Lautsprecher auf Class-D oder Röhrenendstufe umschalten

Das ist aber ein ganz schöner Aufwand. Wenn du z.B. auf den Class D schaltest, müssen beim Röhrenamp die Lautsprecher getrennt und auf die 16 Ohm Widerstände geschaltet werden. Umgekehrt natürlich genauso. Und das sollte auch noch 2-polig geschehen, wenn der Digiamp getrennte Massen hat. Mit entsprechenden Wechselrelais und der richtigen Verdrahtung kann man das natürlich machen.

Du kannst auch einen Lautsprecherumschalter, z.B. von Dynavox nehmen. Die funktionieren auch in umgekehrter Richtung als Verstärkerumschalter. Und du hättest dir eine Menge Arbeit erspart. Beim Umschalten sollten aber beide Ampś aus sein, und erst nach dem Umschalten den entsprechenden Verstärker einschalten.

Besondere Aufmerksamkeit liegt bei dem Röhrenamp, der darf nicht ohne Last eingeschaltet sein. Die mechanischen Umschalter sollten auch 2-polig ausgeführt sein, sonst kann es auch hier zu Problemen kommen.

Am besten ist es immer Verstärker gleicher Bauart durch einen Umschalter um zu schalten.

Hallo decander100,

vielen Dank für die Antwort.

Ja, das ist aufwändig. Ein Problem sehe noch beim Umschalten: Hier entsteht kurzfristig ein Leerlauf solange das Relais schaltet (~15ms). Die Preisfrage ist nun ob, Class-D-Amp und der Röhrenamp diesen "Moment" ohne Last verkraften können. Soweit mir bekannt ist, haben beide Amps interne Schutzschaltungen verbaut. Daher überhaupt der Gedanke.

Der Dynavox macht schon genau das, was hier benötigt wird. Wie löst der das Problem mit dem Umschaltleerlauf schaltungstechnisch?

Grüße
Jörg

Umschaltzeit 15 ms? Wenn das mal 15 Sekunden wären. Selbst dann wird beim Röhrenamp (noch) nichts passieren. Es können ohne Last bei einem R-Verstärker hohe Spannungen im AÜ enstehen. Eine gewisse Zeit sollte der das aber aushalten können. Das ganze ist auch Lautstärke abhängig. Wenn kein Signal anliegt, passiert auch nichts. Beim Class D brauchst du dir keine Gedanken machen.

Man sollte beim Umschalten Vorkehrungen treffen damit nichts passiert. Oder willst du während des Betriebes Umschalten, weil du Musiker bist? Wichtiger ist das die Umschaltung 2-polig ausgeführt ist. So weit ich noch weiß ist das bei dem Dynavox nicht der Fall, bzw. nur einpolig. Sonstige Schutzvorkehrungen gibt es auch nicht. Ist in erster Linie ja auch ein Boxenumschalter.

Die kann man aber umgekehrt auch als Verstärkerumschalter verwenden. Bei üblichen Vollverstärkern mit gleicher Masse geht das auch einpolig. Bei einem Class D und Röhrenamp kann es aber wegen unterschiedlichen Massen zu Problemen, bzw. Brummeinstreuungen kommen.

Wenn du dir sicher bist und keine Mühen scheust, dann Bau dir das. Es gibt auch spezielle fertige Umschaltboxen die 2-polig ausgeführt sind:

https://www.good-old-hifi.de/shop/verstaerkerumschalter/

In der Betriebsanleitung zum Download steht das was du wissen mußt.

Hi,
was genau hast Du denn vor?
Das schalten induktiver Lasten unter "Vollast" wäre nicht ganz unproblematisch.
In Signalpausen bzw. bei gemuteten Eingängen wäre es deutlich schonender.

frag doch mal bei DODOCUS ob die was passendes für deinen Zweck im Programm haben, die machen auch Sonderanfertigungen...

https://www.dodocus.de/index.html

was genau hast Du denn vor?

Ich möchte eine Gitarren-Lautsprecherbox bauen, die sowohl mit einem Preamp als auch passiv mit einem externen Rohrenverstärker betrieben werden kann.
Ist ein Preamp angeschlossen, übernimmt eine boxinterne Class-D-Endstufe die Verstärkung. Ist ein externer Röhrenverstärker angeschlossen, fungiert das Ganze nur als passive Lautsprecherbox.
Zwischen beiden "Betriebsarten" soll umgeschaltet werden können. D.h. die Dummy-Loads und Lautsprecher werden jeweils passend auf die Verstärkerausgänge geschaltet. Die Umschaltung soll NICHT erfolgen, wenn die Verstärker aktiv sind. Da mir aber noch keine Lösung eingefallen ist, ein Umschalten bei aktiven Verstärkern zu verhindern, kann es eben vorkommen, dass die Verstärkerausgänge während des Umschaltens temporär (die besagten 15ms des Relais) ohne Last sind.

Ich möchte also
1. die Folgen abschätzen, wenn die Ausgänge der erwähnten Verstärker kurzzeitig ohne Last sind und
2. eine Möglichkeit finden, beim Umschalten z.B. den jeweils ungenutzten Verstärker gleich mit abzuschalten, also z.B. wenn die Box im passiven Modus betrieben wird, sollte die interne Class-D Endstufe stromlos sein.

Zu 2. könnte beispielsweise das Relais, welches die induktiven Lasten schaltet auch gleich die Class-D ein- und ausschalten. D.h., es erfolgt mit dem An-/Ausschalten gleichzeitig auch der Lastwechsel. Den externen Röhrenamp könnte man an eine Kaltgerätebuchse an der Box anschliessen und diese ebenfalls durch das Relais schalten, so dass immer nur der Amp aktiv sein kann, der auch an die Lautsprecher geschaltet ist.

Das sind meine Überlegungen bislang. Welche Folgen das für die Verstärker hat, kann ich halt nicht genau abschätzen und erbitte daher eure Expertise.

LG
Jörg

Ich verwende für einen ähnlichen Zweck seit Jahren von Dynavox AMP-S.

Das ist ein passiver Verstärker/Lautsprecher Umschalter. Man kann wahlweise über die Lautsprecherkabel zwei Verstärker und ein Lautsprecher-Paar oder einen Verstärker und 2 Lautsprecher-Paare anschliessen. Über einen Drehschalter an der Front kann man dann einfach umschalten. Wichtig dabei ist, dass immer über "0" geschaltet wird. Das funktioniert bei mir völlig problemfrei.

Der Dynavox ist in dem Bereich der Klassiker.... Ich habe sogar noch einen ungenutzten hier rumstehen. Falls Interesse besteht...

Aktuell gibt es ein neues Gerät mit einer ähnlichen Funktion von Fosi Audio. Da können dann 2 Lautsprecher und 2 Verstärker hin und her geschaltet werden. Das Gerät hat dann noch ganz nette VU-Meter...

Rascas (Beitrag #8) schrieb:

Ich verwende für einen ähnlichen Zweck seit Jahren von Dynavox AMP-S.

Dito. Und so selten, wie man i.d.R. umschaltet, kann man dafür auch mal aufstehen, denn üblicherweise weiss man vorher, wie man hören will. Eine Röhre im laufenden Betrieb ohne angeschlossene Last zu betreiben, und sei es auch nur für den Bruchteil einer Sekunde, kann sich als ganz dumme Idee erweisen. Bekanntlich entsteht bei einer unter Strom stehenden Induktivität (die Sekundsär-Wicklung des AÜ ist im Prinzip eine Spule) ein Magnetfeld. Bricht dieses Magnetfeld zusammen, wird mangels Belastung (unendlicher Widerstand mangels Last) eine Spannung induziert (Selbstinduktion), die in der Primärwicklung hochtransformiert wird. In ungünstigen Fällen kann das an den Röhrensockeln zu Spannungsüberschlägen führen, was nichts Gutes bedeuten muß, oder sogar im AÜ, was ganz sicher was nichts Gutes bedeutet. Dies kann man sicher vermeiden, indem man niemals ohne Last umschaltet. Als zusätzliche Maßnahme kann man an der Sekundärwicklung des AÜ einen Widerstand anbringen, der im Havariefall die Selbstinduktion wirksam kurzschließt. Ein praxisnaher Wert ist 150 Ohm. 16 Ohm wäre viel zu wenig, und das müßte dann auch ein Leistungs-Widerstand sein, weil der immer mitläuft. Bis zu etwa 50 Watt reicht ein Widerstand 150Ohm/4Watt aus. Sollte der Verstärker tatsächlich 120 Watt leisten können, wäre ein 10 Watt Beton-Silo o.ä. angemessen (Faustformel: Max. Ist-Belastung mal drei).

Der Dynavox ist in dem Bereich der Klassiker

Hast du da mal aus Interesse reingeschaut? Wie machen die das denn mit der Umschalterei? Sollte doch in etwa der gleiche Anwendungsfall sein...

Ich habe das Problem auch in einem anderen Forum gepostet. Die Meinungen hinsichtlich eines kurzen Leerlaufbetriebs gehen komplett auseinander (auch innerhalb des anderen Forums):

Röhrenschaltungen muß man schon länger mißhandeln, damit bleibende Schäden auftreten. Man hat quasi die thermische Trägheit, ehe die Isolation verbrennt. Und das Lautstärkepoti muß auch am Anschlag sein. Einem Transistor reichen dagegen wenige µs zum Secondary Breakdown und dann isser hin. Der oft in Heimkomponenten zu findende Schutz über ein Relais ist viel zu träge. Ein Kurzschluß am Ausgang zerstört diesen Verstärker zuverlässig. Da ist der interne Schutz in einem Class-D erheblich wirkungsvoller und die Filterdrosseln am Ausgang verhindern einen zu schnellen Stromanstieg.

Zu meinem Punkt 2:

2. eine Möglichkeit finden, beim Umschalten z.B. den jeweils ungenutzten Verstärker gleich mit abzuschalten, also z.B. wenn die Box im passiven Modus betrieben wird, sollte die interne Class-D Endstufe stromlos sein.

Wie bewertet ihr den Fall, dass mit der Lastumschaltung auch gleichzeitig das Ein-/Ausschalten erfolgt, also z.B. über das gleiche Relais? D.h. der Verstärker, auf den der Dummy-Load geschaltet wird, wird gleichzeitig ausgeschaltet. Der Verstärker, der die Lautsprecher zugeschaltet bekommt, wird in dem Moment eingeschaltet (und entsprechend andersherum)?

Hi,
die handelsüblichen Umschaltboxen beinhalten ehr keine Schutzmaßnahmen für Leerlaufbetrieb der Endstufen, Umschaltspitzen etc.

Solange die Endstufen kein Eingangssignal haben bzw. kein Ausgangssignal liefern kannst du bedenkenlos den Ausgang lastfrei schalten und auch längere Zeit im Leerlauf lassen.

Problematisch ist das Trennen unter Last. Bei der Röhre z.B. arbeitet dann der AÜ qausi als Zündspule und das Relais ist der Unterbrecherkontakt. Das würde ich in jedem Fall vermeiden. Früher oder später führt das sicherlich zum Defekt, bei der Class-D würd ich das ähnlich bewerten.

Ebenso problematisch ist eine (Großsignal) Aussteuerung im Leerlauf. Kann gut gehen ... muß aber nicht.
Auch das würde ich aus Sicherheitsgründen nicht regelmäßig machen.

Das gleichzeitige Umschalten bzw. Ausschalten einer Kaltgerätebuchse für den Röhren-Amp. könnte je nach Anwendung etwas lästig sein. Bei jedem Umschalten müssen die Röhren dann wieder vorwärmen.
Hängt also sehr stark von Deinem Nutzungsverhalten ab.

Beim Claas-D dagegen ist mehrmaliges Power on/off sicherlich kein Problem.

Tendenziell würd ich mit den bisherigen Infos ehr eine "Mischvariante" sehen.
Hat auch den Vorteil das du keinen Zusätzlichen "Wahlschalter" brauchst.

Den Lautsprecher immer dann per Relais beim Einschalten der internen Class-D Endstufe auf den selbigen Ausgang aufschalten.

Wird die Class-D ausgeschaltet flallen die Relais wieder in den Ruhezustand und legen die LS-Anschlüsse auf die externen Klemmen zum Rö-Amp.

Rö-Amp wird nach belieben separat ein und ausgeschaltet.
Um worst Case Leerlauf zu vermeiden bekommen die externen LS-Klemmen zum Rö-Amp sicherheitshalber eine feste Grundlast (ca. 1:10) von rund 160Ohm/10W. Da die im Röhrenbetrieb keine nennenswerte Last schlucken brauchst du die auch nicht per Relais zu oder abschalten.

Willst Du DAU-Mäßig beim Rö-Amp auf Nummer Sicher gehen, spendierst Du noch ein weiteres Relais, das beim Einschalten des Class-D zusätzlich eine Dummy-Load 22R/100W an die LS-Klemmen zum Rö-Amp aufschaltet. Solange Du das nur selber benutzt und keine DAU's an den Geräten rumfingern, halte ich das aber ehr für übertrieben.

Vieleicht helfen Dir die Gedanken ja ein wenig weiter.
Deinen Ansatz Dir um die Umschaltspitzen Gedanken zu machen ist auf jeden Fall angebracht.

Vieleicht helfen Dir die Gedanken ja ein wenig weiter

Ungemein! Herzlichen Dank!

Um worst Case Leerlauf zu vermeiden bekommen die externen LS-Klemmen zum Rö-Amp sicherheitshalber eine feste Grundlast (ca. 1:10) von rund 160Ohm/10W.

Woher kommt der Wert 160Ohm? Best practice Ansatz oder gibt es dazu was "Theoretisches"? Wäre ein höherer Wert (z.B. 1kOhm) nicht besser, damit mehr Leistung durch den LS geht?

Hi,
ja, da gibts auch theoretische Grundlagen zu.
Grundlagen Induktivität. Insbesondere dessen Abschaltverhalten.
z.B. https://www.elektroniktutor.de/analogtechnik/l_gleich.html

In der Praxis sieht das aber nicht ganz so dramatisch aus wie in der Theorie. Hinzu kommt, das der AÜ eingangsseitig ja auch bedämpft ist.

Der Daumenwert 1:10 bezogen auf die Nennimpedanz liefert dir einen Anhaltspunkt wo du dich bewegen muß um einen Leerlaufimpuls noch angemessen zu bedämpfen.

Bezogen auf die Leistung an der Nennimpedanz von 16Ohm
ergibt an 160Ohm gerade mal 1% Verluste.

Die letztendliche Wahl ist dann ein Kompromiss aus gewünschter Bedämpfung (Sicherheit) und vertretbaren Verlusten.

Mit 160Ohm ist der extrem ungünstige Leerlauffall hinreichend bedämpft um (vermutlich) keinen Schaden mehr anrichten zu können.

Deutlich größere Werte 1k .... und mehr haben dann keinen Dämpfungseffekt mehr.

Willst Du mehr Sicherheit bzw. ein höheres Dämpfungsvermögen mußt
du dich der Nennimpedanz weiter annähern.
120Ohm würden schon rund 2% Verluste ausmachen.

Hinzu kommt, das die Impedanzverhältnisse sich über die Frequenz verändern und die Verluste zu höheren Frequenzen noch ansteigen.
Je tiefer Du einsteigst, desto komplizierter wird es.

PS: hast Du eigentlich schon mal nachgeschaut, ob dein Rö-Amp schon eine Grundlast intern verbaut hat?

Hallo MosFetPapa,

danke für die einleuchtende Erklärung!

PS: hast Du eigentlich schon mal nachgeschaut, ob dein Rö-Amp schon eine Grundlast intern verbaut hat?

Im Moment habe ich keinen RöAmp. Ich möchte das aber zukünftig nicht ausschließen und daher vorsorgen und den Fall in der Designphase abhandeln.

LG
Jörg