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Was ist Clipping genau???

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pink-man
Stammgast
#1 erstellt: 18. Sep 2004, 16:54
Immer wieder wird von clipping geredet. Aber die wenigsten (mich inbegriffen) wissen genau was clipping ist. Immer wieder wird erzählt das Gleichspannung aus dem Verstärker kommt und den Hochtöner zerstört. Aber das kann ja nicht stimmen, weil der Kondensator in der Frequenzweiche die Gleichspannung nicht durchlässt. Also das signal wird zwar in der Amplitude begrenzt aber dadurch wird es doch nicht zur Gleichspannung. Jetzt habe ich gelesen das man alle periodischen Schwingungen nach der Fourier-Analyse in Sinusschwingungen zerlegen kann. Kommt man vielleicht so auf den hintergrund des clippings?
Leon-x
Inventar
#2 erstellt: 18. Sep 2004, 17:59
Hi

Frag doch im Bereich Hifi-Wissen:

www.hifi-forum.de/in...=42&thread=10&z=1#19

In diesem Thread steht auch etwas über Clipping.

Leon


[Beitrag von Leon-x am 18. Sep 2004, 17:59 bearbeitet]
steve65
Stammgast
#3 erstellt: 18. Sep 2004, 19:29
Hi pink-man

deine Vermutung ist richtig. Clipping hat mit Gleichspannung nichts zu tun. Gleichspannung könnte je nach Größe, den Tieftöner aus der Mittellage bringen oder gar zerstören, den Hochtöner aber niemals.
Die Fourieranalyse ist der richtige Ansatz. Je mehr das Signal in die Begrenzung geht, also, je mehr Rechtecksignal entsteht, je mehr Hochtonanteile sind im Signal enthalten, d.h je mehr Leistung bekommt der Hochtöner ab.
Hören kann man das, ist es recht gering, klingt es nur aggressiv, wird es mehr, klingt es einfach verzerrt.

Im Hifiwissen ist das leider nicht, bzw. falsch erklärt.


Gruß
Steve
pink-man
Stammgast
#4 erstellt: 19. Sep 2004, 00:10
@Leon-x
Ich habe schon einige Threads durchsucht und nichts vernünftiges gefunden. Ich möchte es genau wissen.

Also muß ich mich demnächst mal mit der Fourieranalyse beschäftigen damit ich es genau verstehe. Kennt denn noch jemand Literatur in der das verständlich beschrieben ist?
sakly
Inventar
#5 erstellt: 19. Sep 2004, 06:58
Im Hifiwissen ist das leider nicht, bzw. falsch erklärt.


Das was im Hifi-Wissen darüber steht, ist nicht fasch, aber leider erklärt es nicht, was Clipping genau ist. Das ist aber auch nicht die Aufgabe des Hifi-WIssens, da jeder, der sich genauer darüber informieren will, das ja für sich selbst tun kann.

@pink-man:

Schau dir mal alles um Fourier an, dann sollte dir klar werden, was da passiert.
steve65
Stammgast
#6 erstellt: 19. Sep 2004, 07:27

- bei viel weniger Leistung des Receivers besteht die Gefahr des Clippings. D.h. muß der Receiver an seiner Leistungsgrenze bzw. "kurz vor Anschlag" des Lautstärkereglers betrieben werden, erzeugt er irgendwann Clipping-Effekte. Clipping bedeutet den "Tod" der Hochtöner, da in diesem Falle eine Gleichspannung an den selben anliegt und diese quasi "grillt".


Dieses aus dem Hifwissen ist falsch.

@pink-man

was möchtest Du eigentlich genau wissen?

ansonsten google mal ein bisschen da kannst Du manches finden.

z.B. das hier

http://haegar.fh-swf.de/spielwiese/fourier/

mit den Reglern läßt sich das Signal schön verformen. Mit dem Gleichanteil nur verschieben.
sakly
Inventar
#7 erstellt: 19. Sep 2004, 08:10
Oh, ja stimmt, das ist definitiv falsch. Den Part habe ich gar nicht gelesen...?! Nur den Teil mit der tollen handgemalten Zeichnung...;) und da stimmt alles, da sehr oberflächlich. Aber mehr muss man ja auch nicht wissen. WEnn man sich dafür interessiert, findet man schon mehr Infos.
pink-man
Stammgast
#8 erstellt: 19. Sep 2004, 08:45
Ich wollte wissen warum clipping so gefährlich für den Hochtöner ist und wie man es veranschaulichen kann. Denn ich finde es komisch das jeder dieses wort wie selbstverständlich benutzt aber eine total falsche erklärung im umlauf ist. Ich werde mich jetzt mal im internet umsehen. Vielen Dank erstmal
tjobbe
Inventar
#9 erstellt: 19. Sep 2004, 09:05
Moin Pink-man,

das mit "Fourier" ist schon ok so...

Stell dir mal bildlich vor was ein Verstärker macht:

er muß ein im Pegel niedriges Signal verstärken und daraus einen im Pegel höheres erzeugen. Dazu muß er im sogenannten "Linearen Bereich" sein, nur der ist irgentwann zu ende und je "schwächer" ein Verstärker ist, desdo eher ist das der Fall...

was jetzt -im nicht linearen Betriebsbereich- passiert ist das ein vorher Sinus Signal mehr und mehr ein rechteck wird und damit frequenzanteile erzeugt die außerhalb des Hörbereichs liegen aber die doch vom HT wiedergegeben werden müssen (denn der weiß ja nicht das das keine Musik ist )

-> überlastung bevor du es ggfls selber als verzerrung o.ä. wahr nimmst

Cheers, Tjobbe


[Beitrag von tjobbe am 19. Sep 2004, 09:06 bearbeitet]
Leon-x
Inventar
#10 erstellt: 19. Sep 2004, 09:52
RealHendrik
Inventar
#11 erstellt: 19. Sep 2004, 22:13
Also, einige Ansätze hier sind ja schon ziemlich gut. Ich versuche es jetzt mal etwas ausführlicher, aber einleuchtender zu erklären. (Einige Beckmesser mögen darüber die Nase rümpfen, aber der Anschaulichkeit halber habe ich einige "Vereinfachungen" gewählt.)

Fangen wir mit der eigentlichen Aufgabe eines Verstärkers an. Er soll (im Normalbetrieb) ein ankommendes Signal - wir nehmen mal der Einfachheit halber einen Sinuston an - mit der entsprechenden Spannung und dem entsprechenden Strom - kurz mit Leistung - zu verstärken. Und zwar so, dass das, was reinkommt, genauso wieder rauskommt, nur eben mit einer höheren Spannung und einer höheren Leistung. (Anm.: Bis jetzt ist alles normal. Der Verstärker clippt nicht, und die Hochtöner werden nicht überlastet...)

Zum weiteren Verständnis ein kleiner Exkurs zur Energieverteilung einzelner Frequenzen in einem normalen Musiksignal: Tiefe Töne sind wesentlich energiereicher als hohe Töne, gleiche Lautstärke vorausgesetzt. Nehmen wir jetzt mal ein im weitesten Sinne normales Musiksignal: Die Bässe brauchen wesentlich mehr Kraft, um "gleichlaut" wie die Höhen zu sein. Aus diesem Grunde brauchen die Hochtöner einer Lautsprecherbox auch wesentlich geringere Leistungen verarbeiten zu können als die Tieftöner (weniger als 10%) - eine "100-Watt-Box" hat zum Beispiel Hochtöner, die nur (!) 10 Watt verkraften können, und trotzdem klingt sie gut und richtig.

Jetzt haben Verstärker allerdings die fatale Eigenschaft, nicht nur die tiefen Töne mit - sagen wir - 100 Watt zu verstärken, sondern genauso auch die höchsten Töne mit 100 Watt. Im normalen Frequenzspektrum von Musik kommen aber derart hohe "Hochtonpegel" nicht vor, dass die Höhen tatsächlich mit 100 Watt verstärkt werden würden...

Zurück zum Clipping: Der eigentlichen Funktion eines Verstärkers - Signal 'rein, unverfälscht, aber leistungsstärker wieder 'raus - sind natürlich Grenzen gesetzt. Diese liegen näherungsweise bei den internen positiven bzw. negativen "Betriebsspannungen". Ein Signal wird also solange unverfälscht verstärkt, wie diese Grenzen nicht überschritten werden.

SOLLTE jetzt jedoch der Verstärker eine höhere Leistung abgeben müssen (weil der Benutzer soviel Pegel 'reinschickt, dass er die genannten Grenzen überschreitet), dann schneidet er die Spitzen des Signals kategorisch ab. Was sollte er auch sonst machen? Mehr als die genannten Betriebsspannungen können aus so 'nem Verstärker auch nicht 'rauskommen!

ABER das heisst jetzt wiederum, dass das Signal nicht mehr unverfälscht, sondern verbogen ist! Dem Signal werden vom Verstärker unerwünschte Freuqenz-Anteile hinzugefügt, die vorher gar nicht da waren. - Das klingt jetzt auf den ersten Blick etwas unlogisch: Wenn etwas "abgeschnitten" wird, dürfte doch eigentlich nicht mehr hinzugefügt werden!? Doch, das ist ja das Lustige! Warum das so ist, führt jetzt zu weit - Interessierte müssten sich hier ein wenig mit dem bereits genannten Fourier auseinandersetzen...

Also: Es werden Frequenzanteile hinzugefügt. Diese sind - bei dem üblichen scharfen "Kappen" des Signals - eher hochfrequent und werden, da der Verstärker sowieso schon mit grosser Leistung fährt, auch noch mit sehr viel Leistung "verstärkt". Der Hochtöner bekommt jetzt also nicht mehr nur die gewohnten zehn Watt, die er bei einem normalen Musiksignal verarbeiten muss, sondern weitaus mehr - mitunter die tatsächlichen 100 Watt, die er ansonsten auch kann! Und Hochtonanteile mit dieser Leistung "grillen" eben die Hochtöner....

Ich hoffe, dieser Exkurs hat einigermassen anschaulich und beispielhaft erklärt, worum es sich beim Clipping wirklich handelt...

Gruss,

Hendrik
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