Endstufe Basic Wissen

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neuamstart
Neuling
#1 erstellt: 18. Nov 2023, 22:27
Sehr geehrte Forum User

Ich befasse mich mit dem Thema Lautsprecher erst seit einiger Zeit.
Am meisten Info habe ich hier im Forum aufgrund div. Beiträge gesammetl.

Die Frage ist für euch sicher lächerlich, aber so ganz versteh ich etwas nicht.
Vorweg, ich besitze keine Lautsprecher, möchte mir aber ein bisschen was über Weihnachten bauen, aber Bevor ich jedoch damit starte, möchte ich ein bisschen Theorie verstehen, damit ich das Budget grob einschätzen kann und weiß was ich mache.

Laut Thomann muss die Endstufe 30% überdimensioniert sein.
Was RMS sind weiß ich bereits und mit Ohmischen gesetzt etc.. kenne ich mich noch von der Schule aus.

Als einfaches Beispiel,
4 Lautsprecher mit je 8Ohm Imp. und max. 450W RMS.

TSA 4-700 = 4x 450W bei 8Ohm

Das wäre laut Thomann zu wenig, denn 450W +30% = 585W RMS.
Mich zwingt ja niemand die Lautsprecher auf 450W RMS zu betreiben.
Die Endstufe kann doch nicht kaputt werden, nur weil sie schwecher als die max. Laustprecherleistung ist, oder übersehe ich etwas??

Bei 4Ohm sind es 810W RMS die die Endtsufe schafft.
Ich kann doch dennoch im Paralell Betrieb die 2 Stück LS betreiben. Wären max Leistung 900W.

Somit bin ich doch immer auf Nummer sicher das beim lautsprecher nichts kaputt geht, weil die Endstufe zu wenig Leistung hat.

Ich habe gelesen das einige die Endtsufe im Bridge Modus verwenden, dann ist die jedoch komplett überdimensioniert, da bin ich doch lieber nicht im Bridgemodus und dafür geht nichts kaputt.

Zuletzt hab ich in einem anderen Forum gelesen, dass jemand 4 Stück LS mit je 410W RMS(8ohm) an der TSA 4-700 im Bridgemodus betrieben hat, dass wären jedoch 2x1800WRMS an 4 Ohm.
Das paar Lautsprecher packt doch nur 820W RMS. Das ist doch wie wenn ich in der Fußgängerzone mit einem Ferrari fahre und darauf achten muss, die 30km/h nicht zu überschreiten. Die TSA macht bei 4 Ohm 810W, dass wäre doch perfekt gewesen.

Könnt ihr mir das in einfachen Sätzen erklären.

LG der Neuling
Böötman
Inventar
#2 erstellt: 18. Nov 2023, 22:55
Servus, Du siehst das alles viel zu verbissen ...

1. M.m.n. sollte der Amp immer überdimensioniert sein damit er den angeschlossenen Lautsprecher sauber bis an sein Ende treiben kann, somit ist immer klar wo der Flaschenhals sitzt.
2. Du kannst auch mit ner gebrückten Proline 3000 auf ein kleines Top losgehen, technisch ist das völlig problemlos machbar. Grundsätzlich gibt es nur drei Dinge zu beachten:
Das Limit ist erreicht wenn:
- die Clipping LED am Amp flackert
- sich der Lautsprecherklang ändert (z.B. die Höhen klingen schärfer oder der Bass härter)
- der angeschlossene Lautsprecher wird nicht in dem Maße lauter, wie es der Dreh am Gain eigentlich vorgibt
Neben der Rms Leistung gibt es ja noch die anderen Leistungsangaben, mit nem überdimensionierten Amp (Rms Angabe) bleiben da noch Reserven um saubere Impulsleistungen liefern zu können.
3. Bei Markenprodukten sind die Leistungsangaben sehr konservativ gewählt um ein Maximum an Betriebssicherheit zu generieren. Bedenke Das die Lautsprecher die Leistung unter allen zugelassenen Betriebsbedingungen funktionieren muss. Steht da z.B. 50°C sind zugelassen, dann muss er imstande sein auch bei diesen Bedingungen die Nennleistung schadlos zu überstehen und weiterhin gewisse Sicherheitsreserven vorzuhalten.
4. Musik ist ein Hochkomplexes Signal, die genannte Rms Leistung erstmal zu erreichen ist gar nicht mal so leicht.
5. Lautsprecher sterben i.d.R. entweder thermisch (elektrische Überlast bei unzureichender Kühlung) oder mechanisch (Altersschwäche, zuviel Hub)

Kurz um, ganz so einfach ist es nicht.


[Beitrag von Böötman am 19. Nov 2023, 12:57 bearbeitet]
neuamstart
Neuling
#3 erstellt: 18. Nov 2023, 23:19
Oha, das ist nicht das Hifi Forum sondern das ,"quick support"Forum.
So schnell habe ich noch nie in einem Forum eine Antwort erhalten.
VIELEN DANK.

Ich denke ich versteife mich da ein bisschen, weil ich am überlegen bin,was ich mir zulegen möchte/kann.
Da spielt der Preis immer eine Rolle. Die Pronline 3000 ist nicht so günstig, aber ich versteh was du meinst.

Das wäre quasi wie wenn man auf einen Porsche billig Autoreifen montiert. Das wird funktionieren, jedoch kann man nicht das volle potential rausholen.

So gesehen würde ich dennoch bei der 4-700 bleiben, weil es jetzt für den Anfang günstiger ist und auf die 30% Leistungsüberschuss verzichten.

Ich danke dir vielmals.

LG vom Lautsprecher Azubi
Böötman
Inventar
#4 erstellt: 18. Nov 2023, 23:35
Auf nem Porsche kannst Du das volle Potenzial der Reifen in jeglicher Hinsicht ausreizen ...

Da man jedoch nie so wirklich weiß was später mal kommt, würde ich zur größeren greifen um später ggf. deine 4 Ls an zwei Kanälen adäquat betreiben zu können um z.B. die jetzt freien Kanäle für Subs zu nutzen. Meist kostet das nächstgrößere Modell nur minimal mehr als eine vergleichbar leistungsfähiger, separater Verstärker.
neuamstart
Neuling
#5 erstellt: 19. Nov 2023, 00:26

Hahaha, der Vergleich von mir mit dem Auto war doch nicht so gut.

Ja, ich dachte nun wieder über die proline nach.
Das passt nicht zum Thema, aber angenommen ich nehme eine 2 Kanal Endstufe für die geplanten 4 Lautsprecher,
Dann kann ich falls später notwendig die 4stück LS im 2ohm Betrieb an die Endstufe packen.
Dann hätte ich einen Kanal für subs.
Muss ich die Lautsprecher mal mit unterschiedlichem Delay versorgen oder benötige nur 3 Stück LS anstatt der 4, und zusätzlich noch Subs, komme ich mit einen 2 Kanal Ends. nicht klar.

Deswegen dachte ich mir, 4kanal Endstufe ist flexibler.
Im PA Forum habe ich mal was von einer TSA 4-1300 gelesen. Leider gibt es die nicht mehr.4kanäle wären schon nett.

Nagut, ich werd mal weiter Beiträge durchforsten, damit ich ein bisschen dazu lerne.

Vielen Dank
Böötman
Inventar
#6 erstellt: 19. Nov 2023, 11:43
Was sind denn das überhaupt für vier Lautsprecher um die es hier geht? Ist angedacht das alle immer gleich laut spielen sollen? Nur weil ein Amp für 2 Ohm Betrieb freigegeben ist, heißt das nicht automatisch das dieser bei 2 Ohm unter Last noch sauberst und dauerstabiel läuft.

Bedenke auch das bei Verwendung einer einzelnen 4 Kanalendstufe die Veranstaltung ganz schnell vorbei sein kann wenn der Amp warum auch immer die Hufe streckt. Ich persönlich bin zur Zeit bei den Crown XLS Amps hängengeblieben da diese schon Frequenzweichen an Bord haben was dir zumindest bei simplen Verhältnissen den Hintern retten kann. Gut, bei mir laufen diese im Homehifi u.a. an Eigenbausubs. Klanglich besser soll hingegen die Thomann E-Serie sein wobei dieser eine gewisse Bassschwäche nachgesagt wird. Je nach Anwendungsfall spielt auch die Lüfterlautstärke eine gewisse Rolle bei der Ampauswahl.

Nun hast Du erstmal weiteren Input, mal schauen wo Reise noch hin geht.
the_flix
Inventar
#7 erstellt: 19. Nov 2023, 11:59
Pass auf und glaube nicht alles, was du so zu lesen bekommst. Zu dem Thema findet man hauptsächlich Halbwahrheiten, unausrottbare Mythen und nicht pauschal anwendbare Daumenregeln. Die Aussage "muss 30 % überdimensioniert sein" gehört auch dazu. Was mein Vorredner geschrieben hat, ist soweit korrekt.

Das Grundproblem liegt darin, dass die Verfahren, nach denen die Leistungsangaben von Endstufen und Lautsprechern ermittelt werden, selten transparent und wenn dann in der Regel nicht übereinstimmend sind.

Ein übliches Verfahren für Lautsprecher z.B. nutzt ein bandbegrenztes Rauschen mit einem Crest-Faktor von 6 dB als Testsignal. 6 dB bedeutet, dass die maximale Spannung in diesem Signal um den Faktor 2 größer ist, als der RMS-Wert. Man ermittelt die höchste RMS-Spannung, die der Lautsprecher für einen definierten Testzeitraum schadlos übersteht. Nehmen wir einmal an, das wären 60 V RMS. Das Rauschsignal hat dann also einen Spitzenspannung von 120 V pk. Sinnvoll wäre es jetzt, diese Spannungen anzugeben. Da aber alle Welt nur Leistungswerte sehen will, wird aus der Spannung über die nominale Impedanz (oder auch das Impedanzminimum) eine Leistung errechnet. (60 V)^2 / 8 Ohm ergibt 450 W.
Physikalisch ist diese Rechnung aber wenig sinnvoll, denn die Impedanz eines Lautsprechers variiert stark über der Frequenz (komplexe Last). Die nominale Impedanz bezieht sich aber alleine auf das Impedanzminimum. Um die beim Test tatsächlich geflossene Leistung zu ermitteln, müsste man neben der Spannung auch den Strom messen und die Leistung als Mittelwert der Multiplikation der Momentanwerte von Strom und Spannung berechnen (P = mean(U(t)*I(t)). Dieser Wert wird immer deutlich unter dem liegen, was sich über die nominale Impedanz ergibt.

Kleine Nebenbemerkung: Man sieht an den Formeln auch, dass der Begriff "RMS-Leistung" im Grunde irreführend ist. Man bildet keinen RMS-Wert von Leistungen. RMS-Werte bildet man von Größen, die einen Mittelwert von 0 haben (keinen DC-Anteil), also von Spannungen und Strömen. Leistungen als Produkt von Spannung und Strom haben aber einen Mittelwert ungleich 0, eben die mittlere Leistung oder auch Wirkleistung.

Die Leistungsangaben von Endstufen werden zum Teil auch mit Rauschsignalen ermittelt. Allerdings arbeitet man hier immer mit rein resistiven Lasten, somit kann man korrekt aus Spannung und Widerstandswert die Leistung berechnen (auch wenn eine Messung des Stroms auch hier sinnvoll ist). Für das Ergebnis wird aber in der Regel nicht die RMS-Spannung, sondern die Spitzenspannung herangezogen. Wenn wir von einer seriösen Angabe ausgehen, so berechnet sich die Leistung einer Endstufe bei 120 V pk an 8 Ohm zu P = Umax^2/8/2 = 900 W.

So sieht man, dass bei gleichem Signal die Leistungsangabe einer Endstufe das doppelte betragen kann, als die Belastbarkeitsangabe des Lautsprechers. Umgekehrt wird damit auch klar, woher Angaben wie "Programm" (oft Faktor 2) und "Peak" (oft Faktor 4) bei Lautsprechern kommen und warum Faustregeln wie "Endstufe doppelt so stark wie Lautsprecher" weit verbreitet sind.

Die Welt wäre viel einfacher, wenn man statt Leistungen in Spannungen denken würde. Da wie schon richtig erwähnt die meisten Musiksignal einen hohen Crestfaktor (und damit eine niedrige mittlere Leistung) aufweisen, ist die Spitzenspannung erst einmal die wichtigste Eigenschaft von Lautsprecher und Endstufe.

Kompliziert wird es, wenn man dann über das Thema Betriebssicherheit nachdenkt. Die Belastbarkeitsangabe ist im Grunde nur für das spezifische Testsignal gültig. Die maximale Eingangsspannung eines Lautsprechers ist im Allgemeinen frequenz- und zeitabhängig. Das lässt sich nur mit Methoden ausreizen, die für normale Anwender nicht zugänglich sind (mehrstufige Limiter mit Side-Chain-Filterung). Oft wird stattdessen eine Peak-Limitierung auf die RMS-Spannung verwendet. Statt auf 120 V pk limitiert man auf 60 V * sqrt(2) = 85 V pk, also 450 W von den Endstufe aus gesehen. Damit verschenkt man unter Umständen 3 dB Maximalpegel, erhöht aber natürlich die Betriebssicherheit.

Lautsprecher sterben immer an zu viel zugeführter Leistung. Es ist ein Mythos, dass man Lautsprecher durch unterdimensionierte Endstufen leicht beschädigen kann. Wer des Englischen mächtig ist, findet hier einen sehr guten und ausführlichen Artikel dazu:
Are Underpowered Amplifiers More Dangerous To Loudspeakers?

Endstufen sterben an thermischer Überlastung. Das kann schnell oder langsam passieren, es gibt verschiedene Zeitkonstanten für verschiedene Bauteile und Betriebssituationen. Somit kann eine zu kleine Endstufe eher gefährdet sein, weil sie an ihrer Grenze arbeitet, während sich der Lautsprecher noch langweilt. Vernünftige Designs haben aber Schutzfunktionen gegen thermische Überlast integriert. Das Mindeste ist ein Abschalten im Notfall. Hochwertige Produkte schalten in solchen Fällen nicht ab, sondern reduzieren nur das Ausgangssignal. Das ist aber aus den technischen Daten selten vollständig ablesbar und wird auch in Tests kaum geprüft.

Das Thema Leistungsangaben und Belastbarkeit ist leider ein komplexes und es gibt keine einfachen und gleichzeitig richtigen Antworten. Es gilt, die Balance zwischen erzielbarem Maximalpegel und Betriebssicherheit zu finden. Ich persönlich bin der Meinung, dass man als Laie besser den Fokus auf die Betriebssicherheit legt, als auf den Maximalpegel. Mir war auch noch nie eine Veranstaltung zu leise.


[Beitrag von the_flix am 19. Nov 2023, 12:00 bearbeitet]
stoneeh
Inventar
#8 erstellt: 21. Nov 2023, 05:50
In anderen Worten, simple Fragestellungen & Antworten bieten nicht den nötigen Informationsgehalt, und die ausreichend komplexen sind für den Hobbyanwender nicht verständlich. Hart, gefällt kaum wem zu hören, ist aber so.

Betriebssicherheit gibt's für den (mehr oder weniger) unbedarften Anwender beim Kauf eines Marken-Aktivsystems o. Passivsystem mit Systemamp & Herstellerpreset, bei dem von Entwicklern, die viele Jahre oder Jahrzehnte in der Materie drinstecken, alles so voreingestellt ist, dass es unkaputtbar sein sollte. (Und selbst in dem Fall gibt's (wenige, aber doch) Negativbeispiele.) Alles andere ist mehr oder weniger Glücksspiel, da beim üblichen Hobbyanwender der notwendige Umfang des technischen Verständnisses fehlt.

Gute Faustregeln für Betriebssicherheit sind sicherlich, wie mein Vorredner bereits angeschnitten hat, "mehr Material als für den gewünschten SPL notwendig ist aufstellen und dieses dann nicht ausfahren müssen", und "nur so weit aufdrehn, als es sich noch gut anhört", aber auch diese sind für sich alleine nicht das end all be all.


Des allgemeinen Interesses halber, mehr als konkret themenbezogen - weil Verfahren zur Ermittlung der Leistungsfähigkeiten / Belastbarkeiten von Tontechnik angesprochen wurden - Normen und Standards gibt's genug:

Elektrisch-thermische Belastbarkeit von Lautsprechern: AES2-1984 (passenderweise kürzlich erst von mir "durchgespielt") bzw. der Nachfolger AES2-2012, IEC268-5, EIA RS-426, diverse DIN, simple Sinusbelastbarkeit ...
Mechanische Leistungsfähigkeit von Lautsprechern (Hubfähigkeit): Xlin nach (Schwingspulenhöhe - Magnetspalt) / 2, Hub @ x% THD, Klippel-Großsignalparameter, ...
Maximalpegel von Lautsprechern: CEA-2010, Max. SPL @ x% THD, Multitone Distortion, M-Noise, ...
Leistungsfähigkeit von Verstärkern: CEA-2006, EIAJ, Burstleistung, Sinus-/RMS-Dauerleistung, ..

Viele Hersteller halten sich an zmd. einen Standard oder Norm, diverse Fachmagazine ebenso. Es liegt beim Anwender / Kunden, diese richtig zu interpretieren / einzuordnen. Ist mit der entsprechenden Erfahrung und Fachkenntnis durchaus mit hoher Aussagekraft / Vergleichbarkeit möglich.
Gurke28
Stammgast
#9 erstellt: 04. Dez 2023, 21:36
Hallo,

es ist völlig egal ob der Lautsprecher oder die Endstufe mehr Leistung hat. Du musst in beiden Fällen das aufeinander abstimmen.

viele Endstufen verzerren ab einem bestimmen Punkt eben mal mehr oder weniger ebenso die Lausprecher . dies ist meist der Fall wenn sie an ihre Leitungsgrenze kommen.

Die Mehrleistung der Endstufe ist eben auch genau dazu da dass diese nicht immer am Limit betrieben werden muss. Auf großen Konzerten wird da meist nur die 1/2 Leitstung die Möglichen gefahren da das Zeug ja auch lange hakten soll.

Und zum anderen musst du dir mal die Kurve anschauen mit dem Wirkungsgrad und SPL im Verhältnis zur Leistung.

Um eine Verdopplung der Lautstärke zu kommen brauchst du ein vielfaches an Leitstung. http://www.sengpiela...208%20%3D%201%20Watt.
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