Berechnung der erreichbaren Lautstärke

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mike99
Inventar

#1 erstellt: 13. Okt 2016, 14:13

An dem Thema habe ich mich ja schon mal versucht.

Grundlage ist die genannte Seite bei Shure (Sengpiel hatte ich auch gefunden).

Der Player liefert also einen Pegel am Ausgang, hier 1V.

In Abhängigkeit des Widerstandes des Kopfhörers fließt ein Strom, je höher der Widerstand, desto weniger, das verstehe sogar ich halbwegs als Nicht-Elektroniker.

Im Beispiel würde bei einem Inear mit 22 Ohm (109 db/mw) dann 45 mw rund erzielt werden können, bei 36 Ohm dann dann nur noch 28 mw, bei 250 Ohm dann gerade mal 4 mw.

Die Formel zur Berechnung des Schalldrucks nehme ich mal als gegeben hin.

Dann wäre der Hörer mit 22 Ohm bei 45 mw um 16 db lauter (10 x log 45 / 1).

In Summe wären das dann 109 db + 16 db = 125 db.

Der Hörer mit 250 Ohm hat 102 db/mw (DT 1770), das wären dann 102 db + 6 db = 108 db.

10 db entsprechen ungefähr einer Verdopplung der Lautstärke.

Ich müßte dann 10V statt 1V haben um von 125 db auf 135 db zu kommen.

Kommt das so hin?

Wenn ja, dann verstehe ich z.B. die Angaben zum Fiio X3 nicht so ganz:

Line Output Level: 1.45 Vrms (10 KΩ/1 kHz)
Output Power 2: ＞200 mW (32 Ω/THD+N＜1%)
Ich komme nach obiger Berechnung nur auf rund 65 mw.
Oder spielt hier noch der Gain-Faktor rein?

Kann ich mit einem Multimeter einfach die Spannung am KHV-Ausgang messen und in die Berechnung einfügen?
Dann müßte ich doch auch bei unterschiedlichen Gain-Stellungen auch unterschiedliche Spannungen ergeben?

Wie wirkt sich die Output-Impedanz des KHVs aus?
(Größer 1/8 der KH-Impedanz = Output-limitierend, darunter nicht?)
Bei manchen KHV scheint bei geringer KH-Impedanz die Ausgansspannung drastisch zu sinken.

Wenn da steht 120mw + 120mw ist das dann je Kanal?

Ich glaube Probieren ist dann doch einfacher.

CatweazleX
Ist häufiger hier

#2 erstellt: 13. Okt 2016, 15:03

Der X3 II hat am KH Ausgang:
Ausgangsspannung: 7,2 Vss sind ca. 2,57 Veff
Ausgangsimpedanz: 0,2 Ohm
max. Ausgangsstromstärke: 75 mA

Der DT 1770 kommt da bis 116,22 dB bei 26,41 mW

Mit einem Multimeter kann man die Spannung messen.
Die verschieden Verstärkungsstufen ergeben auch verschiedene max. Ausgangsspannung. (E10k: 1,55V u. 2,51V)
Die Ausgangsimpedanz kann zu unerwünschten Klangveränderungen führen (bei 0,2 Ohm eher unwahrscheinlich)
Ein Teil der Ausgangsspannung fällt über die Ausgangsimpedanz ab
Wenn die Ausgangsspannung sinkt (laut Angabe) ist da entweder eine höhere Ausgangsimpedanz im Spiel, oder der KHV liefert nicht genug Storm.

mike99
Inventar

#3 erstellt: 13. Okt 2016, 17:15

Danke, nur leider nicht ganz so selbsterklärend für mich.

Zu Vss nur "Masse, GND, 0V".
Zu Veff finde ich Effektivwert der Spannung.
Da komme ich leider nicht klar.

Beim X3 hatte ich anscheinend etwas vermischt, und zwar Lineout und KHV-Out, jetzt komme ich dann auch in etwas auf die von Dir angegebenen Werte beim 1770.

Gibt es irgendwo eine genauere Beschreibung zum Messen?

Im Messtechnikforum finde ich nicht so viel.

Ich denke einen Ton braucht man ja auf jeden Fall (Sinus).

Dann hätte ich gedacht, man nimmt verschiedene Widerstände entsprecht der Kopfhörer-Impedanzen.

Ich habe nur ein sehr günstiges Multimeter, gibt es hier besondere Ansprüche?

CatweazleX
Ist häufiger hier

#4 erstellt: 14. Okt 2016, 01:14

Vss = Volt Spitze-Spitze (im englischen Vpp peak-peak). Ist eigentlich auch die Größe mit der man im Audiobereich hantieren sollte. Die Effektivspannung ist die Gleichspannung die einer sinusförmigen Spannung entspricht. (Also 7,2V Sinus entspricht ungefähr 2,57V Gleichspannung)
Grob kann man Vss durch 2,8 teilen um auf Veff zu kommen. Die meisten Angaben die man findet beziehen sich auf Effektivwerte.

Das Multimeter zeigt bei einem sinusförmigen Signal ungefähr den Effektivwert an. Bei allen anderen Formen (außer Gleichspannung) zeigt das Multimeter irgendetwas an. Für Messungen im Audiobereich ist ein Oszilloskop unabdingbar.

Bedenke bitte auch das eine Impedanz ein frequenzabhängiger Widerstand ist.

Was soll durch die Messung denn erreicht werden?

[Beitrag von CatweazleX am 14. Okt 2016, 01:15 bearbeitet]

mike99
Inventar

#5 erstellt: 14. Okt 2016, 08:29

Vielen Dank für die weitere Mühe, das macht es etwas klarer.

Mit der Erläuterung finde ich dann auch was passendes:
"Der Effektivwert eines Wechselspannungssignals (AC) vergleicht den Wärmewert eines unbekannten AC-Signals mit dem eines bekannten Gleichspannungssignals (DC) über identische Lasten. Er ist gleich der Höhe des DC-Signals, die erforderlich ist, um in der Last eine identische Wärmemenge zu erzeugen. Wenn die in den Lasten umgesetzte Energie gleich ist, ist die bekannte DC-Spannung gleich dem Effektivwert des unbekannten Wechselspannungssignals."

Ich hatte die Hoffnung mit vertretbarem Aufwand die Ausgänge der Kopfhörerverstärker zu messen mit Fokus auf die erreichbare Lautstärke.

Bis zum Multimeter würde ich ja noch mitgehen, ein Oszilloskop ist dann wahrscheinlich doch eine Nummer zu groß. In meiner eher simplen Vorstellung hat ich gedacht ich nehme einen Sinuston vom PC (per Foobar) und gebe diesen über den KHV aus. Außerdem hatte ich gedacht, man könnte verschiedene Widerstände auf Klinkenstecker löten (3,5mm + Adapter auf 6,3mm) um damit die verschiedenen Kopfhörer-Impedanzen zu simulieren. Und dann natürlich noch mit unterschiedlichen GAIN-Einstellungen.

Soweit die Theorie des Ahnungslosen.

Der Idee kam mir, weil nicht jeder Hersteller vegleichbare Angaben macht, der eine oder andere hält sich da sogar mehr als bedeckt. Ich habe mir zwischenzeitlich auf ein paar Beiträge auf den Seiten des Entwicklers vom O2 angeschaut, das eine oder andere verstehe ich dann sogar. Am Ende stünde dann eine Tabelle mit den verschiedenen KHVs, den verschiedenen Einstellungen (GAIN) mit unterschiedlichen Lasten.

Würde denn dieser ungefähre Effektivwert für eine solche Betrachtung ausreichen?

[Beitrag von mike99 am 14. Okt 2016, 08:30 bearbeitet]

CatweazleX
Ist häufiger hier

#6 erstellt: 14. Okt 2016, 09:58

Schau mal hier:

https://www.audiobot9000.com/

mike99
Inventar

#7 erstellt: 14. Okt 2016, 10:09

Ganz schön lange Liste und auch vieles dabei, auf der KH-Seite sogar alles was mich interessiert, danke für den Tip.

bartzky
Inventar

#8 erstellt: 14. Okt 2016, 14:40

Eine lange Liste von Fragen

Fangen wir mal damit an:

In meiner eher simplen Vorstellung hat ich gedacht ich nehme einen Sinuston vom PC (per Foobar) und gebe diesen über den KHV aus. Außerdem hatte ich gedacht, man könnte verschiedene Widerstände auf Klinkenstecker löten (3,5mm + Adapter auf 6,3mm) um damit die verschiedenen Kopfhörer-Impedanzen zu simulieren. Und dann natürlich noch mit unterschiedlichen GAIN-Einstellungen.

Das geht auch so. Mache ich selbst auch so ähnlich.
Das Löten kannst du dir sogar sparen und einfach so einen kleinen Stecker zum schrauben kaufen:

http://www.hifi-forum.de/viewthread-110-16306.html
In dem Thread habe ich auch einen Link zu einer Seite auf der man sich Sinus Töne generieren kann gepostet. Ich würde 1 kHz und 0 dBFS empfehlen, um aussagekräftige Werte zu bekommen.

Das Multimeter sollte schon was besseres sein. Zumindest TRMS Messungen beherrschen und im relevanten Frequenzbereich messen können. Ein feiner AC-Messbereich schadet auch nicht. Ein Vermögen muss man dafür aber nicht aufgeben. Zu dem Zweck habe ich mir mal das
UNI-T UT61D geholt - kann ich sehr empfehlen.

[Beitrag von bartzky am 14. Okt 2016, 14:41 bearbeitet]

hs65
Inventar

#9 erstellt: 14. Okt 2016, 14:55

mike99 (Beitrag #5) schrieb:

ich nehme einen Sinuston vom PC (per Foobar) und gebe diesen über den KHV aus

Vorsichtig mit solchen Signalen. Die Kapsel kann schnell überhitzen!

KH haben in der Regel eine Art Schalldruckbegrenzer um Gehörschäden zu vermeiden. Das reine Messen und rechnen wird es nicht bringen.

mike99
Inventar

#10 erstellt: 14. Okt 2016, 15:06

Der Stecker ist ja echt praktisch, was es alles so gibt, gefunden hätte den Stecker selbst dann nicht wenn ich gewusst hätte daß es ihn gibt.

Dem Link mit dem Sinustongenerator bin ich auch gefolgt, als Backup für das Foobar-Plugin auf jeden Fall geeignet, den habe ich nämlich noch nicht getestet. Länger als 10 Sek ging nicht, kann man ja auf Wiederholung stellen.

Zum Multimeter muss ich erst mal schauen was ich habe. Es gab mal ein recht gutes Gerät (Fluke), das hatte ich aber mangels Verwendung an einen Studenten der E-Technik weiter gegeben.

mike99
Inventar

#11 erstellt: 14. Okt 2016, 15:13

Da fällt mir noch ein:

Ist bei den Widerständen ausser dem Ohm-Wert noch etwas anderes zu beachten, müssen die irgend etwas bestimmtes Aushalten können?

bartzky
Inventar

#12 erstellt: 14. Okt 2016, 16:53

Ist bei den Widerständen ausser dem Ohm-Wert noch etwas anderes zu beachten, müssen die irgend etwas bestimmtes Aushalten können?

Belastbarkeit und Toleranz. Das erste möglichst hoch; das zweite möglichst niedrig

hs65
Inventar

#13 erstellt: 14. Okt 2016, 17:16

bartzky (Beitrag #12) schrieb:

das zweite möglichst niedrig

Man kann auch nachmessen und mit dem gemessen Wert rechnen

mike99
Inventar

#14 erstellt: 14. Okt 2016, 17:37

OK, dann werde ich mal schauen. In irgendeiner Kiste liegen welche rum.

bartzky
Inventar

#15 erstellt: 14. Okt 2016, 18:50

hs65 (Beitrag #13) schrieb:

bartzky (Beitrag #12) schrieb:

das zweite möglichst niedrig

Man kann auch nachmessen und mit dem gemessen Wert rechnen

So genau kann ich den Widerstand aber nicht messen. Vermute, dass es Mike ebenfalls an entsprechendem Equipment fehlt. Ist einfacher direkt bessere Widerstände zu kaufen - kosten doch eh nur ein paar Cent mehr.