Frequenzweiche für Hoch-Tiefpass im Line Signal

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richie_b
Stammgast

#1 erstellt: 22. Mai 2020, 20:42

Ich komme grad nicht richtig weiter bei der Planung meiner 12l net. 2.1 mobil Boombox.
Ursprünglich wollte ich sie mit einem

TPA3116D2 2.1 board betreiben, was aber für mein Projekt zwei Nachteile hat.

- reizt sowohl "Topteile" und vorallem den Subwoofer nicht aus. (Getestete Tops, Visaton FR10 8 in 2l closed, Canton Plus GX, Canton MX; getestete Subs, Omnes Audio SW6.01, Omnes Audio W8 670Z, Tang Band W8 670Q, JL 6w3v3, ARC Audio ARC 8 D4)
An einer konventionellen 4 Kanal Kfz Endstufe (4x60W RMS bei 4 Ohm) geht da noch einiges mehr.
Habe ein 24V 10A Netzteil und 3 verschiedene boars gleichen Typs getestet.
Gerade der Bass Kanal verzerrt stark hörbar ab mittlerer bis höherer Lautstärke.

- bei Betrieb an zwei 12V AGM Akkus in Reihe übersteigt die Lade-die Betriebsspannung.
Man kann also gegen Ende der Ladung nicht zeitgleich Musik hören.

Nun würde ich gerne eine kleine 4 Kanal Class D Car Hifi Endstufe nehmen.
Eine Sinuslife SL-A4100D hätte zwar die Filter, wäre mir aber schon wieder zu groß, schwer und stromhungrig.
Die ganz kleinen (Pioneer GM1004, Alpine 445, Clarion 1410) haben entweder keine, oder feste Filter Frequenzen um 80 Hz, was für die "Topteile" zu niedrig ist.

Ich habe schon überlegt das TPA3116D2 2.1 Board als Frequenzweiche zu nutzen, da es ja einen festen zuschaltbaren Hochpass und einen einstellbaren Tiefpass besitzt. Aber dafür das Board zu "missbrauchen" und extra ca. 130mA Ruhestrom zu verbrauchen, finde ich irgendwie unschön.

Nun frage ich euch ob man nicht "einfach" einen passiven Hoch-und Tiefpassfilter vor die Line Eingänge der Endstufe schalten kann.

Also ein MP3/Bluetooth Modul - > Filter ( RC oder RL Glied) - > Amp

Ich habe keinerlei Erfahrung beim berechnen solcher Filter, aber Zugriff auf viele verschiedene Spulen, Kondensatoren und Wiederstände.
Fertig aufgebaut habe ich das nur als

Tiefpassfilter gesehen.

Oder lieber gleich zu einem MiniDSP greifen? Was für mich auch Neuland wäre.

vVegas
Inventar

#2 erstellt: 23. Mai 2020, 11:39

Also wenn du nen SW6.01 mit nem TPA Board nicht ausgereizt bekommst, stimmt aber was anderes nicht. Den 6.01 kann ich problemlos mit mit nem 3116 bis zum mechanischen Limit treiben.

Ggf. Eingangssignal unpassend zum Board?

richie_b (Beitrag #1) schrieb:

Nun würde ich gerne eine kleine 4 Kanal Class D Car Hifi Endstufe nehmen.
Eine Sinuslife SL-A4100D hätte zwar die Filter, wäre mir aber schon wieder zu groß, schwer und stromhungrig.
Die ganz kleinen (Pioneer GM1004, Alpine 445, Clarion 1410) haben entweder keine, oder feste Filter Frequenzen um 80 Hz, was für die "Topteile" zu niedrig ist.

Wie kommst du darauf? Der Ruhestrom wird sich da bei allen nicht viel geben.

[Beitrag von vVegas am 23. Mai 2020, 11:42 bearbeitet]

franky-gomera
Inventar

#3 erstellt: 23. Mai 2020, 14:54

Also ich hab nen SW6.01 Tpa 3116 und zb Sinuslife SL 4100 Endstufe.
Geht definitiv lauter mit der Sinuslife, aber das ist ja auch kein Wunder...

richie_b
Stammgast

#4 erstellt: 23. Mai 2020, 17:28

Als Eingangssignal habe ich MP3s, zum Teil selbst von CDs erstellte, über das on board Bluetooth modul vom

TPA3116D2 2.1 genutz.

Ich kann ja mal in den line in auf dem Board mit dem jetzt an den Car Hifi Endstufen genutzten

bluetooth Mp3 Modul rein gehen und hören und/oder messen, ob sich was ändert.
Dachte da an zwei oder drei Sinustöne um 50Hz, 60Hz, 70Hz und dann aufdrehen bis es hörbar verzerrt und dann die Spannung am Ausgang vom Amp messen.

Der Ruhestrom der grad genutzten "Actiway ATM-4150D"(4 Kanal class D, ähnlich der Sinuslife SL-A4100D) beträgt, wie auch bei der Sinuslife ca. 900mA.
Die Clarion XC1410, hat knapp über 500mA.
Eine ESX QM-Two hat auch ca. 500mA.

400mA Differenz sind jetzt vll. nicht die Welt, aber bei einem 12V 3,4Ah AGM Akku klingt ca. 6 Stunden Spielzeit bei mäßiger Lautstärke besser, als ca. 3:20 Stunden.

Als Netzteil für das TPA3116D2 Board nutze ich dieses, auf 26,4V eingestellt, da läuft es noch stabil:

Was verbraucht eigtl. so ein Mini Shure oder Wondom DSP an Strom bei 12V?

[Beitrag von richie_b am 23. Mai 2020, 17:36 bearbeitet]

Low-Budg
Ist häufiger hier

#5 erstellt: 23. Mai 2020, 19:36

Wondom DSP braucht 100ma an 5V. Mit Längsregler also auch an 12V.
Mit 12V kannst du mit nem kleinen Opamp auch locker ne aktive analoge Frequenzweiche im Linesignal aufbauen. Da gabs irgendwo hier im Forum mal nen Thread zu mit passender Excel Tabelle zum berechnen. Ansonsten findest du sicher bei google auch recht viel. Stichwort bspw. "active crossover schematic".
Musst natürlich trotzdem irgendwie messen können, wie und wo du trennst. Wenn die Ladeschlusspannung die maximale Eingangsspannung übersteigt, nimm einfach nen Amp mit einer höheren maximalen Eingangsspannung bspw. TDA 7498 o.Ä. Gibts auch von Sure als 3-Kanal Version für einen unverschämten Preis.
Den Ruhestrom von Car-hifi würde ich mir niemals gönnen! Wer will den 30 Stunden Laufzeit gegen 5 Stunden tauschen? Auch wenn das mit ein bisschen mehr Tüftelei im Vorfeld verbunden ist.

vVegas
Inventar

#6 erstellt: 23. Mai 2020, 23:24

Low-Budg (Beitrag #5) schrieb:

Den Ruhestrom von Car-hifi würde ich mir niemals gönnen! Wer will den 30 Stunden Laufzeit gegen 5 Stunden tauschen? Auch wenn das mit ein bisschen mehr Tüftelei im Vorfeld verbunden ist.

Milchmädchenrechnung .... kommt immer auf die Anwendung an.

Low-Budg
Ist häufiger hier

#7 erstellt: 24. Mai 2020, 00:07

Die Anwendung ist hier doch vorgegeben! Zwei Batterien mit jeweils 40Wwh. Die Sinuslive zieht bspw. Ca. 11 Watt Ruheleistung. Ein gutes Class D Board bei der Spannung ca. 1,5 Watt! Maximale Ausgangsleistung ca. 100 Watt, bei stark komprimierten CDs mit ca. 6 DB Crestfaktor (wobei es eher mehr sein werden) und dauerhaft Vollgas sind das 25 Watt im Mittel. Das heißt 2 Stunden Musik hören mit der Autoendstufe und 3 mit dem Board. Und das sind 50% länger im absoluten worst Case Szenario. In der Praxis mit etwas höheren Crestfaktor und Pausen in der Musik/zwischen den Tracks sicher ein Unterschied von 100%. Wenn wir jetzt von 9db Crestfaktor ausgehen und nur kurz vorm Limit auf -3db gehört wird ergeben sich mit dieser Rechnung Laufzeiten von ca. 4,5 vs. 10 Stunden. Bei Zimmerlautstärke brauchen wir glaube ich nicht weiter drüber zu reden...

Reference_100_Mk_II
Inventar

#8 erstellt: 24. Mai 2020, 00:37

Ich schätze auch, dass da irgendwas im Argen liegt.
Habe mit meinem TPA3116D2 einen MDS 08 sehr gut ausfahren können.
Vollgas hab ich aber nicht getestet.
War aber schon sehr heftig, was der an Hub gemacht hat.

Und mit dem TPA3118-Modul kann ich auch einen Blaupunkt OEM-6,5er ans Limit fahren.

Was ein MiniDSP zieht kann ich dir die Tage verraten.
"Wenig" wirds aber nicht sein, meiner ist dauerhaft handwarm...

Eine einfache OPV-Weiche ist doch aber mit wenigen Bauteilen und vor allem mit ganz wenig Stromaufnahme schnell selbst gebaut?!
Beispiel:

https://sound-au.com/project09.htm

Aus dem Car-HiFi-Bereich gibt es dann auch noch aktive Weichen als separate per Cinch zwischenschaltbare Geräte.
Das war so die Zeit von ~1990 bis ~2010.
Mehr als ein paar OPVs und Linearregler dürften das auch nicht sein.
Also auch vermutlich geringe Stromaufnahme.

https://www.ebay-kle...1407513924-223-16926

https://www.ebay-kle.../1403753700-223-7195

https://www.ebay-kle.../1380211028-172-8553

https://www.ebay-kle.../1371643690-223-2707

https://www.ebay-kle.../1363952847-223-1444

https://www.ebay-kle.../1359645630-172-9241

https://www.ebay-kle.../1283747538-223-2631

https://www.ebay-kle.../1404014446-172-8397

Die Monacor oder die Lanzar vielleicht?

richie_b
Stammgast

#9 erstellt: 24. Mai 2020, 20:06

Low-Budg (Beitrag #5) schrieb:

Wenn die Ladeschlusspannung die maximale Eingangsspannung übersteigt, nimm einfach nen Amp mit einer höheren maximalen Eingangsspannung...

Habe ja extra das besagte TPA3116D2 2.1 Board wegen der on board Filter genommen.
Gibt es denn ein 2.1 Amp board mit 36 V oder höherer Eingangsspannung das auch High-und Lowpassfilter on board hat?
Oder Stereo oder Mono boards mit diesen Filtern?

Reference_100_Mk_II (Beitrag #8) schrieb:

Ich schätze auch, dass da irgendwas im Argen liegt.
Habe mit meinem TPA3116D2 einen MDS 08 sehr gut ausfahren können.
Vollgas hab ich aber nicht getestet.

Habe grad gemessen.
Ab 17,5V Ausgangsspannung bei 50 Hz am Bass Ausgang vom TPA3116D2 2.1, klinkt es verzerrt.
Habe es mit 3 gleichen Boards, 2, 4 und 8 Ohm Subwoofer, Bassreflex-und geschlossenen Gehäusen getestet.
Zugespielt habe ich die 50Hz via *test tone generator* Android App per Bluetooth ans board eigene Bluetooth Modul und per line in vom externen Bluetooth Modul.
Mit dem letzt besagten bin ich dann in die "Aktiway-4150.D" Endstufe und konnte da z.B. mit dem Omnes Audio W8 670Z (4ohm) im Bassreflex Gehäuse gehört verzerrungsfrei bis 30V Ausgangsspannung aufdrehen, dann wurde es gehört nicht mehr lauter.
Habe auch experimentiert mit den Reglerstellungen am TPA board und Vol. am Handy.
Gehört verzerrt es immer ab 17,5V Ausgangsspannung.
Klingt dann wie ein Rechtecksignal. Erst ganz leicht und ab 18V dann deutlich.
Alles bei stabilen 26,4V Eingangsspannung.

Dank dir Reference für den Tip mit den aktiven Frequenzweichen.
So eine habe ich auch noch rumliegen.
Mal messen was die verbraucht und wiegt.

vVegas
Inventar

#10 erstellt: 25. Mai 2020, 07:37

Also jagst >200W durch den Omnes und alles ist super ..... sehr seltsam.

Hast mal gemessen was du an Pegel am Eingang hast? Wie bereits erwähnt und auch von Reference vermutet, irgendwas ist da faul.Und mit Eingangssignal ist nicht "Eingangssignal habe ich MP3s, zum Teil selbst von CDs erstellte..." gemeint.

[Beitrag von vVegas am 25. Mai 2020, 12:26 bearbeitet]

richie_b
Stammgast

#11 erstellt: 25. Mai 2020, 10:56

OK, dann werde ich das auch messen und auch mal direkt aus der Soundkarte vom ThinkPad ins TPA3116D2 2.1 line in zuspielen.

Habe den W8 670Z mal mit WinISD in den 23l net. Bassreflex, Tuning 40 Hz, wie er jetzt läuft, simuliert und er müsste bei 50 Hz ca. Z=7 Ohm haben, also bei 30V mit ca. 129W laufen, wenn ich richtig gerechnet habe.
Hatte ihn auch nur ca. 2 s bis 3 s so laut.
Wollte halt hören ob es auch irgendwann auf dem weg zur maximalen Belastbarkeit so verzerrt klingt.

Habe das ja mit dem selben bluetooth Modul und mit dem selben 50Hz Signal erst ins TPA3116D2 2.1 board und dann in die Aktiway Endstufe eingespielt.
Habe sowohl den Pegel am Handy, am Bluetooth Modul und am bass vol. und main vol. am TPA jeweils so eingestellt, dass das Eingangssignal sehr leise und die Eingangsempfindlichkeit am TPA board sehr hoch war und anders herum.
Das Ergebnis war gehört ab 17,5V Ausgangsspannung dass selbe.

Kann auch gerne eins der boards zum messen/testen versenden falls da Interesse besteht...

Reference_100_Mk_II
Inventar

#12 erstellt: 25. Mai 2020, 11:10

Schraub im Zweifelsfall einfach mal die KK runter und schau, ob tatsächlich ein TI TPA3116D2 verwendet wurde...

Hast du ein Scope zur Hand?

Low-Budg
Ist häufiger hier

#13 erstellt: 26. Mai 2020, 10:06

Klingt jetzt eigentlich nicht nach einem Problem mit dem Verstärker sondern eher der Auslegung der Box, bzw. der Erwartungshaltung. Wenn der Verstärker knapp 17 Volt unverzerrt ausgibt, ist das ziemlich genau das was ein TPA 3116d2 auch kann. Für mehr ist der Verstärker einfach nichts. An 7 Ohm und nem Wirkungsgradschwachen TT kommt da halt einfach nicht so viel raus. Zudem ist es auch kein Wunder, dass da bei der fast 4 fachen Leistung mehr raus kommt. Musste halt Prioritäten setzen!

Reference_100_Mk_II
Inventar

#14 erstellt: 26. Mai 2020, 11:10

Nunja...

Bei BTL-Verstärker gilt:
P = ((( U - 0,7V ) * 0,707 ) ^2 / R * n
P = ((( 24,0V - 0,7V ) * 0,707 ) ^2 ) / 8Ω * 0,92
P = (( 23,3V * 0,707 ) ^2 ) / 8Ω * 0,92
P = ( 16,47V ^2 ) / 8Ω * 0,92
P = 271,36V / 8Ω * 0,92
P = 33,92W * 0,92
P = 31,21W

Selbiges ist auch im TI Datenblatt zu erkennen:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpa3118d2.pdf?ts=1590483382478
Seite 10 Figure 13
Gut 32-33W bei 24V an 8Ω mit 1% THD.

Oben habe ich n angepasst an den Wirkungsgrad welcher in Figure 15 ablesbar ist.

Die 17,5V die du misst sind dann halt schon das absolute Maximum was geht.
Egal, ob 8Ω, 6Ω. 4Ω oder gar 2Ω.
Mehr Spannung kommt da nicht raus bei 24V Versorgung.