4-8 Ohm Lautsprecher an 4-6 Ohm AVR

[W0lfenstein]

Guten Tag zusammen.

Mit dem Thema befasse ich mich nun schon eine ganze Weile, aber je mehr ich lesen, desto verwirrter werde ich.
Es lässt mir aber auch irgendwie keine Ruhe ^^.
Irgendwie sagt jeder etwas anderes. Es wurde öfters auf eine Nubert Seite verwiesen die aber nicht mehr erreichbar ist.

Onkyo schraibt dazu auch nur schwammiges:
4Ohms :
Wählen Sie diese Option, wenn ein Lautsprecher eine Impedanz von 4 Ohm oder mehr, aber weniger als 6 Ohm aufweist.

6Ohms:
Wählen Sie diese Option, wenn alle Boxen eine Impedanz von 6 und 16 Ohm aufweisen.

Also, alle meine Lautsprecher haben 4 bis 8 Ohm ( was an sich schon Schwachsinn ist) , an meinem AVR dem Onkyo 609 kann ich 4-6 Ohm wählen.
Oft habe ich gelesen, das man auf 4 Ohm stellen sollte. Andere schrieben man kann ruhig 6 Ohm wählen , da die AVR's das locker aushalten, und man bei 6 Ohm die volle Leistung, Power und Dynamik etc erhalten würde, da man mit 4 Ohm einen künstlichen Riegel davor machen würde.

Wieder ein ander schrieb, das der Onkyo sowieso normal bis 4 Ohm fahren würde, und erst bei Bedarf der Mehrleistung in den 6 Ohm Modus schalten würde. Gelesen hab ich dazu nichts auf Onkyo's seite.

In einem anderem Forum bin ich dann auf diese Aussage gestossen :

"Es gibt für diesen Umschalter keine technischen Gründe, auch in Stellung 8 Ohm hat er keinerlei Probleme mit 4 Ohm Lautsprechern. Der Grund des Vorhandenseins dieses Umschalters ist ein völlig anderer:
Bei 4 Ohm Last hat ein Gerät mehr Leistung als bei 8 Ohm Last, theoretisch doppelt so viel.
Nun erzeugt ein Gerät auch mehr Wärme, wenn es mehr Leistung liefert.
Und da gibt es gesetzliche Vorschriften, wie warm das Gehäuse maximal werden darf.
Und diese gesetzlichen Grenzen werden bei Vollgas und 4 Ohm Lautsprechern bei Stellung 8 Ohm überschritten.
Was machen die Hersteller also?
Sie begrenzen einfach über eine Umschaltmöglichkeit die Leistung und schreiben an dem Leistungsbegrenzer "Ohm Umschalter" dran und ermahnen den Besitzer, doch den "Ohm Umschalter" auf die "richtige" Stellung zu stellen.
Damit erfüllen sie ohne großen Aufwand die Vorschriften.
Als es diese Vorschriften bzgl. der max. Gehäusetemperatur noch nicht gab, hatte kein Gerät der Welt so einen Umschalter.
Und für bestimmte Regionen haben die Geräte diesen Umschalter auch gar nicht, weil dort die erlaubten Gehäusetemperaturen höher liegen."


Was jedoch jeder schrieb, bei 6 Ohm bekommen die Lautsprecher mehr Power.
Aber wenn ich mir das Datenblatt von meinem Onkyo anschaue schauts wieder anders aus.

Ausgangsleistung:
160 W/Kanal an 6 Ohm

Dynamische Leistung:
240 W (3Ω, Front)
210 W (4Ω, Front)
120 W (8Ω, Front)

Evtl. kann es mir mal einer für einen Laien erklären und mir ein paar Fragen beantworten.
Kann man ohne Probleme auf 6 Ohm gehen ohne dabei auf die Lautstärke achten zu müssen, oder generell Angst haben zu müssen das etwas kaputt geht ? Würde sich das überhaupt klanglich bemerkbar machen ?
Was ich noch gelesen habe war, das es bei 6 Ohm halt deutlich wärmer werden würde, wie bei allen AVR wenn man die Ohmzahl noch oben schraubt, aber das ist ja bei allen so, und zu not würde er sich vorher ausschalten oder ?

Großartig testen wollte ich bisher nicht. Nicht das dann doch etwas durchschmort.

Danke.

 

[Simpson474]

Bei niedrigerer Impedanz fließt mehr Strom durch den Lautsprecher als bei hoher Impedanz - um bei hoher Impedanz entsprechende Leistung zu bekommen, sind hohe Spannungen nötig um die physikalische Formel P = U * I zu erfüllen. Beides zusammen (niedrige Impedanz und hohe Spannung) vertragen die Verstärker-Bausteine häufig jedoch nicht und können tatsächlich auch kaputt gehen: daher muss die maximale Spannung unterhalb einer bestimmten Lautsprecherimpedanz zum Teil reduziert werden. Ich würde mal davon ausgehen, dass die Option exakt das macht und somit bei der 4 Ohm Einstellung nicht mehr die volle Spannung möglich ist. Ob du den Unterschied hörst oder nicht musst du selbst feststellen: ich habe da aber eher Zweifel, dass klanglich ein Unterschied hörbar ist.

 

[Darkscream]

Wenn man beim AVR die Impedanz umstellen kann bedeutet es nichts anderes das diese Schaltung auf Stellung unter 6 Ohm die Stromstärke begrenzt das nichts überhitzen kann. Generell macht es nur was bei sehr hohen Lautstärken da bei niedrigen eh keine so hohen Ströme gefordert werden. Sicherer ist es auf Stellung 4-6 Ohm.

 

[Rickmer]

Wenn an deinen Lautsprechern 4-8 Ohm dran steht, kannst du zu 99% Sicherheit davon ausgehen das damit 4 Ohm gemeint sind.

Das Problem mit solchen Messungen ist, das der Widerstand des Lautsprechers sich mit der Frequenz ändert, besonders wenn es ein 2-Wege oder noch mehr Lautsprecher ist.


Ich würde an deiner Stelle auf 4 Ohm stellen und den ganzen Schwachsinn vergessen.

In Gefahr gerät dein Verstärker eh nur falls die Lautsprecher einen niedrigen Widerstand haben - also zwei Ohm oder noch weniger. Da kommt es dann zu einem sehr hohen Strom(fluss), was die Bauteile entsprechend belastet und zur Überhitzung führen kann. Es gab da wohl einige Infinity Kappa Lautsprecher, die sich nicht nur durch hohe Qualität bekannt gemacht haben, sondern auch dadurch, das die so manchem Highend-Verstärker ein Ende bereitet haben. Ein hoher Widerstand ist dem Verstärker egal.

 

[Mickey Mouse]

was bisher geschrieben wurde ist zwar vom Grundsatz nicht falsch, trifft aber nicht wirklich den Punkt.

Wie soll man das erklären ohne nicht zu technisch zu werden?
Am Ohmschen Gesetz kommen wir nicht vorbei: I=U/R (I=Stromstärke in Ampere (A), U=Spannung in Volt (V), R=Widerstand in Ohm). Die elektrische Leistung ergibt sich (vereinfacht ohne Phasenverschiebungen) durch P=U*I (P=Leistung in Watt).
Das kann man umrechnen in P=U^2/R oder P=I^2*R.

jetzt zu deinem ersten Denkfehler: die Angaben der Hersteller beziehen sich nicht auf die Einstellung der AVR (4 oder 6 Ohm), sondern auf die Last am Ausgang. Also wenn wir mal von 4 und 8 Ohm ausgehen, dann gibt es 4 Möglichkeiten:
1) AVR auf 4 Ohm und 4 Ohm LS
2) AVR auf 4 Ohm und 8 Ohm LS
3) AVR auf 8 Ohm und 4 Ohm LS
4) AVR auf 8 Ohm und 8 Ohm LS
Die Hersteller suchen sich dann die Kombination heraus, die die "höchsten Zahlen" liefert, weil sich das am besten verkaufen lässt...

Zu dem eigentlichen Punkt: der Umschaltung am AVR
Die macht nichts anderes als den Trafo an unterschiedlichen Stellen anzuzapfen!
In der 8Ohm Stellung wird die Endstufe einfach mit mehr Spannung versorgt als bei 4Ohm. Nun ist es so, dass ein Trafo bis zu einer bestimmten Leistung belastet werden kann. Bis zu dieser Schwelle kann er die Nennspannung (nach dem Wicklungsverhältnis) einigermaßen halten. Belastet man ihn darüber hinaus (also "saugt" mehr Strom) dann liefert er weiterhin seine Nennleistung aber nach P=U*I (P=Nennleistung=fix, I wird zu groß) geht die Spannung U in den Keller.

Die Aufgabe eines Verstärkers ist aber ganz einfach die Eingangsspannung um einen Faktor x (x ist die Lautstärke Einstellung) zu verstärken und am Ausgang auszugeben. Wenn nehmen wir 0,5V am Eingang an und x sei 100, dann müsste der Verstärker 50V ausgeben. Ist der Strom aber schon so hoch, dass der Trafo in der Begrenzung ist, dann hat der Verstärker evtl. gar keine 50V mehr zu Verfügung, wie soll er die ausgeben, wenn sein Netzteil nur 40V liefern kann?!?

Um nochmal zur Umschaltung zu kommen, nehmen wir einen Trafo mit 100W Leistung. Der kann auf Einstellung 8Ohm vielleicht 40V und 2,5A liefern und auf Einstellung 4Ohm 20V und 5A. Beides ergibt 100W.
Der Punkt ist der, dieser Trafo wird auch in der Einstellung "8Ohm" noch 5A liefern, aber dann wird auch die Spannung schon auf ca. 20V zusammengebrochen sein, oder noch weiter, weil er eben völlig außerhalb seiner Spezifikation betrieben wird.

Wenn man das aber alles in die bereits genannten Formeln einträgt un nachrechnet, dann erkennt man recht schnell, dass man in der 8Ohm Stellung am AVR auf jeden Fall mehr Leistung zur Verfügung hat.


Ich weiß nicht, ob ich das jetzt noch eine Stufe komplexer machen soll? Egal, ich tue es...
Die nächste Stufe sind die Puffer Kondensatoren, deren "Größe" (Kapazität) viele Leute ja als absolutes Qualitätsmerkmal eines Verstärkers ansehen. Die speichern Energie zwischen. Das ist ja alleine schon deshalb nötig, weil wir 50Hz Wechselstrom haben, alle 1/100 Sekunde ist die Spannung NULL Volt! Dafür muss die Energie für diese "Pausen" gepudert werden (und auch für kurzfristige Leistungsspitzen).
Nur ist die gespeicherte Energie in einem Kondensator quadratisch abhängig von der Spannung!
Gucken wir oben auf das Beispiel mit 20 und 40V, dann wird bei 40V nicht nur die doppelte, sondern die vierfache Energie in den Elkos gespeichert, die auf Abruf zur Verfügung steht. D.h. der AVR hat auch bei kurzfristigen Leistungsspitzen (ein LS ist eben kein Ohmscher Widerstand) viel mehr Leistung liefern als in der 4Ohm Einstellung.


So und jetzt setze ich noch eine drauf:
bei einer Class A/B Endstufe (das sind fast alle, Pioneer baut als einziger im "gehobenen" Segment (>1000€) Class-D Endstufen ein) muss immer ein sogenannter Ruhestrom fließen um die Verzerrungen niedrig zu halten. Auch wenn gar kein Signal verstärkt wird (z.B. wenn man Mute gedrückt hat)!
Aber s.o. P=U*I. Und I ist konstruktionsbedingt konstant. Wollen wir volle Leistung haben, stellen wir den AVR auf 8Ohm und erhöhen die Spannung. Damit steigt aber bei gleichem Ruhestrom auch die Verlustleistung durch den Ruhestrom entsprechend an!
lassen wir 100mA Ruhestrom fließen, dann haben wir bei 40V 4W und bei 80V 8W pro Endstufe reine Heizleistung. Nur zum Verständnis: 80V (+/-40V) sind das absolute Minimum, um an 8Ohm 100W Sinus ausgeben zu können).
Mein Lötkolben hat 6W und wird schon verdammt heiß (so heiß, dass ich damit löten kann ), wenn so ein AVR 7 Endstufen hat und alle heizen mit 8W ohne Signal, dann sind das schon 56W Heizleistung im "Ruhe-Modus", in der 4Ohm Einstellung wären es deutlich weniger.

Im normalen Wohnzimmerbetrieb wird diese "Ruhe" Heizleistung viel mehr ausmachen als was für den Betrieb der LS notwendig ist. Da braucht es selten mehr als 1W vielleicht in ganz kurzen Spitzen mal etwas mehr.

So, danach kann man sich überlegen, wie man das am besten für sich schaltet. Ist einem der Ruhe-Verbrauch egal und man möchte in jedem Fall die maximale Leistung zur Verfügung haben, dann stellt man den AVR auf die höchste "Ohm-Stufe" die geht. Will man möglichst effizient arbeiten, dann nimmt man die kleinste Ohm-Stufe.
Moderne AVR stellen sich im ECO-Modus automatisch um!

 

[InteGralFormat]

Hm - hab jetzt eine Antwort geschrieben, musst zwischendurch unterbrechen und nun hat es Mickey Mouse so wunderbar beschrieben. Eigentlich brauch ich da nicht mehr wirklich was hinzufügen. Anstelle den Beitrag wegzuschmeißen, poste ich es trotzdem. Vielleicht hilft es ja noch was. Generell finde ich die Erklärung mit dem Trafo besser als meine. Wobei ich mir hierdran störe:

Um nochmal zur Umschaltung zu kommen, nehmen wir einen Trafo mit 100W Leistung. Der kann auf Einstellung 8Ohm vielleicht 40V und 2,5A liefern und auf Einstellung 4Ohm 20V und 5A. Beides ergibt 100W.
Der Punkt ist der, dieser Trafo wird auch in der Einstellung "8Ohm" noch 5A liefern, aber dann wird auch die Spannung schon auf ca. 20V zusammengebrochen sein, oder noch weiter, weil er eben völlig außerhalb seiner Spezifikation betrieben wird.

Ich muss gestehen, dass ich das Thema Transformatoren nie so wirklich im Detail gehört habe, aber irgendwie habe ich das Prinzip der Leistungskonstanz für den idealen Transformator in Erinnerung.

Also - Wir wollen U2=40V für Stellung "8Ohm". Für 100W brauchen wir I2=2,5A.
Bei U1=220V ist N2/N1 = 220/40. Demnach I1=0,4545A.

Aber wenn wir jetzt mal die Leistung an der Last betrachten: P = U² / R
Dann kommen wir für die Stellung "8 Ohm" mit 8 Ohm Last auf (40V)²/8Ohm = 200W und für 4 Ohm auf (40V)²/4Ohm = 100W. Hm ... da stimmt doch was nicht, oder?
Nehmen wir 40V über 8 Ohm Last: Demnach müssten 5A fließen. Nach der Transformatorengleichung können aber nur max. 2,5A fließen. Also was nun? Spannung also hier nur 20V? Umgesetzte Leistung P=(20V)²/8Ohm=50W?
Hängen wir an der Schalterstellung "8 Ohm" nun 4 Ohm Last ran: 40V über 4 Ohm macht 10A. Nach TrafoGleichung nur 2,5A möglich. Also nur 10V. Also 25W umgesetzt?

Das deckt sich allerdings nicht damit, dass an 4Ohm eigentlich höhere Leistung angegeben wird, als bei 8Ohm Last.
Vor allem gehen wir hier davon aus, dass der Trafo an die Grenze der für ihn übertragbaren Leistung kommt.

An der Primärseite gehen wir ja eigentlich davon aus, dass die Spannung konstant (ja ja - "AC"-konstant ^^), der Strom entsprechend der Last kommt.
Gehen wir mal davon aus, dass der Trafo entsprechend dimensioniert ist und nicht limitiert, wir für die Spannungsverstärkung eine konstant hohe Spannung brauchen.
Wenn wir also auf 40V bei 8 Ohm wollen, kommen wir entsprechend auf max. 5A, brauchen wir auf der Eingangsseite 0,909A. Also 200W.
Nehmen wir bei 40V allerdings 4 Ohm, kommen wir auf max. 10A, auf der Eingangsseite damit 1,818A. Bei 400W.

In dem Fall wollen wir eine entsprechende Spannung abgreifen und wollen die auch halten, ohne dass der Trafo dabei limitiert. Damit lässt sich bei 4 Ohm gegenüber 8 Ohm die doppelte Leistung umsetzen. Man kann ja nicht einfach bei gegebener Spannung mehr Strom durchschicken, ohne gegen das Ohmsche Gesetz zu verstoßen, um die Leistung nach U*I zu erhöhen.

Hab ich das soweit richtig aufgefasst? Wiegesagt - wenn ich jetzt nicht komplett daneben liege, ist der gain bzw. die Spannungsverstärkung eine konstante Größe, die eine feste Versorgungsspannung benötigt.

Spoiler

@Simpson

Wie verhält sich denn ein AVR? Wie eine Strom- oder wie eine Spannungsquelle?

Soweit mir bekannt, kommt in einem Verstärker i.d.R. zuerst mal die Spannungsverstärkung (nicht belastbar) und dann die Leistungsverstärkung.
Der Stromfluss wird dabei über den Lastwiderstand bestimmt. Beispiel:

32 Vpp über den Klemmen gemessen. An 8 Ohm fließen nach I = U/R demnach 16 V / 8 Ohm = 2A. Umgesetzte Leistung wären nach P = U² / R demnach (16V)² / 8 Ohm = 32 W.
Bei gleicher Leistungsabgabe bei 4 Ohm, würde man die Lautstärke und damit die Spannung auf 11,3V (=16V / Wurzle 2 = 16V * 0,7071 = -3dB) runterregeln.

Jetzt wäre die Frage, wie der Verstärker regelt. Wenn die Spannungsverstärkung konstant ist und über das Eingangssignal geregelt wird (das nehm ich mal an, schließlich sind die Regler nicht umsonst Potis), müssen die Transistoren also im Vergleich zu 8 Ohm den doppelten Strom liefern. Ein Transistor kann nicht unendlich Strom liefern, also könnte es demnach dort zum Abrauchen kommen. Das wäre demnach aber auch nur dann der Fall, wenn man den Verstärker praktisch voll ausfährt. Der Schritt von -3dB auf 0dB ist zwar nicht sonderlich groß, aber erstmal auf -3dB zu kommen ... je nach Wirkungsgrad der LS machen da i.d.R. eher die LS vorher Schluss.

Dass ein Transistor durch Überhitzung flöten geht, kann sicherlich auch passieren, dann wäre die Kühlung aber sehr knapp dimensioniert, oder das Gerät nicht korrekt aufgestellt.
Was man im Kopf behalten sollte: Die umgesetzte Leistung korrespondiert auch mit der Lautstärke an den Lautsprechern. Wenn jetzt also jemand schreibt, "
Was jedoch jeder schrieb, bei 6 Ohm bekommen die Lautsprecher mehr Power." dann würde ich das so nicht unterschreiben. Man stellt am AVR ja die gewünschte Leistungsabgabe ein, man regelt, bis die LS die gewünschte Lautstärke bringen. Wenn du den AVR also nicht an die Vollaussteuerung oder in eine Begrenzung bringst, und die Lautstärke konstant hälst, dann ist die umgesetzte Leistung am AVR eigentlich auch die selbe, erstmal egal in welcher Stellung er sich befindet. Der Verstärker kann bei Bedarf mehr Leistung umsetzen.

Aber wenn ich mir das Datenblatt von meinem Onkyo anschaue schauts wieder anders aus.

Wiegesagt - ich gehe davon aus, dass erstmal die Spannungsverstärkung eine Obergrenze hat - der gain ist i.d.R: konstant. Geregelt wird meiner Meinung nach durch eine Schaltung (beispielsweise Spannungsteiler) am Eingangssignal (gedämpft). Die Leistung berechnet sich nach U² / R. Bei U² = konst. ergibt sich die Leistung also in Abhängigkeit von R. Bei 8 Ohm ist sie entsprechend halb so groß, wie bei 4 Ohm, insofern die Versorgung nicht limitiert (nicht ganz sicher mit diesem Absatz)
Unabhängig davon können die Transistoren und der Trafo (und auch die Leiter intern) nicht unendlich viel Strom liefern. Irgendwann stößt das Ganze also noch an die Grenze eines maximalen Stromes, der die Leistungsabgabe begrenzt. Würde man als Last einen Lautsprecher mit R gegen 0 Ohm verwenden, wäre das ein Kurzschluss. Kurzschluss bedeutet Strom gegen unendlich. Wiegesagt - der Strom ist durch die Bauelemente begrenzt.

Ich hab's an meinem AVR grad mal getestet: Dort ändert sich absolut gar nichts, wenn ich umstelle, jedenfalls nicht bei normaler Lautstärke.

Was ich noch gelesen habe war, das es bei 6 Ohm halt deutlich wärmer werden würde, wie bei allen AVR wenn man die Ohmzahl noch oben schraubt, aber das ist ja bei allen so, und zu not würde er sich vorher ausschalten oder ?

Ist mir unklar. Die Wärmeabgabe ist von der umgesetzten Leistung abhängig, oder? Wenn ich die gleiche Lautstärke einstelle, sollte doch auch die umgesetzte Leistung gleich bleiben. Warum sollte der Verstärker dann wärmer werden?

Von daher kurz und knapp das, was Darkscream geschrieben hat. Auf 4 Ohm Stellung bist du sicher. Sicherheit brauchst du nur dann, wenn du das Gerät nahe ausfährst. Das kannst du feststellen, in dem du ein Leistungsmessgerät vor das Gerät schaltest und den Input misst. Kommt der an die auf dem Typenschild angegebene Leistungsaufnahme ran, dann lastest du das Gerät wirklich aus.

Noch eine Frage an MM:

Die Aufgabe eines Verstärkers ist aber ganz einfach die Eingangsspannung um einen Faktor x (x ist die Lautstärke Einstellung) zu verstärken und am Ausgang auszugeben. Wenn nehmen wir 0,5V am Eingang an und x sei 100, dann müsste der Verstärker 50V ausgeben. Ist der Strom aber schon so hoch, dass der Trafo in der Begrenzung ist, dann hat der Verstärker evtl. gar keine 50V mehr zu Verfügung, wie soll er die ausgeben, wenn sein Netzteil nur 40V liefern kann?!?

Ist der gain nicht eigentlich eine feste bzw. maximale Größe, die von der Spannungsverstärkerschaltung abhängig ist?
Beispiel: Gain = 100 mit Spannungsversorgung 100V: Input = 1V => Spannungsverstärkung auf max. Output = 100V. Lautstärkeregelung regelt doch eher die Eingangsspannung runter, oder? Leg ich 0,7V an, kommen halt 70V raus. Die Versorgungsspannung sind doch trotzdem noch 100V, und der gain ist 100. Oder? Die Spannungsverstärkung sollte fest sein. Zumindest hab ich es so von OpAmps in Erinnerung.

 

[Simpson474]

Wie verhält sich denn ein AVR? Wie eine Strom- oder wie eine Spannungsquelle?

Ein Verstärker ist grundsätzlich eine Spannungsquelle.

Ist der gain nicht eigentlich eine feste bzw. maximale Größe, die von der Spannungsverstärkerschaltung abhängig ist?

Der Gain ist fix bzw. teilweise in 2 oder 3 Stufen konfigurierbar.

Lautstärkeregelung regelt doch eher die Eingangsspannung runter, oder?

Die Lautstärke wird meist über die D/A Wandler bzw. analoge Schaltungen geregelt, bei neueren Geräten kann die Lautstärke auch digital per DSP geregelt werden.

Die Wärmeabgabe ist von der umgesetzten Leistung abhängig, oder? Wenn ich die gleiche Lautstärke einstelle, sollte doch auch die umgesetzte Leistung gleich bleiben. Warum sollte der Verstärker dann wärmer werden?

Der Stromverbrauch ohne Audiosignal ist bei den Endstufen nicht zu unterschätzen und hängt von der Versorgungsspannung ab: je höher die Versorgungsspannung desto höher die Leistungsaufnahme. Class-D Endstufen sind in dieser Hinsicht aufgrund der Schaltverluste in den Transistoren sogar schlechter als Class-AB - sobald jedoch ein entsprechendes Eingangssignal anliegt, relativiert sich dieser Nachteil sehr schnell.

Damit lässt sich bei 4 Ohm gegenüber 8 Ohm die doppelte Leistung umsetzen.

Soweit ist das richtig, allerdings geht der Trend zumindest in der Automobilbranche immer mehr zu hoher Impedanz und entsprechend hoher Spannung. Damit kann man beim Kabelbaum einiges an Gewicht einsparen, da keine so hohen Ströme mehr fließen. Außerdem werden Lautsprecher leichter womit auch der Wirkungsgrad der Lautsprecher ansteigt.

Geregelt wird meiner Meinung nach durch eine Schaltung (beispielsweise Spannungsteiler) am Eingangssignal (gedämpft). Die Leistung berechnet sich nach U² / R. Bei U² = konst. ergibt sich die Leistung also in Abhängigkeit von R. Bei 8 Ohm ist sie entsprechend halb so groß, wie bei 4 Ohm, insofern die Versorgung nicht limitiert (nicht ganz sicher mit diesem Absatz).

Es kann sein, dass die 4-Ohm/6-Ohm Umschaltung wirklich nur das Eingangssignal dämpft. Je nachdem ob die Endstufen diskret aufgebaut sind (also aus einzelnen Transistoren und entsprechender Ansteuerung zusammengesetzt) oder eine Chiplösung verwendet wird, muss jedoch möglicherweise auch die Versorgungsspannung reduziert werden: einige der Fertigbausteine erlauben im Datenblatt die Verwendung von Lautsprechern mit geringer Impedanz nur, wenn die Versorgungsspannung reduziert wird.

 

[chris12]

ein seriös konzipierter verstärker mit einem entsprechenden netzteil bräuchte diesen umschaltfirlefanz nicht.

 

[Simpson474]

Ja, wäre aber dementsprechend auch teurer als ein auf Kante genähtes Design - und darauf kommt es bei einem Großteil der Kunden am Ende halt an

 

[chris12]

da hast du leider recht.
ich erinnere mich mit wehmut an meinen harman/kardon PM 665. hat damals schon knapp 2000,- DM gekostet.
war aber ein hammerverstärker. würde man dieses teil heute entwickeln,wäre es für einen normalsterblichen nicht mehr zu bezahlen.

 

[InteGralFormat]

Danke Simpson für die Antworten.

 

[Mickey Mouse]

@InteGralFormat:
mit der Sekundär Spannung beim Trafo hast du natürlich Recht, 40 und 80V zu wählen war dumm von mir.
wie gesagt, die 80V Spitze-Spitze kommen von den 100W an 8Ohm, die sind nicht willkürlich gewählt. Für die 4Ohm Spannung sollte man vielleicht besser 60V (rechnerisch 57V) ansetzen.

das mit dem Gain ist so eine Sache. Klar hat die Endstufe einen festen Verstärkungsfaktor aber dann kommt die Lautstärke Einstellung dazu. Man gucke sich mal den "Knopf" an einigen Verstärkern an, da steht auch oft "Attenuator" dran, was nichts anderes als "Abschwächer" bedeutet. Also Signal z.B. vom CD-Player mit maximalem Pegel rein, entsprechend der gewünschten Lautstärke abgeschwächt und dann wieder mit fester Verstärkung ausgeben.
Betrachtet man nicht die Endstufe alleine sondern den Verstärker von "Eingang bis Ausgang" dann ist das schon eine einstellbare Verstärkung.

@chris12:
ja, natürlich hast du auch Recht, aber siehe Ruhestrom! Ich finde die "dynamische" Variante von den neueren Geräten recht praktisch. Die "gucken" halt wieviel Spannung benötigt wird und schalten um wenn es knapp wird. Dieses Umschalten passiert natürlich sofort, aber es gibt eine großzügige Hysterese für das Zurück-Schalten.

 

[InteGralFormat]

Also Signal z.B. vom CD-Player mit maximalem Pegel rein, entsprechend der gewünschten Lautstärke abgeschwächt und dann wieder mit fester Verstärkung ausgeben. Betrachtet man nicht die Endstufe alleine sondern den Verstärker von "Eingang bis Ausgang" dann ist das schon eine einstellbare Verstärkung.

Jain. Eine stellbare Verstärkung würde ja bedeuten, bei 1V Eingang kann ich einstellen, was am Ausgang rauskommt .. z.B. 5V, 20V, 100V. Regeln würde bedeutet, dass das weitestgehend ohne Schritt/Stellweite möglich ist.
Das was du beschreibst, ist eine konstante Verstärkung von meinetwegen 100 mit stellbarem Eingang. Mit 1V Eingang bekommt man 100V Ausgang. Regelt man den Eingang (beispielsweise über einen Spannungsteiler auf 0,5V), bekommt man am Ausgang 50V. Damit ist die Verstärkung immer noch fest. Legt man 2V am Eingang an und die Spannungsverstärkung hat meinetwegen 150V Versorgungsspannung, clippt das Signal ab 150V eben.

Also so prinzipiell. Der Effekt ist natürlich unterm Strich irgendwo der gleiche. Hab zwar bisher ein paar Verstärker aufgeschraubt (und repariert .. oder zerstört ), ein paar Schaltpläne gelesen und ein paar Vorlesungen dazu gehört, aber gebaut hab ich so ein Teil noch nicht. Von daher ...

 

[Zwenner]

Entweder ich steh da jetzt auch dem Schlauch oder habe hier echt etwas missverstanden... zur Verstärkung: Ich habe ein Signal, sagen wir 1V und gehe damit in eine Endstufe, dann verstärkt die Endstufe (mit festem Verstärkungsfaktor) 1V auf beispielsweise 28,28V RMS. Gehe ich jetzt mit diesem Signal in den AVR, regle ich über den Poti, wieviel von diesen 1V verstärkt werden sollen.

Hat das Eingangssignal 1V - heißt maximale Ausgangsspannung, maximal offener Volumenregler... vielleicht hilft das. Richtig ist, dass die Verstärkung (der Faktor) immer gleichbleibend ist, zum Beispiel 20dBW. Da die Versorgungsspannung immer gleich ist und vom Netzteil abhängig ist, der Verstärker hat also immer die gleiche, maximal Leistung, bestimmt durch das Netzteil. Über den Lautstärkeregler, regle ich intern die Ausgangsspannung, in Bezug zur Eingangsspannung.

Netzteil im Verstärker.

Der Verstärker zieht aus dem Netz, AC. Der Trafo transformiert 230V runter. Der Trafo hat eine Leistung in VA, nicht Watt. AC geht zu den Brückengleichrichtern... nun haben wird DC (!) die über die Siebung/Glättung die Ausgangsstufe mit Spannung versorgt, zum Beispiel +/- 40V.

Dann kommen wir für die Stellung "8 Ohm" mit 8 Ohm Last auf (40V)²/8Ohm = 200W und für 4 Ohm auf (40V)²/4Ohm = 100W. Hm ... da stimmt doch was nicht, oder?

Es ist ziemlich gewagt, die Leistung mit der maximalen Spannung zu ermitteln?
40V ist max, also Peak to Peak. 40V * 0,707 = 28,28V RMS. (28,28V)² / 8Ohm = 100W.

Ein solider Verstärker ist auch Spannungsstabil:

Sinus-RMS:
(28,28V)² / 8Ohm = 100W - 28,28V / 8Ohm = 3,5A * 28,28V = 100W
(28,28V)² / 4Ohm = 200W - 28,28V / 4Ohn = 7A * 28,28V = 200W
(28,28V)² / 2Ohm = 400W - 28.28V / 2Ohm = 14A * 28,28V = 400W

"Peakleistung"/Rechteck/clipping = Peak = "RMS"
(40V)² / 8Ohm = 200W - 40V / 8Ohm = 5A * 40 = 200W
(40V)² / 4Ohm = 400W - 40V / 4Ohn = 10A * 40 = 400W
(40V)² / 2Ohm = 800W - 40V / 2Ohm = 20A * 40 = 800W



Edit:
- ein Sinus hat 3dB Crest, 3dB = doppelte Leistung = 1,414 fache Spannung
- (28,28V)² / 8Ohm = 100W und 28,28V * 1,414 = 40V
- 28,28V RMS @ 8Ohm = 100Watt, da Peak bei 28,28V RMS @ 8 Ohm am Sinus = 40V
- V RMS * 1,414 = V Peak
- V Peak / 0,707 = V RMS

Angegebene Dauerleistungen sind für die Musikwiedergabe weitestgehend irrelevant.
Da Musik kein Sinus ist und der Verstärker i.d.R. komplexe Lasten am Ausgang hat, keine Festwiderstände.

Ergänzung (30. November 2014)

1. Man kann ja nicht einfach bei gegebener Spannung mehr Strom durchschicken, ohne gegen das Ohmsche Gesetz zu verstoßen, um die Leistung nach U*I zu erhöhen. 2. Die Wärmeabgabe ist von der umgesetzten Leistung abhängig, oder?

1. I = U / R, P = U * I ?
2. Man kann nicht sagen: maximale Leistung = maximale Wärme, kommt aufs Konzept an.
Ich glaube bei AB war es so, das bei 50% maxV am meisten Wärme abfällt, da bin ich mir aber nicht ganz sicher.

Rechner mal anstatt mit 40V, mit 80V... doppelte Spannung 4-fache Leistung.

(56V)² / 8Ohm = 392W - 56V / 8Ohm = 7A * 56V = 392W
(56V)² / 4Ohm = 784W - 56V / 4Ohn = 14A * 56V = 784W
(56V)² / 2Ohm = 1568W - 56V / 2Ohm = 28A * 56V = 1568W

(80V)² / 8Ohm = 800W - 80V / 8Ohm = 10A * 80V = 800W
(80V)² / 4Ohm = 1600W - 80V/ 4Ohm = 20A * 80V = 1600W
(80V)² / 2Ohm = 3200W - 80V /2Ohm = 40A * 80V = 3200W

Monster haben 100V+ Stränge... und Schaltnetzteile + PWM bieten zusätzliche Optionen.
Und nur mal Nebenbei, es gibt Transen von Motorola, die könnten durchaus 100A Schalten.

 

[InteGralFormat]

Ach Zwenner - Was hast du denn nun zusammengeschustert. Soviele Zahlen

Ich habe ein Signal, sagen wir 1V und gehe damit in eine Endstufe, dann verstärkt die Endstufe (mit festem Verstärkungsfaktor) 1V auf beispielsweise 28,28V RMS.

Passt das so zusammen? 1V Eingang und am Ausgang plötzlich RMS? Komischer Bezug. Verstärkt wird schließlich ein Signal (idealerweise != rechteck). Effektivwert ja sagt letztendlich nur etwas über den über die Periodendauer gemittelten Signalverlauf aus und nicht über die Scheitelwerte bzw. Signalform.
Ist doch letztendlich auch egal, ob ich nun mit Effektiv- oder Scheitelwerten argumentiere - ist ja schließlich nur beispielhaft.

Gehe ich jetzt mit diesem Signal in den AVR, regle ich über den Poti, wieviel von diesen 1V verstärkt werden sollen.

Hat das Eingangssignal 1V - heißt maximale Ausgangsspannung, maximal offener Volumenregler... vielleicht hilft das. Richtig ist, dass die Verstärkung (der Faktor) immer gleichbleibend ist, zum Beispiel 20dBW. Da die Versorgungsspannung immer gleich ist und vom Netzteil abhängig ist, der Verstärker hat also immer die gleiche, maximal Leistung, bestimmt durch das Netzteil. Über den Lautstärkeregler, regle ich intern die Ausgangsspannung, in Bezug zur Eingangsspannung.

Verstärkung in dBW? Ist mir auch noch nicht unter gekommen. Das was du meinst - Ist hier der typische Bezug nicht eigentlich dBU?
Ist aber auch irgendwie etwas verwirrend. Zwischen gain, Verstärkung und Übertragungsfunktion. Das eine ist dimensionslos, das andere stellt etwas relativ dar und das andere kann Einheiten enthalten und frequenzabhängig sein.

Unabhängig davon: Der erste Satz stimmt - widerspricht aber dem letzten. Über den Lautstärkeregler regelst du die Eingangsspannung. Der Bezug Ausgangsspannung zu Eingangsspannung ist ja eben die Definition von Verstärkung, die ja, wie geschrieben, konstant ist. Also nix mit regeln.

Der Verstärker zieht aus dem Netz, AC. Der Trafo transformiert 230V runter. Der Trafo hat eine Leistung in VA, nicht Watt. AC geht zu den Brückengleichrichtern... nun haben wird DC (!) die über die Siebung/Glättung die Ausgangsstufe mit Spannung versorgt, zum Beispiel +/- 40V.

Jopp. Der Trafo wurde ursprünglich von Mickey Mouse eingebracht. Mit der Argumentation: Wenn der benötigte Stromfluss, der ja bei 4Ohm im Vergleich zu 8 Ohm höher ist, zu groß wird, bricht die Spannung am Trafo ein. Was ihn zur Folgerung brachte, dass an 8 Ohm mehr Leistung zur Verfügung steht.

Das war ja nicht ganz koscher. Denn am Trafo wird der Strom auf der Sekundärseite durch den Lastwiderstand bestimmt. Hier war es vielleicht etwas ungünstig, die 8 Ohm als Beispiel zu nehmen - schließlich hängt man den Lautsprecher ja nicht direkt an den Trafo. Außerdem ist ein Lautsprecher schließlich auch keine Ohm'sche Last.

Mir hat hier nur die Rechnung nicht gefallen. Beispielhaft hab ich zumindest eine ohm'sche Last mit entsprechender Effektivwert-Spannung betrachtet (aber nicht hingeschrieben ..). Der Bezug zum Thema Verstärker war hier glaub nicht mehr gegeben.

Es ist ziemlich gewagt, die Leistung mit der maximalen Spannung zu ermitteln?
40V ist max, also Peak to Peak. 40V * 0,707 = 28,28V RMS. (28,28V)² / 8Ohm = 100W.

Wie werden bei dir 40 Vpp zu 28,28V RMS? 40Vpp wären 20Vp (Scheitel), also 14,14 Vrms

Ein solider Verstärker ist auch Spannungsstabil:

Jupp. Für einen normalen Trafo unter gegebener Last trifft das ja scheinbar nicht zu. Wiegesagt - der Bezug zum Verstärker war glaub abhanden gekommen.

- ein Sinus hat 3dB Crest, 3dB = doppelte Leistung = 1,414 fache Spannung

Was ist "Crest"? ps: Ich rechner lieber mit Wurzel(2).

1. I = U / R, P = U * I ?
2. Man kann nicht sagen: maximale Leistung = maximale Wärme, kommt aufs Konzept an.

Auch das war auf den Trafo bezogen

Gehen wir beim Trafo davon aus, dass die Spannung auf der Primärseite konstant gehalten wird, wird auf der Sekundärseite eine Spannung U2 (z.B. 40Vrms) umgesetzt, die durch's Wicklungsverhältnis bestimmt wird. Eine Spannung über einem ohm'schen Lastwiderstand, sagen wir R=8 Ohm, bestimmt den Stromfluss auf der Sekundär- und damit auch auf der Primärseite. Der Strom berechnet sich aus I=U2/R=5A(rms), also unter Vernachlässigung von Innenwiderständen und sonstigen Effekten. Die umgesetzte Leistung ist dann P=U*I=U²/R=I²*R. Für alle drei Gleichungen kommt P = 200VA raus, wobei das in dem Fall auch 200W wären.

Hier wäre die Wärmeentwicklung die Verlustleistung am Trafo. Mit belastungsabhängigem Wirkungsgrad wäre die Abwärme zumindest in der Theorie bei gleicher Belastung gleich, egal ob ich jetzt 10V und 10A oder 2V und 50A ziehe
Das stimmt aber glaub erstens nicht (wiegesagt - kein Experte für nicht-ideale Transformatoren) und zweitens ist für einen Verstärker auch nicht die Abwärme über den Trafo der entscheidende Faktor, wie hier schon dargelegt wurde.

 

[Zwenner]

Wir sprechen hier über Audio-Verstärker. Und für einen Audio-Verstärker ist die messtechnische Leistungsfähigkeit, WENN – DANN doch am Sinus oder Rauschen relevant, nicht am Rechteck. Ein Rechtecksignal am Verstärkerausgang bedeutet ein abgeschnittenes Sinus, clipping/übersteuern, starke Verzerrungen.

dBW ist der Leistungspegel in der Elektrotechnik, Leistungen in logarithmischer Form. Wie ich den gain des Verstärkers angebe, ist doch relativ egal... 20dBW = 100W, Verhältnis einer Leistung P im Vergleich zur Bezugsleistung von 1W. Gain = 20dBW.

Was Crest ist? Der Crest-Faktor gibt an wie hoch die Spitzen über dem RMS liegen. Beim Sinus sind das 3dB, also die 1,414-fache Spannung. Rechnet man, wie du - grundsätzlich mit 40V (der maximalen Spannung) kann der Verstärker die resultierenden Peaks am Sinus nicht sauber abfangen, also 56V.

Verstärker werden am Sinus gemessen, nicht am, mit Rechteck. Ergo schickt man in den Verstärker 1V Sinus rein, bekommt man 28,28V RMS raus und nicht 40V RMS. Vpp ist peak-to-peak. Die 40V sind eine feste unveränderbare Größe, mehr Spannung geht nicht. Input gleich output. Schicke ich in den Verstärker ein Sinus rein, sollte ja wohl auch ein Sinus rauskommen und kein Rechteck?!

Ist auch logisch. Da hier (Sinus) gilt Peak * 0,707 = RMS, oder RMS*1,414 (3dB, √2). Der Peak vom Sinus muss sauber verarbeiten werden, damit kann der Peak, 40V nicht überschreiten. Daraus ergibt sich: 40V (Vpp, peak-to-peak 80V) * 0,707 = 28,28V RMS - ABER eben 40V Spitzen. RMS (28,28V) * 1,414 (3dB, √2) = 40V. Würde man einen Verstärker mit 40V Versorgungsspannung auf 40V RMS treiben, bedeutet das, dass 56V Spitzen anfallen würden. Wie soll der Verstärker 56V Spitzen liefern, wenn er maximal 40V liefern kann? Nur am Rechteck gilt 40*40/8=200.

Vielleicht hilft das noch:
Am Eingang... haben wir 1V, was ein Volt? Wird ja wohl wenigstens ein Sinus sein?

Eingang: RMS / Peak / Peak-to-Peak -> Ausgang: RMS / Peak / Peak-to-Peak

1V / 1,414V / 2,282V -> 28,28V / 40V / 80V


In einem AC-Schaltkreis MUSST du Peak und RMS trennen, im DC gibt ein da keine Unterschiede, Peak = RMS. Am Verstärkerausgang wollen wir bestimmt keine Gleichspannung! Wir wollen den sauberen Wechsel zwischen +/-40V.
Und KEINE konstanten 40V.

 

[Mickey Mouse]

ich merke mir das einfach so:
man gucke sich einen Sinus an. Wenn das die Spannung ist, dann entspricht (an einer rein ohmschen Last) die Fläche der Leistung!
um sich das besser vorstellen zu können, "klappt" man einfach die unteren Bäuche nach oben. Man hat dann aneinander gereihte "Kamelhöcker". Die Fläche entspricht immer noch der Leistung.
Aber zwischen den "Höckern" ist ja noch Luft. Jetzt muss man nur wissen, dass die entsprechende Gleichspannung (die dieselbe Fläche bildet) 1/Wurzel2 mal dem Spitzenwert der Höcker ist. Das ist dann auch die "effektive Leistung" dieses Sinussignals.

So kann ich mir das jedenfalls immer recht leicht vorstellen und verinnerlichen, auch wenn man die Formeln usw. nicht alle im Kopf hat.

 

[kisser]

Nur Umklappen reicht nicht, der Sinus muss quadriert werden (P=U²/R), dabei klappen ja die negativen Teile automatisch nach oben.

 

[InteGralFormat]

Wir sprechen hier über Audio-Verstärker.

Ja, aber du hast glaub nicht ganz verstanden, was ich meinte: Wir sind hier fälschlicherweise vom Thema abgedriftet. Mickey Mouse hat die Umschaltung bei den Ohm-Optionen auf den Trafo zurückgeführt. Und die Leistungsfähigkeit vom Trafo ist halt nicht die selbe, wie bei einer Endstufe oder des Verstärkers insgesamt. Wobei der Trafo natürlich die Endstufe versorgt und ein Teil des Verstärkers ist.

Wir unterhalten uns nun über Leistung, RMS und Effektivwerte. Wozu braucht man denn überhaupt Effektivwerte?
Weil man eben aus einer Wechselgröße nicht direkt herauslesen kann, welche Leistung umgesetzt wird.

Gemäß der Definition vom Effektivwert, ist der Effektivwert der Gleichwert, der an einer ohm'schen Last die gleiche Leistung umsetzt, wie eine Wechselgröße - beides auf die selbe Zeit (Periodendauer) bezogen. Die Umrechnung mit √2 gilt ausschließlich für sinusförmige-Wechselgrößen.

Wenn ich nun also eine Aussage über die Leistung haben will, muss ich genaugenommen beides betrachten. Wenn ich von einer Sinusfunktion ausgehe (was am Trafo grob gegeben sein dürfte) und der Einfachheit halber einer ohmschen Last, dann kann ich die umgesetzte Leistung über P=û*î berechnen. Mit U= û / √2 und I = î / √2 folgt: P=2*U*I. Wobei U und I hier natürlich die Effektivwerte sind. Ich hab die Leistung (RMS) also einmal aus den Peakwerten und das andere mal aus den RMS-Werten der Wechselgrößen berechnet.

Und für einen Audio-Verstärker ist die messtechnische Leistungsfähigkeit, WENN – DANN doch am Sinus oder Rauschen relevant, nicht am Rechteck. Ein Rechtecksignal am Verstärkerausgang bedeutet ein abgeschnittenes Sinus, clipping/übersteuern, starke Verzerrungen.

Ja. Aber was sagt uns denn die Angabe 100W? Leistung definiert als Arbeit / Zeit. Damit z.B. eine konstante Arbeit (sagen wir lieber Energie) von 100Ws über eine Sekunde. Oder 500Ws über eine 5tel Sekunde entsprechen auf eine Sekunde bezogen auch 100W. Das könnte z.B. ein Impuls mit Impulsdauer = 1/5 s und Periodendauer 1s sein. Wohlgemerkt Rechteck.

Deswegen unterscheidet man ja Dauerleistung (z.B. 100W) und Spitzenleistung (z.B. 150W). Eine Leistung an sich ist ja schon eine Wechselgröße, wenn die Leistung durch Wechselgrößen gegeben wird. Da man damit nicht unbedingt was anfangen kann, wird es gemittelt, sprich als Gleichgröße ausgedrückt, die halt einem konstanten Wert entspricht, der in selber Zeit die selbe Leistung erbringt, wie eine Wechselgröße. 150W Spitzenwert kann ich durch eine Vielzahl an Schwingungsformen erreichen. Z.B. durch eine konstante Leistungsfunktion mit P=konst=150W. Gut - das wäre dann wohl eher eine Dauerbelastung, und der Verstärker wäre dafür nicht ausgelegt - nehm ich an.

Wenn ich ein Sinussignal in den Eingang reingebe, dann kann ich an der nicht-ohm'schen Last (sprich Lautsprecher) zwei Wechselgrößen messen, nämlich u(t) und i(t) und einen frequenzabhängigen Phasenversatz phi = phi (ωt).
Für die umgesetzte Leistung ergibt sich dann eine Funktion für die Leistung P=P(ωt, phi) = û*î*sin(ωt)*sin(ωt - phi). Schön - damit kann ich aber nicht viel anfangen. Was ich aber erstens machen kann ist: Ich kann die Spitzenwerte durch die Effektivwerte multipliziert mit √2 ersetzen. Und ich kann geometrisch gesprochen den Flächeninhalt unter dieser Kurve über eine Perdiodendauer nehmen und ihn auf die Periodendauer normieren. Damit habe ich dann eine mittlere Leistung, anders ausgedrückt - RMS.

Würde ich jetzt an den Eingang ein DC-Signal reingeben mit û_dc = U_dc=û_ac / √2 ..&.. î_dc = I_dc=î_ac / √2 und dabei mal außer Acht lassen, dass dabei die LS wahrscheinlich flöten gehen, bekomme ich für die Leistung eine konstante Darstellung, die eben genau der RMS-Leistung aus der AC-Variante entspricht. Es wird die selbe Leistung umgesetzt. Deswegen kann ich, um die Leistung zu diskutieren, auch eine äquivalente konstante Signalform betrachten, die mir dann einen Vergleich erlaubt. Dazu gebe ich dann noch die Spitzenleistung an, um eine Aussage über die Obergrenze zu bekommen. Das Ganze genormt auf Sinusförmige Signale, damit eben nicht das passiert, was oben beschrieben wurde (500Ws in einer 5tel Sekunde). Damit ist sichergestellt, dass diese Angabe frequenzunabhängig ist.

Um das nochmal zusammenzufassen:

Verstärker werden am Sinus gemessen, nicht am, mit Rechteck. Ergo schickt man in den Verstärker 1V Sinus rein, bekommt man 28,28V RMS raus und nicht 40V RMS. Vpp ist peak-to-peak. Die 40V sind eine feste unveränderbare Größe, mehr Spannung geht nicht. Input gleich output. Schicke ich in den Verstärker ein Sinus rein, sollte ja wohl auch ein Sinus rauskommen und kein Rechteck?!

Leistungen kann man genauso als Effektivwerte auffassen. Ergo rechnerisch das Gleiche:
Geg.: Verstärkung x40

AC-Sinus mit Vpp_in = 2V -> Vpp = 80V und û=Vpp/2 = 40V und U = 28,28Vrms <=> DC V_in=√2 V=0,707V mit U=û / √2 = 28,28V.

Keine Ahnung, warum 40V jetzt eine unveränderbare Größe sein sollen? Das ist sicherlich von der Konstruktion abhängig. Und ich halte 40V für deutlich zu klein, wenn es um Audioverstärker geht.

Am Verstärkerausgang wollen wir bestimmt keine Gleichspannung!

Weiß nicht? Genaugenommen wollen wir am Lautsprecher keine Gleichspannung, weil die Spule sonst heiß wird, da die Ventilierung fehlt und der Effekt am LS gewöhnlich genau dann eintritt, wenn wir an hohe Lautstärken kommen. Aber der Verstärker sollte damit umgehen können, oder? Also wenn ich einen entsprechend dimensionierten Lastwiderstand dranhänge?

ich merke mir das einfach so:
man gucke sich einen Sinus an. Wenn das die Spannung ist, dann entspricht (an einer rein ohmschen Last) die Fläche der Leistung!
um sich das besser vorstellen zu können, "klappt" man einfach die unteren Bäuche nach oben. Man hat dann aneinander gereihte "Kamelhöcker". Die Fläche entspricht immer noch der Leistung.

Na das ist jetzt aber falsch

Das Umklappen braucht man nicht, da es keine negativen Flächen geben kann. Man braucht es lediglich, wenn man es ausrechnet und die entsprechenden Integrationsgrenzen nicht beachtet. Und wenn du die Fläche unter einer Spannung u=u(t) betrachtest, dann integrierst du die Spannung nach der Zeit .. und da kommt .. der magnetische Fluss ?? .. heraus. Jedenfalls nicht die Leistung.

Man muss nur mal überlegen - wenn i=konst=0, dann kann u gern eine Sinusfunktion sein, die Leistung wäre trotzdem P=0

 

[Zwenner]

Ich weiß nicht so ganz was du mir sagen möchtest.

Wir wollen keine klein Gleichspannung am Ausgang, große - schon gar nicht!
Eine sinnvolle DC-Schutzschaltung macht bei wenigen mV den Ausgang zu.

Bei einem Verstärkerdefekt (!) könnte man theoretisch die Versorgungsspannung (DC) am Ausgang messen.
Das wäre für sehr viele LS dann der sichere tot, in sehr kurzer Zeit.

Audio-Verstärker sollen Audiosignale verstärken. Zur Messung muss man wenigstens ein Sinus daher nehmen.
Ein Sinus hat immer 3dB Crest. Aus diesem Fakt, ergibt sich die Leistung.

Die +/- 40V als "unveränderbare Größe" WENN die Versorgungsspannung +/- 40V beträgt... (...).

√2 = 1.414 Scheitelfaktor (3dB Crest!)
1/√2 = 0.707 Effektivwert durch Scheitelwert

Gilt nur am Sinus!

Am Rechteck gilt Effektivwert durch Scheitelwert = 1 und Scheitelfaktor 1, 0dB Crest.

Beispiel!

Ein 100W Verstärker mit +/-40V Versorgungsspannung, Vgain = 20.

Sinus 1V peak = 20V peak am Ausgang, 14,14V RMS
Rechteckt (RMS = Peak) = 20V konstant am Ausgang

Sinus 2V peak = 40V peak am Ausgang, 28,28V RMS
Rechteck 2V (RMS = peak) = 40V konstant am Ausgang.

Deswegen ist das auch ein 100W amp und kein 200W amp, an 8 Ohm.

100W - Am Sinus = 28V RMS an 8Ohm, bei 40V peaks.
200W - Am Sinus = 40V RMS an 8Ohm, bei 56V peaks. (es sind aber nur 40V max möglich)

Und u.a. deswegen könnte ein übersteuernder Verstärker am Clippingpoint die "doppelte Nennleistung" liefern, dass Sinus wird zum Rechteck! Der Verstärker komprimiert... die 3dB Crest gegen 0!

Einfach:
Es liegen also am LS nicht 100W dauerhaft und 200W peak kurzzeitig an, sondern 200W dauerhaft.