[Redegle]

Hi

Erstmal das hat nichts mit Class-D zu tun sondern ist eher Allgemein.

Wie bekannt verändert sich der Effektive Widerstand eines Lautsprechers mit änderung der Frequenz. Das bedeutet für uns dass eine Veränderung der Frequenz bei gleichbleibender Spannung eine veränderung der Leistungsabgabe bewirkt. Demzufolge entsteht eine von uns ungewollte Verzerrung.

Was würde passieren, wenn ich mein Verstärkerkonzept verändere und nicht die Spannung linear verstärke sonden die Spannung nur als Signal verwände und die anschließende Elektronik aus der Eingangsspannung eine Ausgangsleistung macht?

Das sollte von der Schaltung kein Problem darstellen die Frage ist nur ob es sicht lohnt.

Das würde dann bedeuten, dass das ungewollte Frequenzverhalten der Lautsprecher Komensiert wird oder denke ich momentan falsch?

[sunny]

klingt so erst mal interessant. ich könnte mir aber vorstellen, bei einer leistungsregelung machen dir die phaseverschiebungen im lautsprecherkreis einen strich durch die rechnung. mal sehen was die anderen meinen.

[Rumgucker]

Hochinteressant!!!!!

Mal überlegen...

Du willst also steuerspannungsabhängige (Uin) Leistungen in den Speaker pumpen. Dazu brauchst Du eine Strommesseinrichtung für den Speakerstrom (Iout). Die an den Speaker anzulegende Spannung (Uout) errechnet sich also mit:

Uout = Uin / Iout

Dabei seh ich erstmal das Problem der Division. Rein analog sind die Dinger nicht wirklich "hifi". Rein digital ist auch nicht toll, weil das ne Verzögerung zwischen Uout und Iout ergibt, was auch nicht gut ist.

Wie kommst Du darauf, dass das von der Schaltung "kein Problem" darstellen wird?

[Redegle]

Hätte nen Shunt genommen.
0,1ohm --> 1V/10A.

Dann habe ich schonmal eine Spannung für den Strom
Die 2te Spannung ergibt die Spannung am Ausgang.

Spannung am Ausgang * Spannung Am Shunt = Leistung * 10 weil 1V / 10A

Heißt ich baue einen Analogen Multiplizierer. Der gibt mir schonmal nen Feedback der Leistung, welche in den Boxen umgewandelt wird.

Anschließend nehme ich einen OP.

Ausgang geht zu den Lautsprechern.
+ = Eingangssignal
- = Feedbacksignal des Multiplikators

Das heißt die Ausgangsspannung wird so lange erhöht, bis die notwendige Leistung erreicht ist.

Bei einem solchen Betrieb stelle ich mir keine großen Probleme mit Phasenverschiebung vor. Man muss nur ein bisschen aufpassen, dass keien Schwingungen entstehen.

[Rumgucker]

Du hast eine Eingangsspannung. Und Du hast eine Ausgangsspannung.

Ich kenne keine Formel, die zwei Ausgangsgrößen gleichzeitig rechnen kann und mit Sätzen wie "die Ausgangsspannung wird so lange erhöht, bis die notwendige Leistung erreicht ist" tu ich mich auch sehr schwer.

Stelle doch mal eine immer gültige Formel für folgende vier Fälle auf:

1. Bei 1V Eingangsspannung wollen wir 1W Ausgangsleistung haben, mal an 8 Ohm und mal an 12.3 Ohm. Wie hoch muss jeweils die Ausgangsspannung sein?

2. Bei 2V Eingangsspannung wollen wir 4W Ausgangsleistung haben, mal an 8 Ohm und mal an 12.3 Ohm. Wie hoch muss jeweils die Ausgangsspannung sein?

[sunny]

wie gesagt, du musst aber bedenken das ein lautsprecher eine komplexe last ist. wenn du da die spannung erhöst, interessiert das den strom erst mal gar nicht und umgekehrt. sowas ist schwer zu regeln und neigt zu wilden schwingungen.

[Rumgucker]

@Sunny:

Normalerweise werden Speaker mit eingeprägter Spannung betrieben. Man kann allerdings auch mühelos den Strom einprägen. Damit werden die Blindkomponenten kompensiert, ohne dass es zu Schwingungen kommt. Nachteil der Stromsteuerung: der dämpfende geringe Innenwiderstand des Amps wird dramatisch erhöht und die Membranen flattern völlig ungedämpft im Wind.

Redegle geht sogar noch weiter und will die Leistung einprägen. Was mag das für den Innenwiderstand des Amps bedeuten?

[Redegle]

Zitat:[i]O

Ich kenne keine Formel, die zwei Ausgangsgrößen gleichzeitig rechnen kann und mit Sätzen wie "die Ausgangsspannung wird so lange erhöht, bis die notwendige Leistung erreicht ist" tu ich mich auch sehr schwer.

Aber genau ist das ist das was ein Operationsverstärker macht oder?

Beispiel.

Last 2ohm

OP1
+ ist die Eingangsspannung 1V
- ist das Feedback ist 0V
A geht an Lautsprecher

Was passiert die Ausgangsspannung steigt an.
Jetst habe ich am Ausgang eine Momentanspannung von 2V während dem Anstieg.

In dem Moment hat mein Multiplikator 2 Werte.
2V am Lautsprecher
0,1V am Shunt
0,2V am Ausgang

0,1V ergibt sich über den Strom der bei 2V an einer 2ohm last fließt

Folglich liegt an OP1 an
+ ist die Eingangsspannung 1V
- ist das Feedback ist 0,2V
A geht an Lautsprecher

Der OP1 steigert weiter die Ausgangsspannung.

Das ganz geht so lange bis OP1 eine Ausgangsspannung von

P=Ue*10
P=2V*10
P=20W

P=U*I
P=U^2/R
U=sqrt(P*R)
U=sqrt(20*2)
U=6,32V

also von 6,32V hat.
Weil wenn am Ausgang diese Spannung anliegt passiert folgenden.

6,23V ergibt einen Strom von 3,16A und 6,23V*3,16A=20W

Und in dem Moment wo das eintrifft liegt am Multiplikator vorlegendes an.
6,23V am Lautsprecher
0,316V am Shunt
2V am Ausgang

Somit liegt bei OP1 an beiden Eingängen ca die gleiche Spannung an.

Unter normalen Bedingungen also an einer rein ohmschen Last muss das Funktionieren da bin ich mir 99% sicher.

Was bei eiener Komplexen last passiert müssten man testen.

Bei einer Spule zum Beispiel würde die Spannung zuerst extrem stark ansteigen weil kein Strom fließt und später würde die Spannung auf fast 0V absinken weil ich einen Kurzschluss der Spule habe.

[Rumgucker]

Dein Beitrag ist mir zu kompliziert, Redegle. Kannst Du nicht eine einfache Formel aufstellen, die die Ausgangsspannung (in Abhängigkeit von der Eingangsspannung und dem jeweiligen Lastwiderstand) berechnet?

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von Redegle
P=U/I

...mit solchen Details hab ich Probleme. Echt jetzt...

[sunny]

an ohmischen lasten funktioniert das wunderbar. die elektronischen vorschaltgeräte für gasentladungslampen wie xenon oder uhp in beamern regeln nach diesem prinzip. das wird gemacht um die alterung der lampen auszugleichen. allerdings wird da strom und spannung der einfachheit nur addiert und nicht multipliziert. für das prinzip macht das aber keinen unterschied. wie du schon schreibst müsste man das wirklich mal in der realität testen. man bräuchte einen schnellen multiplizierer.

EDIT:

Zitat:...mit solchen Details hab ich Probleme. Echt jetzt...

könnte es dran liegen dass P=U*I ist?

[Rumgucker]

Ich bin immer noch nicht der Meinung, dass man einen Multiplizierer braucht, denn es gilt

U_out = P_soll / I_out (ich hab mal "U_in" durch "P_soll" ersetzt)

Auch wenn ich den Strom als Ausgangsgröße nehme, ergibt sich wieder nur eine Division:

I_out = P_soll / U_out


Zwar sind Divisionen und Multiplikationen wirklich artverwandt, aber zumindest in der Darstellung mit reiner Analogtechnik ist die Division einfach anfälliger. Und.. weit entfernt von Hifi... man freut sich in der analogen Darstellung schon über Fehler von 0,1% - und die sind auch noch aussteuerungsabhängig.

[Redegle]

Natürlich P=U*I hab mich vertippt^^


P=U*I
P=U^2/R
P*R=U^2
Ua=sqrt(P*R)
Das ist soweit logisch oder?

1V Eingansspannung --> 10W wegen dem Shunt.

P=Ue*10

Dadraus folgt

Ua=sqrt(Ue*10*R)

EDIT: Natürlich muss man multiplizieren.

Aber was bringt einem nen Klirrfaktor von 0,1% wenn die Lautsprecher einen faktor von 10% haben?

[Onkel_S]

Seehr interessant!
BTW: Dazu fällt mir ein, dass ich mal die Idee hatte, dass man den Ort der Membran optisch bestimmen könnte und somit über eine auswertelektronik den Frequenzgang linearisieren könnte, oder? Durch diese Membranüberwachung könnte man auch den LS vor Überlastung schützen...?

Sorry for ot...

[sunny]

hatte phillips nicht mal so ein system gebaut wo die membranposition geregelt wurde?

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von Redegle
Natürlich P=U*I hab mich vertippt^^
P=U*I
P=U^2/R
P*R=U^2
Ua=sqrt(P*R)
Das ist soweit logisch oder?

Nein. Das ist nur dann richtig, wenn Du einen konstanten "R" hast. Den hast Du aber nun mal nicht.

Also nochmal langsam:

P_out = U_out * I_out

ok?

P_out geben wir als "P_soll" vor (als Funktion der Eingangsspannung). I_out messen wir. Also stellen wir um nach "U_out"

U_out = P_soll / I_out

Ok?

Ok... nun müssen wir noch "P_Soll" bestimmen. Das ist das Quadrat der Eingangsspannung U_in (und eine Konstante), das mit dem Quadrat hatte ich übersehen.

Also ergibt sich in vollständiger Darstellung:

U_out = (U_in² * K) / I_out

Also müssen wir multiplizieren UND dividieren.

Das mit der Division erscheint richtig: je höher der gemessene Ausgangsstrom, desto kleiner die Ausgangsspannung. Doppelter gemessener Strom bewirkt halbe Ausgangsspannung.

[Redegle]

Ich verstehe net so ganz wo du dein K herhast.

Aber ich denke eigendlich das meine Formel so weit ganz richtig ist.
Ua=sqrt(Ue*10*R)
R währe dann natürlich abhängig von der Frequenz.

[Rumgucker]

K ist eine Konstante (damit die Einheitengleichung stimmt).

In Deiner Formel kennst Du "R" ja nicht. R kannst Du nicht im Betrieb messen, höchstens errechnen. Du kannst nur den Strom messen. Erweitere mal Deine Formel entsprechend. Wenn Du alles richtig gemacht hast, solltest Du die gleiche Formel rauskriegen wie ich.

[Redegle]

Ua=sqrt(Ue*10*R)

R= U/I

Ua=sqrt(Ue*10*U_mom/I_mom)

[Rumgucker]

Wozu noch die magische "10"? Und genügt zur Bestimmung der Speaker-Leistung nicht alleine "Ua" und "Ia"? Wir nehmen einfacherweise an, dass wir den Strom ideal messen können, also ohne Spannungsabfall an irgendwelchen Messwiderständen.