eines Lautsprechers? Sind die Impedanzkurven der Realteil der Impedanz über die Frequenz aufgetragen? Die haben ja höhen und tiefen. Bedeutet das tatsächlich, dass ein Lautsprecher bei verschiedenen Frequenzen erheblich verschiedene Leistungsaufnahmen hat (bei ansonsten gleicher Spannungsamplitude)? Wodurch kommt das? Sähe diese Kurve erheblich anders aus, wenn man die Membran bei der Messung der Impedanz vollständig blockieren würde? Verändern sich diese Kurven folglich je nach Einbausituation des Lautsprechers? Welchen Zusammenhang mit dem Frequenzgang eines Lautsprechers gibt es?
Paul Hamacher schrieb: > Ich denke es hapert hier grade an der Begrifflichkeit. Stimmt. Auch der Wiki-Artikel läßt in dieser Beziehung viel Interpretationsspielraum. Ich habe unabhängig davon noch von früher im Kopf, daß Musikleistung und RMS zwei Begriffe für dieselbe Angabe sind. PMPO ist natürlich völliger Quatsch. > Demnach ist bei Verstärkern > doch eigentlich nur die Sinusleistung interessant. Nicht ganz. Von zwei Verstärkern mit der gleichen Sinusleistung ist derjenige mit der höheren RMS der Bessere.
Paul Hamacher schrieb: > Wodurch kommt das? Sähe diese Kurve erheblich anders aus, wenn man die > Membran bei der Messung der Impedanz vollständig blockieren würde? Die linke überhöhung kommt vom Masse-Feder-System des Antriebs, der Anstieg zu hohen Frequenzen ist durch die Schwingsuleninduktivität und die Eisenverluste in der Polplatte bestimmt. Wenn du den Antrieb blockierst, fällt der Buckel am unteren Ende flach. Paul Hamacher schrieb: > Verändern sich diese Kurven folglich je nach Einbausituation des > Lautsprechers? Ja, bei Bassreflex bekommst du unten z.B. einen zweiten Buckel, der durch die Masse und Federsteife der Luft im BR-Rohr verursacht wird. Paul Hamacher schrieb: > Welchen Zusammenhang mit dem Frequenzgang eines > Lautsprechers gibt es? F-Gang wird durch Anlegen einer (Frequenzunahbänig) konstanten Spannung ermittelt, wenn du Eingriffe in den Antrieb machst, ändert sich auch der F-Gang.
Paul Hamacher schrieb: > Wodurch kommt das? Sähe diese Kurve erheblich anders aus, wenn man die > Membran bei der Messung der Impedanz vollständig blockieren würde? Ja, in der Impedanzkurve siehst du die große Bewegungsamplitude um die Resonanzfrequenz des Chassis rum als hohen Widerstand. Hier wird hohe Gegenspannung induziert und dadurch sinkt die eingespeißte Leistung. Diese Resonanz würdest du bei festgeklemmter Membrane nicht sehen. Der Anstieg bei höheren Frequenzen ist vor allem auf die Schwingspulinduktivität zurück zu führen. Würde man auch bei festgeklemmter Membrane sehen. Die Leistungsangaben beziehen sich immer auf die nominellen x Ohm DC-Widerstand. Im reellen Betrieb zieht der Lautsprecher bei den meisten Frequenzen weniger Leistung. Gerhard
Paul Hamacher schrieb: > In > normalen Autoradios die in einen DIN-Einbauschacht passen ist für sowas > einfach kein Platz. Abgesehen von Thermischen Problemen die dann trotz > Class-D und effizienter Schaltwandlertechnik dann doch irgendwann > auftreten. Woher diese Pauschalaussage? Üblicherweise gibt es entsprechende ICs fertig integriert mit Ladungspumpe (oder anderweitig aufgebautem Netzteil). So wenig Platz ist jetzt in dem DIN Schacht auch nicht. Z.B. (erster Googletreffer): http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/19232/PHILIPS/TDA1562.html
So.. weiter gehts. Was machen passive Frequenzweichen eigentlich wenn man da reale Lautsprecher dranhängt, die absolut keinen glatten Impedanzverlauf haben? Die variierende Lastimpedanz müsste doch den Frequenzgang verbiegen. Oder? Vor allem in der Nähe des Impedanzmaximums.
Die Impedanzkurve vom Lautsprecher hat einen erheblichen Einfluß auf die Funktion der Frequenzweiche. Würdest du die Bauteile von der FW nach einem Lehrbuch für Filtertheorie berechnen käme ein ziemlich krummer Frequenzgang hinten heraus. Es ist eine der hohen Künste des Lautsprecherbaus die Frequenzweiche so von den theoretisch richtigen Werten wegzubiegen bis das Gesamtsystem einen annähernd glatten Frequenzgang hat. Wenn du das mal in einer Simulation ausprobieren willst dann empfehle ich Boxsim http://www.visaton.de/de/literatur/software/downloads/index.html
Und wie löst man das Problem in der Praxis? Saug- und Sperrkreise einbauen? Wie liebevoll sind denn so typische Car-Hifi Frequenzweichen in der Praxis designed? Hab nämlich das Gefühl, dass meine mobile Musikbox seit dem "downgrade" von vollaktiv auf passiv-Weiche nen schlechteren bzw. unausgewogeneren Klang hat (wollte mir den Ruhestrom für eine der Endstufen sparen)
> Und wie löst man das Problem in der Praxis? > Saug- und Sperrkreise einbauen? Man pröbelt solange an den Werten von Spulen und Kondensatoren herum und fügt Widerstände hinzu bis sich der Frequenzgang ausreichend glättet. Manche Programme erledigen das auf Benutzerwunsch automatisch. Typischerweise optimiert man die in Reihe zum LSP geschalteten Bauteile um den Übergang zwischen dne LSP einigermaßen glatt zu bekommen und die paralell geschalteten Bauteile um eine Oktave darunter und darüber zu optimieren. Breitbandige, niederohmig überbrückte Sperrkreise benutzt man wenn ein LSP innerhalb von seinem Übertragungsbereich eine leichte Überhöhung hat und man dort ein paar dB reduzieren will. Saugkreise paralell zum LSP benutzt man manchmal wenn ein LSP mit Metallmembran außerhalb seines Übertragungsbereiches eine Resonanz hat die so stark ist daß sie trotz der Dämpfung der Weiche noch störend hindurchkommt. Ist bei Metallmembranen oft nötig. Manchmal benutzt man auch bedämpfte Saugkreise oder einfache RC-Reihenschaltungen paralell zu der gesamten Kiste um den Impedanzverlauf insgesamt zu glätten. Das ist für Röhrenverstärker sinnvoll bis notwendig, Transistorverstärker mit 0,0x Ohm Innenwiderstand brauchen es nicht. > Wie liebevoll sind denn so typische Car-Hifi Frequenzweichen in der Praxis designed? Ich kenne nur die aus dem Wohnzimmer-HiFi. Generell kann ich aber sagen daß eine passive Frequenzweiche niemals "einfach so" richtig passen kann. Sie muß gemeinsam mit oder wenigstens nach den LSP und deren Gehäusen entwickelt werden. > Hab nämlich das Gefühl, dass meine mobile Musikbox seit dem "downgrade" > von vollaktiv auf passiv-Weiche nen schlechteren bzw. unausgewogeneren > Klang hat (wollte mir den Ruhestrom für eine der Endstufen sparen) Würde mich nicht wundern wenn die jetzt 6 bis 10dB große Beulen im Frequenzgang hat.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.