Ausgangsleistung ohne Oszi schätzen (aka "Mist messen"?)

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Monohuhn
Hat sich gelöscht

#1 erstellt: 18. Jan 2016, 22:17

Hallo zusammen,

kurz zur Vorgeschichte: Ich habe mal wieder gebastelt, und zwar einen einfachen Stereo-Röhrenverstärker mit 6N2P (ECC83), 2 x 6P14P (EL84) und Übertragern aus Grundig TK46 (von ebay). Da die Übertrager für ELL80 gedacht waren, laufen die EL84 mit 27 mA Anodenstrom. Obwohl da immer noch 2-3 Watt zusammenkommen sollten, scheint mir der Verstärker doch recht leistungsschwach zu sein.

Die Frage ist also: Wie kann der Küchentischbastler ohne Oszilloskop (weil das Platz und Geld wegnimmt und bei der seltenen Basteltätigkeit sich sowieso nicht lohnt) die Ausgangsleistung abschätzen?

Meine Idee: Ich hänge an den Lautsprecherausgang folgende Schaltung:

Anschließend speise ich von einer Test-CD mit Vollaussteuerung aufgenommene Sinustöne ein und drehe die Lautstärke soweit auf, bis gerade noch keine Übersteuerung zu hören ist. Aus den gemessenen Spannungen berechne ich dann die Leistung, wobei ich als Lastwiderstand 4 Ohm annehme (aus obiger Reihen- und Parallelschaltung - ein höherer Vorwiderstand für den Lautsprecher wäre sicher besser, aber ich habe keinen passenden da). Dabei erhalte ich folgende Werte:

Linker Kanal
1000 Hz --> 3,9 V --> 3,9 W
440 Hz --> 4,0 V --> 4,0 W
100 Hz --> 3,7 V --> 3,3 W

Rechter Kanal
1000 Hz --> 3,7 V --> 3,3 W
440 Hz --> 3,8 V --> 3,8 W
100 Hz --> 3,8 V --> 3,8 W

Der Verstärker bringt somit also tatsächlich in etwa die angepeilte Leistung und 3 Watt sind halt nicht so laut. Die Frage ist nur: Taugt mein Schätzverfahren überhaupt etwas oder habe ich irgendwo einen gewaltigen Denk- oder Rechenfehler gemacht?

Unsicherheiten könnten natürlich dadurch entstehen, dass das verwendete Multimeter eigentlich nur für 50 Hz gedacht ist und natürlich dadurch, dass es schwierig ist, allein nach Gehör die Übersteuerungsgrenze zu finden (bei 440 Hz ging das noch gut, bei 1000 Hz schon schwieriger und bei 2000 Hz gar nicht mehr). Aber es sollte ja auch nur eine Schätzung und keine exakte Messung werden.

Was sagt Ihr dazu?

Gruß
Vincent

Hmeck
Inventar

#2 erstellt: 19. Jan 2016, 07:48

Hi,

nunja, das Netzwerk aus Rs und Lautsprecherimpedanz hat ca. 4 Ohm, aber über die Effektivwertanzeige des Messgerätes wissen wir nichts, wie du ja selber schreibst. Gerade in kleinen Spannungsbereichen neigen die zu großer Ungenauigkeit.
Auch scheinst du nicht Volt zu Quadrat durch Ohm gleich Watt gerechnet zu haben.

Davon abgesehen, eine Schätzung eben. Wenn man als Bastler aber vor allem wissen möchte, ob nach Änderungen etwas vorher / nacher besser / schlechter ist, bekommt man das so raus.

U.u. würde ich mal einen einfachen Diodengleichrichter mit Siebkondensator ausprobieren. Gemessene Gleichspannung - Duchlassspannung der Diode ist dann Spitzenwert, also auf eff.Wert umrechnen. Dann hast du zumindest eine Vergleichbarkeit über die Frequenz.

Grüße, Hmeck

[Beitrag von Hmeck am 19. Jan 2016, 07:49 bearbeitet]

Kay*
Inventar

#3 erstellt: 19. Jan 2016, 14:42

Taugt mein Schätzverfahren überhaupt etwas oder habe ich irgendwo einen gewaltigen Denk- oder Rechenfehler gemacht?

was nützt dir eine Leistung von 3W bei z.B. 50% Klirr?
Spannungsteiler bauen
ggf. Übertrager
an Soundkarteneingang
SW mit allen Schikanen gibt's als freeware im Web

Hmeck
Inventar

#4 erstellt: 19. Jan 2016, 16:09

Soundkarte ist natürlich schon das Mittel der Wahl!
Aber dennoch braucht man zumindest einen Vergleichswert, z.B. von einem Messgenerator - sonst weiß man genau so wenig wie vorher, in welchem Leistungsbereich man gerade herumstochert.

Monohuhn
Hat sich gelöscht

#5 erstellt: 19. Jan 2016, 18:21

Vielen Dank Euch beiden!

Hmeck (Beitrag #2) schrieb:

Auch scheinst du nicht Volt zu Quadrat durch Ohm gleich Watt gerechnet zu haben.

Stimmt. Ich hatte mir zunächst die Ströme ausgerechnet und daraus dann die Leistung. Ist aber kein großer Unterschied.

U.u. würde ich mal einen einfachen Diodengleichrichter mit Siebkondensator ausprobieren. Gemessene Gleichspannung - Duchlassspannung der Diode ist dann Spitzenwert, also auf eff.Wert umrechnen. Dann hast du zumindest eine Vergleichbarkeit über die Frequenz.

Das ist eine gute Idee. Die Teile hätte ich sogar ausnahmsweise da.

Monohuhn
Hat sich gelöscht

#6 erstellt: 20. Jan 2016, 22:46

Hmeck (Beitrag #2) schrieb:

Müsste man nicht die Durchlassspannung zum Messwert addieren, anstatt ihn abzuziehen? Wir wollen ja den Spitzenwert der Spannung am Lastwiderstand und der liegt vor der Diode. Oder müsste man zuerst den Effektivwert des Messwertes ausrechnen und dazu dann die Durchlassspannung addieren?

Bin gerade etwas durcheinander...

Hmeck
Inventar

#7 erstellt: 21. Jan 2016, 07:59

Curlew (Beitrag #6) schrieb:

Müsste man nicht die Durchlassspannung zum Messwert addieren, anstatt ihn abzuziehen?

Genau, sorry.

Ich habe hier in meiner Krümelkiste so ein einfaches Teil mit zwei Germaniumdioden, bei hochohmiger Belastung lädt es sich fast auf Spitzenspannung auf.

Kay*
Inventar

#8 erstellt: 21. Jan 2016, 14:46

Aber dennoch braucht man zumindest einen Vergleichswert,
z.B. von einem Messgenerator -
sonst weiß man genau so wenig wie vorher, in welchem
Leistungsbereich man gerade herumstochert.

der Tongenerator "steckt" in der Soundkarte,
der Vergleichswert "steckt" im Multimeter

Monohuhn
Hat sich gelöscht

#9 erstellt: 22. Jan 2016, 20:20

So, ich habe nochmal Spitzenwerte gemessen - mit einer Diode 1N4001 und einem 2200µ-Elko dahinter. Mit jeweils 1000 Hz Messton ergibt sich:

Linker Kanal
Messwert am Elko: 4,01 Vs
+ 0,7 V Durchlassspannung = 4,71 Vs
Effektivwert: 3,34 Veff
Leistung: P = 2,19 W

Rechter Kanal
Messwert am Elko: 4,22 Vs
+ 0,7 V Durchlassspannung = 4,92 Vs
Effektivwert: 3,49 Veff
Leistung: P = 2,39 W

Ich würde das sagen: Das ergibt Sinn und entspricht den Erwartungen. Ihr auch?

Der Leistungsunterschied wird daher kommen, dass die Röhren unterschiedlich "fertig" sind - die linke zieht 33 mA Anodenstrom, die rechte nur 27 mA.

Interessant: Die hell glühenden Schirmgitter der 6P14P bei Übersteuerung. Das sollte man wohl nicht zu oft machen.

Noch interessanter: Das Schirmgitter der linken Röhre glüht auch im Ruhezustand partiell, obwohl es eigentlich nicht überlastet sein kann. Warum? Dazu mache ich später mal einen neuen Thread auf.

Kay*
Inventar

#10 erstellt: 22. Jan 2016, 21:52

Ich würde das sagen: Das ergibt Sinn und entspricht den Erwartungen. Ihr auch?

Ich würde sagen:
eine Leistungsangabe ohne Bezug zum Klirr ist sinnfrei.
(Da könnte man dann auch direkt die Betriebsspannung umrechnen

)

aber mach' wie du denkst!

Monohuhn
Hat sich gelöscht

#11 erstellt: 22. Jan 2016, 22:40

Das ganze Projekt ist sinnfrei.

Ist mir aber egal.

Zum Klirr: 50 Prozent werden es schon nicht sein.

Hörstern
Hat sich gelöscht

#12 erstellt: 23. Jan 2016, 14:28

Hi,

den Übersteuerungspunkt kann man mit einem mittelohmigen Kopfhörer feststellen. Ein Lautsprecher ist als Messwiderstand ungeeignet, besser einen 4Ω- Widerstand verwenden. Bei Lofi gilt die Nennleistung bei 10% Klirr, das entspricht 10% Amplitudenkappung. Diese bei einem Verstärker mit geringer Gegenkoppplung ohne Ossi festzustellen ist aber schwierig.

Monohuhn
Hat sich gelöscht

#13 erstellt: 23. Jan 2016, 18:51

Dafür hatten wir ja nach Hmecks Methode den Spitzenwert bestimmt. Das funktioniert, ohne den Messton überhaupt hören zu müssen - nach Einsetzen der Übersteuerung steigt die Spitzenspannung nicht weiter an und das Multimeter hat keine Probleme mit der Kurvenform. Der Lastwiderstand hatte 5,1 Ohm.

Vielleicht baue ich mir irgendwann wirklich mal ein Messkabel für die Soundkarte, so wie vorgeschlagen.

Kay*
Inventar

#14 erstellt: 27. Jan 2016, 01:07

Vielleicht baue ich mir irgendwann wirklich mal ein Messkabel für die Soundkarte

fange doch erstmal mit einem Generator an und überprüfe dein Multimeter.
Diese sind erheblich breitbandiger, als man denkt,
sofern man im 200mV-Bereich (also keine Abschwächung) misst
...
entsprechend einen niederohmigen Spannungsteiler davor basteln, wenn man Breitbandigkeit braucht