Leistuntsmessung Lautsprecher (Wie laut kann ich den Verstärker aufdrehen ?)

Ja.

Viele Grüße, Stefan

Die Nennleistung eines Lautsprechers wird mit rosa Rauschen gemessen.
Ein Sinus mit der gleichen Leistung zerstört den Lautsprecher.

https://de.wikipedia.org/wiki/Musikleistung#Begriff_RMS-Leistung

Franziska Hickl schrieb:
> Ich habe nun einen Oszi angeschlossen ,um über einen Scheinwiderstand

Ähm, du wolltest wohl sagen Serienwiderstand aka shunt

> die Spannung ablesen zu können, um daraus dann den vorhandenen Strom zu
> berechnen(Über I=U/R). Desweiteren messe ich über den Oszi noch den
> Spannungsabfall an den Lautsprechern.

> Das heißt ja, dass die Scheinleistung und Wirkleistung identisch sind

Beim Lautsprecher im Prinzip ja, weil die Verlustleistung aka tödliche 
Wärme vor allem durch den Strom im Draht der voice coil Spule verursacht 
wird, und der Strom fliesst in der Spule ja real, egal welche Spannung 
der Verstärker gerade liefert, und bewirkt dort I*I*R an Verlust.

Deutlich komplexer ist es, wenn Lautsprecher mit Frequenzweichen und 
mehreren Chassis verwendet werden. Eigentlich muss man da sehr genau den 
internen Aufbau kennen um für jedes Bauteil einzeln die Verluste 
ausrechnen und auf Überlastung bewerten zu können. Kennt man den 
internen Aufbau so gut, reicht es sogar, nur den zeitlichen Verlusf der 
Ausgangsspannung des Verstärkers zu kennen, der Rest ergibt sich (z.B. 
Spmulation aka Spice).


Ja, gute Audiogeräte (z.B. DriveRack von dBX) modellieren die Belastung 
des Lautsprechers (keine Ahnung wie genau oder konservativ) und 
reduzieren ggf. die Leistung bevor er überlastet wird. Neben der 
Überlastung durch Wärme (die ja träge ist also kurzfristig deutlich mehr 
erlaubt nur das lange Mittel muss bewahrt werden) kommt auch noch die 
Überlastung durch Anschlagen der Membrane dazu.

Franziska Hickl schrieb:
> Das heißt ja, dass die Scheinleistung und Wirkleistung identisch sind,
> weil ja beim ohmschen Widerstand Strom und Spannung in Phase sind oder?

Ein Lautsprecher ist kein ohm'scher Widerstand.

Franziska Hickl schrieb:
> Ich habe bei meinen Lautsprechern zwei Leistungsangaben.

Wahrscheinlich die Leistung RMS und die Phantasieleistungsangabe der 
Marketingabteilung.

Ein Bild wäre aber hilfreich.

Eigentlich dreht man den Verstärker so weit auf bevor es anfängt zu 
Klippen.

Da ist der Lautstärkepegel eh schon recht hoch.

Auf dem angeschlossenen Oszi sieht man dann das der Sinus abgeplattet 
ist.
Und gerade diese Gleichstromanteile heizen die Schwingspulen in den 
Lautsprecher unnötig auf.

Wann ein Verstärker anfängt zu Klippen ist von seiner Leistung und von 
den Angeschlossenen Lautsprecher (oft 4 oder 8 Ohm, selten auch andere 
Werte) abhängig.
Auch die Frequenzweiche in der Lautsprecherbox hat einen großen Einfluss 
wann es anfängt zu Klippen.

Hallo,

warum sucht man sich solche Teile aus, die ein halbes Watt aushalten 
sollen?

Fetenlautstärke bringen sie höchstens für Flöhe und den Namen 
Lautsprecher haben sie nicht verdient.

Für 0,5 W muß noch kein Klipping mit im Spiel sein...


MfG

Franziska Hickl schrieb:
> Ohje ok... Also sind Strom und Spannung dann doch nicht in Phase?... Das
> heißt ich muss dann Phi herausbekommen, um dann die Leistung berechnen
> zu können?..

Nein.

Ein Lautsprecher ist keine einfache Induktivität oder Kapazität,
sondern ein Konglomerat mit mechanischem Einfluss.

Wenn man mal die voice coil wirklich nur als coil simuliert, die 
Frequenzweiche mit ihren elektrischen Parameter und das in LTSpice 
steckt, kann man nach Stimuli rosa Rauschen oder einem echten 
Musikstückausschnitt an jedem Bauelement ablesen, welche Leistung darin 
umgesetzt wurde, und kann mit dem Datenblatt vergleichen, ob es die 
Leistung die Zeit auch aushält (wobei es zum Lautsprecherchassis noch 
Daten geben könnte, zu den Spulen der Frequenzweiche eher nicht).

Das wäre also die aufwändige Lösung, einer Bachelorarbeit würdig.

vereinfachen kann man es am realen Objekt, in dem der Lautsprecher als 
black box betrachtet wird mit seinen Herstellerangaben maximale 
Langzeit-Eingangsleistung und die maximale Kurzzeit-Eingangsleistung, 
nochmal kurz nachliest um welche Zeiten es dabei geht, und das 
Eingangssignal jede 1/100000 Sekunde sampelt, I und U multipliziert, 
Real und Blindleistung beachtet, und Wirkleistung über die Zeit 
integriert. Dann weiss man aber immer noch nicht, ob beim konkreten 
Musiksignal nicht dorch der Hochtöner abrauchen würde.

Das könnte als Studienarbeit durchgehen.

Wen das zu mühselig ist, der fragt welche Impedanz der Lautsporecher 
hat, bildet aus dem Musiksignal mit U*U/R die Leistung und fragt sich, 
ob sie kleienr als der Lautsprecheraufdruck ist.

Das ist dann Erstsemesterqualität.

Franziska Hickl schrieb:
> Nun will ich herausfinden
> wie viele dB an dem Verstärker eingestellt werden kann, bis die
> Lautsprecher kaputt gehen, also bis die Leistung an den Lautsprechern zu
> hoch ist.

Der 1. Tod
----------
Anbei das Datenblatt eines KEF B110. Hier findet man sogar Angaben zur 
Lautsprecherspule.

Max. Dauertemperatur (30 min) : 180 C
Max periodische Temperatur (5 sec): 250 °C
Thermale Zeitkonstante : 4 sec
Thermischer Widerstand : 7 °C/W

Mit diesen Angaben kannst Du die zulässige Verlustleitung der 
Lautsprecherspule bestimmen.

Der 2. Tod
----------
Lautsprecher können auch durch zu starke Auslenkungen der Membran 
zerstört werden. Dann reißen die Anschlussdrähte an der Membran ab oder 
die Spule wird deformiert.

mfg klaus

Ich empfehle zum Abtöten von Lautsprechern den FORMANT SYNTHESIZER nach
MOOG...


Damit lässt sich alles testen und bei geringer Leistung Hochtöner 
abrauchen
lassen...


Mittel- und Tieftöner auch natürlich...

Franziska Hickl schrieb:
> Franz K schrieb:
>> Ist das dein Ernst ?
> Was soll dieser Kommentar ? ....
> Nur zu Info das ist nicht meine Hauptaufgabe.. Aber ich muss das wissen
> sonst zerstöre ich mir die Lautsprecher für meine eigentlichen Versuche.

Du musst nur so laut aufdrehen, bis es raucht, und dann 20 % zurück,
das passt dann schon...

Franziska Hickl schrieb:
> Wobei ich von diesen 8 Stück in Reihe geschalten habe...

Habe ich erst jetzt gesehen. Was Du da als Lautsprecher hast hatte man 
früher in den ganz kleinen Transistorradios, kleine Quäcker. Na ja.

Du sollst diese 8 Lautsprecher alle zusammenschalten? Oder darfst Du 
einige zerstören?

Aus dem Datenblatt entnimmst die Impedanz des Lautsprechers mit 8 Ohm. 
Jetzt müsste man wissen was für eine Impedanz der Verstärker hat. 
Gewöhnliche HiFi Verstärker beschaltet man 4 bis 8 Ohm Lasten. Also 8 
Lautsprecher mit 8 Ohm in Reihe zuschalten ist nicht gerade effektiv. 
Die hätten dann ja 64 Ohm. Ok, aber darum geht es ja vielleicht nicht.

Dein Lautsprecher hat eine Sensitivität von 90 dB, laut Datenblatt. Die 
üblichen Angaben lauten 90 dB bei 2,38V/m. Das wären bei 8 Ohm = 0,7 W. 
Da hätten wir fast Vollaussteuerung. Wenn Du jetzt noch einen 
Powerverstärker hättest, dann könnte man den Lautsprecher aus Versehen 
zerstören. Um das zu vermeiden wäre die Reihenschaltung der Lautsprecher 
sinnvoll.

Franziska Hickl schrieb:
> Nun will ich herausfinden
> wie viele dB an dem Verstärker eingestellt werden kann, bis die
> Lautsprecher kaputt gehen, also bis die Leistung an den Lautsprechern zu
> hoch ist.

Ohne jetzt den Innenwiderstand des Verstärkers zu kennen, braucht man 
bei diesem Lautsprecher nur von 8 Ohm ausgehen. Du kannst ja auch den 
Gleichstromwiderstand mal messen. Der wird nahe den 8 Ohm liegen, wenn 
man nicht geflunkert hat. Das Datenblatt gibt ja 0,8 W max. Leistung an.

Das funktioniert aber nicht in der Gegend der Resonanzfrequenz des 
Lautsprechers. Wenn Du mit 1 kHz die 0,8 W auf dem Lautsprecher gibst, 
dann wird sehr wahrscheinlich die Membran die Anschlussdrähte abreißen. 
Bei Resonanzfrequenz steigt die Impedanz des Lautsprechers sehr in die 
Höhe. Der Lautsprecher benötigt wenig Energie und bekommt er dann die 
volle sonst zulässige Leistung, dann ist er hin.

Mach doch mal eine Meßreihe mit 1 Veff oder 1,414 Vs und gehe in 
Schritten auf die 1 kHz zu und darüber. Messe dazu den Strom.

Also, nicht die elektrische Leistung konstant halten, sonder nur die 
Spannung.
mfg Klaus

Zeno schrieb:
> Erstere ist die sogenannte Musikleistung

Wobei die Art der Musik aber nicht definiert wird!

oszi40 schrieb:
> Man sollte beim Test auch an die Gesundheit und die Hörkurve
> denken.
> Lies: https://www.knalltrauma.ch/index.htm

Bei einem "PLOP" im Basslautsprecher, der die Membran heraus reißt,
ist es nicht gut, daneben zu stehen...

Schon gar nicht mit Kopfhörer...

Zeno schrieb:
> Die zweite ist die Sinusdauertonleistung.

Nein, nie werden lautsprecherboxen mit Sinus getestet, sondern 
grundsätzlich mit rosa Rauschen.
Ansonsten ist der höherere Wert die Impulsbelastbarkeit und der 
niedrigere die Dauerleistung.

Gruß
Andreas

Hier geht es nicht um fertige Lautsprecherboxen, nicht um HiFi, sondern 
um kleine Mini-Schallwandler.

AllgemeinesTypKleinlautsprecherModellLSF-15M/S-R

Geräuschpegel102 dB

Temperaturbereich-20 … +60 °C

AusführungKunststoff

Elektrische Werte

Impedanz 8 Ohm

Resonanzfrequenz 300 Hz

Frequenzbereich fo … 3400 Hz

Leistung 0,01 W

Musikbelastbarkeit 0,02 W

MaßeØ15 mm

Tiefe5 mm

Anschlüsse / Schnittstellen




MfG

Christian S. schrieb:
> Hier geht es nicht um fertige Lautsprecherboxen, nicht um HiFi, sondern
> um kleine Mini-Schallwandler.

Stimmt, das habe ich übersehen.

Gruß
Andreas

bei so einem Minilautsprecher wird es eher ein Fiep oder Bliep...

E. M. schrieb:
> Glaubt hier eigentlich irgendjemand, dass es sich bei der TE um
> eine
> bacheloreuse handelt?

Mit ein bisschen google und facebook glaube ich das schon, schau halt 
mal selbst.

>Ist doch wieder ein Freitagsthread von einem
> Unwissenden. Mit dem, was man in den ersten 2 Semestern E-Technik lernt,
> würde die Frage schon nicht so anfängerhaft gestellt sein.

Hört sich so an, aber die junge Dame scheint aus einem anderen Fach als 
ET zu kommen.

Bin dennoch überrascht, wie sehr sich das Niveau der Ausbildung an einer 
Uni  verändert hat.

Mich würde noch immer interessieren, wie man die Musikleistung
eines Verstärkers bzw. einer Box ermittelt...

Mani W. schrieb:
> Mich würde noch immer interessieren, wie man die Musikleistung
> eines Verstärkers bzw. einer Box ermittelt...

mich auch:

"Die Angabe der Musikleistung ist in der Praxis nicht sehr wertvoll, da 
normalerweise keine genormten Messverfahren angewandt werden. So liegt 
die Musikleistung irgendwo zwischen der Sinus- und der 
Spitzenleistung".

https://books.google.de/books?id=iqboBQAAQBAJ&lpg=PA415&ots=ILdMGJkPK_&dq=hocht%C3%B6ner%20leistungsverteilung&hl=de&pg=PA415#v=onepage&q=hocht%C3%B6ner%20leistungsverteilung&f=false

Franziska Hickl schrieb:
> Wobei ich von diesen 8 Stück in Reihe geschalten habe...

Bei so kleinen Lestungen ist das völlig unkritisch. Bleib einfach unter 
0,5W Scheinleistung und gut.
0,5W an Wärme abzuführen ist kein Problem.

Zur Definition nach der damaligen Din45500

Sinusleistung

Die Sinusleistung ist die Leistung die ein Verstärker maximal dauerhaft 
bei 1KHz ( wenn nicht anders vermerkt ) abgeben kann, ohne den 
Klirrfaktor von 1% zu überschreiten.

Musikleistung

Das ist die Leistung die ein Verstärker kurzzeitig unverzerrt 
wiedergeben kann.
Hintergrund ist ein in der Regel zu weiches Netzteil. Das heist es wird 
bei einen Verstärker die Leerlaufspannung des Netzteiles zugrunde 
gelegt. Diese ist höher als bei Belastung durch Sinusvollaussteuerung.
Gemessen wird das mit Sinus Impulspakete.

Musikleistung bei Lautsprecher ist die Leistung die der Lautsprecher 
kurzseitig in Schall umsetzen kann, ohne das die Membran anschlägt oder 
der Lautsprecher sonst Schaden nimmt.

Sinusleistung bei Lautsprecher gibt es eigentlich nicht, das ist die 
Nennleistung.

Diese wird mit rosa Rauschen gemessen. 1 Minute ein 3 Minuten aus.

Dieser muss der Lautsprecher vertragen ohne das die Schwingspule durch 
Übertemperatur einen bleibenden Schaden von sich trägt. Diese ist in der 
Regel viel niedriger als die Sinusleistung.

Aber Achtung. Bei Mittel und Hochtönern wird berücksichtigt das 
statistisch hohe Frequenzen mit kleineren Pegeln vorhanden sind als im 
Tieftonbereich.
( auch deswegen wird rosa Rauschen verwendet, dessen Pegel mit 
3db/Oktave abnimmt ).

in einer 100Watt Box vertragen die Hochtöner in Wirklichkeit höchstens 
5Watt, wenn man sie direkt an eine Verstärker anschließen würde und rosa 
Rauschen drauf geben würde.

Das nur zur Info.

Ralph Berres

Franziska Hickl schrieb:
> Screenshot_20170918-155101.png

Ach du Scheisse, ging's nicht billiger im deutschen Bildungswesen ?

Franziska Hickl schrieb:
> Wobei ich von diesen 8 Stück in Reihe geschalten habe...

Macht man nicht.

Franz K schrieb:
> Ist das dein Ernst ?

Sieht so aus.

Das sind Kleinlautsprecher mit 0.5 Watt. Wenn man also rosa Rauschen auf 
sie legt, kann man 0.5W verheizen, und das sogar bei 65 GradC 
Umgebungstemperaturo, dann bringen die 87dB Lautstärke in 1m Abstand bei 
unbekannter Schallwand. Bei 25 GradC ist mehr Leistung verheizbar (sagen 
wir 1 Watt), es ist also eher die mechanische Begrenzung der Membrane 
bei 0.8W ein Problem. Da du aber nur eine Frequenz wiedergeben wirst:

Franziska Hickl schrieb:
> die Frequenzen eines Generators über Lautsprecher abspielen

kannst du nicht die vollen 0.5W nutzen. Beim Resonanzmaximum von 950Hz 
wird weit weniger schon zu grossen Membranauslenkungen führen und 
anschlagen, vor allem wenn die Lautsprecher frei liegen, ohne Schallwand 
und Dämmung. Rein von der Wärmeleistung her wird er aber immer die 0.5 
Watt abführen können, egal bei welcher Frequenz, eine Frequenzweiche 
gibt es ja nicht, Probleme mit der Leistungsverteilung über mehrere 
Chassis sind nicht zu erwarten.

Auf 2% genau kommt es dem Lautsprecher nicht an, so lange er nicht 
deutlich verzerrt, wird er bei 25 GradC Umgebungsmaximaltemperatur alle 
Leistung schon als Wärme abführen können.

Stefan U. schrieb:
>> So liegt die Musikleistung irgendwo zwischen der Sinus- und der
>> Spitzenleistung
>
> Wobei die Sptizenleistung wiederum nicht definiert ist, was diesen
> beisatz vollkommen nutzlos macht.
>
> Gestern meinte meine Tochter schon zu Recht: verlasse dich beim
> Hausaufgaben machen niemals auf Wikipedia.

So? Sie Spitzenleistung ist nicht definiert, steile These.

Die Spitzenleistung Ps eines Verstärkers ist bei Us = Ueff*SQRT(2) und 
P=U^2/R genau doppelt so gross wie die Sinusleistung.

Was genau, ist daran nicht definiert?

Und die Spitzenleistung eines Lautsprechers ergibt sich aus der 
maximalen Membranauslenkung und ist durch die Antriebskraft der Spule 
begrenzt.

Retro N. schrieb:
> Die Spitzenleistung Ps eines Verstärkers ist bei Us = Ueff*SQRT(2) und
> P=U^2/R genau doppelt so gross wie die Sinusleistung.

In welcher Norm steht das?

Franziska Hickl schrieb:
> Halli Hallo :)
> Für meine Bachelorarbeit muss ich über einen Verstärker die Frequenzen
> eines Generators über Lautsprecher abspielen. Nun will ich herausfinden
> wie viele dB an dem Verstärker eingestellt werden kann, bis die
> Lautsprecher kaputt gehen, also bis die Leistung an den Lautsprechern zu
> hoch ist.


Es gibt keine Frauen in der Elektrotechnik, daher kann das hier nur ein 
Trollpost sein, denn selbst wenn es sie gäbe, dann wüssten sie wie man 
die Leistung berechnet.


Den Verstärker einfach so einstellen dass es nicht all zu sehr klirrt 
und die Lautstärke noch human ist, das reicht, fertig aus.

Madan O. schrieb:
> Es gibt keine Frauen in der Elektrotechnik,

wie kommst du darauf?

An der Hochschule in Trier z.B. gibt es ganz viele.

Ralph Berres

Ralph B. schrieb:
> Sinusleistung
>
> Die Sinusleistung ist die Leistung die ein Verstärker maximal dauerhaft
> bei 1KHz ( wenn nicht anders vermerkt ) abgeben kann, ohne den
> Klirrfaktor von 1% zu überschreiten.
>
> Musikleistung
>
> Das ist die Leistung die ein Verstärker kurzzeitig unverzerrt
> wiedergeben kann.

Ähm, SO war die Definition nicht.

Bei Sinusleistung wird mit einem Signal von 20Hz bis 20kHz bis zu einer 
angegebenen Klirrgrenze gemessen. Der Klirrfaktor muss im gesammten 
Freguenzbereich unterhalb der Vorgabe liegen.

Die Nennleistung wird ermittelt, indem ein sauberer 1kHz Sinus am 
Eingang eines Verstärkers angelegt wird und soweit aufgesteuert wird, 
bis der Klirrfaktor 1% errreicht. Die Messdauer hierfür beträgt 10 
Minuten.

Musikleistung gibt es in der DIN nicht, aber rms wird bei 10% Klirr für 
1 Sekunde gemessen.

Hannes schrieb:
> Die halten aber nicht lange durch, brechen Ihr Studium wieder ab

woher willst du das wissen?

Michael B. schrieb:
> Bei Sinusleistung wird mit einem Signal von 20Hz bis 20kHz bis zu einer
> angegebenen Klirrgrenze gemessen. Der Klirrfaktor muss im gesammten
> Freguenzbereich unterhalb der Vorgabe liegen.

Michael B. schrieb:
> Die Nennleistung wird ermittelt, indem ein sauberer 1kHz Sinus am
> Eingang eines Verstärkers angelegt wird und soweit aufgesteuert wird,
> bis der Klirrfaktor 1% errreicht. Die Messdauer hierfür beträgt 10
> Minuten.

Was ist bei dir der Unterschied zwischen sinus und Nennleistung?

Deine Angabe zur Sinusleistung steht in der Din45500 nirgends was du 
meinst gab es in einer strengeren Vorschrift, welche aber aus Japan oder 
USA stammt, ( woher genau weis ich jetzt nicht ).

Im übrigen schreibt die Din45500 vor das der Leistungsfrequenzgang 
mindestens 40-12500 Hz betragen muss.

Die zweite Definition ist die Definition nach Din45500 , die Dauer von 
10 Minuten hatte ich allerdings vergessen, auch das beide Kanäle 
gleichzeitig die Leistung bringen müssen, und ich habe auch vergessen zu 
erwähnen, das die Leistung an den vom Hersteller vorgegebenen 
Abschlusswiderstand erbracht werden müssen.

Übrigens verlangt die Din45500 eine Mindestsinusleistung von 2*6Watt

Ralph Berres

Hannes schrieb:
> Ralph B. schrieb:
>>
>> An der Hochschule in Trier z.B. gibt es ganz viele Frauen.
>
> Die halten aber nicht lange durch, brechen Ihr Studium wieder ab

Quatsch, wenn es sie denn gibt, dann ziehen sie es durch.

Nur gibt es sie halt so selten dass man durchaus von nicht existent 
sprechen darf.

Madan O. schrieb:
> Nur gibt es sie halt so selten dass man durchaus von nicht existent
> sprechen darf.

Bei uns sind es weit mehr als 10%

Ralph Berres

E. M. schrieb:
> Ich weiss, was Du damit meinst, allerdings ist das ein ziemliches
> Märchen, dass man Lautsprecher druch die Oberwellen kaputtbekommt. Die
> Weichen schützen die passiven Systeme heute ausreichend gut und bei
> aktiven gibt es das Problem gar nicht.

Hannes W schrieb:
> Wird ja langsam peinlich.
> Am Besten, Thread beenden.

ich sehe das genauso