Unterschied zwischen Übersteuern und Clipping?

Ohne den ganzen Kram durchgelesen zu haben: Übersteuerung ist die Ursache für Clipping
Das englische Wort für Übersteuerung ist ein Hinweis, wo es da hingeht: Overdrive
Gibts auch bei Gitarren, ohne das die Anlage Schaden nimmt.

Clipping von to clip = abschneiden

https://de.wikipedia.org/wiki/…euern_(Signalverarbeitung)

Wenn man in der Signalverarbeitung, insbesondere im analogen Bereich über die Sättigung einer Baugruppe geht, dann ist diese übersteuert und es kommt zum clipping (abschneiden) des eigentlichen Signalverlaufes. Das Ausgangssignal folgt nicht mehr dem Eingangssignal.

Bsp.

Eine Baugruppe hat eine Versorgungsspannung von 10 V, kann also am Ausgang max. 10 V abgeben.

Die Baugruppe verstärke die Spannung um den Faktor 10, d.h. wenn am Eingang 1 V anliegt, dann liegen am Ausgang 10 V an. Damit ist die Baugruppe volldurchgesteuert. Alles darüber ist in der Sättigung.

Wird nun ein SIgnal eingespeist, bei welchem auch mehr als 1 V am Eingang ankommen, dann wird das darüberliegende Signal bei 10V am Ausgang hart abgeschnitten.

DIe Baugruppe ist übersteuert und clippt deswegen. Wie oben schon geschrieben: eine Übersteuerung ist die Ursache fürs clipping.

Beim Übersteuern werden weitere Obertöne erzeugt, welche sehr hart sind. Diese sind in der Regel unerwünscht. Das hört sich nicht mehr schön an und kann nachfolgende Bauelemente (z.B. LS insbesondere HT) zerstören.

Für einen angeschlossenen LS ist es primär vollkommen egal wo diese harten Obertöne wegen einer Übersteuerung erzeugt werden. Wenn diese mit genügend hoher Leistung über längere Zeit auf selbigen Einwirken brennt die Schwingspule durch.

Dies beantwortet die Fragen

Zitat von xjsk7

Was hat es am Mischpult für Auswirkungen auf die Anlage ( nicht klanglich gemeint) wenn der Eingang schon übersteuert ist, das Ausgang aber NICHT, klingt kaum verzerrt, reden wir hier schon über Clipping, welches die Speaker durchbraten kann oder nicht?

und

Zitat von xjsk7

Und was ist wenn der Ausgang des Mischpults in rote gefahren wird, ohne das die Anlage an ihr Limit kommt ?

Beide Fälle sind suboptimal und sollten vermieden werden, vor allem wenn es gar hörbar ist.

Nun gibt es Mischpulte, welche gerne "heiß" gefahren werden. Je nach Schaltungsdesign kommt es da zunächst zu einer Art Kompression. Diesen Effekte nutzte man auch gerne bei Bandaufnahmen. Zu jener Zeit fuhr man oftmals den Pegel in die magnetische Sättigung des Aufnahmebandes.

Wenn man weiß was man tut, dann kann das auch seine positiven Effekte haben.

Bei einer digitalen Verarbeitung sollte man es in jedem Falle unterlassen die EIngangs- oder Ausgangsstufen in die Sättigung zu treiben.

Auslenkung LS

Es handelt sich um ein Masse-Feder-System. Wie jedes Masse-Feder-System gibt es analog hierzu einen Punkt, an welchem das System am Scheitelpunkt ist und sich nicht mehr weiter Auslenken lässt, ohne Schaden zu nehmen (Überdehnung).

Wenn die Pappe mechanisch begrenzt wird und anschlägt, dann geschieht dasselbe wie oben erwähnt: Die Pappe kann dem eingegebenen Signal nicht mehr folgen und schneidet eben ab. Infolge dessen bleibt die Pappe erstmal am Scheitelpunkt stehen, die Kühlung ist reduziert und die Schwingspule erhitzt sich weiter weil ja immer noch Strom durchfließt. Irgendwann brennt die Spule dann eben durch.

Wenn der LS nicht anschlägt, also adäquat ausgelenkt wird, dann bleibt er denoch "stehen", wenn das elektrische Signal klippt. Derselbe Fall wie wenn die Pappe anschlagen würde. Allerdings relativ dazu weniger Strom und damit weniger Wärme. Dennoch fehlt es an Bewegung und damit an einer Kühlwirkung.

Zitat von xjsk7

kann in so einem Fall ein Limiter ( RMS, Thermal, Peak) erkennen, das selbst trotz nicht voller Auslastung einer dieser Werte überschritten werden könnte und eingreifen könnte oder dies nicht erkennt ?

Peaklimiter nein. Ein Peaklimiter sorgt lediglich dafür, dass die Pappe mechanisch nicht überlastet wird oder eben deutlich zu viel Leistung abbekommt. Der Peaklimiter interessiert sich nicht die Bohne für die Wärmeentwicklung an der Spule.

Ebenso ein RMS Limiter. Dieser soll irgendwie verhindern, dass die Spule zu heiß wird. Dies wird aus den Spezifikationen der Box selbst bei normalen Bedingungen abgeleitet, eine vernüftige Kühlung dabei vorausgesetzt. Der RMS Limiter "weiß" aber zu keinem Zeitpunkt wie heiß die Schwingspule wirklich ist. Dies ist immer nur eine Abschätzung aufgrund der aufsummierten Leistungsabgabe an diese über ein bestimmtes Zeitintervall.

Um die Schwingspule wirklich vor thermischer Überlastung zu schützen müsste ein Temperatursensor mit an der Spule sein. Die Spule selbst erwärmt sich und ändert dadurch ihren Widerstand, doch dieser ist eben noch deutlich von der Frequenz abhängig. Was also tun.

HT sind aufgrund der filigranen Schwingspule deutlich empfindlicher und erfahren wegen den kleinen Auslenkungen auch deutlich weniger Kühlung durch Luftbewegung, als ein Mittel- oder gar Tieftöner.

Jetzt noch die Gretchenfrage:

Weshalb juckt es den LS nicht, wenn man die Bratgitarre mit vollem Distortion da drauf gibt?

wenn es in dem Lautsprecher eine Rückmeldung gibt, dann wäre ein unzerstörbar Limited denkbar.

so wie sich das hier liest, hat der Ersteller offensichtlich mal was gebraten. da gibt es im gründe nur 3 Wege als Gegenmittel:

-leiser machen

-mehr material hinstellen

-besseres material hinstellen, das mehr kann

wenn das Rechteck, was es ja näherungsweise wird, erstmal in der kette ist, dann kriegt man das auch nicht mehr raus!

es spielt auch keine rolle, an welcher stelle es entsteht.

als djm 500 pulte noch in den Diskos stand, habe ich die pa immer auf Zimmer lautstarke gedrosselt und am pult alles hemmungslos übersteuert. da gab es so manch große augen, das man auch in zimmerlautärke schlechten Sound auf einer großen pa haben kann.

um mal einfach zu argumentieren: es gibt vom sinn her gesehen keinen unterschied zwischen beiden Worten. beides meint ein Signal das eigentlich gerne weiter ausgesteuert werden müßte, was aber die hardware nicht leisten kann. sicher kann man clippen so umschreiben, die anzeige 3db vor übersteuern leuchtet.

du kannst ja den wiki Eintrag auch präzisieren

Zitat von test

sicher kann man clippen so umschreiben, die anzeige 3db vor übersteuern leuchtet.

Ganz bestimmt nicht.

Zitat von test

es gibt vom sinn her gesehen keinen unterschied zwischen beiden Worten

Overdrive = Überfahren

Clipping = Abschneiden

Overdrive ist Ursache, Clipping ist das Ergebnis.

Overdrive (Übersteuerung) muss nicht böse sein. Siehe analoge Bandsättigung. Abgeschnitten wird da aber nix bei, das wird verformt. Was manchmal auch angenehmer klingen kann. Röhrensond zum Besipiel.

Zitat von yamaha4711

Peaklimiter nein. Ein Peaklimiter sorgt lediglich dafür, dass die Pappe mechanisch nicht überlastet wird oder eben deutlich zu viel Leistung abbekommt.

Ein Peak Limiter limitiert Peaks, wo die im Pegel angesiedelt sind, ist erst mal egal. Man kann den Threshold (Schwellenwert) auch sehr niedrig ansetzen, dann limitiert der auch schon auf niedrigem Pegelniveau. Richtig eingestellt, verhindert er die gelegentliche Übersteuerung durch kurze Signalspitzen (Peaks). Er erzeugt idealerweise unhörbares Clipping
Falsch eingestellt, kann er die Ursache für deutlich hörbares Clipping sein.

In der Audiotechnik gibt es für viele Dinge, die nicht optimal erscheinen, auch nutzbringende Anwendungen. Kompression, Clipping, Overdrive, Flanger, Phaser usw.

So, ich möchte ein wenig weiter prazisieren:

ein Verstärker wie von yamaha4711 oben beschrieben, verstärkt linear von 1V nach 10V sofern er nicht übersteuert wird. Wird eben jener Verstärker am Eingang übersteuert (Eingangsspannung Vin > 1V), so hängt es von dem verwendeten Schaltungsdesign ab, wie sich das Ausgangssignal verformt:

• In einigen Fällen wird direkt bei der maximalen Ausgangsspannung abgeschnitten: dieser Fall heißt "clipping". Für diese Zeit ist die Spannung gleich und nicht mehr wechselnd: Gleichspannung liegt am Ausgang an. Die Folgen für den Lautsprecher hat yamaha4711 oben erläutert.
• In manchen Schaltungen tritt "Sättigung" vor Clipping ein. Hierbei wird ein (oberer) Teilbereich der bisher linearen Wechselspannung komprimiert bzw verformt: der Spannungsverlauf am Ausgang folgt nicht mehr linear der Eingangsspannung.

Beide Signalveränderungen sind nicht mehr linear zur Eingangsspannung. Nichtlineare Signalveränderung bewirkt in der Signalverarbeitung (Grundlagen der Elektrotechnik) die Entstehung von "Verzerrungsprodukten", man spricht vom z.b. "Klirrfaktor".
Die Verzerrungen die bei der Sättigung auftreten werden allgemein als angenehm wahrgenommen, während die beim Clipping entstehenden Verzerrungen als unangenehm wahrgenommen werden.

In der Praxis werden z.b. die Wandler in Soundkarten so designed, dass sie das Signal nur minimal Verzerren: Sättigung ist hier in der Regel nicht gewünscht. Clipping zu vermeiden obliegt allerdings dem Nutzer, der für die Aussteuerung eines Signals zuständig ist.

Gruß

Henrik