-10dB = 1/10 der Leistung???

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amplifier2
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 28. Mrz 2006, 14:03
Hallo!!

Die Threads zur dB-Pegelrechnung haben mich etwas verwirrt. Wenn ich das richtig verstanden hab gibt es die beiden Formeln
(1) 20 x lg(u1/u0)
(2) 10 x lg(p1/p0)
Wenn ich also mein Eingangssignal um 10dB abschwäche hieße das doch, dass sich die Spannung um den Faktor wurzel(10)=3,16 und die Leistung um den Faktor 10 verkleinert.
Jetzt hab ich einen Verstärker mit 100W pro Kanal an 6Ohm (den kann ich auch bis 0dB aufdrehen, ohne das Clipping auftritt, nur die Ohren fallen fast ab:) Also nehm ich einfach mal an, dass die 100W Verstärkerleistung bei 0dB auftreten. Dann wäre doch:
+0dB 100W
-10dB 10W
-20dB 1W
-30dB 100mW
-40dB 10mW
-50dB 1mW........
Ich höre oft (je nach Musik) zwischen -30....-50 (Zimmerlautstärke) und unter -20 braucht man schon mal sehr gute Laune ;).
Das hieße ja dass man in den meisten Fällen mit einer Verstärkerleistung kleiner (zT sehr viel kleiner als 1W auskommt). Waren meine Überlegungen bisher richtig??????????

Aus Interesse hab ich noch versucht mit dem Oszi etwas zu messen (nur Spannung, war noch zu faul einen Widerstand zur Strommessung einzubauen. Außerdem müsste man dann ja dann die Phasenverschiebung ausrechen. Das is dann doch nicht so einfach.)
Die Messwerte sind natürlich hochgradig ungenau weil bei Musik sowieso alles dauern schwankt. Aber nur mal so zur Orientierung (Uss is dabei noch etwas genauer als Ueff)
(dB - Anzeige am Verstärker, Uss = Umax - Umin in einem festen Zeitfenster, Ueff im gleichen Zeitfenster. Uss, Ueff aus automatischer Messung mit DSO)

dB ____ Uss ___ Ueff
-60 ___ 0.06 ___ 0.01
-50 ___ 0.18 ___ 0.02
-40 ___ 0.50 ___ 0.08
-30 ___ 1.6 ___ 0.2
-20 ___ 4.5 ___ 0.8
-10 ___ 15 ___ 2

Nun mal zur Leistung. Vernachlässigt man den Scheinwiderstand des Lautsprechers, gilt einfach Pw = Ueff^2/R_
In meinem Fall (für -10dB und 6Ohm) Pw = 0.67W.
Bei einem Uss von 15V kann also im Fall eines reinen Sinus (is das der schlimmste Fall?) ein Ueff = Uss / wurzel(8) = 5.3V auftreten. Das entspricht einer Pw = 4.7W. (Das müsste doch die maximale Leistung sein, die der Verstärker mit meiner Signalquelle in dieser Einstellung bringen sollte!?)

Das heißt doch:
Zum einen hab ich mit meiner Signalquelle noch ziemlich viel Luft (Der Verstärker müsste doch durchaus 10W leisten können) und maximal kommen dann bei 0dB vielleicht so Peff(max)=50W (pro Lautsprecher) zusammen.
Zum anderen - wozu braucht man dann 100W Verstärkerleistung??

Was sagt ihr dazu?? Hab ich gravierende Denkfehler drin???
Gruß amp


[Beitrag von amplifier2 am 28. Mrz 2006, 14:44 bearbeitet]
cr
Inventar
#2 erstellt: 28. Mrz 2006, 14:17
Tatsächlich spielt sich bei einem durchschnittlichen LS mit 90dB/W das meiste im Bereich unter 1W ab!
Beachte aber, dass ein großer Unterschied entsteht, ob du den Spannungsmittelwert oder Spitzenwert (kurzer Musikimpuls eines Schlagzeuggs etc) mißt (geht mit normalem UV-Meter nicht). Hier sind oft Unterschiede um den Faktor 2 und noch mehr möglich.

Selbst wenn ich laut spiele, habe ich selten Leistungsspitzen von über 10W (im Mittel um die 1-2W).

Allerdings fressen Bässe sehr viel Leistung, ohne dass es viel lauter wird. Wenn man zB den Bassregler um 3dB anhebt, hat man sofort statt 10 W an die 20 W.

Außerdem gibt es auch sehr unempfindliche Lautsprecher mit unter 85dB/W, hier braucht man dann schon die vierfache Leistung im Vergleich zu 91dB/W.
Andererseits gibt es auch sehr effiziente Lautsprecher mit einem Wirkungsgrad von 95dB/W (zB die Klipschörner). Hier reicht ein sehr schwacher Verstärker, bereits mit der Leistung eines Kofferradios kann man dann einen großen Raum füllen.


[Beitrag von cr am 28. Mrz 2006, 14:20 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 04. Apr 2006, 15:13

Allerdings fressen Bässe sehr viel Leistung, ohne dass es viel lauter wird


Zuerst mal vorausgesetzt, der Lautsprecher kann die betreffenden Frequenzen übertragen, kann ich diese Aussage nicht nachvollziehen.
Wenn Musik gehört wird, die dem Leistungsdurchschnitt eines grossen klassischen Orchesters entspricht, so ist der Energieanteil zwischen etwa 60Hz und 5kHz für jede Oktave gleich. Darüber und darunter nimmt der Leistungsanteil ab.
Wenn natürlich sehr leise gehört wird, spielt die Ohrempfindlichkeit eine Rolle. Da hebt man die Bässe an, weil sie das Ohr sonst nicht wahrnimmt. Aber das ist kein Problem, weil es da um Pegel weit unter 1W geht.

Oder wenn Lautsprecher verwendet werden, die einen Übertragungsbereich von 40 Hz an aufwärts haben, ohne dass gesagt wird, mit welchem Pegelverlust das geschieht, kann man annehmen, dass unter 80 Hz nichtmehr viel los ist. Da hilft es auch nichts, die Bässe um 20dB anzuheben.

Oder man hört irgendwelche synthetische Musik, die sich nicht dem Durchschnitt unterordnet, der so ganz nebenbei auch den angenehmsten und ausgeglichensten Klang bietet. Da kann es vorkommen, dass Bässe abgespielt werden, die weitgehend Sinuscharakter haben und ab einer gewissen Frequenz kaum mehr abgestrahlt werden können. Da spielt es dann keine Rolle mehr für das Hörerlebnis, ob man die Bässe aufdreht oder nicht, da kommt einfach nichts hörbares, aber es braucht Leistung. Aber sowas ist im engeren Sinne keine Musik.
cr
Inventar
#4 erstellt: 04. Apr 2006, 15:18
Ring ohne Worte/Maazel/Telarc
Stokowsky/Kunzel/Telarc

Bei beiden CDs verbraucht man schon überdurchschnittlich viel Leistung, ohne dass es einem insgesamt sonderlich laut erscheint.
Wenn die Bässe im tiefen Bereich reduziert (unter 50Hz), wird der Lautstärkeeindruck nur wenig gemindert, die Leistung geht aber bald am 50-75% zurück.
richi44
Hat sich gelöscht
#5 erstellt: 05. Apr 2006, 10:18
Ich hab die 1812 von Telarc, da rumst es auch ganz nett. Nur sind diese wenigen Aufnahmen nicht Durchschnitt der Klassik.
Es ist ja bekannt, wie die Nennbelastbarkeit eines Lautsprechers gemessen wird. Da wird ein speziell gefiltertes rosa Rauschen verwendet, eben etwas weniger Bass und weniger Höhen, weil dieses Rauschen dem durchschnittlichen Inhalt (Wagner, Mozart und alle anderen zusammen) eines klassischen Orchesters entspricht. Die Höhen sind reduziert, weil bei natürlichen Instrumenten der Grundtonanteil (zumindest etwa 1 bis 2 Oktaven über dem tiefsten Ton des Instruments) meist stärker ist als die Oberwellen, jedenfalls im Orchesterdurchschnitt. Und die Bässe sind reduziert, weil beispielsweise ein Flügel mit seinem tiefsten Ton von rund 28Hz einen grösseren Anteil an Oberwellen denn als Grundwelle aufweist. Dies gilt auch bei den Streichern und Bläsern. Allenfalls die Orgel hat je nach Register einen deutlichen Grundton-Überschuss. Jedoch wird selten ein grundtöniges Register (Subbass 16 oder 32) allein gespielt. Es sind praktisch immer entweder Zungenregister (Fagott, Posaune), Prinzipalregister oder oktavierende Register mit im Einsatz, sodass der Bassanteil deutlich im Verhältnis zu den Obertönen abnimmt.

Dass diese extrem tiefen Frequenzen, die Du ansprichst, mit der Lautstärke sogut wie nichts zu tun haben, versteht sich. Wenn man den ganzen musikalischen Bereich von 20Hz bis 20kHz in seine 10 Oktaven aufteilt, sollte (mit oben erwähnten Einschränkungen) die Leistung pro Oktave konstant bleiben, was rosa Rauschen entspricht. Dass natürlich ein Orchester, das die volle Bandbreite ausnutzt, eine höhere Leistung aufbringt (und bei der Wiedergabe benötigt) ohne mehr Lautstärke zu erzeugen als ein einzelner Sänger, der genau so laut ist wie das ganze Orchester, versteht sich. Der Sänger hat ein beschränktes Frequenzspektrum. Das gleiche gilt doch auch für eine Trompete im Vergleich zum Rest des Orchesters.
Wenn man also den Frequenzbereich einengt, kann man deutlich Leistung sparen, ohne dass musiaklisch viel verloren geht. Und genau darum haben seinerzeit die üblichen Plattenlabel (DGG, Teldec usw.) Frequenzen unter 50Hz nicht mehr aufgezeichnet. Man konnte damit grosse Auslenkungen vermeiden (die Telarc 1812 als Schallplatte!!) und folglich Spieldauer gewinnen. Aber da kann ich die Leistung auch nicht mehr steigern, wenn ich den Bereich unter 50Hz (EQ) anhebe, wenn schon gar nichts mehr auf der Platte ist...
stefle
Stammgast
#6 erstellt: 05. Apr 2006, 13:45

richi44 schrieb:
Oder man hört irgendwelche synthetische Musik, die sich nicht dem Durchschnitt unterordnet, der so ganz nebenbei auch den angenehmsten und ausgeglichensten Klang bietet. Da kann es vorkommen, dass Bässe abgespielt werden, die weitgehend Sinuscharakter haben und ab einer gewissen Frequenz kaum mehr abgestrahlt werden können. Da spielt es dann keine Rolle mehr für das Hörerlebnis, ob man die Bässe aufdreht oder nicht, da kommt einfach nichts hörbares, aber es braucht Leistung. Aber sowas ist im engeren Sinne keine Musik.

Vielleicht gehört zur Musik manchmal auch das reine Druckgefühl solcher Tiefbässe. Wäre mal interessant, ob solche Frequenzen in einer anderen Hirnregion verarbeitet werden als Musik sonst. Vielleicht wird sogar eine Region aktiviert, die Angst erzeugt (evolutionär bedingt), was dann zu einer gewünschten Anhebung des Adrenalinspiegels führt.

Auch deutlich unter 50Hz kann man allerdings noch Tonhöhen erkennen.
deathlord
Inventar
#7 erstellt: 23. Apr 2006, 11:20
Der Kennschalldruck wird doch jeweils bei 1000hz gemessen. Das heisst also, bei 100 hz kann er wesentlich geringer sein. Dann wird auch entsprechend mehr Leistung für die selbe Lautstärke benötigt, selbst wenn das Orchester in diesem Frequenzbereich nicht mehr leistet!
richi44
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 25. Apr 2006, 07:50
Ja, aber dann müsster man den Schalldruck mit einem Bassregler oder Equalizer ausgleichen. Und das gilt ja nicht nur für den Bass. Viele ältere englische Boxen haben in den Höhen eine Schalldruckverminderung von bis zu 6 dB, die man genau so ausgleichen müsste. Und dann müsste man doch logischerweise behaupten, Boxen verbräuchten in den Höhen mehr Leistung.

Solange kein EQ oder ähnliches eingesetzt wird (und davon geht die Leistungsberechnung erstmal aus), gibt es nichts, das mehr oder weniger Leistung braucht.
Wenn man wie bei der Telarc 1812 den Frequenzbereich mit den Kanonen auf etwa 5Hz ausdehnt, hat man natürlich 20% mehr Bassleistung, weilman ja 2 Oktaven angefügt hat. Aber auch das ist nicht Gwegenstand der ursprünglichen Leistungsberechnung, weil es ein Sonderfall ist, der von einem normalen Orchester nicht abgedeckt wird.

Man muss eigentlich im Gegenteil sagen, dass heutige Aufnahmen einen geringeren Leistungshunger haben als alte Aufnahmen. Dies liegt an der geringen Dynamik heutiger Aufnahmen. Meistens wird heute die Dynamik auf wenige dB ausgebügelt, während die ersten Klassik-CDs noch mit fast der vollen Originaldynamik aufgezeichnet wurden.

Was richtig ist, ist die Tatsache, dass in einem Orchester eine Pauke oder grosse Trommel einen ganz gehörigen Krach machen kann, was man von einer Geige oder Flöte nicht behaupten kann. Von da her müsste man sagen, der Bassbrauche mehr Leistung. Nur sind die Geigen und Flöten mehrfach besetzt, was bei den Schlaginstrumenten nicht üblich ist. Die lautesten Instrumente sind aber mit Sicherheit die Blechbläser, also Instrumente in der Mittellage. Folglich müsste man sie als Referenz betrachten, wenn man schon nicht das ganze Orchester im Schnitt als Referenpegel akzeptieren will.

Es ist nun einmal so, dass man den unausgeglichenen Schalldruck eines Lautsprechers nicht als Referenz annehmen darf, sondern dass man von einem gleichmässigen Schalldruck (also ohne irgendwelche frequenzgang verbiegenden Elektronikgeräte) auszugehen hat. Und man darf nur von einem grossen klassischen Orchester ausgehen. Musikalische Sonderformen wie E-Bass-Solo oder Piccolo-Solo oder Lauten-Solo sind doch nicht das übliche Lautsprecherfutter. Und so, wie es bei der einen Aufnahme nur Bässe oder nur Höhen oder nur Mitten gibt, kann man sowas sicher nicht als normal ansehen, ebensowenig wie meine Telarc mit den Kanonen. Im Konzertsaal werden die Kanonen nämlich eher nicht durch echt gegossene Broncemöser dargestellt, sondern durch grosse Trommeln und Pauken. Und damit erweitert man den Frequenzbereich nicht und folglich auch nicht die Leistungsverteilung.

Und noch etwas zur Kennschalldruckmessung: Diese wird über einen Bereich von 100Hz bis 6300Hz gemessen und da ist nicht der Maximalpegel oder jener bei 1kHz massgebend, sondern der Durchschnitt dieses Bereichs. Sonst könnte man ja auf die Idee kommen, eine Resonanz bei 1kHz zu erzeugen, um einen höheren Kennschalldruck angeben zu können.
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