Impedanz messen

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XxXusernameXxX
Hat sich gelöscht
#1 erstellt: 07. Apr 2004, 13:42
Hi

Nehmen wir an ich möchte die Impedanz eines mir unbekannten Lautsprechers messen.

Wie mach ich das ?
Was brauch ich dazu ?
Läuft das bei allen LS (TT,MT,HT, oval,rung,alt,jung,...) gleich ab ?



Erbitte um Antwort. Danke!
XxXusernameXxX
Hat sich gelöscht
#2 erstellt: 07. Apr 2004, 14:21
ICh hoffe ich habe mit dieser echten Beginnerfrage keinen gekränkt oder verärgert.

Hab mich jetz mal umgesehen und weiß, dass man ein Multimeter dazu braucht... is ganz günstig zu bekommen.

Meine Frage jetz:

a)mess' ich den Wiederstand direkt vom Verstärker bei den tiefsten Tönen beginnend nach oben hin... wenn ja, kan ich das Multimeter zwischen LS und AMP schließen oder geht da ein Teil der Leistung verloren, bzw is die Messung hier ungenau ?

b)HAb in einem anderen Beitrag gelesen, dass man so eine Messung mit einer 1,5V Batterie machen sollte, da die Spannung gleich bleibt.

Wie mach ich das aber bei tieferen Tönen ?, da die Impedanz ja mit der Tiefe abnimmt, was den Verstärker wiederum belastet.



Bitte Bitte helfts mir dabei... da gehts um Leben oder Tot meines Verstärkers
stadtbusjack
Inventar
#3 erstellt: 07. Apr 2004, 14:32
Moin,

die Impedanz eines Lautsprechers zu messen ist leider nicht ganz so einfach, es handelt sich hier schließlich um Wechselstrom! D.h. der Widerstand ist nicht konstant und ich bin mir insgesamt nicht sicher, ob ein normales Multimeter da überhaupt etwas messen wird. Du müsstest ein Spannungsmessgerät parallel zu Verstärker und Lautsprechern schalten und ein Strommessgerät in Serie in den Stromkreis hängen. Als Wechselspannungsmesser käme ein Osziloskop in Frage, wie man den Strom misst, weiß ich leider nicht, aber da gibt es auch eine Möglichkeit.

Damit misst du nun für jede Frequenz Spannung und Strom und teilst dann U durch I um an den Widerstand zu kommen. Allerdings musst du darauf achten, dass du entweder in beiden Fällen die Effektivwerte nimmst oder in beiden Fällen die Maximalwerte!
zani
Stammgast
#4 erstellt: 07. Apr 2004, 14:39
Der Strom kann dann mit nem Wechselstromamperemeter gemessen werden.


*wink*
Christian
Joe_Brösel
Hat sich gelöscht
#5 erstellt: 07. Apr 2004, 15:08
Hi,
ein sicheres Verfahren ist es, wenn man einfach einen 4-Ohm Widerstand in Reihe mit dem LS schaltet. Der Strom durch den Widerstand ist ja der gleiche wie durch den LS, und über die Gesamtspannung und die Spannung, die am Widerstand gemessen wird, kann man die Impedanz des LS messen. Die Gesamtspannung würde über den gesamten Frequenzbereich gleich bleiben, wenn der Verstärker bzw. die Quelle was taugt, so ist die Rechnung ziehmlich einfach.




Man wird sich zur Messung verschiedene Frequenzen aussuchen, als Kurve die Impedanz aufzeichnen, und je nach Kurvenverlauf einige Zwischenwerte nachmessen. Was dann rauskommt sieht z.B. so aus:


Um dann EINE Impedanzangabe zu bekommen, nimmt man den kleinsten Wert oder man multipliziert den kleinsten Wert mit 1,25. Der bei LS üblicherweise angegebene Impedanzwert darf ja auch unterschritten werden.
Beispiel: kleinster gemessener Wert = 3,2 Ohm: 3,2 mal 1,24 = 4 Ohm.

Nachtrag: Den vorgeschalteten Widerstand kann man mit einem Multimeter vorher exakt messen, so daß die Rechnung genau wird. Zur Messung kann man ein Oszilloskop nehmen, aber da gibt es eine gewisse Ablese-Ungenauigkeit, es sei denn das Oszilloskop zeigt die Werte digital an. Ein Multimeter mit Wechselspannungsmessung bis 20 kHz wäre da leichter zu beschaffen.


[Beitrag von Joe_Brösel am 18. Apr 2004, 15:35 bearbeitet]
stadtbusjack
Inventar
#6 erstellt: 07. Apr 2004, 15:40
Moin,

kann man bei einem Wechselstromkreis denn einfach die Spannungen addieren? Es handelt sich beim Lautsprecher ja um einen komplexen Wechselstromwiderstand, bei dem man nicht nur die Beträge der Einzelspannungen berücksichtigen muss, sondern auch die Phasenverschiebung zwischen den einzelnen Spannungen! Vor kurzem haben wir in der Schule die Impedanz einer RCL-Kette berechnet und ich erinnere mich, dass das nicht ganz so trivial war. So ist es doch z.B. so, dass die Spannungen über Kondensator und Spule genau um Pi verschoben sind, sich also (bei Betragsgleichheit) gegenseitig aufheben.
Joe_Brösel
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 07. Apr 2004, 15:52
Hi,
so habe ich das gelernt.
Die Angabe "Impedanz" beinhaltet ja, daß es sich um einen freqzenzabhängigen Wert handelt.

Nachtrag: diese Verschiebung bedeutet Blindleistung, aber die muß ja auch erst mal erbracht werden.


[Beitrag von Joe_Brösel am 07. Apr 2004, 15:54 bearbeitet]
stadtbusjack
Inventar
#8 erstellt: 07. Apr 2004, 15:57
Ja klar, das habe ich ja auch nicht in Frage gestellt, was ich meinte, is der Phasenwinkel zwischen den Einzelspannungen! Kleines Beispiel (aus der Schule): Spule, Kondensator und ohm'scher Widerstand in Reihe geschaltet, angelegte Gesamtspannung 6V. Über der (recht hochinduktiben) Spule herrschte durch die Induktionsspannung bedingt aber eine Einzelspannung von über 20V! Das heißt doch eigentlich, man darf die Einzelspannungen nicht einfach wie skalare Größen addieren, sondern muss sie als Vektoren addieren!

Edit: Ein Lautsprecher ist ja im Grunde auch nichts anderes, als eine RCL-Kette.


[Beitrag von stadtbusjack am 07. Apr 2004, 16:00 bearbeitet]
XxXusernameXxX
Hat sich gelöscht
#9 erstellt: 07. Apr 2004, 16:11

wenn der Verstärker bzw. die Quelle was taugt, so ist die Rechnung ziehmlich einfach.


Anwelche Art von Quelle hast du da gedacht ?
Eine normale 1,5V Batterie wird wohl nicht funtionieren, da Gleichspannung oder ?


Hängt die Impedanz eigentlich "nur"mit der Frequenz zusammen oder spielt da die Lautstärke auch eine gewisse Rolle ?
Also ich meine die zugeführte Leistung (Watt).

_________________________________________________________


Etwas abseits des Themas:

Kann man allg. sagen, dass alte LS (ovale, Alnico) eher geringe oder eher eine hohe Impedanz haben ?

Einerseits muss man sagen, dass alte LS irgendwie "logischerweise" eine hohe Impedanz haben müssen, da meines -unwissenden- Erachtens nach alte Röhrenamps mit so viel Strom nicht zurechtkommen... haben daher auch eine geringere leistung als Transistorenamps.

Andererseits gilt diese Theorie natürlich nicht für alle Amps.



worauf nich nun raus will:
könnten alte LS (wahrscheinlich Alnico) modernen Transistorenamps wie speziell dem Pioneer A-209 gefährlich werden ?... also ihn überlasten ?

__________________________________________________________

Danke für eure Geduld mir die ganze Technik näherzubringen
Wenn wer gut erklärte Bücher zum Thema LS, AMP, Physik rund um die Audiotechnik kennt, möge er diese bitte posten. Danke!
stadtbusjack
Inventar
#10 erstellt: 07. Apr 2004, 16:21
Moin,


Anwelche Art von Quelle hast du da gedacht ?
Eine normale 1,5V Batterie wird wohl nicht funtionieren, da Gleichspannung oder ?


Das ist korrekt. Wenn du zum Beispiel am Hochtöner einen einfachen Teifpassfilter, bestehen aus einem in Reihe geschalteten Kondensator, hast, dann wird der Gleichstromwiderstand unendlich hoch!



Kann man allg. sagen, dass alte LS (ovale, Alnico) eher geringe oder eher eine hohe Impedanz haben ?


Die meisten älteren Lautsprecher haben eine Impedanz von mindestens 8 Ohm, da die alten Verstärker teilweise nicht strompotent genung waren, um 4 Ohm-LS anzusteuern.



Einerseits muss man sagen, dass alte LS irgendwie "logischerweise" eine hohe Impedanz haben müssen, da meines -unwissenden- Erachtens nach alte Röhrenamps mit so viel Strom nicht zurechtkommen... haben daher auch eine geringere leistung als Transistorenamps.


Nein, das hängt damit zusammen, dass es bei Röhrenkonstruktionen techniasch schwieriger und aufwendiger ist, hohe Leistungen zu erzielen. Es gibt durchaus Röhrenverstärker mit mehreren tausen Watt!



könnten alte LS (wahrscheinlich Alnico) modernen Transistorenamps wie speziell dem Pioneer A-209 gefährlich werden ?... also ihn überlasten ?


Nein, eine zu hohe Impedanz kann einem Verstärker nicht schaden, höchstens eine zu niedrige, da der Verstärekr da mehr Strom liefern muss, als bei einer hohen Impedanz. Bei einer zu niedrigen Impedanz wird er, sozusagen, kurz geschlossen. Würde eine hohe Impedanz dem Verstärker schaden, müsste er ja sofort in Luft aufgehen, wenn man ihn ohne angeschlossene Lautsprecher anschalten würde, da ja dann ein quasi unendlich hoher Widerstand an den Lautsprecherausgängen liegt!
XxXusernameXxX
Hat sich gelöscht
#11 erstellt: 07. Apr 2004, 16:26
Danke!

Nur mal so aus reiner Neugier, habt ihr alle Technik studiert weil ihr euch so gut auskennt oder betreibt ihr sehr intensiv euer Hobby ?
stadtbusjack
Inventar
#12 erstellt: 07. Apr 2004, 16:30
Nö, ich hab zwar vor E-Technik zu studieren, aber mein momentanes Wissen stammt allein aus dem Forum und aus nem Physik-LK, Jahrgangsstufe 12


[Beitrag von stadtbusjack am 07. Apr 2004, 18:54 bearbeitet]
Joe_Brösel
Hat sich gelöscht
#13 erstellt: 07. Apr 2004, 19:25
Hi,
bei den alten und neuen LS-Impedanzen bin ich allerdings anderer Meinung, das ist mir früher so aufgefallen:
Alte deutsche Lautsprecher haben 4 Ohm, alte Fern-Ost-LS bzw. amerikanische LS haben 8 Ohm, wobei es natürlich die Ausnahmen gibt.
4-Ohm-LS machen eigentlich eher im Auto Sinn, weil man da schon mit niedrigeren Spannungen gleich eine höhere Leistung hat als wie bei 8 Ohm. Wie es in der Praxis bei Auto-LS-Impedanzen aussieht, weiß ich jedoch nicht.

Mein Wissen beziehe ich aus dem Studium der Nachrichtentechnik. Ein Praxissemester habe ich bei der Firma Grundig in Fürth (im Lautsprecher-Labor) verbracht.
stadtbusjack
Inventar
#14 erstellt: 07. Apr 2004, 19:52
Hey Joe, nu sag mir doch bitte mal, wo mein Denkfehler liegt


[Beitrag von stadtbusjack am 07. Apr 2004, 19:53 bearbeitet]
Joe_Brösel
Hat sich gelöscht
#15 erstellt: 08. Apr 2004, 07:02
Hi,
erstmal an XxXusernameXxX: Die Quelle: dazu würde ich einen Sinusgenerator nehmen (weil ich einen habe), oder man kann auch eine CD mit Sinustönen nehmen. Bei der CD hat man allerdings den Nachteil, daß man das komplette Gerät CD als Einflußfaktor hat, und wenn dann der Frequenzgang des CD-Spielers nicht aalglatt ist, dann ändert sich die Gesamtspannung. Bei einem Frequenzgenerator hätte ich das weniger Bedenken. Das sind meist Meßgeräte und haben oft eine Toleranz von weniger als 3%.
Weiterhin der Verstärker. Wenn eine Sinusgenerator eine gleichgroße Sinusspannung an den Verstärker liefert, dann muß der Verstärker diese Spannung auch bei allen Frequenzen gleich verstärken, sonst ändert sich die Ausgangsspannung. Das verkompliziert die Messung insofern, als man bei jeder Frequenz die Gesamtspannung Ug neu messen muß.

Dann stadtbusjack: Egal wie der Strom relativ zur Spannung durch den LS fließt, im Widerstand fließt er gleichphasig.
Im Verhältnis der Spannungen kann man dann die Widerstände bestimmen.
Phasenverschoben bedeutet, daß in einem Zeitpunkt Leistung aufgenommen wird, die phasenverschoben wieder an den Verstärker zurückgegeben wird, diese Leistung nennt man Blindleistung. Ich betrachte ja auch nicht die einzelnen Spannungen innerhalb der Weiche, da wäre es etwas komplizierter.
stadtbusjack
Inventar
#16 erstellt: 08. Apr 2004, 10:43
Moin,

achso, du siehst quasi die RCL-Kette "Lautsprecher" als eine Einheit an und damit den Lautsprecher für eine einzelne bestimmte Frequenz als ohm'schen Widerstand, hab ich das so richtig verstanden? Hm, aus diesem Blickwinkel habe ich mir das ganze noch gar nicht angeschaut, aber ich denke, ich verstehe es
tom2206
Ist häufiger hier
#17 erstellt: 09. Apr 2004, 11:22
mal einfacher, ich check da eh nich so ganz durch und ich denk mal XxXusernameXxX auch nich wirklich.
ich hab bis jetzt schon immer ein multimessgerät genommen.
aber nur um die impendanz des lautsprechers ohne dass eine bestimmte leistung daran angelegt ist zu messen.
einfach an den boxeneingängen das multimessgerät anschliesen and messen. das reicht um eine 2,4,6,8 oder 16 ohm box voneinander zu unterscheiden. der rest ist normalerweise eh so ausgelegt dass ein kritischer wert für den verstärker nich unterschritten wird wenn er kompatibel ist mit der impendanz des lautsprechers.

versteh aber auch nicht warum man das so kompliziert messen muss, hat bei einem ls nicht nur die spule nen wiederstand?
wenn es so wäre könnte man dass ja ganz einfach messen indem mann ein ampere und eim voltmeter zwischen die kabel legt. ampere in reihe volt parrallel.danach einfach zuerst U mal I nehmen und dann noch U durch I. dann hat man die watt und den wiederstand und kann sich so éin diagramm fertigen oder ne des is ja wechselstrom . sry da hab ich nich so viel ahnung von aber das in dem ersten abstatz funktioniert auf jeden fall und bei den meisten 4ohm boxen kommt da auch genau 4 ohm raus hab ich schon mit 4 verschiedenen boxen ausprobiert. jedoch sollte man ohne kabel messen, da hab ich immer so 0,8 ohm mehr, is aber auch n langes schlechtes kabel


[Beitrag von tom2206 am 09. Apr 2004, 11:30 bearbeitet]
Joe_Brösel
Hat sich gelöscht
#18 erstellt: 09. Apr 2004, 14:31
Hi tom2206,
ein Amperemeter würde ich nicht nehmen, weil Ampere-Messungen generell die Messung verfälschen, grade wenn man kleine Widerstände mißt.

Rein den Spulenwiderstand mesnen kann man nicht um auf die Impedanz zu kommen, das geht nur für ganz tiefe Frequenzen, z.B. 20 Hz, aber grade bei höheren Frequenzen sind doch einige Kondensatoren und Induktivitäten im LS, die man nicht so einfach ignorieren kann. Auch die Resonanzfrequenz der einzelnen Chassis kann man am Impedanzverlauf erkennen.

Aber im Prinzip gebe ich dir Recht, für eine grobe Abschätzung messe ich auch zuerst den Gleichstrom-Widerstand, und meistens genügt mir das.
tom2206
Ist häufiger hier
#19 erstellt: 17. Apr 2004, 13:48
hab hier noch was zu dem thema gefunden.
steht ganz unten auf der seite
http://www.autohifi-club.de/HANDBUCH2.html
wiesonich
Stammgast
#20 erstellt: 04. Jun 2004, 17:47
Hallo Joe.

Da sicher viele hier im Forum an einer exakten Berechnung der Impedanz eines Chassis (oder eines kompletten Lautsprechers inklusive Weiche) interessiert sind - so weit das mit Hilfe von Hilfsmessungen überhaupt möglich ist -, muss ich dich korrigieren.

Der von dir oben skizzierte Messaufbau ist goldrichtig, aber der genannte Berechnungsansatz Z=(Ug-Ur):Iv ist falsch!

Warum?

Nun, bei deiner einfachen Subtraktion der Teilspannung Ur von der Gesamtspannung Ug gehst du von einer Phasengleichheit dieser Spannungen zueinander aus. Hier steckt der Fehler. Diese Spannungen sind nicht phasengleich! Sie dürfen nicht einfach voneinander abgezogen werden.

(Die Teilspannung Ur ist aufgrund der rein ohm´schen Charakteristik des Widerstandes R nur phasengleich zum Gesamtstrom Iv. Der Gesamtstrom Iv ist aber ein Scheinstrom, der auch den induktiven Blindstromanteil der Spulen und, wenn vorhanden, auch den kapazitiven Blindstromanteil der Kondensatoren enthält - der Gesamtstrom Iv ist gegenüber der Gesamtspannung Ug deshalb je nach Frequenz mehr oder weniger stark phasenverschoben. Die Phasenverschiebung der Teilspannung Ur zur Gesamtspannung Ug wiederum ergibt sich einfach aus der Phasengleichheit der Teilspannung Ur zum Gesamtstrom Iv.)

Die beiden Spannungen Ug und Ur dürfen deshalb nur geometrisch voneinander abgezogen werden, um die Teilspannung Uls über dem Lautsprecher zu berechnen! Die einfache Subtraktion Uls=Ug-Ur vernachlässigt den nicht unerheblichen Blindanteil der frequenzabhängigen Spannung Uls über dem Lautsprecher. (Jeder Physiklehrer zieht dir dafür die Ohren lang! Entschuldigung.)

Die für deinen Berechnungsansatz erforderliche komplexe Subtraktion - nicht im Sinne von "schwierig", sondern von trigonometrischer Mathematik - kann man sich aber sparen (was den interessierten Laien sicher freut), indem man einfach die Spannung Uls über dem Lautsprecher in der oben richtig skizzierten Reihenschaltung misst (frequenzunabhängiges Spannungsmessgerät vorausgesetzt) und die gemessene Spannung Uls durch den Gesamtstrom Iv teilt, um schließlich die Lautsprecherimpedanz Z mit einfacher Mathematik, also mit Z=Uls:Iv zu berechnen.

(Den Gesamtstrom Iv erhält man - wie du auch richtig anführst - aus der über dem definierten Widerstand R gemessenen Spannung Ur mit Iv=Ur:R)

Puh!

Jetzt mal ran an die Tasten und schnell die Formel korrigiert, Joe!

Gruß


[Beitrag von wiesonich am 04. Jun 2004, 21:10 bearbeitet]
Joe_Brösel
Hat sich gelöscht
#21 erstellt: 05. Jun 2004, 08:33
Hi wiesonich,
da ich die Zeichnung nicht mehr habe, ist eine Korrektur nicht mehr so leicht möglich. Aber aus deinem Text ist ja ersichtlich wie es geht.
froce
Schaut ab und zu mal vorbei
#22 erstellt: 30. Jun 2006, 20:21
kann ich die impedanz in einer box, bei zu niedriger impedanz des chassis, durch einen ohm'schen widerstand vergrößern?
geht das einfach additiv, oder performel? wenn ja wie?

(mit additiv meine ich z.B.: chassis 4 Ohm, benötige aber 8 Ohm, also 4 Ohm ohm'scher widerstand dazwischen)
Mwf
Inventar
#23 erstellt: 06. Feb 2010, 21:27
Hi,

froce schrieb:
kann ich die impedanz in einer box, bei zu niedriger impedanz des chassis, durch einen ohm'schen widerstand vergrößern?
geht das einfach additiv, oder performel? wenn ja wie?

(mit additiv meine ich z.B.: chassis 4 Ohm, benötige aber 8 Ohm, also 4 Ohm ohm'scher widerstand dazwischen)

Auch nach vielen Jahren nochmal eine Antwort:

Ja das geht einfach additiv.

Ist aber ein absolutes NO GO

Warum?
Der Vorteil einer besseren Anpassung an Verstärker oder passives Filter wird mehr als aufgefressen durch das Verbraten von Leistung auf dem vorgeschaltenen Widerstand!

Gruss,
Michael
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