Impedanzumschaltung bei alten Verstärkern

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AlexG1990
Inventar

#1 erstellt: 05. Dez 2014, 07:01

Hallo!

Mal eine Frage: Habe gerade wieder bei einem alten Pioneer-Receiver aus den späten 70ern einen Impedanzwahlschalter entdeckt. Bei einem 80er Technics Verstärker habe ich das auch schon gesehen...

Das ist ein Schalter, wo man die angeschlossene Lautsprecherimpedanz einstellen kann/soll/muss. Der hat 2 Stellungen: a) 4-8 Ohm, b) 8-16 Ohm.

Was macht der Schalter genau?
Abgesehen davon, dass ich noch keine Lautsprecher gesehen habe, die was anderes als 4, 6 oder 8 Ohm Nennimpedanz haben, frage ich mich was da umgeschaltet wird.
Ich dachte immer, dass die Lautsprecher direkt an dem Endstufentransistor betrieben werden (dessen Innenwiderstand nahe 0 Ohm liegt), der natürlich für eine Mindestimpedanz (meist 4 Ohm) ausgelegt ist. Höher kann man ja immer anschließen, bei jeder Verdopplung der Impedanz halbiert sich eben die abgegebene Leistung bei gleichem Spannungspegel/Lautstärkeeinstellung.
Also: was wird da geschaltet?

Nochwas passend dazu:
Die Mindestimpedanz-Vorgabe soll ja den maximalen Strom begrenzen, der durch die Endstufe maximal fließen kann, um die vor dem Hitzetod zu bewahren. Nun dürfte es aber doch auch kein Problem sein 2 Ohm (doppelter Strom) anzuschließen, wenn man 3dB unter Vollaussteuerung/Clipping-Level bleibt, was ohnehin selten vorkommt...oder? Wenn man dann 3dB unter diesem Level bleibt, fließt ja auch nie mehr Strom als bei 4 Ohm bei Vollaussteuerung?!?

Gruß Alex

Passat
Inventar

#2 erstellt: 05. Dez 2014, 12:41

Diesen Umschalter gibt es es auch bei den meisten modernen AV-Receivern.

Der Umschalter macht nichts anderes als das Netzteil der Endstufe auf eine andere Anzapfung des Trafos umzuschalten.
Diese Anzapfung liefert eine geringere Spannung.
Da die Versorgungsspannung der Endstufe damit niedriger ist, ist auch deren Leistung niedriger und es fließt weniger Strom.

Nehmen wir einen Verstärker mit 100 Watt an 8 Ohm.
Dann beträgt die Spannung 28,28 Volt und es fließt ein Strom von 3,53 Ampere.
An 4 Ohm würde bei 28,28 Volt ein Strom von 7,06 Ampere fließen und die Ausgangsleistung wäre 200 Watt.
Wenn man jetzt die Spannung auf 20 Volt begrenzt, dann ergibt das an 4 Ohm eine Leistung von 100 Watt und es fließt ein Strom von 5 Ampere.
Oder wenn man nur einen Maximalstrom von 3,53 Ampere zulässt, dann muß man die Spannung auf 14,14 Volt senken und es ergibt sich an 4 Ohm eine Leistung von 50 Watt.

Hier ein Ausschnitt aus dem Schaltplan eines AV-Receivers, in dem man gut sehen kann, das nur auf eine andere Anzapfung des Trafos umgeschaltet wird:

Grüße
Roman

[Beitrag von Passat am 05. Dez 2014, 12:52 bearbeitet]

Dadof3
Moderator

#3 erstellt: 05. Dez 2014, 13:21

Passat (Beitrag #2) schrieb:

Diesen Umschalter gibt es es auch bei den meisten modernen AV-Receivern.

Mir ist kein moderner AVR bekannt, der das noch hat.

Meines Wissens war das früher in einigen Ländern der Welt erforderlich, um bestimmte Vorschriften zum Brandschutz einzuhalten. Da die Verstärker aber mittlerweile alle Schutzschaltungen besitzen, wurden diese Vorschriften irgendwann abgeschafft, und damit auch die Schalter.

Habe ich jedenfalls mal irgendwo hier so gelesen, keine Ahnung, ob's stimmt.

Passat
Inventar

#4 erstellt: 05. Dez 2014, 13:26

Das haben immer noch fast alle AVRs.
Allerdings nicht mehr als mechanischer Schalter ausgeführt, sondern im Einstellungsmenü verborgen.
Der Ausschnitt aus dem Schaltplan ist von einem 2 Jahre alten AVR.

Grüße
Roman

[Beitrag von Passat am 05. Dez 2014, 13:27 bearbeitet]

Dadof3
Moderator

#5 erstellt: 05. Dez 2014, 13:39

Mein Denon hat das nicht, habe gerade mal noch die BDAs von beispielhaften Yamaha, Pioneer, Sony, Harman Kardon und Onkyo gescannt und nur bei Yamaha und Onkyo habe ich etwas dazu gefunden.

"Fast alle" trifft es also nicht wirklich ...

Passat
Inventar

#6 erstellt: 05. Dez 2014, 13:50

Ein aktueller Denon AVR-X4100W und AVR-X5200W hat das.
Siehe jeweils Seite 35 der Anleitung.

Grüße
Roman

Stereo33
Hat sich gelöscht

#7 erstellt: 05. Dez 2014, 13:54

Mein Yammi hat eine Umschaltung, es gibt 2 Einstellungen, die kleinste ist 6 Ohm (laut BDA auch für 4 Ohm geeignet).

Eigentlich könnte man sich so eine Umschaltung sparen, wenn man nicht grade viel Leistung braucht (dann hat man aber vermutlich Endstufen/Vollverstärker), ist die kleinste Einstellung immer die Beste.
Heist geringste Belastung der Endstufe und klanglich das Beste, natürlich nur in der Theorie (Klirrwerte usw. verbessern sich).

Mickey_Mouse
Inventar

#8 erstellt: 05. Dez 2014, 14:04

es gibt dazu noch ein paar Worte zu sagen.

Roman rechnet mit dem effektiv Wert (ist auch völlig legitim). Also die o.g. 28.28V sind der Gleichstromwert, der dieselbe Leistung "erzeugt" wie ein Sinus mit einem Wert von 80V Spitze zu Spitze. Damit der Verstärker also überhaupt die 100W an 8Ohm als "Sinus-Leistung" ausgeben kann, benötigt er +/-40V (aufgrund einiger Spannungsabfälle noch etwas mehr, aber im Prinzip und grob).

Und was man auch nicht vergessen darf: die Puffer-Kondensatoren (Elkos) werden mit dieser Spannung aufgeladen. Die gespeicherte Ladung ist aber quadratisch zu der Spannung! D.h. ein Verstärker, der mit der doppelten Spannung läuft, hat 4-mal soviel Reserven gespeichert. Das nur für die Leute, die einen Verstärker in erster Linie nach der Größe der Elkos bewerten. Um deren "Wirkung" zu vergleichen, muss man auch die Spannung kennen.

Die ganz aktuellen Modelle haben dazu noch einen ECO-Modus, der nichts anderes tut als diesen "Schalter" automatisch zu betätigen.
D.h. wenn die Leistung/Spannung nicht gefordert wird, dann schalten sie auf eine niedrigere Spannung (also 4Ohm Betrieb) um die Verlustleistung gering zu halten. Sowie eine höhere Spannung/Leistung gefordert wird, schaltet der Verstärker von sich aus um um bleibt für eine Weile in dieser Stellung.

Passat
Inventar

#9 erstellt: 05. Dez 2014, 15:10

Das automatische Umschalten der Betriebsspannung je nach Leistungsbedarf ist übrigens schon uralt.
Das hatten z.B. schon NAD-Geräte in den 80ern.

Dieses Prinzip nennt sich übrigens "Class G".

Grüße
Roman

DB
Inventar

#10 erstellt: 05. Dez 2014, 18:29

Ja, ich hatte vor Jahren einen großen alten Technicsreceiver, der hat auch zuerst die Lautsprecherwiderstände gemessen und danach die Schienenspannung der Endstufe gewählt.

MfG
DB

AlexG1990
Inventar

#11 erstellt: 05. Dez 2014, 18:54

Hallo!

Aha! Danke, ich hab's verstanden!

Also ein Trafo-Ransformator mit verschiedenen Anzapfungen/Wicklungen unterschiedlicher Ausgangsspannung...

Hatte mich sowieso schonmal gewundert, warum die Trafos so viele Ausgangs-Pins haben. Da wird es dann also noch mindestens eine schwache 3. Wicklung geben, die z.B. 12 Volt liefert und für die Versorgung von Anzeige, Beleuchtung, Vorstufe und Tuner zuständig ist...

Hab an alles gedacht, nur daran nicht!

Die neuen AVRs arbeiten aber doch mit nun oft mit Schaltnetzteilen, oder ist noch nicht die Regel? Wenn ja könnte ich mir vorstellen dass dann die Step-Frequenz umgeschaltet wird, damit sie eine andere Spannung liefern, ähnlich wie bei umschaltbaren Steckernetzteilen mit Schaltnetzteil?

Gruß Alex

[Beitrag von AlexG1990 am 05. Dez 2014, 18:55 bearbeitet]

Mickey_Mouse
Inventar

#12 erstellt: 05. Dez 2014, 18:59

ich habe schonmal das "Gerücht" gehört, dass AVR heutzutage mit Schaltnetzteilen arbeiten, einen realen Beweis dafür habe ich aber noch nie gesehen?!?
also hier arbeitet kein AVR mit einem Schaltnetzteil.

Reine Vermutung: da hat jemand von "Schaltverstärkern" gelesen und wie das so beim Stille Post Spielen ist (irgendwie ist das I-Net ja nichts anderes

) ist da dann irgendwann AVR mit Schaltnetzteil draus geworden, anders kann ich mir das nicht vorstellen

AlexG1990
Inventar

#13 erstellt: 05. Dez 2014, 19:10

Reine Vermutung: da hat jemand von "Schaltverstärkern" gelesen und wie das so beim Stille Post Spielen ist (irgendwie ist das I-Net ja nichts anderes ) ist da dann irgendwann AVR mit Schaltnetzteil draus geworden, anders kann ich mir das nicht vorstellen

Ah Okay...das kenne ich, da wird dann wieder alles durcheinandergeworfen...

Das hat ja gar nix miteinander zu tun, man kann ja einen Class-D "Schaltverstärker" genauso an einem Trafo betreiben, wie eine Class-AB an einem Schaltnetzteil^^

Mich wundert es nur, dass man da nicht auf Schaltnetzteile geht, weil die ja energetisch schon deutlich effizienter sind. Könnte mir nur vorstellen, dass es mit Entstörung zu tun hat?
Aber das kleine Standby-Netzteil, das das Relais vom großen Trafo schaltet und für Display, Tuner und DSP zuständig ist, wird schon ein Schaltnetzteil sein, oder? Da werden wohl nur noch die Leistungs-ICs vom Trafo gespeist...

Passat
Inventar

#14 erstellt: 05. Dez 2014, 20:15

Bei Yamaha gibts bei vielen AVRs 2 Netzteile:
1 mit Schaltnetzteil für die HDMI-Sektion und 1 normales für alles Andere.
Grund dafür ist die HDMI Standby-Durchleitung.
Da würde das normale Netzteil viel zu viel Leerlaufleistung verbraten.
Das ist z.B. bei meinem RX-V3067 der Fall.
Das Schaltnetzteil speist nur die HDMI-Platine, die Steuerung und das Display, das normale Netzteil die Endstufen, die Vorstufe, die digitale Audiosektion, den Tuner und die analoge Videosektion.

Grüße
Roman

AlexG1990
Inventar

#15 erstellt: 05. Dez 2014, 20:28

Das Schaltnetzteil speist nur die HDMI-Platine, die Steuerung und das Display, das normale Netzteil die Endstufen, die Vorstufe, die digitale Audiosektion, den Tuner und die analoge Videosektion.

Cool, genau so hatte ich mir das vorgestellt. Das Relais hast du bestimmt vergessen, was den großen Trafo ein- und ausschaltet, und den IR-Fernbedienungscontroller - hängt mit Sicherheit alles auch am Schaltnetzteil...

Mit "digitale Audiosektion" meinst du warscheinlich den DSP und die A/D- bzw. D/A-Wandler. Ich nehme an, dass man nur einen "normalen" Trafo nimmt, wegen der Endstufen-Versorgung. Aber wenn die (analoge) Vorstufe (die ja meist Class-A arbeitet) mit am Schaltnetzteil hängt, kann das ja mit den klanglichen Einflüssen durch den HF-Nebel nicht so wild sein. Wenn dann noch Class-D- statt Class-AB-Eindstufen verbaut sind, könnte man doch alles per Schaltnetzteil machen - die dürften doch sowieso störungsresistent sein, oder?
Und ein UKW-Tuner sollte auch abschirmbar sein dagegen, zumindest mein Smartphone schafft auch einwandfreien UKW-Empfang, während der Prozessor rattert und es gleichzeitig von einem (Schalt-)Netzteil geladen wird...

Stereo33
Hat sich gelöscht

#16 erstellt: 05. Dez 2014, 20:29

Ich weis nicht ob es heute noch so ist, aber ein vernüftiger Verstärker hat min. 2 Sekundäre Ausgänge.
Z.B. 2x 24V, diese werden in Reihe geschaltet und kommt auf die gewünschte Spannung (z.B. 48 V),
und an der Verbindung zwischen den Beiden hat man die nötigen 0 V.

Diese sind sehr wichtig, das ist eine Art Ausgleich, beseitigt Störungen usw. und hängt mit an Cinchmasse.

AlexG1990
Inventar

#17 erstellt: 07. Dez 2014, 14:57

Ja, im Prinzip eine 48V-Wicklung mit Mittelanzapfung. Wenn man die Mittelanzapfung jetzt als "Masse" definiert, hat man +24V und -24V - also direkt 48V Amplitude.
Die Radio-Endstufen im Auto z.B. haben nur +12V zur Verfügung (die Leistung wäre mit +-6 Volt Amplitude etwas arg klein). Per Brückenschaltung (2 Transistoren im Gegentakt) kommt man aber doch auf +-12V, also zumindest 24V Amplitude...

Diese sind sehr wichtig, das ist eine Art Ausgleich, beseitigt Störungen usw. und hängt mit an Cinchmasse.