Problem mit mörderischer Impedanz

Servus selbstbauen,

um da was genaueres sagen zu können, müßte man erstmal den echten Impedanzverlauf des Elektrostaten kennen --> vielleicht mal mit geeigneter Hardware und entsprechenden PC-Programmen messen.

Wenn die Impedanz wirklich an Teilen des Frequenzgangs im Niederohm-Keller sein sollte, dann ist der eingeschlagene Weg, den Ausgangsübertrager an die Niederohmigkeit des Lautsprechers anzupassen, sicher nicht ganz falsch. Aber, wie gesagt: Ohne Kenntnis des Impedanzverlaufs tappt man im Dunklen.

Was dann auch noch interessant wäre, das ist der Wirkungsgrad des Elektrostaten. Nicht, daß da gar nicht die Impedanz die erste Geige spielt, sondern der Leistungshunger dieses Lautsprechers, dem der Verstärker vielleicht nicht gewachsen ist........

Grüße

Herbert

Hallo Herbert,

der Hersteller gibt folgende Werte an:

Sensitivity
90dB/2.83 volts/meter
Impedance
Nominal: 4 ohms; Minimum: 1.2 ohms

Das bezieht sich aber auf den passiven Lautsprecher. Die 1,2 Ohm veringern sich deutlich ohne die Bauteile im Signalweg. Deshalb ist bereits der 2 Ohm Widerstand dazu gekommen.

Bislang läuft der Amp ohne Gegenkopplung. Davon verspreche ich mir auch nichts.

Ein Elektrostat ist ja vergleichbar mit einer kapazitiven Last. Er ist eigentlich ein riesiger Kondensator, der zu höheren Frequenzen stärker leitet. Der Hochspannungstrafo überträgt die zu hohen Frequenzen absinkende Impedanz auf die Primärseite.

Kennst du einen Weg, das zu kompensieren?

Gruß
sb

Hallo,

die sinkende Impedanz des Lautsprechers führt dazu, daß der Verstärker bei hohen Frequenzen nahezu kurzgeschlossen wird. Das führt selbstverständlich zu Verzerrungen.
Was Du brauchst ist sowas, wobei R1 durch den Lautsprecher gebildet wird. R2 ist ein kleiner Widerstand im Fußpunkt. Dann steigt die Leistung, die aus dem Verstärker gefordert wird, auch nicht mit der Frequenz an.


MfG
DB

Der Umstieg auf einen Transistorverstärker ist zumindest bei moderatem Preis nicht möglich, weil die auf keinen Fall weniger als 1 Ohm Last meistern.

Was heißt moderater Preis? Wenn man schon exotische Lautsprecher hat, die derartige Anforderungen stellen, dann wären auch 2800€ pro Endstufe (Camco Vortex 4) schon moderat. Bei HiFi/"HiEnd" legt man paar Scheine mehr hin...

Die erwähnte Vortex 4 als Monoblock im Parallel-Mono ist für 1Ohm-Lasten spezifiziert, im Normalbetrieb (ohne Eingreifen von "Stromlimitern" oder Ähnliches) kann sie bis auf 0,65Ohm runter (von wegen "weil die auf keinen Fall weniger als 1 Ohm Last meistern"). Gibt eigentlich kaum was Besseres für die (um die es hier aber nicht geht) gewissen Infinity Kappas... Dazu hat die Endstufe technische Werte, wovon viele HiFi-Geräte nur träumen können.

Oder für Vintage-Freaks: Crown MA10,000! Dieser Monoblock kann ohne Probleme mit 0,5Ohm umgehen und schiebt Dir dabei bis zu 8kW in die Boxen.

Ich habe bereits bei Welter nachgefragt, ob sie mir einen 2-Ohm-Übertrager wickeln können.

Das wäre natürlich eine Alternative, sofern man bei Röhre bleiben möchte.

Natürlich sind Elektrostaten Exoten, dynamisch kann ja jeder. Und natürlich gibt es Verstärker, die mit einer Last unter 1 Ohm klar kommen. Das ist nicht die Frage.

Der Leistungsbedarf dieser Lautsprecher liegt bei zwei mal 3 Watt pro Kanal (aktive Ansteuerung) für eine originalgetreue Wiedergabe. Eine Übersteuerung der Mittel/Hochton-Sektion beginnt bei 4 Watt für die Frequenzen oberhalb von etwa 10 kHz. Problematisch wird es, wenn 15 Gäste im Wohnzimmer sind und geschätzt etwa 50 % der Leistung durch Menschen absorbiert wird. Bei der gleichen gefühlten Lautstärke als wenn ich allein im Zimmer bin, geht es dann los mit Verzerrungen.

Ich muss also nur ein paar kleine Watt mehr in den ELS pumpen können. Die 4 kW von den vorgeschlagenen Geräten sind dann wirklich Kanonen auf Spatzen - und ich brauche das ja 4 Mal.

@ DB
Kannst du das etwas näher erläutern? Warum würde ein Widerstand zwischen Minuspol am Übertrager und Masse die Last anheben, die der Ü sieht? Und warum frequenzunabhängig?

Gruß
sb

Servus selbstbauen,

R1 ist einer der beiden verstärkungsbestimmenden Widerstände dieser Anordnung, deren Spannungsverstärkung sich zu: A(v) = 1 * (R1 / R2) berechnet. Ist jetzt R2 ein Festwiderstand und R1 frequenzabhängig - d.h. in Deinem Fall, daß der Realteil der Impedanz mit steigender Frequenz sinkt - dann sinkt auch die Verstärkung zu hohen Frequenzen hin.....und damit muß der Verstärker bei hohen Frequenzen von ganz alleine weniger Leistung liefern und kommt deswegen mit der sinkenden Impedanz besser klar.

Bei den von Dir angegeben Leistungen von < 10[W] kann man sowas auch mit einem geeigneten IC-Operationsverstärker (Gain-Clone oder ähnliches) aufziehen: R2 macht man recht klein (z.B. 0.5[Ohm] für 1.5[A] Nominal-Vollaussteuerungs-Lautsprecherstrom - dann braucht man 750[mV] Eingangsspannung für Vollaussteuerung). Und R1 ist der Lautsprecher (bzw. die Primärwicklung des ESL-Trafos). Vollaussteuerung heißt dann bei 4[Ohm] echter Impedanz: 4[Ohm] * (1.5[A])² = 9[W]; sinkt die Impedanz auf 2[Ohm], dann sind's noch 2[Ohm] * (1.5[A])² = 4.5[W]; und bei 1[Ohm] sind's dann schließlich noch 1[Ohm] * (1.5[A])² = 2.25[W]. Der Verstärker muß auf alle Fälle nie mehr als diese 1.5[A] Strom bei Vollaussteuerung erbringen - und der Strommeßwiderstand R2 ist mit 0.5[Ohm] immer noch den Faktor 4 kleiner wie Dein 2[Ohm] Vorwiderstand.

Auf alle Fälle sinkt die Vollaussteuerungsleistung mit sinkender Lastimpedanz und damit völlig automatisch mit steigender Frequenz - und das ist doch das, was Du wolltest, oder?

Grüße

Herbert

Hallo,

der Herbert hat das ganz prima erläutert.
Für derartige Lasten ist ein Verstärker mit sehr geringem Innenwiderstand (Spannungsquelle) kontraproduktiv bzw. schießt sich möglicherweise sogar selbst ab.

MfG
DB

Wenn man im Schaltbild R1 durch das ersetzt, was es (natürlich nur im Ideal) ist - nämlich ein Kondensator - dann sieht man sehr schön, was man da eigentlich vor sich hat: Einen Integrator bzw. einen Tiefpaß....

Grüße

Herbert

Der Tiefpass ist ja auch der Grund, warum man einen ESL nicht direkt durch die Endröhren antreiben lassen kann, obwohl man schon in etwa auf der notwendigen Spannungsebene wäre.

Aber im Ernst: Ich soll einen Chip als Verstärker nehmen und meine edlen Röhren einmotten?

Ich könnte doch auch einen Widerstand in den Anodenkreis einfügen. Hätte der nicht auch die gleiche Wirkung? Wenn man dann mit der Spannung hochgeht und den Kathodenwiderstand anpasst, müsste man doch einen ähnlichen Effekt erreichen?

Frau Welter hat mir für eine 2 Ohm-Version ein Angebot gemacht, das ich nicht ablehnen kann. Es wird daher wohl zunächst in diese Richtung gehen.

Gruß
sb

Servus selbstbauen,

die Operationsverstärkerschaltung kann man natürlich auch mit Röhren aufziehen: R1 ist der Lautsprecher (bzw. die Primärwicklung des ESL) und R2 ist ein niederohmiger, passend dimensionierter Widerstand nach Masse. Die Gegenkopplung des Verstärkers wird vom Ausgangsübertrager (oder wo immer die sonst abgegriffen wird) abgetrennt und an den Knotenpunkt R1 / R2 gelegt. Natürlich kann es sein, daß man die Gegenkopplungsschaltung von der Dimensionierung her noch etwas anpassen muß (reicht die Leerlaufverstärkung des Gesamtverstärkers zwischen Gegenkopplungseinspeisepunkt und Ausgang?), da die an R2 abfallende Spannung in der Regel deutlich kleiner sein dürfte wie eine üblicherweise an einem normalen Gegenkopplungsabgriff entstehende Spannung.

Daß dieser Verstärker dann nur noch den ESL antreibt und nicht auch noch den Baßlautsprecher mit antreiben kann, ist klar, oder? Weil: Der Verstärker ist dann eine Stromquelle mit relativ hohem Innenwiderstand - das würde der Kontrolle des Baßlautsprechers ohne zusätzliche Maßnahmen (z.B. MFB) gar nicht gut tun.

Grüße

Herbert

selbstbauen (Beitrag #10) schrieb:

Der Tiefpass ist ja auch der Grund, warum man einen ESL nicht direkt durch die Endröhren antreiben lassen kann, obwohl man schon in etwa auf der notwendigen Spannungsebene wäre.

Kann man schon. Man muß es nur wollen. Y-Verstärker von Oszilloskopen und reine Elektrostatenendstufen tun nichts anderes: sie laden Kapazitäten um.

selbstbauen (Beitrag #10) schrieb:

Aber im Ernst: Ich soll einen Chip als Verstärker nehmen und meine edlen Röhren einmotten?

Nein, einem Röhrenverstärker das gewünschte Verhalten anerziehen.

selbstbauen (Beitrag #10) schrieb:

Ich könnte doch auch einen Widerstand in den Anodenkreis einfügen. Hätte der nicht auch die gleiche Wirkung? Wenn man dann mit der Spannung hochgeht und den Kathodenwiderstand anpasst, müsste man doch einen ähnlichen Effekt erreichen?

Nein. Es geht darum, den Verstärker als Stromquelle wirken zu lassen, nicht seinen Wirkungsgrad zu senken.

selbstbauen (Beitrag #10) schrieb:

Frau Welter hat mir für eine 2 Ohm-Version ein Angebot gemacht, das ich nicht ablehnen kann. Es wird daher wohl zunächst in diese Richtung gehen.

Beschäftige Dich doch einfach mit der dahinterstehenden Theorie und entwerfe einen passenden Verstärker. Besser, als wieder nur einen Lösungsversuch zu unternehmen. So schwer ist das doch nun wirklich nicht. Es gibt LTspice, damit kannst Du Dich zunächst der Lösung nähern, ohne überhaupt den Lötkolben anheizen zu müssen.


MfG
DB