[christianw.]

Ich bin gerade ein wenig irritiert.

Folgende Ausgangslage:

Verstärker:

MAX9709 Klasse-D 50W pro Kanal Doppel-Mono

2x Lautsprecher:

Kanal 1: 2 Wege mit Weiche Breitband+Hochton
Kanal 1 alternativ: 2 Wege mit Weiche TMT+Hochton
Kanal 2: 600 Liter Basshorn 12" mit LC-Tiefpass

Sachverhalt:

Werden die Verstärker mit 12V Betriebsspannung gespiesen, ergibt sich eine Ruheleistung am Systemeingang von ~1.8W.

Werden die Verstärker mit 23V aus einem Step-Up-Wandler gespiesen, ergibt sich eine Ruheleistung von 5.5W bzw. 4.3W.

Kanal 2 (Sub) hat hierbei einen zu vernachlässigenden Anteil, Kanal 1 wahlweise 3.5W bzw. 2.3W. Die Verstärkermodule + Step-Up haben einen Anteil von zusammen 1.8W. Die Lautsprecher lassen sich beliebig über die Kanäle tauschen, die Ruheleistungsaufnahme wandert mit. Eine Verkürzung der Lautsprecheranschlussleitungen bringt ebenso wenig Verbesserung wie das benutzen von Klappferriten/Ferritrundkernen.

Die Systemruheleistung ohne Lautsprecher ist 1.8W.

Jemand eine Idee, was da los ist? 5W Ruheleistung ohne Eingangssignal sind bei Batteriebetrieb nicht hinnehmbar. Mit den 1.8W kann ich leben.

Das Problem ist wohl in der Weiche zu suchen?

[Rumgucker]

Genau! Das ist ein filterloser Chip. Wenn Du dem in der Frequenzweiche Kapazitäten anbietest, dann steigt deren Umladenergie mit dem Quadrat der Ladespannung. Doppelte Betriebsspanung -> vierfache Umladeenergie.

[christianw.]

Hmm.

Ich habe jetzt folgendes untersucht:

Betriebsspannung: 23V
Kanal 1: 2 Wege mit Weiche TMT+Hochton
Kanal 2: offen

Ruheleistung: 4.3W

Davon ~1.9W für das System. Bleiben ~2.4W für den Lautsprecher. Trenne ich den TMT ab, ergibt sich keine Änderung, trenne ich den Hochtöner, fällt das ganze auf 0.1W also nahe der Messgrenze. Somit wird bei beiden Lautsprechern der Hochtonzweig das Problem sein.

Womöglich ein HF-Problem?

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von christianw.
Somit wird bei beiden Lautsprechern der Hochtonzweig das Problem sein.

Ja. Daher kommt die kapazitive Last.

Ist #2 nicht klar genug? Dann erklär ichs nochmal ausführlicher.

[christianw.]

So ganz klar ist mir das nicht, nein. Der Tieftöner hat ja auch Kapazitäten (LC-Glied). Vielleicht kannst du mir erklären, warum das Problem auch ohne Eingangssignal auftritt?

Die kapazitive Last im Hochton ergibt sich wohl aus der Reihenschaltung Kondensator + LS-Chassis. Somit ergibt sich (logischerweise) die Problemlösung zu einer aktiven Weiche vor den Verstärkern?

[christianw.]

Blöde Frage, aber könnte man das Problem mit "Low-ESR" lösen?

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von christianw.
So ganz klar ist mir das nicht, nein. Der Tieftöner hat ja auch Kapazitäten (LC-Glied). Vielleicht kannst du mir erklären, warum das Problem auch ohne Eingangssignal auftritt?

Beim Tieftonzweig kommt erst ne Spule und dann der Speaker mit einer parallelen Kapazität. Die Spule ist für die PWM-HF hochohmig. Da fließt keine HF, sondern nur NF. Die hast Du ja aber ohne Ansteuerung nicht. Also ist der mittlere Strom im Tieftonzweig Null.

Beim Hochtonzweig kommt erst ne Kapazität und dann der Hochtonspeaker. Da fließt also HF-PWM-Strom. Der Kondensator wird dauernd umgeladen. Die Energie im Kondensator berechnet sich nach W = 0,5 C U². Die Betriebsspannung bestimmt direkt die Umladespannung und daraus errechnet sich bei doppelter betriebsspannung eine vierfache Umladeenergie.

Zitat:Original geschrieben von christianw.
Die kapazitive Last im Hochton ergibt sich wohl aus der Reihenschaltung Kondensator + LS-Chassis. Somit ergibt sich (logischerweise) die Problemlösung zu einer aktiven Weiche vor den Verstärkern?

Übliche D-Amps verwenden eine Drossel am Ausgang, die die PWM-HF im Verstärker zurückhält und die hohen Tonfrequenzen passieren lässt. Wenn Du - aus welchen Gründen auch immer - auf filterlose Maxim-Bausteine setzt, so musst Du diese Drossel vom Verstärkerausgang in Deine Box verlagern. Dort gehört dann die Drossel vor den Hochtonzweig.

Nun klarer?

Falls nicht, mach ich Dir gerne auch ne kleine Simulation, die das Problem zeigt.

[voltwide]

Du müßtest also 10-22uH vor den Hochtöner schalten.

[christianw.]

Alles klar. Die Drossel ist eher unkritisch? Bzw. richte ich mich da mal nach den Datenblattangaben für den Chip. Die MAX9709 kann man ja auch mit Filter betreiben. Ein ähnliches Resultat sollte sich doch auch erreichen lassen, wie die Lautsprecherleitungen durch einen Ferrit gewickelt werden?

[Rumgucker]

Du kannst die Wirkung der Drossel ja direkt an Deiner Ruheleistung ersehen. Ein Ferritring über dem Draht wird etwas wirken. Aber eine richtige Drossel hat mehr Induktivität und wirkt noch besser. Volti schreibt 10-22uH. Ich würde mindestens 100 uH nehmen (aber ich hör die hohen Töne eh nicht mehr ).

[christianw.]

Alles klar, ich habs gerade mit 300uH getestet, da ist "oben herum" natürlich Schicht.

Der Sachverhalt muss sich ja irgendwie berechnen lassen. Faktisch ergibt sich ja einen Reihenschwingkreis... hmm..

[Rumgucker]

Eigentlich wirkt ne Dossel nur als 6dB-Tiefpass. Aber natürlich kann man bei 15kHz oder so damit einen Saugkreis machen, der dann "oben herum" nochmal nachschiebt. Müsste dann aber gedämpft werden und frisst wieder Strom.

Klüger wäre es dann, aus zwei Dosseln einen 12 dB-Filter zu machen. Den kann man dann mehr auf Kante nähen.

[voltwide]

Die Berechnung folgt der LR-Tiefpaßformel:

Omega(-3dB) = R / L

Einfacher gesagt: man nehme die für 4 Ohm übliche Ausgangsdrossel, das sind nun mal 10--22uH. 100uH ist denn schon mehr fürs Altenheim.

[christianw.]

@Gucki,

Da wird eine aktive Weiche aber günstiger.

@Volti, danke.

Muss die zwingend vor den Tweeter, oder kann die auch in der Zuleistung vor die Weiche?

[voltwide]

Zwingen in den Halbbrückenausgang. Wenn alles in Reihe geschaltet ist, sollte die Position egal sein, am sympathischen wärs mir aber direkt am IC-

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von christianw.
Muss die zwingend vor den Tweeter, oder kann die auch in der Zuleistung vor die Weiche?

Vor dem Tweeter kann sie viel leistungsschwächer ausfallen. Außerdem klingt es besser, weil der Quellwiderstand des Amps nicht auch noch für den Tiefton sinnlos erhöht wird.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
100uH ist denn schon mehr fürs Altenheim.

[Rumgucker]

#15 und #16 ist ein Musterbeispiel für unterschiedliche Meinungen....

Ich würde würfeln.

[3eepoint]

Zum Thema Aktivweiche. So wie ich das verstanden habe hängt an dem Kanal der die Probleme bereitet Quasi das Topteil, das bedeutet das TMT und Tweeter seperat getrennt werden.

Eine Drossel vor dem Tweeter würde dessen Cap entschärfen, aber der TMT brauch auchnoch eine, er ist ja denke ich auch noch nach untenhin getrennt oder ? Hier wäre eine aktive lösung deutlich besser, denn eine vernünftige Spule ist unter Garantie teurer als ein bischen Op geraffel.

Ich würde folgendes vorschlagen:

-Aktivweiche für Sub und Top
dadurch entfällt der Filterzweg im Bass ganz und wir sparen uns den TMT Hochpass mit dem Cap.

-Drossel für den Tweeter
Dadurch wird dessen Cap entschärft

[voltwide]

Ich würde mal ganz in Ruhe diesen D-Amp auf min Ruhestrom optimieren.
Es kann durchaus sein, dass mit dem üblichen LC-Filter der Ruhestrom kleiner ausfällt als bei völlig offenem Ausgang.
Solche Fälle habe ich schon beobachtet und damit erklärt, dass der induktive Ausgangsstrm mit LC-Filter die MOSFET-Brückenkapazitäten verlustfrei umlädt.
Demgegenüber stehen die mehr oder weniger ausgeprägten Blindstromverluste in der Ausgangsdrossel.
Das hängt aber stark von den Gegebenheiten (Totzeit) ab, kann man eigentlich nur ausprobieren.