Lautsprecher gehen eher an zu wenig Leistung kaputt, als an zu viel

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passiw
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 18. Feb 2007, 20:46
Hallo zusammen

Ich lese immer wieder als Antwort auf die Fragen von Leuten deren Lautsprecher (vorwiegend im Auto) kaputt geganngen sind) den einen Satz:

Leutsprecher gehen eher an zu wenig Leistung kauputt, als an zu viel!

Kann mir da mal jemand erklären wie das sein kann? Oder ist das nur so ein Mythos den jeder kopiert? Falls da was dran sein sollte würde mich die technische Seite dazu sehr interessieren

Liebe Grüße
Sibo3004
Neuling
#2 erstellt: 18. Feb 2007, 21:02
Du wolltest bestimmt eine technische Erklärung.Das kann ich vielleicht nicht so.
Mein Stand der Dinge ist: Durch maximal aufgedrehte Verstärker entsteht eine Verzerrung und diese lässt in erster Linie die Hochtöner auf der Strecke.
Daher sagt man, das zu wenig Leistung die Lautsprecher zerstört.
Ich habe aber auch Tieftöner gesehen, wo die Sike rausgeflogen ist und das durch zuhoher Leistung. Irgendwann schaffen es die Magnetspulen nicht mehr und fliegen raus.
Das ist mein Stand der Dinge. Die Gefahr durch zu hoher Leistung die Lautsprecher zu zerstören ist aber geringer.
Man sollte nur nicht an 20 Watt Lautsprecher eine 200 Watt Endstufe hängen. Wenn du sie tanzen lässt dann tanzen sie auch ab. Sollte alles in einem vernüntigen Verhältnis stehen.

Sibo3004
Sir_Nils
Stammgast
#3 erstellt: 21. Feb 2007, 08:04
So isses. ein zu schwacher verstärker produziert schnell verzerrungen, so genanntes clipping. genau diese verzerrungen sind aber tödlich für jeden laustprecher. hinzu kommt, dass beim schwachen verstärker - logischerweise - lauter aufgedreht wird, was den effekt (clipping) zusätzlich steigert.
markusred
Inventar
#4 erstellt: 21. Feb 2007, 15:56
Wenn der Besitzer bereits Kenntnis davon hat, dass sein Verstärker nicht gerade leistungsstark ist, sollte er unbedingt die Finger vom Bassregler und von Loudness lassen.

Eine gerade hörbare Anhebung des Basses um z.B. 3dB bedeutet, dass der Verstärker die doppelte Leistung im Vergleich zu vorher abgeben muss.

Wer also seinen Amp an der Leistungsgrenze betreibt und dann noch die Bässe reinknallt und die (hörbaren) Verzerrungen ignoriert, zerstört am Ende seine Lautsprecher.

In diesem Sinne kann ein Verstärker eigentlich nie zuviel Leistung haben. Die Lautsprecher signalisieren schon durch unangenehmen Klang, wenn sie zuviel Input bekommen.
snoop69
Stammgast
#5 erstellt: 21. Feb 2007, 16:17

markusred schrieb:

In diesem Sinne kann ein Verstärker eigentlich nie zuviel Leistung haben. Die Lautsprecher signalisieren schon durch unangenehmen Klang, wenn sie zuviel Input bekommen.

Im Falle des "zu dicken Amps" schon. Wenn aber ein schwächlicher Amp ins Clipping getrieben wird, können die Hochtöner schon nach Sekunden das Zeitliche gesegnet haben....

Insofern ist es schon richtig, dass ein zu schwacher Amp wesentlich gefährlicher für Boxen ist als ein zu starker.
bulla
Inventar
#6 erstellt: 21. Feb 2007, 19:41
Ist doch ganz einfach:

Ein Verstärker produziert Wellen,z.B. Sinus, bei denen es schön langsam ansteigt und wieder bergab geht usw.

Wenn die Frequenz geändert wird, wird die Sinus-Welle gedehnt bzw. gestaucht. Wenn die Lautstärke geändert wird, ändert sich die Amplitude, also die Höhe der Welle (stell dir einfach die Sinuswelle in einem Koordinatensystem vor)

Wenn das Sinusmaximum (bei 90°) sein Maximum erreict hat, hat es den (angenommenen) Wert 1 (bei 270° -1), nehmen wir das als Vollaussteuerung, denk dir also eine horizontale Linie bei 1 und bei -1.
Wenn man also z.B. bei -20dB hört, ist die Amplitude dementsprechend geringer (nur noch ca. 10% vom MaxPegel)

Geht man aber in die Übersteuerung, also bei Receivern z.B. in den "+"-Bereich, übersteigt das Sinusmaximum die 1er-Linie. Da der Trafo oder die Endstufe nicht mehr liefern kann als 1, wird das Signal oberhalb abgeschnitten (stells dir als Berg vor, dessen Kuppe abgeschnitten wurde und man somit nur noch einen Stumpf hat).
Je lauter das Signal demnach ist, desto steiler ist der Bereich bis zur Schnittlinie und desto breiter ist der Stumpf.
Dies nennt der E-Techniker (imho) nicht mehr Sinus, sondern Rechtecksignal, weil es eben diese Form aufweist.

Wenn man ein Sinussignal auf einen Tieftöner ansetzt, hubt er gleichmässig raus und rein (schön zu sehen bei Frequenzen <5hz). Hat man nun ein Rechtecksignal, hubt er schnell raus, bleibt an dieser Position eine Weile, hubt schnell wieder zurück, bleibt dort wieder eine Weile, und kehrt dann in die Ausgangslage zurück.

Du kannst dir vorstellen, dass dies enorm kräftezehrend ist für alle beteiligten Komponenten. Ein Hochtöner hat dabei so gut wie keinen Hub (meist weniger als 0,5mm), und stösst entsprechend schnell an sein Maximum. Da deren Magnet auch oftmals nicht gerade schwach ist, ist der Hochtöner das erste Bauteil, dass sich verabschiedet.

Noch Fragen?
snoop69
Stammgast
#7 erstellt: 21. Feb 2007, 19:53
Ganz so einfach ist das nicht. Ein Rechtecksignal (das real nicht erreicht wird, weil eine unendliche Flankensteilheit nicht möglich ist) ist letztlich eine Überlagerung aus unterschiedlichen Sinusfrequenzen. Jedes periodische Signal lässt sich als Überlagerung von Sinus- und Cosinus-funktionen darstellen, das nutzt man bei der Fouriertransformation aus. Und deshalb bekommt man beim Clipping automatisch eine enorme Anreicherung des Signals mit energiereichen hochfrequenten Anteilen, die den Hochtöner extrem schnell überlasten.

Wenn Du ein clippendes (also abgeschnittenes) Sinussignal durch eine Fourier-Trafo laufen lässt, erhälst Du massig hochfrequente Anteile, die vorher bei dem "reinen" Sinus nicht vorhanden sind.
passiw
Ist häufiger hier
#8 erstellt: 21. Feb 2007, 21:20
Tausend Dank für alle eure Antworten, ich habt mir sehr weitergeholfen! Jetzt ist das ganze auch verständlich.

Also wie ich's verstanden habe sollte man eine Endstufe nach Möglichkeit mit einer höheren Leistung als die angesteuerten Lautsprecher bemessen, sodass die Endstufe nicht bei Volllast fahren muss und somit kein Clipping-Effekt entsteht und die Lebensdauer erhöht wird (letzteres weiß ich aus eigener Erfahrung, da Netzteile egal ob vom PC, im Auto oder sonstwo beträchtlich schneller kaputt gehen wenn man Sie immer auf Volllast fährt).
markusred
Inventar
#9 erstellt: 22. Feb 2007, 09:42

passiw schrieb:
Also wie ich's verstanden habe sollte man eine Endstufe nach Möglichkeit mit einer höheren Leistung als die angesteuerten Lautsprecher bemessen, ...

Es ist im Grunde noch einfacher und man braucht sich nicht um Leistungsangaben weder beim Verstärker noch bei den Boxen zu kümmern, wenn man nur die Komponenten ausschließlich bestimmungsgemäß verwendet.

- keine winzigen Basslautsprecher/Boxen zu tiefen Bässen und hohen Lautstärken zwingen
- keine Hifiboxen für Beschallungsaufgaben (Party, Turnhalle, Open Air) missbrauchen
- Hifiverstärker nicht im Dauerbetrieb an der Leistungsgrenze betreiben

Insbesondere die Lautsprecher sollten für die gewünschte Lautstärke ausreichend oder besser überdimensioniert sein. Wer für seine Party beispielsweise PA-Boxen mit sehr hohem Wirkungsgrad benutzt, kommt möglicherweise auch mit wenigen Watt Verstärkerleistung aus.
chipart
Stammgast
#10 erstellt: 22. Feb 2007, 15:48

passiw schrieb:
Also wie ich's verstanden habe sollte man eine Endstufe nach Möglichkeit mit einer höheren Leistung als die angesteuerten Lautsprecher bemessen, sodass die Endstufe nicht bei Volllast fahren muss und somit kein Clipping-Effekt entsteht und die Lebensdauer erhöht wird (letzteres weiß ich aus eigener Erfahrung, da Netzteile egal ob vom PC, im Auto oder sonstwo beträchtlich schneller kaputt gehen wenn man Sie immer auf Volllast fährt). :prost


Nein, so ausgedrückt ist das falsch:

- Lautsprecher sollten immer eine höhere Nennleistung haben, als der Vertärker, an dem sie angeschlossen sind.
- Die Leistung des Verstärkers sollte so bemessen sein, dass er bei angestrebter Abhörlautstärke (unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades der Lautsprecher) noch mindestens 20% unter seiner Nennleistung arbeitet.

Gruss,
Chip
bulla
Inventar
#11 erstellt: 22. Feb 2007, 23:56

chipart schrieb:

Nein, so ausgedrückt ist das falsch:

- Lautsprecher sollten immer eine höhere Nennleistung haben, als der Vertärker, an dem sie angeschlossen sind.
- Die Leistung des Verstärkers sollte so bemessen sein, dass er bei angestrebter Abhörlautstärke (unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades der Lautsprecher) noch mindestens 20% unter seiner Nennleistung arbeitet.


Begründung? Denn deine Aussagen können zum Widerspruch führen...
ROBOT
Inventar
#12 erstellt: 23. Feb 2007, 00:03

chipart schrieb:

passiw schrieb:
Also wie ich's verstanden habe sollte man eine Endstufe nach Möglichkeit mit einer höheren Leistung als die angesteuerten Lautsprecher bemessen, sodass die Endstufe nicht bei Volllast fahren muss und somit kein Clipping-Effekt entsteht und die Lebensdauer erhöht wird (letzteres weiß ich aus eigener Erfahrung, da Netzteile egal ob vom PC, im Auto oder sonstwo beträchtlich schneller kaputt gehen wenn man Sie immer auf Volllast fährt). :prost


Nein, so ausgedrückt ist das falsch:

- Lautsprecher sollten immer eine höhere Nennleistung haben, als der Vertärker, an dem sie angeschlossen sind.
- Die Leistung des Verstärkers sollte so bemessen sein, dass er bei angestrebter Abhörlautstärke (unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades der Lautsprecher) noch mindestens 20% unter seiner Nennleistung arbeitet.

Gruss,
Chip

Nein, so ausgedrückt ist das falsch (der erste Punkt)

Das Posting von snoop69 ist genau richtig, und die Schlußfolgerung dass der Amp eher stärker sein soll als die Nennbelastbarkeit des LS.

Es gibt 2 Arten von Überlastung bei Mehrwegeboxen:
Einmal die zuviel Power im Tieftonbereich und somit mechanische Überlastung (Schwingspulen schlagen an und können sich verformen, Zentrierspinne Überdehnung, Sickenbelastung) und elektrische Überlastung (Schwingspule wird zu heiß, Isolierung, Verklebung löst sich auf, oder die Spule brennt schlicht und einfach durch).
Überlastungen dieser Art hört man aber im Allgemeinen, bevor es zu spät ist.

Das ist der große Unterschied zur zweiten Art der Überlastung, die des Hochtöners durch Amp-Clipping:

Wie schon schön durch den Hinweis der Fouriertransformation dargelegt, entstehen beim Clipping überproportional hohe Anteile an Hochtonenergie, und dafür ist die Weiche und der der Hochtöner an sich nicht ausgelegt. Bei normaler Musik geht man von 10% Hochtonenergie aus, und so sind die LS ausgelegt/berechnet.

Beim Clipping steht nun plötzlich (!) extrem viel Leistung mit sehr hoher Frequenz am LS an (relativ zum Gesamtsignal), die Weiche lässt diese gemäß ihrer Aufgabe auch gerne durch, und so stirbt der Hochtöner einen ganz schnellen Tod durch elektrische Überlastung.
Das Problem dabei ist dass dieses nicht direkt hörbar ist, da es sich ja eben um sehr hohe Frequenzen handelt und der ganze Vorgang sehr schnell vor sich geht. Hier helfen auch keine bei einigen LS eingebauten PTC-Sicherungen, die sind viel zu langsam und helfen nur bei dauerhaft zu großer Eingangsleistung mit normalem Spektrum (etwa von einem zu fettem Amp).
chipart
Stammgast
#13 erstellt: 23. Feb 2007, 09:39

bulla schrieb:

chipart schrieb:

Nein, so ausgedrückt ist das falsch:

- Lautsprecher sollten immer eine höhere Nennleistung haben, als der Vertärker, an dem sie angeschlossen sind.
- Die Leistung des Verstärkers sollte so bemessen sein, dass er bei angestrebter Abhörlautstärke (unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades der Lautsprecher) noch mindestens 20% unter seiner Nennleistung arbeitet.


Begründung? Denn deine Aussagen können zum Widerspruch führen...


Relativ einfach:
- Regel 1 sorgt dafür, dass die LS im Normalbetrieb nicht kaputt gehen
- Regel 2 sorgt dafür, dass die LS im Normalbetrieb betrieben werden (also so häßliche Sachen wie Clipping nicht passieren)

Gruss,
Florian
chipart
Stammgast
#14 erstellt: 23. Feb 2007, 09:54

ROBOT schrieb:

Das Posting von snoop69 ist genau richtig, und die Schlußfolgerung dass der Amp eher stärker sein soll als die Nennbelastbarkeit des LS.


Sorry, ich kann der Schlussfolgerung immer noch nicht zustimmen:

Ob elektrisches Clipping (oder andere Arten von Verzerrung die zu einem überproportional starken Hochtonanteil im Signal führt) auftritt oder nicht, ist (bei guten Verstärkern) ausschliesslich von den Parametern gewünschte Abhörlautstärke, Wirkungsgrad des LS und Nennleistung des Verstärkers abhängig. In keinem Fall von der Nennleistung des LS.
Daher lassen sich aus der Clipping-Problematik keine Regeln für das optimale Verhältnis Nennleistung LS zu Nennleistung Amp ableiten.

Der Grund, aus dem LS immer eine höhere Nennleistung haben sollten, als die Amps ist ausschliesslich die Vermeidung von Dauerüberlastung bzw. in extremen Fällen mechanisches Clipping (die Schwingspule stößt an mechanische Begrenzer).


Beim Clipping steht nun plötzlich (!) extrem viel Leistung mit sehr hoher Frequenz am LS an (relativ zum Gesamtsignal),


Schon klar, auch wenn "extrem viel" etwas zu relativieren ist: Es steht kaum mehr Leistung an, als die Spitzenleistung des Vertärkers. Das Problem ist vielmehr, dass bei LS meist die Sinunsbelastbarkeit bei 1kHz angegeben wir und die Sinusbelastbarkeit bei 40kHz in der Regel um den Faktor 10 kleiner ist....


die Weiche lässt diese gemäß ihrer Aufgabe auch gerne durch, und so stirbt der Hochtöner einen ganz schnellen Tod durch elektrische Überlastung.


Viele Weichen haben daher einen Tiefpass im Hochtonzweig (der bei etwa 30kHz trennt) um genau solche Effekte zu vermeiden.

Gruss,
Chip
smeed666
Schaut ab und zu mal vorbei
#15 erstellt: 23. Feb 2007, 17:10
Ich kann nicht sagen ob die Aussage 100% stimmt.

Hat mir mal ein Techniker von Yamaha zu kommen lassen:

Wenn man von den Komponenten nichts weiss und auch sonst kaum Ahnung hat - Silberregel: "Kein Teil sollte vom anderen über 40% abweichen"


OK...mehr hab ich nicht zu sagen.


Greetz
smeed
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