Was ist der Dämpfungsfaktor?

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Joe_Brösel
Hat sich gelöscht
#1 erstellt: 30. Mrz 2003, 12:03
Was ist der Dämpfungsfaktor?

Der Dämpfungsfaktor ist eine Größe, die einen Aspekt im Verhältnis zwischen Verstärker und Lautsprecher darstellt.

Der Dämpfungsfaktor ist eine dimensionslose Zahl, z.B. 200.
Der Dämpfungsfaktor stellt das Widerstandsverhältnis des Lautsprechers zum gesamten Stromkreis dar.
Der Stromkreis besteht aus:
1. dem Innenwiderstand des Verstärkers
2. dem Kabelwiderstand des Kabels vom Lautsprechers und wieder zurück
3. dem Übergangswiderstand an den jeweiligen Kontakten. Dieser Übergangswiderstand sollte so klein wie möglich sein, und wird deshalb meistens auch nicht berücksichtigt.
4. eventuellen Vorwiderständen in der Weiche
5. weitere Kabel in der Box bzw. Leiterbahnen, und weiteren Kabeln in der Box. Der Einfluß dieser Größen kann meistens ignoriert werden, sonst taugt die Konstruktion sowieso nichts.
6. dem Gleichstromwiderstand der Schwingspule des Chassis
7. letztendlich der Impedanz der Schwingspule des Chassis

Der Dämpfungsfaktor gibt nun das Verhältnis der Impedanz der Schwingspule des Chassis gegenüber der Summe aller anderen (leistungsfressenden) Komponenten im Stromkreis wieder.

Je höher der Dämpfungsfaktor ist, desto besser, desto besser ist die "Ausbeute", desto mehr Leistung kann an den Lautsprecher transportiert werden.

Wenn ein Verstärker einen Ausgangsübertrager hat, i.A. bei Röhrenverstärkern, ist der Dämpfungsfaktor meistens klein.

Gute Werte sind z.B. Werte ab 50, genaue Grenzwerte anzugeben, ist jedoch sinnlos, es kommt zu stark auf die Abstimmung des Chassis an, ob sich ein zu geringer Dämpfungsfaktor wirklich hörbar auswirkt oder nicht.


Frequenzabhängigkeit des Dämpfungsfaktors
Ein hoher Dämpfungsfaktor wirkt vor allem im untersten Übertragungsbereich eines Lautsprechers, indem er die vom Lautsprecher per Induktion erzeugte Spannung durch einen möglichst geringen Widerstand kurzschließt, das Chassis also elektrisch "bremst". Mittel- und Hochtöner werden i.A. fernab ihrer Eigenresonanz betrieben, erzeugen zudem nur tendenziell geringere Induktionsspannungen, so daß die Auswirkungen hier weit geringer sind.

Durchaus realistische Werte in diesem Fall wären 4 Ohm LS-Impedanz bei 0,5 Ohm Weichenimpedanz, der Dämpfungsfaktor ist also schonmal auf 8 begrenzt - egal, wieviel Dämpfungsfaktor der Verstärker theoretisch hätte. In diesem Fall reicht es auch völlig aus, wenn der Verstärker einen theoretischen Dämpfungsfaktor von ca. 30 hätte.

Beeinflussung durch den Spulenwiderstand der Schwingspule:
Zu berücksichtigen bei der Diskussion über den Dämpfungsfaktor ist insbesondere der DC- (Gleichstrom-) Widerstand der Serienspule in der passiven Frequenzweiche für das Basschassis. Da sehr große Induktivitäten nötig sind, ist die Länge der Wicklung einer solchen Spule sehr groß (potentiell hoher Widerstand). Um den Widerstand klein zu halten, werden oft günstige Ferritkernspulen eingesetzt (das Kernmaterial erhöht den magnetischen Fluss und damit die Induktivität), die jedoch bei hohen Leistungen in die Sättigung fahren und daher stärker verzerren. Luftspulen (kein Kernmaterial) sind bezüglich der Verzerrungen ideal, aber extrem groß, teuer und hochohmig (solche Spulen für den Bassbereich können mehrere Kilo wiegen). Ein Kompromiss sind Trafokernspulen oder sogenannte "Null-Ohm-Spulen". Diese Modelle sind sehr teuer und werden in konventionellen LS praktisch gar nicht eingesetzt; speziell die extrem aufwändigen Null-Ohm-Spulen (äusserst kleiner DC-Widerstand) können bei hohen Leistungen auch in die Sättigung fahren (Verzerrungen).

Dämpfungsfaktor und Aktivboxen
Diese Betrachtung gilt nur für Passivboxen - bei Aktivboxen ist jede Diskussion über den Dämpfungsfaktor müßig, da hier der Hersteller den Verstärker und das Chassis in einem Gehäuse eingebaut hat und man ihn nicht messen oder beeinflussen kann, im Gegensatz zu Passivlautsprechern, da könnte man z.B. ein dickeres Kabel verwenden (siehe auch Welchen Querschnitt muß ein Lautsprecherkabel haben?
Für den Hersteller von Aktivboxen stellt sich das Problem aber ganz anders dar, hier kann der Dämpfungsfaktor erheblich stärker wirken, da ja die Weichenimpedanz wegfällt und die Kabelimpedanz ebenfalls minimiert werden kann. oder anders ausgedrückt:
Das Problem "was bringt ein hoher Dämpfungsfaktor der Endstufe, wenn der Widerstand der Spule so riesig ist" spricht klar für aktive Konzepte, zumindest für den Bassbereich. Hier wird der Verstärker direkt an das Chassis angekoppelt, (einzig der Kabelwiderstand ist relevant), was eine wesentlich bessere Kontrolle der Membranbewegung gewährleistet.

Beispiel:
Ein Lautsprecher hat 8 Ohm, er ist über ein langes, dünnes Kabel mit insgesamt 1 Ohm an einen Verstärker mit einem Innenwiderstand von 1 Ohm angeschlossen. Wie sich die 8 Ohm des Lautsprechers bilden, weiß man nicht, da man die Weiche nicht kennt. Dann muß man rechnen: 8 Ohm / (1 Ohm (für den Verstärker) + 1 Ohm (für das Kabel) = 4. Der Dämpfungsfaktor ist 4. Das ist ein schlechter Wert.


Die Diskussion hierzu im Forum:
Dämpfungsfaktor und Phasenverlauf

Die zwei absoluten Spezialisten zu diesem Thema: Tantris und Icarus.


[Beitrag von Joe_Brösel am 01. Mai 2003, 20:14 bearbeitet]
Udo
Hat sich gelöscht
#2 erstellt: 01. Apr 2003, 20:49
Für einfachere Leute: eine grobe Vorstellung der Wirkung des Dämpfungsfaktors bekommt mann, wenn man z.B. ein Basslautsprecher-Chassis in die Hand nimmt (nicht angeschlossen), die beiden Anschlüsse daran mit einem einfachen Stück Draht miteinander verbindet (kurz schließt) und vorsichtig Membran bewegt. Nimmt man den Draht (die Drahtbrücke) wieder weg und bewegt die Membran dann nochmal, stellt man fest das beim kurzgeschlossenen Lautsprecher die Bewegung der Memran sehr stark bedämpft ist. So gut schaffts allerdings der Verstärker nicht.
Joe_Brösel
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 01. Apr 2003, 21:10
Hi,
kann man das wirklich so leicht spüren?.
Ich hab nur Aktivboxen, da habe ich als Vergleich nur aus- bzw. eingeschaltet. Eingeschaltet gehts viel schwieriger, aber das hat nichts mit dem Dämpfungsfaktor zu tun sondern mit der Regelung.
cr
Moderator
#4 erstellt: 01. Apr 2003, 23:21
Ist dasselbe wie mit einem kurzgeschlossenen Motor (Fahrraddynamo): Auch der läßt sich dann viel schwerer bewegen als wenn er nicht kurzgeschlossen ist. Hätte mir aber nicht gedacht, dass man es bei der relativ geringen Wicklungszahl eines Lautsprechers so spürt.
The_FlowerKing
Stammgast
#5 erstellt: 04. Jul 2005, 18:16
hi,

nach langem kommt der thread wieder hoch, mit einer frage an bord: wie kann ich den innenwiderstand meiner endstufe denn erfahren? ich habe avm m3-monos, die einen dämpfungsfaktor von über 800 haben, laut hersteller. aber was bringt der mir, will ich nun wissen. die kabel-widerstände habe ich auch nicht - kann ich die errechnen? (kabellänge 5m bei wieviel widerstand??).

kabel habe ich die groneberg quattro reference, die sich technisch jedoch sehr bedeckt halten - ich kenne nicht mal den querschnitt. aber klanglich konnte ich, selbst nach einem rücktest, unterschiede feststellen zu kimber 8pr. aber ob es da an der kabellänge lag, weiß ich ebenso nicht, da die kimber nur 50cm lang waren.

aber der klang jetzt mal im ehrenhaften hintergrund, mir gehts jetzt nur um dämpfung
richi44
Hat sich gelöscht
#6 erstellt: 13. Jul 2005, 12:40
Drei Dinge:
Es gibt den Dämpfungsfaktor des Verstärkers. Dieser berechnet sich aus der Lautsprecherimpedanz (wird mit 8 Ohm angenommen) geteilt durch den Innenwiderstand des Verstärkers. Wenn Du also einen Dämpfungsfaktor von 800 angibst, muss der Innenwiderstand ein Achthundertstel von 8 Ohm = 0,01 Ohm sein. Ob dieser Wert letztlich realistisch ist (relais im Ausgang?), ist eine andere Frage, ebenso müsste die Messfrequenz angegeben werden.

Joe hat den Dämpfungsfaktor wie folgt definiert:
Der Dämpfungsfaktor stellt das Widerstandsverhältnis des Lautsprechers zum gesamten Stromkreis dar.
Seine Aufstellung hat dabei einen kleinen Schönheitsfehler, indem er den Gleichstromwiderstand PLUS die Impedanz der Schwingspule rechnet. Würde man die einzelnen Widerstände und Impedanzen darstellen (R SSP = 3,2 Ohm, Z SSP = 4 Ohm, R Weiche 0,3 Ohm, usw) käme man auf mindestens 7,5 Ohm. Man müsste nun richtigerweise die Lautsprecherimpedanz von 4 Ohm durch diese Summe von 7,5 Ohm teilen. Das ergäbe IMMER eine Zahl unter 1. Also kann da etwas nicht stimmen. Aber selbst wenn wir nur mit den reinen ohmschen Widerständen rechnen und die Lautsprecher- und Weichenimpedanzen weglassen, kann die Zahl nicht über 1 werden. Und das stimmt nun wieder.

Konkret muss man wirklich alle Widerstände zusammen zählen. Denn wenn die Schwingspule beispielsweise keine Rolle spielen würde (warum auch immer) und der Dämpfungsfaktor hoch bleiben würde, könnte man den kurzgeschlossenen Lautsprecher auch mit dem grössten Hammer nicht bewegen.

Das erklärt auch, warum ein Dämpfungsfaktor von unendlich am Verstärker (ist mit entsprechenden Schaltungstricks kein Problem) und idealem Kabel NULL Einfluss ausübt gegenüber einem normalen Kabel und einem normalen Dämpfungsfaktor. Diese Einflüsse liegen im Promillebereich.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 13. Jul 2005, 13:06

richi44 schrieb:
Das erklärt auch, warum ein Dämpfungsfaktor von unendlich am Verstärker (ist mit entsprechenden Schaltungstricks kein Problem) und idealem Kabel NULL Einfluss ausübt gegenüber einem normalen Kabel und einem normalen Dämpfungsfaktor. Diese Einflüsse liegen im Promillebereich.


Der Dämpfungsfaktor hat mir deswegen auch nie als sinnvolles Datum eingeleuchtet. Er ist, wie Du schon geschrieben hast, ja von der Last abhängig, und damit strenggenommen gar kein Maß für den Verstärker allein, sondern allenfalls für einen Verstärker mit angeschlossenem Lautsprecher. In der Praxis hat dieser Lautsprecher eine über die Frequenz variable Impedanz, die noch nicht einmal reell ist (also z.B. induktive Komponenten hat), der Ausgangswiderstand des Verstärkers ist ebenfalls frequenzabhängig, und u.U. auch nicht reell. Die Tatsache daß aus Sicht des Lautsprechers die Kabelwiderstände ebenfalls zum Ausgangswiderstand des Verstärkers zählen und so den Dämpfungsfaktor verringern ist nur noch ein weiterer Beitrag zum Unsinn. Was unter solchen Umständen ein Zahlenwert audrücken soll ist mir schleierhaft. Ein frequenzabhängiges Dämpfungsfaktor-Diagramm mit realem Verstärker und Lautsprecher würde vermutlich alles andere als gleichmäßig aussehen.

Der Dämpfungsfaktor hat lediglich den Marketingvorteil, daß eine größere Zahl mit "besser" assoziiert werden kann, während es beim Ausgangswiderstand genau umgekehrt wäre.

AVM scheinen mir einen gewissen Dämpfungsfaktor-Fetischismus zu betreiben, wobei zu fragen wäre wozu. Es ist nicht besonders schwierig, einen Verstärker mit hohem Dämpfungsfaktor (niedrigem Ausgangswiderstand) zu bauen wenn man nur den Abgriffpunkt der Gegenkopplung so nahe wie möglich an die Lautsprecherklemmen legt. Das ganze dann unempfindlich gegen kapazitive Lasten und gegen HF-Störungen auf dem Lautsprecherkabel zu machen ist schon schwieriger. Sobald der Ausgangswiderstand einmal unter den Widerstand des Lautsprecherkabels gesunken ist hat man von einer weiteren Erhöhung des Dämpfungsfaktors praktisch nichts mehr, also wozu?
richi44
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 13. Jul 2005, 14:23
Ich will jetzt nicht über den Kabelklang-Glauben reden. Aber es gibt genügend Dinge, die nicht sinnvoll sind und trotzdem teuer verkauft werden.

Ich möchte an dieser Stelle auf Verstärker verweisen, deren "Lautsprechernull" über einen Widerstand auf Masse geführt ist und an welchem eine Gegenkopplung abgegriffen wird. So geschehen bei Studer Aktiv-Studiomonitoren. Mit dieser Gegenkopplung kann der Ri des Verstärkers negativ gestaltet werden, womit man den Drahtwiderstand der Schwingspule (andere Elemente wie Weichen gibt es ja nicht) ausgleichen konnte. Ergebenis: Es ist fast unmöglich, die Membran passiv auszulenken. Das Ausschwingverhalten des Lautsprechers verbessert sich dadurch enorm.

Aber da beim Einschwingen genau das Gegenteil vom Ausschwingen passiert, also die entstehende Gegen-EMK den Strom senkt und diese Senkung zu einem Pegelabfall am Verstärkerausgang führt, wird das Einschwingverhalten ungefähr so, wie wenn man einen Seriewiderstand in die Leitung klemmen würde. Es wird müde und langsam.
Diese Dinger wurden daher durchs Band als problematisch bis miserabel beurteilt.

Beim Einschwingen müsste man eigentlich eine Stromquelle haben, die die negativen Einflüsse der Impedanz und Gegen-EMK ignoriert. Und dazu natürlich eine aktive Regelung. Ohne Regelung wäre nichts mehrmit Ausschwingdämpfung. Aus diesem Grund bleibt nur eins: Ein vernünftig kleiner Ri des Verstärkers von höchstens 0,5 Ohm und ein Lautsprecher, der auf diese Betriebsart "gezüchtet" ist. Tiefere Ri (höherer Dämpfungsfaktor) nützen nichts oder können (bei negativen Werten) gar schädlich sein.
_axel_
Inventar
#9 erstellt: 05. Aug 2005, 17:40
Hallo allerseits,
wie konnte ich diesen Thread nur so lange übersehen?
(weil er so lange so weit hinten stand, schon klar... )

Etwas irritiert mich:

Joe_Brösel schrieb:
(...) der Dämpfungsfaktor ist also schonmal auf 8 begrenzt (...)
In diesem Fall reicht es auch völlig aus, wenn der Verstärker einen theoretischen Dämpfungsfaktor von ca. 30 hätte.


Wieso ausgerechnet 30? Warum nicht 10? Oder, naja ... 8?

Habe ich etwas übersehen bzw. nicht verstanden oder ist der Beispielwert hier verwirrend gewählt?

Gruß
ukw
Inventar
#10 erstellt: 05. Aug 2005, 17:55
http://amplifier.cd/Tutorial/Innenwiderstand/Innenwiderstand.htm

Hier gibt's alles zum Thema Dämpfungsfaktor...
_axel_
Inventar
#11 erstellt: 05. Aug 2005, 18:17
Hallo ukw,
war das eine Antwort auf meine Frage?

Falls ja:
Ich kann leider keine Hilfe dort finden.
Überhaupt, konnte ich keine Stelle finden, die sich mit der begrenzten Wirkung des Faktors (s. mein Zitat oben) beschäfitigt.
Kannst Du konkreter werden?

Gruß
ukw
Inventar
#12 erstellt: 05. Aug 2005, 20:01
Joe rechnet die Weiche und das Kabel zum Innenwiderstand des Verstärkers hinzu. Meines erachtens nach eine nicht unproblematische Vorgehensweise.

Falls Du den von mir verlinkten Artikel gelesen hast, wird klar, das der Dämpfungsfaktor bei korrekter Angabe (wo gibt's das?) eine Aussage über die Stabilität der Reglung trifft.
Je höher die Frequenz und je höher die Ausgangsleistung desto ehr bricht der Verstärker zusammen. Der Dämpfungsfaktor nähert sich 1 und die Kiste klirrt übelst.

Einen DF von 500 bei 8 Ohm, 50 Hz und 50 Milliwatt (0,05 Watt!!) schafft auch ein lahmer Verstärker.

Einen DF von 2293 bei 4 Ohm, 100.000 Hz und 40 Watt findet man nicht alle Tage.

http://amplifier.cd/...erstaerker-umbau.htm
Joe_Brösel
Hat sich gelöscht
#13 erstellt: 06. Aug 2005, 09:24
Hi,

ukw schrieb:
Joe rechnet die Weiche und das Kabel zum Innenwiderstand des Verstärkers hinzu. Meines erachtens nach eine nicht unproblematische Vorgehensweise...


Da bin ich überstimmt worden. Aus meiner Sicht hätte ich nur den Verstärker und den LS als Ganzes gesehen, d.h. eigentlich sind mir die Innereien des LS bezüglich des Dämpfunsfaktors egal.
ukw
Inventar
#14 erstellt: 06. Aug 2005, 13:16
OK, Generalamnestie

Der Dämpfungsfaktor ist ein bißchen abstrakt - "entsteht" im Verstärker, wird geschmälert in seiner positiven Wirkung durch Ausgangsrelais, Lautsprecherkabel und eventuelle Weichenbauteile.
Der DF soll an den Schwingspulen der Lautsprecher seine positive Wirkung entfalten und die Membrane besser kontrollieren können.
Der DF gibt Auskunft über die Stabilität und Schnelligkeit der Versträrkerreglung / open loop und Bandbreite.

Nicht nur durch widrige Umstände außerhalb des Verstärkers (dünne lange LS Kabel und fette Widerstände in einer passiven Frequenzweiche) wird der DF eines Verstärkers geringer, sondern auch durch den Grad der Auslastung und der Höhe der angelegten Frequenz eines Verstärkers sinkt der DF.
Hat ein clippender Verstärker einen DF von nur noch 1 oder kleiner 1
Schwierig zu messen aber es müsste so ein, dass der Innenwiderstand gleich hoch oder höher als der Aussenwiderstand wird

_axel_
Inventar
#15 erstellt: 07. Aug 2005, 10:25

ukw schrieb:
Falls Du den von mir verlinkten Artikel gelesen hast,

Ja, ich hatte ihn gelesen ... und nichts zu meiner Frage passendes gefunden.
Aber wie es aussieht, war es eher eine Kritik am Urpost und hatte mit meinem Post nichts zu tun.

Gruß
richi44
Hat sich gelöscht
#16 erstellt: 09. Aug 2005, 12:32

ukw schrieb:
OK, Generalamnestie

Der Dämpfungsfaktor ist ein bißchen abstrakt - "entsteht" im Verstärker, wird geschmälert in seiner positiven Wirkung durch Ausgangsrelais, Lautsprecherkabel und eventuelle Weichenbauteile.
Der DF soll an den Schwingspulen der Lautsprecher seine positive Wirkung entfalten und die Membrane besser kontrollieren können.
Der DF gibt Auskunft über die Stabilität und Schnelligkeit der Versträrkerreglung / open loop und Bandbreite.

Nicht nur durch widrige Umstände außerhalb des Verstärkers (dünne lange LS Kabel und fette Widerstände in einer passiven Frequenzweiche) wird der DF eines Verstärkers geringer, sondern auch durch den Grad der Auslastung und der Höhe der angelegten Frequenz eines Verstärkers sinkt der DF.
Hat ein clippender Verstärker einen DF von nur noch 1 oder kleiner 1
Schwierig zu messen aber es müsste so ein, dass der Innenwiderstand gleich hoch oder höher als der Aussenwiderstand wird

:?


Wollte der DF über die Schnelligkeit der Verstärkerregelung Auskunft geben, müsste er beispielsweise in einer Kurve verdeutlicht werden. Meist ist er aber nur mit einer Zahl angegeben, manchmal noch ergänzt durch die Frequenzangabe. So etwas ist recht nutzlos.
Es hängt auch stark davon ab, nach welcher Methode gemessen wird. Man kann entweder ein Signal in den Ausgang einspeisen und messen, wie stark es "abgewürgt" wird, oder man kann den Verstärker belasten und den Spannungsverlust messen. Eigentlich müssten beide Methoden das selbe Ergebnis liefern, aber im letzteren Fall, der eher der Realität entspricht, ist der Verstärker aktiv und damit spielt sein Leistungsvermögen eine Rolle. Ich habe noch nie eine Angabe über die Messmethode in einer Beschreibung gelesen. Daher ist für mich diese Zahl irrelevant.
Weiter darf man nicht vergessen, dass eigentlich das, was Joe ursprunglich beschrieben hat, also die Summe aller Widerstände inkl. Schwingspule, für die Membrandämpfung massgebend ist. Man müsste sich mal die Mühe machen, das Impulsverhalten (Sprungantwort) eines Lautsprechers mit verschiedenen Längswiderständen zu prüfen. So könnte man sicher feststellen, dass bei einer Lautsprecherimpedanz von 8 Ohm eine externe Bedämpfung (alle übrigen Widerstände zusammen) von unter etwa 0,8 Ohm keinen signifikanten Unterschied brächte.
Und man könnte in dem Zusammenhang auch prüfen, welchen Einfluss die Weichenkonstruktion hat, weil eine 6- oder 18 dB-Weiche mit einer Spule vor dem Lautsprecher höherfrequente Nachschwingprodukte nicht mehr dämpft.
ukw
Inventar
#18 erstellt: 09. Aug 2005, 18:57

Wollte der DF über die Schnelligkeit der Verstärkerregelung Auskunft geben, müsste er beispielsweise in einer Kurve verdeutlicht werden.


Indirekt tut er das.
Man kann durchaus eine Kurve schreiben.#
Du kannst aber auch einfach die Leistungsbandbreite nehmen und auch dort sehen wie der DF fällt.

Woher kommen die -0,5 dB bei 20 000 Hz bei einem Wald und Wiesen Verstärker?

Die Reglung ist nicht mehr schnell genug um einen kontrollierten Verstärkungsvorgang bei hohen Frequenzen durchzuführen. Ebensowenig wäre so eine langsame Verstärkerreglung noch in der Lage eine Lautsprechermembrane zu kontrollieren. Egal ob aktiv oder passiv Lautsprecher.

Meine Verstärker haben bei einer Leistungsbandbreite von DC bis 20.000 Hz eine Abweichung von + 0,02 DB nach oben und - 0,05 dB noch unten.
richi44
Hat sich gelöscht
#19 erstellt: 10. Aug 2005, 12:23
In einem Wald- und Wiesenverstärker (wie auch in höherwertigen Teilen) wird über dem Gegenkopplungswiderstand ein Kondensator parallel geschaltet. Damit sinkt die Verstärkung, je nach Schaltung auf V=1 oder Null (bei entsprechender Frequenz). Damit hast Du den Höhenabfall. Aber damit hast Du auch einen Differenzialanteil in die Verstärkerregelung eingebaut und diese (und nicht etwa den ganzen Verstärker) schneller gemacht.
Zweitens haben die meisten Endstufen am Eingang einen Tiefpass in Form eines einfachen RC-Gliedes. Dies senkt die Höhenwiedergabe und macht den gesammten Verstärker langsamer (Anstiegszeit), hat aber keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Gegenkopplung.
Lineare Frequenzgänge sind keine Hexerei, wenn man bei der Schaltungsauslegung einigermassen sinnvoll und überlegt vorgeht.
Was man sagen kann, ist, dass lineare Verstärker mit geringem Klirr bei hohen Frequenzen meist (ruhestromabhängig) einen hohen Dämpfungsfaktor aufweisen.
Verstärker mit einem geringen Dämpfungsfaktor können zwar noch linear arbeiten, aber sie zeigen einen deutlich erhöhten Klirr bei hohen Frequenzen.

Im Normalfall ist der Dämpfungsfaktor eines Verstärkers ausreichend, die Bassmembrane zu bedämfen. Bei Mitteltönern ist das nicht mehr sichergestellt, aber nicht wegen des Dämpfungsfaktors, sondern oft wegen des heute verwendeten Membranmaterials. Wenn man sich das "Wasserfalldiagramm" eines heutigen Alu-Mitteltöners anschaut, hat jeder Dämpfungsfaktor das Spiel verloren. Und bei Hochtönern, wo oft noch Widerstände in der Weiche zur Pegelanpassung verbaut werden, ist die verstärkerseitige Bedämpfung eh illusorisch.

Noch zu erwähnen wäre, dass die Stabilität eines Verstärkers (wie er mit induktiven und kapazitiven Lasten klar kommt) von seiner Gesammtkonstruktion abhängt und nichts mit dem DF zu tun haben muss. Im Gegenteil, ein Verstärker mit schwacher Gegenkopplung und entsprechend tiefem DF kann sehr viel laststabiler arbeiten als ein Gerät mit hoch geschraubter Gegenkopplung. Erstens sind also derartige Verallgemeinerungen mit Vorsicht zu geniessen und zweitens darf man den DF nicht überbewerten.
ukw
Inventar
#20 erstellt: 10. Aug 2005, 12:56
Was nennst Du "Gegenkopplung" und wie fuktioniert sie? Was bewirkt die Gegenkopplung im Verstärker?
richi44
Hat sich gelöscht
#21 erstellt: 10. Aug 2005, 15:43
Du bezeichnest sie als Verstärkerregelung, wobei der Begriff "Gegenkopplung" die allgemein übliche Bezeichnung ist.

Nachfolgend ein Prinzipschema. Der eigentliche Verstärker verfügt über eine interne Verstärkung von 1:10'000, also 80 dB, einen Innenwiderstand Ri (von angenommenen 0,22 Ohm) und eine krumme Betriebskennlinie der Bauteile (Transistoren), die zu einem Klirr (von 1%) führen.

Die tatsächliche Verstärkung wird mit 10 angenommen.
Damit diese Vorgabe eingehalten wird, darf sich zwischen dem normalen Signaleingang und dem Gegenkopplungs-Eingang (Invers-Eingang, mit Punkt markiert) nur eine Spannungsdifferenz von 1 mV einstellen. Der Einfachheit halber nehmen wir an, dass es zwischen den beiden Eingängen keine Spannungsdifferenz gebe.

Liegt folglich am Noninvers-Input (normaler Signaleingang) eine Spannung von 1V, so muss am Invers ebenfalls 1V anliegen.
Am Ausgang haben wir 10V. Somit muss diese Ausgangsspannung durch R1 und R2 um den Faktor 10 geteilt werden. R1 ist damit 1 Teil, R2 = 9 Teile.

Für hohe Frequenzen wir R2 durch C überbrückt, sodass die Impedanz von R2 zu C sinkt. Dies beeinflusst den Frequenzgang, weil bei Frequenz unendlich diese Impedanz NULL wird und somit die Verstärkung von 10 auf 1 reduziert wird.

In der Praxis bestehen auch am Noninvers-Eingang Kapazitäten (in den Transistoren), die zusammen mit C zu einem kapazitiven Spannungsteiler führen und daher die Verstärkung nicht ganz bis 1 sinken lassen. Diese Kapazitäten im Eingang machen (wie jene im Signaleingang) die Schaltung etwas langsamer. Dadurch wird die Reaktionszeit nicht NULL. C der Gegenkopplung beschleunigt aber die Reaktion, lässt aber den Frequenzgang etwas absinken.

Wie letztlich der Frequenzgang aussieht und wie lange die Reaktionszeiten werden, hängt vom konkreten Schaltungsaufbau und den verwendeten Bauteilen ab.

Die Gegenkopplung hat aber nur am Rande die Aufgabe, die Verstärkung anzupassen. In den Vorgaben ist ein Ri von 0,22 Ohm und ein Klirr von 1% angenommen. Weiter steht eine interne Verstärkung von 80 dB einer tatsächlichen von 20 dB gegenüber. Das bedeutet, dass die Fehler des Verstärkers um den Faktor 1000 reduziert werden. Der Ri wird folglich 0,22 Milliohm betragen und der Klirr 0,001 %.

Würde die interne Verstärkung bei 20 kHz von 80 auf 60 dB sinken, würde der Klirr und der Ri um den Faktor 10 bei dieser Frequenz ansteigen.

Würde die Rückführung (in diesem Fall Gegenkopplung) an den eigentlichen Signaleingang geführt, käme es zur Mitkopplung und die Schaltung würde zu einem Generator für irgendwelche Schwingungen. Sobald eine Mitkopplung so stark ist, dass die Totalverstärkung über 1 liegt, schwingt die Schaltung.

Solange im vorliegenden Prinzipschema keine phasendrehenden Bauteile vorkommen, die quasi aus der Gegenkopplung eine Mitkopplung machen, ist kein Schwingen zu erwarten. Sobald aber eine Phasendrehung von mehr als 90 Grad statt findet, wird aus der Gegenkopplung eine Mitkopplung. Diese Phasendrehungen kommen einmal durch bauteilinterne Kapazitäten zustande, wie auch durch Signallaufzeiten. Ebenso kann eine komplexe Last das Ausgangssignal so beeinflussen, dass es zu Schwingneigung und Instabilität kommt.
Es ist daher Sache des Entwicklers, die Schaltung so stabil wie möglich zu gestalten, ohne allzuviele Kondensatoren zu verbauen, weil diese meistens dazu verwendet werden, die Totalverstärkung bei hohen Frequenzen zu reduzieren, was einmal zu einem schlechteren Frequenzgang führt, andererseits den Klirr erhöht (was beides normalerweise ausserhalb des interessierende Frequenzbereichs liegt) und ausserdem den Ri schlechter kompensiert, sodass komplexe Lasten wieder stärker angreifen können.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#22 erstellt: 10. Aug 2005, 16:20

richi44 schrieb:
Sobald aber eine Phasendrehung von mehr als 90 Grad statt findet, wird aus der Gegenkopplung eine Mitkopplung.


180 Grad.

Ansonsten hast Du recht. Es wäre hinzuzufügen, daß viele Verstärker zwischen dem Abgreifpunkt der Gegenkopplung und dem Ausgang noch eine Parallelschaltung aus einem Widerstand und einer Spule haben. Diese soll die Stabilität des Verstärkers bei kapazitiver Last gewährleisten, verringert aber den DF, besonders bei höheren Frequenzen. Wer unter diesen Umständen zur Vergrößerung des DF diesen Schutz entfernt, riskiert sogar einen unstabileren Verstärker mit Schwingneigung.
richi44
Hat sich gelöscht
#23 erstellt: 10. Aug 2005, 17:56
Das hängt von der Verstärkung ab. Ein Signal, das weniger als 90 Grad dreht, ist IMMER eine Gegenkopplung, wenn sie am konträren Input des Verstärkers angreift, sobald aber die Phasendrehung über 90 Grad ist, hängt es von der Verstärkung ab, ob das Restsignal schon ausreicht, zur Mitkopplung zu werden. Bei V= 1,00irgendwas sind die 180 Grad richtig, bei V= unendlich reichen 90 Grad vollkommen aus.
Die Spule-Widerstandkombination oder deren Einsatz hängt vom kompletten Schaltungszug ab. In den meisten Fällen wird darauf verzichtet, letztlich, weil das Teil meist extra angefertigt werden muss. Je nach Konzept kann man problemlos darauf verzichten, aber es ist sicher ein "Trick", die Schaltung stabil hinzubekommen, wenn sonst nichts hilft.
ukw
Inventar
#24 erstellt: 10. Aug 2005, 18:02

richi 44 schrieb in Posting 19:
Noch zu erwähnen wäre, dass die Stabilität eines Verstärkers (wie er mit induktiven und kapazitiven Lasten klar kommt) von seiner Gesammtkonstruktion abhängt und nichts mit dem DF zu tun haben muss. Im Gegenteil, ein Verstärker mit schwacher Gegenkopplung und entsprechend tiefem DF kann sehr viel laststabiler arbeiten als ein Gerät mit hoch geschraubter Gegenkopplung. Erstens sind also derartige Verallgemeinerungen mit Vorsicht zu geniessen und zweitens darf man den DF nicht überbewerten.


Nun möchte ich mal wissen was Du in diesem Zusammenhang eine "schwache" Gegenkoppplung nennst...
richi44
Hat sich gelöscht
#25 erstellt: 10. Aug 2005, 18:35
Bei Klasse-A-Schaltungen bekommt man bereits bei 10 bis 20 dB Gegenkopplung ausgezeichnete Klirr- und Frequenzgangwerte. Dies ist sicher als schwache Gegenkopplung zu bezeichnen. Wenn man aber Schaltungen mit OPV verwendet und dafür auf Ruhestrom fast verzichtet, erreicht man die selben Klirrwerte nur mit einer Gegenkopplung von über 60 dB.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#26 erstellt: 10. Aug 2005, 20:07

richi44 schrieb:
Das hängt von der Verstärkung ab. Ein Signal, das weniger als 90 Grad dreht, ist IMMER eine Gegenkopplung, wenn sie am konträren Input des Verstärkers angreift, sobald aber die Phasendrehung über 90 Grad ist, hängt es von der Verstärkung ab, ob das Restsignal schon ausreicht, zur Mitkopplung zu werden. Bei V= 1,00irgendwas sind die 180 Grad richtig, bei V= unendlich reichen 90 Grad vollkommen aus.


Das stimmt, ist aber ein eher theoretisches Argument. Eine praktische Schaltung wird kaum eine Phasendrehung von 90 Grad bei annähernd unendlicher Verstärkung haben, und dann bei einer (normalerweise) höheren Frequenz 180 Grad bei einer Verstärkung unter 1. Man macht daher selten einen Fehler wenn man die V=1 & 180 Grad Bedingung als die relevante ansieht.
matadoerle
Inventar
#27 erstellt: 10. Aug 2005, 20:35
Hallo Richi,
über diesen Punkt habe ich mal nachgedacht.


richi44 schrieb:

Noch zu erwähnen wäre, dass die Stabilität eines Verstärkers (wie er mit induktiven und kapazitiven Lasten klar kommt) von seiner Gesammtkonstruktion abhängt und nichts mit dem DF zu tun haben muss. Im Gegenteil, ein Verstärker mit schwacher Gegenkopplung und entsprechend tiefem DF kann sehr viel laststabiler arbeiten als ein Gerät mit hoch geschraubter Gegenkopplung. Erstens sind also derartige Verallgemeinerungen mit Vorsicht zu geniessen und zweitens darf man den DF nicht überbewerten.


Der angegebene DF eines Verstärkers ist ja nur der kehrwert der Ausgangsimpedanz - und müsste entsprechend komplex angegeben werden.

Ich stelle mir aber nicht nur die Kontrolle der Membran als abhängig vom DF vor, sondern vor allem die Fähigkeit des Verstärkers, auch phasenverschoben genug Strom zu liefern um die gewünschte Spannung zu erzeugen ... oder Spannung zu liefern um den Strom durch die Spule zu schieben (?).

Das paßt nun wieder nicht mehr zusammen mit "tiefer DF kann laststabiler arbeiten". Bitte um Aufklärung.

Gruß
thorsten
richi44
Hat sich gelöscht
#28 erstellt: 10. Aug 2005, 21:55
@ Pelmazo
Du verstehst, dass ich Deine Aussage in Beitrag 22 nicht unbeantwortet lassen konnte, weil sie schlicht falsch ist.
Meine Annahme von Verstärkung von unendlich ist zwar unrealistisch, aber mit einem OPV plus Treiber mit Konstantstromquelle als Arbeitswiderstand usw. ergibt sich problemlos eine Verstärkung von 120 dB, was doch schon recht erheblich ist. Immerhin würde eine Phasenverschiebung von 90.1 Grad reichen, die Sache zum schwingen zu bringen. Daher ist meine Aussage doch nicht ganz vom Mond.

@ Matadorle
Am besten würde wie erwähnt der DF als Kurve angegeben, damit für jede interessierende Frequenz dessen Wert abgelesen werden könnte. Ob es Sinn macht, ihn als Impedanz zu deklarieren, ist in der Praxis eine andere Frage. Wenn wir beispielsweise eine Konstellation aus Lautsprecher und Verstärker annehmen und dem Lautsprecher eine Schwingspulen-Induktivität von 1,5 mH und einen Widerstand von 6,4 Ohm zuordnen, so spielt es auf den Phasenwinkel keine entscheidende Rolle, ob der Ri des Verstärkers von 0,05 Ohm rein ohmisch, induktiv oder kapazitiv ist.

Tatsache ist, dass der Verstärker im Normalfall in der Lage sein sollte, den Strom zu liefern, der bei der angesagten Ausgangsspannung zu erwarten ist.
Tatsache ist leider aber auch, dass sich mittlerweile Lautsprecherhersteller (und auch Amateure) einen Deut um die Minimalimpedanz scheren und Konstruktionen auf den Markt werfen, die durch absolut unbrauchbare Weichen und entsprechende Impedanzkurven die Verstärker an den "Rand der Verzweiflung" bringen.

Der Verstärker ist eine reine Spannungsquelle und für ihn ist daher die Phasenlage von Strom und Spannung nicht interessant. Und wenn man von einer vernünftigen Lautsprecherkonstruktion ausgeht, ist der höchste zu erwartende Strom jener bei der tiefsten Impedanz. Und dies kann eigentlich nur der Gleichstromwiderstand des Lautsprechers sein, bei welchem (rein reeller Widerstand) Strom und Spannung in Phase sind.

Immer dann, wenn eine Induktivität (Schwingspule) oder Gegen-EMK (Membranbewegung) ins Spiel kommt, steigt die Impedanz und damit sinkt der Strom. Tiefere Impedanzen entstehen durch falsch oder nicht nachgerechnete Weichen und ihre Serieschwingkreise.
Der DF senkt den Ri des Verstärkers. Er hat aber keinen Einfluss auf die Stromlieferfähigkeit, denn der angegebene Ri entspricht nicht dem tatsächlichen Widerstand der Schaltung. Die bei bipolaren Endstufen eingesetzten Emiterwiderstände von 0,22 Ohm sind zwar als Verlustobjekte und Heizquellen da, sind aber am Ausgang durch die Gegenkopplung messtechnisch "nicht mehr vorhanden".
Man könnte höchstens davon ausgehen, dass bei zu tiefen Lastimpedanzen die Schutzschaltung anspricht und daher die Ausgangsspannungen und -Ströme nicht geliefert werden können. Dies hat aber wiederum nichts mit dem DF zu tun.

Wie ich Pelmazo geantwortet habe, können (je nach Schaltungsauslegung) geringfügig grössere Phasendrehungen über 90 Grad die Schaltung zum schwingen bringen, wenn die Systemverstärkung hoch und damit der DF ebenfalls hoch ist.
Solche Drehungen sind allenfalls durch eine unglückliche Verkettung von falsch berechneten Weichen denkbar, sodass, wie bereits erwähnt, Serieschwingkreise entstehen, die den Ausgang unzulässig belasten.
Bei starker Gegenkopplung reichen die 90komma...Grad aus, bei schwacher Gegenkopplung (und damit möglicherweise geringem DF) müsste die Drehung wesentlich grösser sein und in die Nähe von 180 Grad zu liegen kommen, bis der Verstärker Schwingneigungen zeigt.
Was wie im einzelnen zutrifft, hängt von der Schaltungsauslegung ab und kann nicht pauschal beantwortet werden, weshalb ich hier sehr viel den Konjunktiv benutze.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#29 erstellt: 10. Aug 2005, 22:03

richi44 schrieb:
Du verstehst, dass ich Deine Aussage in Beitrag 22 nicht unbeantwortet lassen konnte, weil sie schlicht falsch ist.
Meine Annahme von Verstärkung von unendlich ist zwar unrealistisch, aber mit einem OPV plus Treiber mit Konstantstromquelle als Arbeitswiderstand usw. ergibt sich problemlos eine Verstärkung von 120 dB, was doch schon recht erheblich ist. Immerhin würde eine Phasenverschiebung von 90.1 Grad reichen, die Sache zum schwingen zu bringen. Daher ist meine Aussage doch nicht ganz vom Mond.


Hast Du denn schon jemals einen Fall gehabt bei dem ein Verstärker geschwungen hat und die Phasenverschiebung in der Gegenkopplung war nicht 180 Grad?
ukw
Inventar
#30 erstellt: 11. Aug 2005, 02:11
Na richi....
Mir scheint, das Thema ist doch a bissel komplex.

Zu den "schwachen" Gegenkopplungen: Die gibt es nicht.
Etweder der Verstärker ist gegengekoppelt oder er ist es nicht.
Wenn er gegengekoppelt ist, ist es einzig die Frage, wie schnell die Gegenkopplung arbeitet. Die Gegenkopplung ist dafür verantwortlich, dass der gewünschte Verstärkungsfaktor eingehalten wird. Wenn ich also 12 db Verstärkung wünsche, so will ich diese 12 dB bei 100 Hz haben und auch bei 100 kHz.
Schließlich geht es um hohe Wiedergabetreue = High Fidelity.

Bei sehr tiefen Frequenzen und bei sehr hohen Frequenzen haben Verstärker zunehmend Probleme die gewünschte Verstärkung zu erziehlen.
Bei den hohen Frequenzen ist die Geschwindigkeit dieser Reglung von entscheidender Bedeutung.

Wenn Du mit "schwacher" Gegenkopplung eine teilweise Gegenkopplung der einzelen Verstärkerstufen meinst, so sind es doch letztendlich genau so gegengekoppelte Verstärker, als wenn eine "über alles Gegenkopplung" die Vestärkung kontrolliert.
Sinnvollerweise verwendet man eine exakt definierte Gleichspannung als Bezugsgröße der Verstärkung. (DC Kopplung).

Weiterhin kann durch eine hohe Amplitude die Gegenkopplung aus dem Tritt gebracht werden. Auch in diesem Fall ist der Verstärker nicht mehr in der Lage Mikrofonie-Effekte durch die Lautsprechermembrane auszuregeln.

Solange der Abgleich vom "Soll" zum "Ist" Wert 100%tig erfolgen kann, ist der Innenwiderstand des Verstärkers sehr gering. Schafft der Verstärker das - aus den oben genannten Gründen - nicht mehr, so steigt der Innenwiderstand.
Ein steigender Innenwiderstand ist gleichbedeutend mit einem sinkenden Dämpfungsfaktor.

Dass ist auch der Grund warum die von Dir angeführten OP Verstärker einen recht hohen DF haben können. Sie müssen keine hohen Ströme liefern weil sie treiben ja gar keine Last. Aber ein OP treibt einen Lautsprecher nicht sehr druckvoll an
richi44
Hat sich gelöscht
#31 erstellt: 11. Aug 2005, 08:50
@ Pelmazo
Solche Dinger hatte ich schon einige und zwar waren es hauptsächlich ältere Geräte, die zur Reparatur kamen. Eine BGW-Endstufe mit einem LM318 am Eingang machte nach dem Ersatz dieses IC durch einen anderen Typ (NE5534) Probleme, weil er etwas langsamer war und durch diese Laufzeit ein Phasenfehler auftrat, der zur Auslösung der Schwinung genügte. Sicher hätte man ihn wieder stabilisieren können, aber es war letztlich einfacher, den LM zu bestellen.

Oder ein anderes Beispiel: H+H TPA50. Diese Dinger sind an ohmscher Last stabil, können aber durch komplexe Lasten (Tannoy LRM12) ins schwingen geraten, weil das Ausgangssignal durch die Last in der Phase leicht beeinflusst wird, was bei dieser labilen Konstruktion genügt, dass das Teil schwingt.

Beim BGW habe ich die Laufzeitdifferenz seinerzeit (ist 15 Jahre her, daher habe ich keine Messdaten mehr) nachgemessen und erinnere mich, dass es bei der kritischen Frequenz, bei welcher die Schwingung einsetzte, alles in allem ein Phasenfehler von ca. 120 Grad entstanden ist. Dies zusammen mit den in der Schaltung eingesetzten Kapazitäten.
Es ist also bei weitem nicht immer V=1 und 0/180 Grad. Da wäre das Leben einfacher.

@ UKW
Ein Vergleich: Wie viel "Reserve" hast Du, wenn Du in einen Mercedes 600 den Motor einer Ente einbaust?
Stark oder schwach gibt es ja nach Deiner Ansicht nicht, Gegenkopplung ist Gegenkopplung und Motor ist Motor.

Was eine schwache oder starke Gegenkopplung ist, habe ich Dir erklärt. Wenn Du das verstanden hast, ist Dein Beitrag unnötig, wenn Du es nicht verstanden hast, kann ich Dir auch nicht helfen.

Meine Gegenfragen: Wie hoch ist denn die Geschwindigkeit der Regelung oder Gegenkopplung und wovon ist diese Geschwindigkeit abhängig?

Was ist der Unterschied bei einer gewollten Verstärkung von 12 dB, wenn die Open Loop-Verstärkung 15 dB oder 80 dB beträgt?

Wer hat behauptet, ich würde einen Lautsprecher mit einem OPV (NE5534) antreiben? Mein gezeichnetes Beispiel stellt einen allgemeinen Verstärker dar (nicht einen OPV) und ich habe nur erwähnt, dass es Schaltungen mit OPV und Treibern mit Konstantstromquelle als Arbeitswiderstand gibt (ähnlich der erwähnten BGW), die damit auf eine Open Loop Verstärkung von 120 dB kommen. Ist das so unverständlich?

Was ist der Vorteil einer lokalen Gegenkopplung gegenüber einer "Überalles-Gegenkopplung"?

Wie soll mit einer definierten Gleichspannung (0V am Eingang, 0V am Ausgang) eine Verstärkung eingestellt werden?

Was ist der Unterschied zwischen Aktion und Reaktion?

Wie gross ist bei einer Regelschaltung der Ausgangsfehler und wie wird er reduziert?

Ist ein 100%iger Ausgleich möglich und wenn ja, unter welchen Bedingungen?

Was bedeutet bei einer Regelschaltung P, D und I-Anteil und wie wird das bei einem Verstärker in die Gegenkopplung integriert?

Warum bringt eine grosse Amplitude die Gegenkopplung aus (welchem?) dem Tritt oder ist es etwa die Verstärkerstufe, die kurzzeitig "zugestopft" wird und wovon hängt dieser Effekt (TIM) ab?

Lass mich bitte nicht dumm sterben
ukw
Inventar
#32 erstellt: 11. Aug 2005, 10:42

Ein Vergleich: Wie viel "Reserve" hast Du, wenn Du in einen Mercedes 600 den Motor einer Ente einbaust?
Stark oder schwach gibt es ja nach Deiner Ansicht nicht, Gegenkopplung ist Gegenkopplung und Motor ist Motor.



Die Gegenkopplung ist nicht der Motor sondern die Traktionskontrolle im System.





Meine Gegenfragen: Wie hoch ist denn die Geschwindigkeit der Regelung oder Gegenkopplung und wovon ist diese Geschwindigkeit abhängig?



Sie ist abhängig von dem Schaltungslayout. Kurze Wege, Bauteile mit weitgehend linearen Verhalten/Kennlinien sowie geringen parasitären Nebeneffekten und einer hohen Transitfrequenz der Transistoren versprechen einen schnellen Abgleich der "Wunsch Verstärkung" mit der "Soll Verstärkung".



Was ist der Unterschied bei einer gewollten Verstärkung von 12 dB, wenn die Open Loop-Verstärkung 15 dB oder 80 dB beträgt?


bei welchem Verstärkungsfaktor?
Beim Faktor 1 wäre die Differenz 3 oder 68 dB

Grundsätzlich ist die höhere Open Loop im Vorteil, da das Differenzsignal zwischen "Soll" und "Ist" - welches als Fehler der Reglung im Ausgangssignal enthalten ist - im Verhältnis zu Ursprungssignal kleiner bleibt.



Was ist der Vorteil einer lokalen Gegenkopplung gegenüber einer "Überalles-Gegenkopplung"?



Man verteilt/ streut die Fehler - auf jede Verstärkungs Stufe ein bißchen - - so scheint das Ergebnis im besten Fall "optisch" glatter. In der Summe sind die Fehler mindestens so hoch wie bei einer "über alles Kopplung".
Bei langsamen Gegenkopplungen erreiche ich mit lokaler Gegenkopplung natürlich besere Ergebnisse für die jeweilige Verstärkungsstufe. Da aber die nächste Stufe den Fehler der vorherigen nicht ausgleichen kann, werden diese Fehler dann mit verstärkt. Das Ergebniss ist dann wieder bescheiden.
Noch bessere Ergebnisse erreicht man mit einer sauberen und schnelleren über alles Kopplung, da auch die parasitären Effekte der einzelen Stufen - weil innerhalb der Regelschleife - ausgeglichen werden können.



Wie soll mit einer definierten Gleichspannung (0V am Eingang, 0V am Ausgang) eine Verstärkung eingestellt werden?



Bei 0 Volt am Eingang erwarte ich 0 Volts am Ausgang und keine Verstärkung

PS. Jeder Verstärker arbeitet mit einem DC Offset.



Was ist der Unterschied zwischen Aktion und Reaktion?



Meine Postings sind Aktion - Deine sind Reaktion




Wie gross ist bei einer Regelschaltung der Ausgangsfehler und wie wird er reduziert? Ist ein 100%iger Ausgleich möglich und wenn ja, unter welchen Bedingungen?



Eine hohe und konstante offene Schleife ermöglicht ein geringes Differenzsignal und ermöglichtr somit ein fast identisches Ausgangssignal. Ein 100%iger Ausgleich ist nicht möglich.



Was bedeutet bei einer Regelschaltung P, D und I-Anteil und wie wird das bei einem Verstärker in die Gegenkopplung integriert?


:?



Warum bringt eine grosse Amplitude die Gegenkopplung aus (welchem?) dem Tritt oder ist es etwa die Verstärkerstufe, die kurzzeitig "zugestopft" wird und wovon hängt dieser Effekt (TIM) ab?



Bei zu langsamer Gegenkopplung greift die Reglung zu spät ein und der Amp kommt "aus der Spur".
Phasenverschiebungen.


Lass mich bitte nicht dumm sterben


mir fehlen die Worte...
KSTR
Inventar
#33 erstellt: 24. Mrz 2006, 02:52
Hallo,

genauso wie beim Klirrfaktor ist die Angabe eines Innenwiderstands/Dämpfungsfaktors der recht unglückliche Versuch, ein sehr komplexes Verhalten einer Endstufe in eine einzige Zahl zu packen.

Der Innenwiderstand ist zum einen frequenzabhängig (das wird meistens sogar bei den veröffentlichten Messungen berücksichtigt, d.h. es wird der Frequenzgang des DF angegeben, gemessen mit Dauersinus an Ohm'scher Last).

Oft ignoriert wird aber der Effekt, dass der Innenwiderstand auch stark signalabhängig ist. Das heisst, je nach momentan anliegender Ausgangsspannung und einem beliebigen Strom dazu (beliebig in Stärke und Richtung) ergibt sich oft ein anderer dynamischer Innenwiderstand). Dazu kommt noch evtl. eine Abhängigkeit von der Vorgeschichte des Signals, also wenn so wie schon beschrieben die Gegekopplung bei Transienten nicht "hinterherkommt".

M.E. kann eine realistische Messung des Dämpfungsverhaltens nur dadurch erzielt werden, dass man (wie bei der Klirr-Messung, die ja damit auch zusammenhängt) den Prüfling sowohl mit Bursts/Transienten/Rauschen ansteuert, die Ausgangslast dazu aber unkorreliert anlegt (wieder Bursts/Transienten/Rauschen). Dazu braucht man eine präzise Wechselstromquelle mit u.U. +-100V Hub und 20A Peakstrom, wenn man dicke Endstufen testen will, das ist ein teuerer Spass (bzw. muss man sowas selber bauen). Ein nennenswerter Anteil des Klirrs im realen Leben (also bei Musik und mit Lautsprechern) geht auf dynamisch instabilen Innenwiderstand zurück.

Grüße, Klaus
richi44
Hat sich gelöscht
#34 erstellt: 25. Mrz 2006, 18:10
Hallo Klaus, danke für Deine Ausführungen. Du hast das, was ich ursprünglich sagen wollte, mit Deinen Worten und in meinem Sinn geschrieben. Ich hoffe, dass jetzt mehr Klarheit geschaffen ist.
tiki
Inventar
#35 erstellt: 13. Apr 2006, 16:33
Hallo,

laßt mich hier nochmal eine Lanze für den UcD brechen, in dessen Datenblatt ist zumindest die Ausgangsimpedanz über der Frequenz dokumentiert. Wie überhaupt Einiges mehr als beim Durchschnitt angegeben ist.
Dreadsign
Ist häufiger hier
#36 erstellt: 23. Jul 2007, 20:19

Dann muß man rechnen: 8 Ohm / (1 Ohm (für den Verstärker) + 1 Ohm (für das Kabel) = 4. Der Dämpfungsfaktor ist 4. Das ist ein schlechter Wert.




8 Ohm / (1 Ohm (für den Verstärker) + 1 Ohm (für das Kabel))



So heißts richtig für die Pingeligen
bin bei der Rechnung bischen durcheinander gekommen
audiophysic_er
Hat sich gelöscht
#37 erstellt: 23. Jan 2015, 00:00
Hallo liebe Gemeinde,

als wirklicher Technik-Laie, aber interessiert an der Thematik, denke ich nun auch über solche angegebenen Herstellerdaten nach.

Meine Lautsprecher sind die Audio Physic Yara II Classic.

Ich möchte nun zwischen zwei verschiedenen Verstärkern wählen.

Yamaha A-S700 mit einem Dämpfungsfaktor von 250

Musical Fidelity M3i mit einem Dämpfungsfaktor von 36

Wenn man sich die Zahlen anschaut, könnte man ja meinen der Musical Fidelity ist der schlechtere.

Was ist nun die beste Kombination zu meinen Lautsprechern?
audiophilanthrop
Inventar
#38 erstellt: 26. Jan 2015, 19:11
Beim M3i wurde im Test ein DF von 31 bezogen auf 4 Ohm ermittelt, d.h. der Ausgangswiderstand bei Testfrequenz lag bei 4 Ohm / 31 = ~129 mOhm. Hat dein Lautsprecher sagen wir mal minimal 3,2 und maximal 20 Ohm Impedanz, so ergibt sich daraus eine Frequenzgangabweichung gegenüber dem idealen 0-Ohm-Ausgang von 0,29 dB, was im Direktvergleich gerade an der Hörschwelle ist (~0,3 dB). (Ich habe das kurz in meinen Rechner für Kopfhörer eingegeben. Dezimalpunkt!) Kein Wunder, daß heute immer noch soviele Geräte mit DF-Spec von 60 an 8 Ohm verkauft werden, das reicht eigentlich.

Zur Yara II Classic habe ich keinen Impedanzgang gefunden, aber zur Superior. Minimal 3,5 Ohm, maximal 32 (das aber auch nur ganz unten, das ist die BR-Abstimmung - sonst eher <16), da fällt die Abweichung sogar noch einen Hauch kleiner aus.

Sonst sehen die Meßwerte des M3i ziemlich OK aus. Intermodulation könnte vielleicht etwas niedriger sein.

Den A-S700 haben die Australier recht gründlich vermessen und einen Ausgangswiderstand von 37,1 mOhm ermittelt, entsprechend 215 an 8 Ohm (also nicht ganz 250) oder 108 an 4 Ohm. Sonst gab es sehr wenig zu meckern, auch im CCIF-IMD-Test nur sehr geringe Verzerrungswerte, und noch weniger Rauschen und mehr Leistung als beim M3i (der sich freilich im Leerlauf nur halb soviel aus der Steckdose genehmigt). Daß die Kanaltrennung bis 20 kHz auf 40 dB runtergeht, ist zwar nicht schön, aber unkritisch.

Kleiner Trick beim A-S700 - einen CD-Player nicht unbedingt an CD, sondern an einem der anderen Hochpegeleingänge anschließen. CD mit CD-Direct senkt zwar das Grundrauschen noch weiter, bei vollem CD-Player-Pegel kommt der Eingangsverstärker aber ganz schön ins Schwitzen (bedingt durch etwas ungünstige Schaltungsdimensionierung). Da würde ich eher mit einem regelbaren Ausgang reingehen, den man etwas runterstellen kann - der Rechner würde sich z.B. anbieten.
PIP888
Stammgast
#39 erstellt: 28. Jan 2015, 15:26
Dämpfungsfaktor? Ist mir noch zu hoch. Werde aber euren Ausführungen folgen.
Gruß
PIP
FlyingSwift
Schaut ab und zu mal vorbei
#40 erstellt: 09. Feb 2018, 14:43
Ich grabe das hier nochmal aus.

Mir ist aufgefallen, dass auch größere Onkyo AV-Receiver nur einen sehr niedrigen DF von teilweise um 40 haben (auch die Modelle ab der 800-Reihe). Wie kommt das zu Stande?

Jeder 150€-Verdstärker hat fast doppelt höhere Werte.
Mwf
Inventar
#41 erstellt: 09. Feb 2018, 16:43

FlyingSwift (Beitrag #40) schrieb:
...Wie kommt das zu Stande? ...

Sehr wahrscheinlich:
-- "digital" arbeitende Verstärker brauchen im Ausgang ein passives Filter (um die HF-Schaltstörungen auszufiltern)
bestehend aus HF-Induktivitäten (Spulen), die ~0.1 Ohm in die Leitung bringen und nicht wie sonst üblich durch eine Gegenkopplung ausgeglichen werden können.

Du solltest dich dadurch aber nicht irritieren lassen.
DF = 40 entsprechen maximal (bezogen auf 8 Ohm) 0.2 Ohm,
= maximal (bezogen auf 4 Ohm) eine Frequenzgangabweichung (Resonanz- "Aufschaukelung") von 0.5 dB,
also noch nicht hörbar und in der Größenordnung der durch gängige Kabel verursachten Abweichung.

Größere Abweichungen, z.B. 2 dB, sind in Anhängigkeit von den verwendeten LS-Systemen in den allerobersten Frequenzlagen (>10 kHz) durch die Induktivität der Ausgangsfilter zu erwarten.

----------------------------------
Ob und inwieweit das für die Onkyo-AVRs gilt weis ich nicht, gebe hier nur Grundsätzliches wieder ...
Für Onkyo spricht, dass sie ehrlich sind.


[Beitrag von Mwf am 09. Feb 2018, 16:44 bearbeitet]
FlyingSwift
Schaut ab und zu mal vorbei
#42 erstellt: 09. Feb 2018, 17:15
Danke für die Antwort. Mein Onkyo im konkreten Fall ist aber kein Class D und hat trotzdem "nur" 40. Bei einem 1,5k € Receiver hätte ich jetzt bessere Werte erwartet. Nachdem ich den Thread hier durchgegangen bin war ich der Auffassung, alles ab 100 wäre erst gut. Rein auf den DF bezogen ist also doch etwas daran, dass reine Vollverstärker (auch günstig), zumindest auf den DF bezogen, noch immer besser als viele AVR sind.


[Beitrag von FlyingSwift am 09. Feb 2018, 17:16 bearbeitet]
Mickey_Mouse
Inventar
#43 erstellt: 09. Feb 2018, 17:41

FlyingSwift (Beitrag #42) schrieb:
Rein auf den DF bezogen ist also doch etwas daran, dass reine Vollverstärker (auch günstig), zumindest auf den DF bezogen, noch immer besser als viele AVR sind.

nein, du kannst das doch nicht anhand von Onkyo pauschalisieren!
die geben halt nicht viel auf den DF. Man kann auch argumentieren, dass hohe DF Werte i.d.R. mit starker Gegenkopplung erkauft werden, die dann wieder andere kläglichen Einbußen mit sich bringt, die man nur nicht so einfach messen kann bzw. die nicht angegeben werden.
selbst die reine Endstufe von Onkyo (9-Kanal) ist "nur" mit einem DF von 60 angegeben.

gucke dagegen z.B. bei Yamaha, der 1070 ist schon mit "150 oder mehr" angegeben, 11-Kanal Endstufe mit "180 oder höher" nur wenig höher.
FlyingSwift
Schaut ab und zu mal vorbei
#44 erstellt: 09. Feb 2018, 18:25
War wohl etwas forsch ausgedrückt, schrieb ja nicht, dass das alle AVR betrifft.

Also unterm Strich ist der DF dann doch wieder egal - wie so vieles in diesem Bereich. Dennoch ist es befremdlich, dass mein Zweitgerät (TX-NR626) einen besseren DF hat als mein RZ900 obwohl dieser doch ausnahmslos in allen Belangen besser sein sollte (Vom Einmesssystem mal abgesehen)


[Beitrag von FlyingSwift am 09. Feb 2018, 18:26 bearbeitet]
OB
Neuling
#45 erstellt: 06. Jun 2018, 12:09
Liebe Hi-Fi-Freunde,

ich habe den Eindruck, dass in diesem Forum die Bedeutung des Dämpfungsfaktors (DF) stark überbewertet wird. Man könnte denken, dass ein DF von 100 doppelt so gut ist, d.h. doppelt so gut das Ausschwingen des Lautsprechers dämpft, wie einer von 50. Das ist aber nicht der Fall, weil es nicht den Innenwiderstand der Lautsprecherspule berücksichtigt. Für die Dämpfung ist immer die Summe von Spulenwiderstand und externem Widerstand entscheidend. Dieser Gesamtwiderstand ist erst bei einem DF von 2 doppelt so groß wie bei einem DF von unendlich. Wie es schon ganz am Anfang sehr richtig beschrieben wurde, ist die Hauptauswirkung des DF eine Reduzierung der für eine bestimmte Verstärkerspannung möglichen Lautsprecherleistung. Bei einem DF von 10 sind Strom und Spannung um etwa 10 % verringert, d.h. die Leistung ist um etwa 20 % verringert. Wer weiß, dass wir die Lautstärke logarithmisch empfinden, für den ist klar, dass wir das kaum noch hören können. Die Lautsprecherdämpfung ist mit nur 10 % erhöhtem Widerstand auch praktisch die gleiche wie die ohne externen Widerstand (im Kurzschluß, DF unendlich). Also ist meiner Meinug nach jeder DF größer als 10 ok und hat insbesondere keine hörbare Auswirkung auf die Qualität (Ausschwingverhalten des Lautsprechers) mehr.

Gruß, Otto.
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