Überlastung von Amps / Speakern bzw. Clipping

[el_buck0]

Nach einigen Recherchen zum Thema Clipping und Erkennen von Überlast an Versärker und Speakern, will ich dich Ergebnisse zur Info bzw. als Basis für eine evtl. Diskussion bereitstellen. Außerdem habe ich noch eine angrenzende Frage.
Ich verwende Informationen von einer website namens "http://www.hth-lautsprecher.de".

Zunächst einmal als Gedächtnisstütze:
Als Clipping bezeichnet man die Phänomene, die entstehen, wenn ein Verstärker im übersteuerten Bereich betrieben wird. Dann kann ein Verstärker nicht mehr das Eingangssignal um einen konstanten Faktor verstärkt am Ausgang abbilden, sondern muss die grössten Spitzen "abschneiden", was im Frequenzbereich Auswirkungen hat.

Aussage 1
Clipping zerstört die Lautsprecher nicht; da die Intensität der kritischen Frequenzen (viel) zu gering dazu sind.

Aussage 2
Zu hohe elektrische Leistung (durch aufdrehen großer Verstärker) zerstören Lautsprecher.

Erkenntnis:
Auf Nummer Sicher geht man, wenn man die Speaker höher dimensioniert als die Verstärker. Clipping ist leicht zu erkennen und ist vergleichsweise harmlos.

Aussage 3
Überlast der Verstärker erkennt man an Signalverzerrungen (Clipping) , die durch den Speaker wiedergegeben werden.

Aussage 4
Überlast der Speaker erkennt man daran, dass die Speaker trotz weiterem Aufdrehen kaum noch mehr Schalldruck erzeugen.


Soweit so gut. Wie ist das nun wenn man eine Endstufe an einer Last mit niedrigerer Impedanz als im Datenblatt vorgesehen betreibt?(3 Ohm Woofer an 4Ohm Brücke z.b.)
Entspricht dies einem Übersteuern? Soweit ich das verstanden habe: Nein.
Hat man hier überhaupt eine Chance reichtzeitig zu erkennen, wann das Netzteil an seine Grenzen kommt?

 

[Achim1409]

Frage: Wozu muss man das alles Wissen????
Meine Philosophie: Meine Verstärker bringen mehr Leistung als was die Lautsprecher vertragen.
Wenn ich beim einstellen höre, das die Lautsprecher verzerren, drehe ich den Gain runter. In diesem Fall komme ich auch nie in die Gelegenheit das das Netzteil oder die Stufe an Ihre grenzen kommt, vorausgesetzt es steht genügend Strom zur Verfügung.
Grüße
Achim

 

[playitloud]

Ich verwende Informationen von einer website namens "http://www.hth-lautsprecher.de".

Okay...was finde ich an spektakulärem Wissen auf der Seite, außer der Monacor-Produktpalette und budgetorientiertem, sonstigen Material ?
Ah, hab´s gefunden, steht hier: http://www.hth-lautsprecher.de/theorie/clipping.htm

Aussage 1
Clipping zerstört die Lautsprecher nicht; da die Intensität der kritischen Frequenzen (viel) zu gering dazu sind.

Es wird aber im nächsten Satz zugegeben, dass es durchaus Hochtöner treffen kann, die die Oberwellen nicht verkraften.
Denn wir wissen seit Fourier, dass sich der Sinus-Plattfuss aus massigfachen, Vielfachen der Grundfrequenz zusammensetzt, die Summe dieser Vielfachen ergibt zu viel Leistung am Hochtöner, der dabei draufgehen kann.
Meine Meinung: "Clipping kills"! Sicher lebt nur, wer seine zu kleinen Amps nicht clippen lässt, und die dicken Brummer rechtzeitig limitiert, um nicht in den kritischen Bereich zu kommen. Wer es partout ohrenbetäubend laut will, soll gleich in mehr Wirkungsgrad, oder höher belastbare Speaker investieren, bevor er in der Gain-Kette, irgendwas im roten Bereich fährt (letztendlich ist es wurscht, wo das verhunzte Signal her kommt...

Aussage 2
Zu hohe elektrische Leistung (durch aufdrehen großer Verstärker) zerstören Lautsprecher.

Natürlich tut sie das irgendwann. dann sind Speaker thermisch und mechanisch am Ende, aber: Wer Ohren hat, der höre - wenn´s shice klingt, aufhören

Erkenntnis:
Auf Nummer Sicher geht man, wenn man die Speaker höher dimensioniert als die Verstärker. Clipping ist leicht zu erkennen und ist vergleichsweise harmlos.

M.E. ein gerne angenommener Trugschluss, das funktioniert nur, wenn man den Verstärker im linear arbeitenden Bereich limitiert und KEIN Clipping zulässt! Wenn das Clipping so leicht zu erkennen ist, dann muss auch konsequent weniger "Gas" gegeben werden, sonst ist die Pappe halt doch wieder durch...

Aussage 3
Überlast der Verstärker erkennt man an Signalverzerrungen (Clipping) , die durch den Speaker wiedergegeben werden.

...oder, mit etwas Glück an der rot blinkenden LED am Amp, setzt natürlich voraus, dass das Gerät eine ordentliche Auswertung des Clip-Zustands hat.

Aussage 4
Überlast der Speaker erkennt man daran, dass die Speaker trotz weiterem Aufdrehen kaum noch mehr Schalldruck erzeugen.

Du verwechselst das glaube ich mit der "powercompression". Der Lautsprecher wird mit steigender Leistung bei sich erhitzender Schwingspule nicht "nicht lauter", sondern nur "weniger lauter"
Überlastete Lautsprecher, überhitzen an der Spule, dann ist irgendwann mit Rauchwolke Schicht im Schacht, oder der Spulenträger knallt auf die Polplatte und verzieht sich/reißt ab - Feierabend!

Soweit so gut.

Wie ist das nun wenn man eine Endstufe an einer Last mit niedrigerer Impedanz als im Datenblatt vorgesehen betreibt?(3 Ohm Woofer an 4Ohm Brücke z.b.)
Entspricht dies einem Übersteuern? Soweit ich das verstanden habe: Nein.
Hat man hier überhaupt eine Chance reichtzeitig zu erkennen, wann das Netzteil an seine Grenzen kommt?

Übersteuert ist erst, wenn das Konstrukt mit Spannung versorgt wird, die Anzeichen von Clipping hat. Bis dahin ist lediglich der Verstärker womöglich nicht ausreichend gekühlt um die zu niedrige Impedanz ohne Überhitzen zu treiben.
Netzteil "am Ende" bei unlimitierten Endstufen = hörbares Clipping
Netzteil "am Ende" bei limitierten Endstufen = lange Bass-Sustaines werden nach lautem Beginn leiser, Signal fängt an zu "pumpen"


Aus eigener Erfahrung:
Ich fahre meine PA-Anlage 3-Wege-Aktiv, über den DSP/Controller DCX2496 von Behringer, ein multifunktionelles, weit verbreitetes Gerät mit gutem P/L-Verhältnis (sicher nicht high-end, aber praktisch). 18"-Woofer, 15"-Kickfiller, 12"/1"(Horn)-Topteile
An den zwei 18"-BR-Woofern mit je 800W/8 Ohm Belastbarkeit hängt z.B. ein 30 Kilo "Eisenschwein" mit gebrückten 3 kW an 4 Ohm. Der Controller lässt kurzes Aufblitzen der CLIP-LED zu, dabei liefert der Verstärker noch sinusförmige Spannung (nachgemessen mit Impulsgenerator+Oszilloskop) Würde ich die Speaker mit genau angepasster Amp-Leistung betreiben, könnte ich ihr Potential nicht ausschöpfen, Dynamikspitzen würden gekappt werden und ich müsste mit weniger möglichem Pegel leben. Nach mehrstündigem "Dauervollgas", wenn der DJ schon halb taub ist und übermütig wird, tritt dann schon mal ein "Powercompression-Effekt" ein, wenn der Brickwall-Limiter im Controller quasi aus dem bedämpfen nicht mehr herauskommt und sich die Spulen erwärmen...
Ähnlich halte ich es mit den anderen beiden Wegen, einzig bei den Tops nehme ich eine Endstufe mit nur 2x800W/8Ohm, das liegt etwa 20% über der Nennbelastbarkeit der Chassis, der Limiter muss richtig eingestellt sein und es darf kein zu starkes "Ungleichgewicht" der Anteile der wiederzugebenden Frequenzen herrschen. Einmal eine hoch pfeifende Rückkopplung über das Mikrofon, dann ist mit dieser Leistung der 70W-Hochtöner üerfordert und verabschiedet sich (Die nächste Stufe ist dann 4-Wege vollaktiv, dan ist DAS Problem erledigt...)

Was ich damit sagen wollte:
Mit Hirn und Gehör an die Sache herangehen, gerne auch mal ein Messgerät hinzunehmen, ich bin immer für größere Verstärker als Lautsprecher, aber bitte dies nicht als Einladung zum "noch mehr aufdrehen" verstehen, sondern als Chance, ohne Clipping der gewünschten Lautstärke näher zu kommen. Wenn´s scheppert, zirpt, rattert, riecht - ein paar Dezibel weniger geben und alles wird gut


Viele Grüße,
Jürgen

 

[komet]

Wenn ich beim einstellen höre, das die Lautsprecher verzerren, drehe ich den Gain runter.

das ist ja löblich, kann aber trotzdem zu Verlusten führen. Denn verschiedene CDs sind unterschiedlich laut ausgesteuert. Erwischt man dann nach dem "sicheren" Einstellen eine lautere, kann das trotzdem zu Überlastungen führen.

Würde ich die Speaker mit genau angepasster Amp-Leistung betreiben, könnte ich ihr Potential nicht ausschöpfen, Dynamikspitzen würden gekappt werden und ich müsste mit weniger möglichem Pegel leben

PA-Amps gaben sehr häufig Schaltnetzteile, die zwar schön geregelte Spannungen von sich geben, aber im Vergleich zu Trafonetzteilen wenig Übersteuerungsreserven haben. Füher gab man Verstärkerleistung in "Sinus" und "Musik" an: war die Angabe für die Musikleistung doppelt so hoch als die der Sinusleistung (und der Hersteller seriös), dann bedeutete das 3dB Übersteuerungsreserve für dynamische Passagen. Bei solchen Amps isses dann richtig dimensioniert, wenn die Ausgangsleistungen der Amps zu der Belastbarkeit der LS passen.

 

[playitloud]

@komet:
Wie stehst Du zu den Pauschalaussagen des TE?
Wenn ich höre, dass Clipping per se unproblematisch sein soll, dann fröstelt mich irgendwie

 

[komet]

@komet:
Wie stehst Du zu den Pauschalaussagen des TE?

die Zeite, wo ich hier "Romane" schreibe, sind vorbei... - da schüttel ich lieber "im Stillen" den Kopf... Natürlich ist Clipping zu vermeiden! Aber Seriosität/Vernunft ist halt nicht "sexy"...