Beiträge von Nordsklang

Aus der Endstufe mit 250W Sinus kommt unter einigen idealisierenden Annahmen maximal 500W Rechteck raus. Wenn dieses Rechteck eine Frequenz von 70 Hz hat, wie verteilt sich die Leistung in Spektrum?

Die Amplitude der Spektrallinien ist: 4h/Pi ( (1/n) sin nwt ) mit n=1,3, 5.... und Null für alle anderen.
h ist der Spitzenwert des Rechtecks (das ist die maximale Spannung die die Endstufe raushauen kann, also auch der Spitzenwert des Sinus, der bei "Sinus-Nennleistung" raus geht.)

Die Grundwelle hat bei Rechteckaussteuerung also einen Spitzenwert von 4/Pi, das ist Faktor 1,27 größer als der Spitzenwert des Rechtecks! Da die Spannung quadratisch in die die Leistung eingeht, hat die Grundwelle also die 1,6 fache Leistung gegenüber der Sinus-Ausgangsleistung!

Oder auch: ein guter Teil der Energie, die bei Rechteckausteuerung von der Endstufe mehr abgegeben wird, steckt gar nicht in den Oberwellen, sondern schon in der Grundwelle :shock:

Für die ersten paar Harmonischen ergibt sich mit meiner Beispielfrequenz von 70Hz:
70 Hz 1. Harmonische: 405W
210Hz 3. Harmonische: 45W
350Hz 5. Harmonische: 16W
490Hz 7. Harmonische: 8,3W
630Hz 9. Harmonische: 5W
...
Bis 2kHz summiert sich das zu 492,8W auf, für den Bereich über 2kHz bleiben also ganze 7,2W über.

Welchen Schaden soll ein FI-Zwischen*stecker* anrichten, nachdem er von einem Laien in einen Stromkreis eingebracht wurde?

Und woher weiß er, dass er von einem Fachmann eingestöpselt wurde, um das mit dem Schaden zu lassen?

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Eigentlich muss in dem Stromkreis schon ein FI sein, bis auf die fehlende Selektivität macht ein zweiter FI in der Steckdose aber keinen Ärger. (Sprich: es ist nicht klar welcher FI dann auslöst, sowas wird in Festinstallationen daher nicht gemacht. In Rahmen der Anwendung hier halte ich das aber für unproblematisch. )

Und wenn die Installation halt etwas betagter oder "uneigentlich ist da doch keiner" ist, dann rüstet der Steckdosen-FI den sinnvollen Fehlerstromschutz nach. Der wird ja nicht ohne Grund eigentlich gefordert...

Ohne größeren Aufwand wirst du damit leben müssen, dass es ab und an etwas anders klingt. (Nennt sich "Mono-Kompatibilität" und ist ein umstrittenes Kriterium unter den Musik-Erzeugern. )

Dein Vorgehen ist ansonsten korrekt.

Zitat von "Dosenfutter"

Das ist völlig unnötig bzw. auch so nicht möglich. Zum einen liegt nicht nur EINE Grundwelle an, sondern ein ganzes Spektrum, und zum anderen ändert sich die spektrale Verteilung der Leistung auch durch das anliegende Signal (=Musik). Ohne zu wissen, wie das Spektrum, der Impedanzverlauf und auch die Frequenzweiche aussieht, kann man nicht wissen, wieviel Leistung worauf entfällt.

Doch doch, das geht schon. Und das Resultat wird die meisten hier verblüffen. Insofern noch mal die Aufgabe in etwas ausfühlicher.

Zur Bewertung eines Lautsprecherschadens soll eine grobe Abschätzung der möglichen Abgabe-Leistungen eines Verstärkers und der Frequenzverteilung dieser Leistung erfolgen.

Der Verstärker habe eine Sinus-Leistung von 250W an 8Ohm. Vereinfacht wird angenommen, dass diese Leistung lediglich durch den Spitzenwert der Ausgangsspannung limitiert wird und dieser Spitzenwert konstant bleibt, also ein "ideales Netzteil" vorliegt. (Wir wollen eine Abschätzung des "theoretisch/vereinfacht" maximal Möglichen, warum es dann real etwa wie viel weniger wird, kommt später!).

Auf diesen Verstärker geben wir jetzt ein Rechtecksignal mit einer Frequenz von 70Hz. (Das ist als "Musikersatz"-Signal gedacht, und repräsentiert ein "möglichst schlimmes" Signal, auch hier wieder im Sinne einer "schlimmer kann es nicht werden" Abschätzung. )

Als Last wird ein Lautsprecher mit einem über die Frequenz konstanten, rein ohmschen Widerstand von 8 Ohm angenommen. (Wenn die Grundwelle des Rechtecks auf dem (rein ohmschen) Impedanzminimum liegt ist diese Vereinfachung schon vertretbar, gravierende Unterschiede bitte vorrechnen, nicht nur behaupten. )

Die Ausgangsleistung mit diesem Verstärker und diesem Rechtecksignal ergibt sich zu 500W. (Und so ist meine Abschätzung zu "mehr *kann* aus der Endstufe nicht heraus kommen" zu Stande gekommen. )

Fragen:
Wie viel entfällt davon auf die 1. Harmonische bei 70 Hz?
Wie viel entfällt davon auf den Bereich über 2kHz (= Summe aller harmonischen Oberhalb von 2kHz, als vereinfachte Abschätzung für den Hochtöner-Anteil)

Hinweise:
Es geht hier um ein lineares, zeitinvarinates System. Das darf daher "subtraktiv" in seine harmonischen zerlegt (bzw. hinterher auch wieder zusammenaddiert) werden, das ganze nennt sich Superpositionsprinzip. Ohne das geht die halbe Mathematik der Nachrichtentechnik nicht, im Zweifel bitte erst nachlesen, verstehen, und erst dann besser wissen. Man kann hier also[1] alle harmonischen einzeln berechnen. Eine "70Hz" Sinus-Spannung kann in einem System, das nur aus Spulen, Widerständen und Kondensatoren besteht nur einen 70Hz Sinus-Strom bewirken. Der 210Hz-Anteil der 3. Harmonischen beeinflusst diese Berechnung nicht - und umgekehrt. Die lassen sich also "überlagern", daher auch der Name Superpositionsprinzip.

Die Fourierzerlegung findet sich in der Wiki: http://de.wikipedia.org/wiki/Rechteckschwingung.

[1] ...und das ist eben grundlegend anders als bei (sinusförmiger) Wechselspannungs-Energieversorgung "mit Oberwellen". Die gibt es *dort* nämlich nur, wenn das System nichtlinerar ist - und sie sind dort zwingend Blindleistung. Das die Blindströme dann durchaus Wirkverluste an den Leitungswiderständen (usw.) bewirken ist klar.

Zitat von "Dosenfutter"

Das ist kein Denkfehler, die Blindleistung belastet das Netz genauso!

Ich habe *nichts* zur Netzbelastung geschrieben.
Ich habe lediglich versucht, dir zu erklären, warum du die erlernten Regeln aus der Energieversorgung hier nicht 1:1 auf das Endstufe/Lautsprecher-System übertragen kannst. Wenn du das nicht begreifen willst - kein Problem.
Aber versuche bitte nicht, deine Verständnislosigkeit als Argument zu benutzen, die Elektrotechnik ändert sich nicht, nur weil du etwas nicht verstehst.

Zitat von "treibsand"

Wie verhält sich denn unser Verbraucher bei niederfrequenten Rechtecksignalen? Wie wirkt sich das auf die Leistung aus? Was ist mit der entstehenden Wärme? Was trägt diese zum Impedanzverlauf bei? Und die Mutter aller Fragen: reicht eine Kokelnde Schwingspule um Popcorn zu rösten?

Zunächst die zentrale Frage: bei vermuteten (thermischen) 100W bis zur Grillgrenze der Schwingspule wird man sein Popcorn schon leider fast einzeln kornweise rösten müssen. Und die nötige Temperatur von 200° für das Popcorn wird in dem Bereich, wo man das Popcorn aufbringen kann, wohl nicht mehr erreicht. (Die Temperatur direkt im Schadensbereich dürfte nicht all zu viel drüber liegen. )

Ansonsten sind Rechtecksignale ein Frequenzgemisch und die Box hat einen Impedanzverlauf über der Frequenz (die beiden Buckel im Bass sollten bekannt sein..).
Die Amplitude der harmonischen (mit n durchnummeriert) einer Rechteckschwingung ist 1/n für ungerade harmonische und Null für gerade Harmonische.
In der Grundwelle steckt die Hälfte der Energie - es kommt also *sehr* drauf an ob diese Grundwelle das Minimum (das liegt auf der Tuningfrequenz) oder eines der beiden Maxima trifft.
Da wir hier eine Fullrange-Box haben, die recht hoch getuned sein wird, würde ich die Grundwelle grillfreundlich im Minimum zulassen. Die nächste Oberwelle ist dann bereits oberhalb des Maximums. Daher kann man den Lautsprecher hier in guter Näherung als Ohmsch ansehen, der Impedanzanstieg bis zur Trennung ist für so eine grobe Schätzung auch nicht relevant.
Die zunehmende Schwingspulentemperatur führt mit dem bekannten Koeffizienten von etwa 4E-3/K und 200° Übertemperatur zu einem um ca. 1,8 fach höheren Kupfer-Widerstand - was die Leistung, die die Endstufe am Spannungslimit in den Lautsprecher pumpen kann, deutlich reduziert - vor allem im Impedanzminimum (rein ohmsch etwa 55%, real wohl eher so um 70% Leistung). (Das hatte ich so übrigens noch gar nicht bedacht, das macht das ganze mit der 250W Endstufe ja durchaus noch etwas sportlicher...)

Zitat von "Dosenfutter"

also sich die Leistung im Tieftonbereich nicht verdoppelt sondern geringer ist als zweifach.

Der Bass-Lautsprecher wird von der Gesamtleistung gegrillt, wenn du meinst ein (im Rahmen so einer groben Abschätzung!) relevanter Anteil sei da auf den Hochtöner entfallen, oder gar außerhalb des Hörbereichs, dann rechne das doch einfach mal vor/nach.
(Das Signal habe 70Hz, Rechteck, 250W, Last rein ohmsch, 8 Ohm. Trennfrequenz 2kHz. Wie viel Leistung entfällt auf den Hochtöner? Ob du bis Frequenz "unendlich" oder bis 20kHz rechnest ist dir überlassen. )

Edit: Quotes korrigiert

Zitat von "Dosenfutter"

Der Crestfaktor, bei Rechteck ist er 1, bei Sinus ist er 2/Pi, also ~0,637. Bei Rechtecksignalen kann der Output also nur um den Faktor ~1,57 (und nicht um das doppelte :roll: ) nach oben gehen.

Mit P=U²/R, und U(t) = sin (wt) und R=1 ist P(t)=sin²(wt).
Die thermische Dauerleistung ist dann das Integral über die Zeit, geteilt durch die Zeit. Für t gegen unendlich konvergiert das offensichtlich zu dem Wert, der bei genau einer Periode erreicht wird, damit
P=1/(2Pi) [integral 0...2PI] (sin²(t)) dt,

... wenn man das nicht mehr so präsent hat, kurz den Bronstein frequentieren ...
[integral] sin²(t) = 1/2t - 1/4 sin (2t)

Einsetzen. (sin(n Pi) ist bekanntlich 0, das macht es einfach... )
P=1/(2Pi) (1/2 * 2Pi )
P=1/2.

Das haben schon Generationen von Studenten so ausgerechnet und vorgerechnet bekommen, was ist daran falsch?

Zitat von "Dosenfutter"

Edit: Das alles unter der Voraussetzung, daß wirklich voll Rechteck gefahren wird, was weder dem DJ, Techniker noch dem Publikum auffällt? Ja, sehr realistisch..

Das dieser Zustand realistisch ist, habe ich nicht behauptet, bei sinnerfassendem Lesen im Kontext des Threads hätte dir auffallen können, dass das lautsprecherzerstörende 500W Rechteck ausdrücklich als fiktiv gekennzeichnet war, ich darf mich da mal selber zitieren:

Zitat von "Nordsklang"

Das man mit 100Hz Rechteck aus der Endstufe auch fast 500W rausbekommt und das *jeden* Lautsprecher killt ist schon klar, aber mach das mal auf so einem Event, da grillt dich der Gastgeber!

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Zitat von "Dosenfutter"

Von diesem Faktor geht aber ab, daß ein Rechtecksignal massiv Oberwellen produziert. Die Leistung der Oberwellen geht von der Grundwelle ab, es wird ja durch die Oberwellen keine Leistung 'produziert'.

Denkfehler. Bei einer (gegebenen) *sinusförmigen* Spannung (sprich am normalen Stromnetz) erzeugt ein beliebig geformter Strom tatsächlich nur auf der "Grundwelle" einen Wirkstrom. Hier ist aber sowohl die Spannung als auch der Strom *nicht* sinusförmig. Und bei einer Oberwelle, bei der Strom und Spannung in Phase sind, wird ebenso Wirkleistung transportiert, wie bei der Grundwelle. (Im Stromnetz gibt es halt nur die Grundwelle der Spannung, daher muss alles andere Blindleistung sein. )

Mit etwas nachdenken ist das aber auch klar: Warum hört man sonst die Oberwellen? Denn ohne Wirkleistung könnte der Lautsprecher keinen Schall abstrahlen!

Echtes Strobe friert die Bewegung ein, bei den LED-Teilen sieht man immer noch Bewegungsunschärfe, da die relativ lange Lichtimpulse machen (müssen).
Beim Strobe als Tanzflächenbeleuchtung fällt das schon auf (LED wirkt nicht so hart), als Bühnenlicht ist es weniger auffällig.

Damit nähern wir uns wohl den "baßstarken Eisenschweinen". (In einer Schaltnetzteilendstufe geht dem Netzteil die Luft oberhalb der Nennlast aus, damit funktioniert das nicht!)

Der gute Limiter für diesen Zweck hat dann eine Zeitkonstante, die oberhalb (bzw. im, so steil sind die Filter nicht) des Tiefbassbereiches liegt, er läuft dann im Bass auf der Kurvenform mit, sprich: er plattet das Signal oben nicht ganz so eckig wie echtes Clippen ab.
Auf das hörbare Signal bezogen heißt das im Groben: es wird K3 zugefügt (in der Phase eben so, dass der Spitzenwert kleiner wird).

Optimal für solche Anwendungen ist natürlich der Bandpass-Subwoofer, da er höhere Frequenzanteile rausfiltert.

Zitat von "Dosenfutter"

Auch mit Rechteck kommt nicht mehr raus, als die Transistoren und das Netzteil liefern können. Wo soll auch die Leistung herkommen?

Falsch. Warum denkst du eigentlich nicht selber nach, bevor du es besser wissen willst?

1) Das geht hier um eine 4 Kanal Endstufe. Das Netzteil kann daher Stereo durchaus die doppelte Leistung liefern. Zudem ist ein Trafo-Netzteil real vor allem thermisch limitiert, bei relativ kleinem Innenwiderstand, d.h. auch bei einer Stereo-Endstufe kommt bei Rechteck mehr Leistung raus als bei Sinus.

2) Wenn die Strombegrenzung bei Volllast und Sinus nicht anschlägt, dann tut sie es auch bei Vollast und Rechteck nicht, denn die reagiert auf den Spitzenstrom und der ändert sich nicht wesentlich. Die Verlustleistung in den Endstufentransistoren sinkt bei Rechteck erheblich - und man ist weit weg von der SOA-Begrenzung.

Zitat von "hell&dunkel"

6 Seiten für 2 gegrillte Pappen, die den Rechtecktod gestorben sind.

An 'ner 250W Endstufe und auf einer Hochzeits-VA musst du das erst mal hin bekommen.
Das man mit 100Hz Rechteck aus der Endstufe auch fast 500W rausbekommt und das *jeden* Lautsprecher killt ist schon klar, aber mach das mal auf so einem Event, da grillt dich der Gastgeber!
Der Knackpunkt scheint hier wirklich diese Prozessorendstufe zu sein.

Das hier (erste Seite) hatte ich doch glatt überlesen

Zitat von "Lukas-jf-2928"

Meine Erfahrung mit den PCA: Die schieben gut unten was rein mit dem Prozessor. Mit der PCA2450 und 250Wrms bringe ich meine 12" Subs an die Grenzen des Hubes, mit Lowcut sind diese sehr gut ausgelastet wobei ich mit einer SL2400 volle 750Wrms raufjagen kann (ohne LPN, aktiv getrennt)

und das hier

Zitat von "HaDe"

... Diese alten Dynacord-Endstuten (hab selbst 2 PCA 2450)
sind ja sogenannte Prozessor-Endstufen aus den späten 80er Jahren. Darin werkelt eine kleine analoge VCA-Schaltung
(Black-Box) die dazu dient 12/2-Boxen voller und satter klingen zu lassen....

geht ja in die gleiche Richtung.

(Wobei ich das mit 250W Nennleistung immer noch sehr anspruchsvoll finde, der Prozessor muss da schon ziemliche Wunder der Crestfaktorreduktion vollbringen. )

Wie viel Watt billigt ihr dem Chassis als thermische Dauerlast zu?
Und wie viel Watt braucht es, um den beschriebenen Schaden zu erzielen?

(Ich würde mal so grob 50 und 100W raten, zu den 100W bräuchte man dann 4dB Crestfaktor, um die mit einer 250W Endstufe zu erzeugen. Das ist schon *sehr* wenig. )

Habs am Sonntag grad ausprobiert gehabt - bei mir ist da nix grau geworden.
War erst mal nur auf ein paar kleinen Stücken mit dem Pinsel (halt das, wo man später nicht mehr richtig dran kommt), da ging das aber gut. Macht zwar erst mal blasen, aber die gehen schnell genug weg (bevor sich die Oberfläche bildet). Oberfläche war dann schön gleichmäßig halbmatt - ohne mattere Stellen drinnen.
Werde dann berichten, wie das auf der Fläche ausgegangen ist.

Wozu ist da die Bassanhebung? Die befördert doch eigentlich nur die mechanische Zerstörung.

Oder reduziert sich dadurch der Crestfaktor weit genug, dass der Limiter den RMS nicht mehr weit genug runter zieht?

Zitat von "Dosenfutter"

Das ist der *selbe* Effekt wie eine anliegende Gleichspannung [...] Es fehlt aber die Umsetzung der Gleichspannung in Wärme.

Ja was denn nun, ist es das gleiche oder nicht? Da musst du dich schon entscheiden.

Zitat von "Dosenfutter"

Wenn die Schwingspulen schwarz und wie festgeschweißt sind, dann waren da ganz andere Dinge um ganze Größenordnungen danebengegangen.

"Simple" thermische Überlast halte ich nicht für ausgeschlossen. Allerdings hat die dann nichts mit "fehlendem Low Cut" oder schlechten Limiter oder defekter Endstufe zu tun, sondern eben nur einfach zu viel Power. Das einzige was dagegen spricht ist die etwas knappe Endstufenleistung, um das mit Musik und bei einer Hochzeits-VA hin zu bekommen. Das man mit einem Sinussignal die Schwingspule grillen kann ist klar, die 500W, die die Endstufe abgeben kann, steckt die thermisch niemals weg.

Zitat von "skyworker"

Hurra - endlich ist der heilige Gral der Lautsprecherzerstörung auch hier angekommen...

Die von mir genannte These lässt sich recht einfach per Differentialdiagnostik verfizieren oder falsifizieren. Du musst nur die richtige Frage stellen.
Das wäre zielführender als hier Sprüche zu kloppen.

DC-Displacement hat *nichts* mit Gleichspannung aus dem Verstärker zu tun, das ergibt sich aus den Eigenschaften des Lautsprechers.

http://www.klippel.de/measurements/n…voice-coil.html (mittleres Bild)

Zitat von "Jonnytrance"

Einen einigermassen passenden Antwort hast du bekommen, nur du wolltest es nicht war haben.

Nuja, alle Erklärungen machen zusätzliche Annahmen der "du musst dich aber dämlich angestellt haben" Kategorie. Und ein gut möglicher Schadensverlauf, der völlig ohne so etwas auskommt (mitten im Nutzbassbereich dumm getroffener Ton mit DC-Displacement und abgebrannter Schwingspulenhälfte wegen daraus folgender fehlender Kühlung) war nicht dabei. Das würde übrigens durch einen Low-Cut nicht verhindert und auch ein guter Limiter macht es eher wahrscheinlicher, dass es auftritt.
Natürlich fällt das unter "zu viel Bass vom Lautsprecher gewollt", aber so wirklich trivial "Überlast" ist das ja nicht mehr.

Zitat von "Bjoern Luethje"

Elektrisch bedenkliches konnte ich bis jetzt noch nicht feststellen.

Die Flachkabel zu den LEDs werden vom Netzteil heruntergedrückt, u.a. von einem Kühlkörper der (elektrisch) auf der Netz-Seite liegt.

Erster Check:
Bei kleinen Pegeln sind die 200Hz für den 18" kein Problem. Mal sehen, wie das ist, wenn es lauter wird.

'Ne rein handwerkliche Frage: ich kann derzeit nur Warnex rollen. Die Oberfläche ist gar nicht mal so schlecht, was mich stört, ist das es ungleichmäßig matt auftrocknet. Hilft es da noch mal mit etwas verdünntem Warnex drüber zu gehen?

IDN: Holz"fachhandel", der zwar 1a über den Baumarkt lästert, aber keine rechtwinkligen Zuschnitte hinbringt. (Auf 50cm 1mm Trapez - *das* hat hier noch kein Baumarkt geschafft ... )