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Konstantstrom-Verstärker

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Hektiker
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 02. Feb 2005, 19:36
Ich eröffne mal diesen Thread, weil ich den dringenden Verdacht habe, dass folgendes Grundlagenwissen etwas in Vergessenheit geraten ist.

Unsere normalen Hifi-Verstärker sind vom Prinzip her Konstantspannungsquellen! Eine mächtige Spannungsgegenkopplung sorgt durch Vergleich der Eingangs-Soll- mit der Ausgangs-Ist-Spannung für eine zweckdienliche Kompensation aller denkbaren Störeinflüsse.

Wenn man von Hand die Membran eines Lautsprechers eindrücken will, hat man das Gefühl, dass da einer gegenan schiebt. Die handelsübliche Spannungsgegenkopplung sorgt für geringste Klirrfaktoren, niedrigstes Brummen, einen neutralen Frequenzgang und eine drastische Reduzierung des Verstärkerausgangswiderstandes. Ein Spannungsanstieg am Verstärkereingang wird mit einer Membranverstellung am Ausgang beantwortet. Je nach unterer Grenzfrequenz des Verstärkers kann die Membran sekundenlang an der neuen Position verharren, bevor sie langsam in die Ruhelage zurückgleitet. Der Lautsprecher ist in höchstem Maße bedämpft.

Die Lautsprechermembran folgt direkt der Eingangsspannung: das gewünschte Ergebnis der Spannungsgegenkopplung. Mathematisch exakt.. aber akustisch erbärmlich.

Wodran liegt es, dass ein primitiv anmutender Röhrenverstärker so einen lebendigen, leichten, mühelosen und schwebenden Klang erzielt? Und dies, obwohl sein Klirrfaktor und Frequenzgang wirklich nichts mit "High-fidelity" zu tun hat? Sind es irgendwelche Oberwellen, die den Klang so natürlich klingen lassen?

Nein!

Der Hauptunterschied eines Röhrenverstärkers zu unseren modernen Halbleiterverstärkern liegt im Ausgangswiderstand des Systems. Ein Röhrenverstärker kann aus technologischen Gründen keine derart kräftigen Gegenkopplungen verwenden, wie wir dies im Niederspannungsbereich der eisenlosen Transistorstufen mühelos erreichen können.

Röhrenverstärker erscheinen am Ausgang relativ hochohmig. Sie liefern keine feste Spannung sondern tendieren prinzipiell eher dahin, dem Lautsprecher einen Strom einzuprägen.

Dies führt dazu, dass sich allerlei Störgeräusche am Ausgang ergeben, ohne dass der Verstärker dieses unterdrücken kann. ALLERDINGS gestattet die schwache Gegenkopplung dem Lautsprecher auch eine freies und natürliches Schwingen. Die Membran folgt nicht nur der Eingangsspannung, sie schießt sogar über das Ziel hinaus, besinnt sich dann, fährt wieder zurück und schwingt sich schließlich nach längerem Hin und Her zurück zur Ruhelage.

Eigentlich sollte man annehmen, dass der so produzierte Sound unsauber klingt. Aber genau das Gegenteil ist der Fall! Besonders bei der stereophoner Übertragung ist selbst dem Laien die Transparenz eines Röhrenverstärkers auffällig.

Es gibt Enthusiasten, die um nichts in der Welt auf Halbleitersysteme umsteigen wollen.

Wie können wir modernen Menschen mal in den Genuss eines entdämpften Lautsprechers kommen?

Es ist leichter, als gemeinhin angenommen wird. Mit einem guten Schaltplan, einem Lötkolben und etwas Bastlererfahrung (die man bei der Bekämpfung der Schwingneigung dringend brauchen wird) kann man fast jeden Transistor-Verstärker derart modifizieren, dass er zum Röhrenverstärker mutiert.

Man könnte sich sogar ein Poti einrichten, das die stufenlose Entdämpfung des Lautsprechers zulässt, also die stufenlose Überblendung vom konventionellen Konstantspannungs- zum Konstantstromverstärker.

Wir sollten in diesem Thread konkrete Verstärker beispielhaft umrüsten und dann eure Hörerfahrungen lesen.


Warnung: grundsätzlich kann jede Manipulation am Verstärker zum Totalverlust der Elektronik, der Lautsprecher und des eigenen Lebens führen. Wer sich durch diesen Thread zum Umbau einer teuren Anlage motiviert fühlen sollte, muss genau wissen, was er da tut. Es ist wirklich nichts für Anfänger!!!
tiki
Inventar
#2 erstellt: 02. Feb 2005, 20:38
Hi,

find ich blöd, weil ich schon in zu vielen threads glaube, mitschwafeln zu müssen.

Ich kann mich dumpf erinnern, dass ein solcher Vorschlag mal in der RFE (Ossi-Elektronikzeitung) in den 80ern inklusive Schaltung kam. Ob das aber für Audio oder eher für Antriebe war, weiß ich nicht mehr, ist jedenfalls nicht neu. Und ich hab unterm Schreibtisch einen eigestaubten Leistungs-OPA von Servowatt stehen, der als steuerbare Stromquelle verschaltet ist. Im Ernstfall kann ich den ja mal an einem, aber nicht meinem(!!!), Lautsprecher ausprobieren, denn:

Spannungssteuerung des LS ist nicht umsonst so
- Mikro z.B. als Tauchspule (Kondensatormic wirkt am Ende auch nicht anders) nimmt Luftbewegung auf (nicht nur Druck) und wandelt in - na? - in Spannung um
- danach hoffentlich keine Verfälschung, nur reine Verstärkung
- LS wirkt als umgedrehtes Mikro: Spannung wird in Geschwindigkeit umgewandelt, Strom erzeugt "nur" Kraft
Nur in solcher Kette dürften Verzerrungen und damit Signalverfälschungen im Rahmen bleiben und das wollen wir doch alle, oder?

Konstanter Strom an (Tauchspul-) LS führt zu konstanter Stellkraft, die Auslenkung wäre ohne Rückstellkräfte unbegrenzt, mehr noch, die Auslenkung erführe eine ständige Beschleunigung, wo die Auslenkgeschwindigkeit vom Mikro doch als konstant vorgegeben wurde. Hier wird das Signal also zumindest im unbegrenzten Auslenkungsbereich quasi quadriert.

Alles nur meine Ansichten.
Gruss, Timo
Ultraschall
Inventar
#3 erstellt: 02. Feb 2005, 20:42
Solche Verstärker gab es doch schon mal vor zig Jahren von einer Berliner Firma - Klein und Hummel ? oder war es jemand anderes ?

Ich sehe da ein Problem bei der reinen Stromgegenkopplung.
Die Impendanzkurve der Lautsprecher-
-die Impendanz und damit Wirkungsgradmaxima bei der Lautsprechereigenresonanz und Gehäuseresonanzen bzw./und der Helmholtzresonanzabstimmung der Bassröhre.
Diese Wirkungsgradmaxima dürften zu extrem ausgeprägten Spitzen im Frequenzgang führen.
Die treten bei der Spannungsgegenkopplung (meines Wissens nach)so nicht auf, da sich der Lautsprecher dort einfach wegen der dort höheren Impendanz weniger Leistung nimmt.


Also bleibt nur übrig: wenig Stromsteuerung des Lautsprechers.
Und das kann man zum Probieren einfach durch Einschleifen eines Widerstandes in Reihe zum Lautsprecher haben.
Für weiterführende Experimente dann einen Widerstand vor den Massefußpunkt des Lautsprechers einfügen und von dort einen Teil der Gegenkopplung abnehmen.

Wer es machen will soll es tun und dann mal berichten. Ich kann mir im Moment nicht vorstellen, das es was bringt. Aber wer weiß. Testet und macht uns hier klüger.
micha_D.
Inventar
#4 erstellt: 02. Feb 2005, 20:57
Hi..

Vor etlichen Jahren hatte Rotel einen kleinen Amp auf den Markt geworfen,da wurde ein solcher Widerstand in Reihe zum LS geschaltet...war wohl auch nix brauchbares..

Micha
Beobachter
Stammgast
#5 erstellt: 02. Feb 2005, 23:56
Obwohl nicht neu, ist die Idee einer spannungsgesteuerten Stromquelle zum Betrieb eines Lautsprechers sehr gut, sie muß nur konsequent umgesetzt werden.

Es ist ganz und gar unsinnig, eine vorhandene passive Lautsprecherbox, die zum Betrieb an einer Spannungsquelle entwickelt wurde, mit einer Stromquelle anzusteuern. Der resultierende Frequenzgang wäre aufgrund der schwankenden Impedanz völlig chaotisch.

Wenn man die Lautsprecherbox ( vorzugsweise als Aktivsystem ) aber von vornherein für den Betrieb an Stromquellen entwickelt, könnte das Gesamtsystem ein hervorragendes Ergebnis liefern.
Hektiker
Ist häufiger hier
#6 erstellt: 03. Feb 2005, 09:04
Sehr gut, Beobachter! Schließlich war dein audiophiles Klangerlebnis mit deinem D-Amp der Grund, warum ich diesen Thread eröffnet habe. Ich hab ja den dringenden Verdacht geäußert, dass genau dieses Wirkprinzip der Grund deiner klanglichen Beeindruckung war.

Der probeweise Umbau eines konventionellen Verstärkers ist wirklich einfach: man schleift in die Masseleitung der Box einen Wirk-Widerstand mit der Impedanz der Box ein (z.B. 8 Ohm). Bitte zuvor prüfen, ob die PA auch mit der doppelten Impedanz klarkommt.

Alle vorhandenen RC-Glieder brücken unverändert den Ausgang gegen Masse, also an unserem Strommeßwiderstand vorbei. Der Widerstand erfasst nur den Strom durch den Lautsprecher.

Die bisherige Gegenkopplungsleitung wird vom Ausgang des Verstärkers entfernt und stattdessen an der Verbindung zwischen Lautsprecher und Widerstand angeklemmt.

Der Verstärker wird automatisch doppelt so weit ausgesteuert und verheizt die Hälfte der Ausgangsleistung im Widerstand! Das ist keineswegs die Ideallösung, reicht aber zu einem schnellen Hörtest aus.

Bitte achtet auf Schwingungen! Wenn die Impedanz der Box bei hohen Frequenzen zu hoch wird, haben wir ein Problem. Dann muss ggfls. parallel zur Box kapazitiv gebrückt werden.

Aber prinzipiell gilt: Widerstand besorgen, Kabel umlöten, hören und hier berichten.

Ist das der Effekt, von dem Beobachter im D-Amp-Thread geschwärmt hat?

------------------------

Nachtrag: die Membran kann nicht endlos schwingen. Spätestens beim Verlassen des homogenen Magnetfeldes lässt die Antriebskraft nach. Wesentlich sind aber die federartigen Rückstellkräfte der Sicke. Die andere Spulenantriebsart erzeugt ein komplett anderes Klangbild. Gemeinhin wird es als "leicht", "transparent", "schwerelos", "schwebend", "mühelos" usw. bezeichnet. Dass sich dieser subjektive Hochgenuss markttechnisch nicht durchsetzt, liegt an den schlechten technischen Daten, die derartig modifizierte Verstärker prinzipbedingt produzieren.

Man muss wissen, was man will: will man sich tolle Datenblätter an die Wand heften oder will man einen natürlichen Klang genießen? Die Hersteller müssen sich nach der Decke strecken: die müssen Datenblätter produzieren, weil ihr Enthusiasten es so erzwingt. Sonst kauft ihr deren Produkte nicht, wofür ihr hier ja selbst Beispiele genannt habt.

Es gibt keine "natürliche" Schallquelle, die sich derart bewegt, wie unsere Hifi-Lautsprecher. Deren Membran schießt um 10 mm nach vorne und bleibt schlagartig stehen. Das mag für Magnetschwebebahnen das richtige sein. Aber mit natürlichem Hören hat das nichst zu tun! Alle Schallquellen der Natur schwingen. Wenn eine Trommel angeschlagen wird, vollführt ihre Membran die tollsten Bewegungen. Die Membran geht nicht nur vor oder zurück. Sie beginnt auf ihrer Oberfläche die tollsten Wellenmuster zu erzeugen. Ähnlich einem Stein, der in ruhiges Wasser geworfen wird.

All diese Feinheiten können unsere superversteiften drei plumpen Lautsprechersysteme prinzipbedingt nicht wiedergeben! Der Lärm aus unseren Boxen hört sich zwar ähnlich wie die Trommel an, aber eben nur ähnlich.

Es gibt bis heute keine Lösung dieses Problems!

Das klangliche Erlebnis einer schwingenden natürlichen Schallquelle wird durch den Betrieb mit eingeprägtem Strom zumindest verstärkerseitig simuliert. Der Verstärker schlägt die Membran des Lautsprechers an und überlässt sie von da ab der Natur. Wenn diese Membran nicht zu "hochwertig" ist und die Box nicht zu stark bedämpft ist, so wird sie ähnliche Schallmuster erzeugen, wie eine natürlche Trommelbespannung. Je billiger der Lautsprecher, desto deutlicher wird der Effekt.


[Beitrag von Hektiker am 03. Feb 2005, 09:38 bearbeitet]
tiki
Inventar
#7 erstellt: 03. Feb 2005, 10:31
Tut mir leid, zweifelst Du nicht selbst an Deinen Postulaten?
Wenn die Membran macht was sie will, wird sie das auch bei allen anderen Schallereignissen ausser Trommel so tun, und zwar immer etwa gleich(!!!), weil ihre Eigenschaften sich ja nicht wesentlich ändern.
Der von Dir angesprochene Teil der Enthusiasten will unverfälschte(!) Tonwiedergabe und nicht Membrantanz, dass alles nach Chassistrommel klingt. Das kann nicht mal der Mangerwandler, oder?
Und bitteschön: probier selbst mal, Du hast nicht mehr Aufwand als Andere! Dann kannst _Du_ auch als erster(?) aus erster Hand berichten, ist das kein lohnendes Ziel?

Gruss, Timo


[Beitrag von tiki am 03. Feb 2005, 10:32 bearbeitet]
Hektiker
Ist häufiger hier
#8 erstellt: 03. Feb 2005, 10:51
Ich kenn den Effekt. Er ist so, wie von Beobachter im D-Amp Thread beschrieben.
Beobachter
Stammgast
#9 erstellt: 03. Feb 2005, 14:25
An dieser Stelle seien vorerst zwei Dinge klargestellt:

1. Der hervorragende Klang eines SODFA kommt NICHT daher, dass er als Stromquelle arbeitet.

2. Unter einer konsequenten Umsetzung eines aktiven Mehrwege-Schallwandlers mit Stromquellen als Antrieb verstehe ich etwas anderes, als die von Hektiker hier vorgeschlagene "Bastelei".


[Beitrag von Beobachter am 03. Feb 2005, 14:25 bearbeitet]
Beobachter
Stammgast
#10 erstellt: 03. Feb 2005, 14:41
Nachtrag

Eine sehr interessante Idee zum "unangestrengten Klang", die allerdings nichts mit einer Stromquelle zu tun hat, stammt von Charles Altmann:

Man nehme eine konventionelle bipolare AB-Endstufe mit z.B. drei, über Emitterwiderstände entkoppelte, parallele Endstufen-Transistorpaare. Jetzt koppelt man das erste Transistorpaar vom NF-Ausgang ab, schaltet von hier einen 10bis50 Ohm-Widerstand gegen Masse und legt die Gegenkopplung nur an dieses erste Transistorpaar, während die beiden anderen Paare, jetzt ohne direkte Gegenkopplung, den Lautsprecher treiben. Wichtig dabei ist, dass alle Endtransistoren möglichst identische Kennlinien aufweisen und sehr gut thermisch gekoppelt sind.
Hektiker
Ist häufiger hier
#11 erstellt: 03. Feb 2005, 14:55
Dein Schaltungsvorschlag erhöht den Ausgangswiderstand des Verstärkers. Allerdings nur leicht. Niederohmig angesteuerte Emitterfolger haben auch ohne Gegenkopplung nur wenige Ohm diff. Ausgangswiderstand. Für den Klang bringt das nur wenig.

Sinnvoll ist es dagegen, wenn man die Ausgangsstufe sowohl im High- und Low-Zweig auf die Emittergrundschaltung auslegt, weil diese von Natur aus hochohmig ist. Also Emitter des High-PNP an Plus und des Low-NPN an Minus. Die beiden Collektoren an den Ausgang und dann die Gegenkopplung reduzieren.

Dass dich meine "Bastelei" nicht begeistert, tut mir leid. Pragmatische Versuchsschaltungen erfüllen nicht immer ästhetische Anforderungen.

Das Mysterium deines "SODFAs" ist im anderen Thread wissenschaftlich abgeklärt. Wenns allerdings um Esotherie oder trotziges Argumente-Nichtwahrhabenwollen geht: da fühl ich mich nicht zuständig.
richi44
Hat sich gelöscht
#12 erstellt: 03. Feb 2005, 15:36
...da raufen wir uns die Haare, wenn unser Verstärker nur einen Dämpfungsfaktor von 100 hat, weil dann der Lautsprecher fürchterlich klingt und so. Oder wir kaufen extra teure Kabel mit nullkommanichts Widerstand. Und dann sowas...

Dass das klingen kann, haben die alten Dampfradios bewiesen. Nur kamen dort Lautsprecher zum Einsatz, deren Frequenzkurve erstens erst mit Stromsteuerung einigermassen erträglich war und die zweitens mit HiFi-Klangtasten erst zum Leben erweckt wurden. Das hat mit heutiger Lautsprechertechnik nichts mehr zu tun.

Übrigens das von K+H war ein Verstärker mit einstellbarem NEGATIVEM Innenwiderstand. Hierbei wird aus dem Lautsprecherstrom mit dem zusätzlichen Widerstand in der Masseleitung ein Signal gewonnen, das den Verstärker praktisch wie bei "Hektiker" steuert, aber in umgekehrter Phasenlage. In seiner Variante sinkt die Ausgangsspannung, wenn die Lautsprecherimpedanz sinkt (Konstantstrom = hoher innerer Widerstand = schlechter Dämpfungsfaktor), während beim K+H mit sinkender Lautsprecherimpedanz die Ausgangsspannung steigt, was einem negativen Innenwiderstand und demnach einem mehr als unendlichen Dämpfungsfaktor entspricht.
Dieses Prinzip hat Studer eine Weile bei ihren aktiven Studiomonitoren angewendet, allerdings nicht mit gebührendem Erfolg.
Dazu muss man wissen, was in einem Lautsprecher abgeht. Durch die Schwingspuleninduktivität (unter anderem) stellt sich bei einem Spannungssprung der Maximalstrom erst nach und nach ein. Hätten wir den "hektischen" Verstärker, wäre das kein Problem, weil der Strom vom Verstärker und nicht von der Lautsprecherimpedanz abhängt. Haben wir die K+H / Studervariante, wird durch die Induktivität, also die höhere Impedanz der Strom zusätzlich reduziert, sodass das Erreichen des Maximums zusätzlich verzögert wird. Das bedeutet, dass der Lautsprecher länger braucht, bis die Membran die richtige Position erreicht hat, also verschlechtertes Einschwingverhalten.

Andererseits: Wird beim "Hektiker" die Membran ohne Signal bewegt, kommt es zu keiner Bedämpfung, das Ausschwingen ist unerträglich lang und geschieht auf der Eigenresonanz des Systems. Bei K+H / Studer induziert die Bewegung aber eine Spannung und diese hat einen Strom zur Folge, der die ursprüngliche Bewegung hemmt, also optimales Ausschwingen.

Richtigerweise müsste man also zwischen Stromsteuerung mit unendlichem Ri für das Einschwingen und negativem Ri für das Ausschwingen umschalten können. Da das nicht geht, ist immer noch der beste Kompromiss ein Lautsprecher, der an Null Ohm Quellimpedanz betrieben wird und der vom Chassishersteller auch darauf gezüchtet wurde.
Das ist übrigens auch der Grund, warum nicht alle Lautsprecher mit Röhrenverstärkern (der K+H war auch eine Röhre) gut klingen.
cr
Inventar
#13 erstellt: 03. Feb 2005, 16:04
Das Vorschalten eines 8-Ohm-Widerstandes führt
uU zu einem stark veränderten Frequenzgang, weil der Impedamzverlauf frequenzabhängig ist.
Hektiker
Ist häufiger hier
#14 erstellt: 03. Feb 2005, 16:20
Wow! Hut ab! Der Beitrag hatte Fundament! *Congratulations*

Ich finde deine Anregungen zum Ein- und Ausschwingen des Lautsprechers einfach klasse! Die Stromsteuerung wird gern bei hochdynamischen Schrittmotorsteuerungen angewendet, um besonders hohe Drehzahlen bei vernünftigen Drehmomenten zu erreichen. Dort sind die Gegeninduktivitäten noch heftiger.

Aber das mit dem negativen Ri hab ich nicht verstanden! Das ist hochinteressant, denn unter negativem Innenwiderstand verstehe ich eine Tunnneldiode die Schwingungen anfachen soll.

Findest du noch mehr darüber?
Hektiker
Ist häufiger hier
#15 erstellt: 03. Feb 2005, 16:26
@cr

Da geb ich dir völlig recht. Ich würde ja auch lieber mit nem kleineren Widerstand auskommen. Aber dann muss man einen Gegenkopplungsspannungs-Verstärker bauen, der bis zur oberen Grenzfrequenz keine nenenswerte Phasendrehung aufweist, weil sonst alles wild schwingt. Diese Aufgabenstellung ist nicht trivial.

Alternativ können wir natürlich auch bei kleinem Fühlerwiderstand die Eingangspannung reduzieren, damit der Verstärker trotz kleiner Gegenkopplungsspannung nicht zu laut wird. Aber letztlich steigt dadurch die Schwingneigung.

Vielleicht kommt man hier und da auch mit einem Ohm aus? Das würde die von dir beschriebenen Fehler deutlich reduzieren.
cr
Inventar
#16 erstellt: 03. Feb 2005, 16:36
Mit 1 Ohm hätte man bei 4 Ohm Boxen einen DF von 4, was dem von einigen Röhrenverstärkern entspricht.
Der Frequenzgang würde hier noch wenig belastet.

1 Ohm kann man auch durch ein entsprechend langes/dünnes Kabel simulieren.


[Beitrag von cr am 03. Feb 2005, 16:37 bearbeitet]
Hektiker
Ist häufiger hier
#17 erstellt: 03. Feb 2005, 17:26
@cr

Bitte lies noch mal meine Umbauanleitung ganz genau. Die "neue" Gegenkopplungsspannung muss an der Verbindung zwischen Lautsprecher und Fühlerwiderstand abgenommen werden.

Im Moment hab ich den Verdacht, dass du glaubst, dass du nur mit dem Lautsprecher in Reihe einen Widerstand schalten musst und das wars. Das wars aber noch lange nicht!
Beobachter
Stammgast
#18 erstellt: 03. Feb 2005, 17:43
Hier läuft ja mittlerweile alles durcheinander!

Eine ideale Spannungsquelle hat einen Augangswiderstand von Null und eine ideale Stromquelle einen solchen von Unendlich. Mit beiden lassen sich Lautsprecher betreiben, nur setzt die Erzielung einer insgesamt linearen Übertragungsfunktion in beiden Fällen einen völlig eigenständigen Entwicklungsansatz vorraus.
Mal eben schnell das eine in das andere umbasteln führt garantiert zu gar nichts!

Verstärker, die in ihren Eigenschaften irgendwo dazwischen liegen ( Röhrenverstärker, Vorschlag von Charles Altmann, etc. ) können z.T. hervorragend klingen. Das liegt aber nicht daran, dass sie vorsätzlich vom Ideal einer Spannungsquelle abweichen, sondern einen etwas "schlechteren" Ausgangswiderstand in Kauf nehmen, zugunsten einer speziellen Art die Gegenkopplung, die nicht mehr empfindlich auf die Gegen-EMK des Lautsprechers reagiert.

Ein ganz anderer Ansatz ist es wiederum, einen Lautsprecher an einer ( möglichst idealen ) Stromquelle zu betreiben. Eine solche gibt gerade dann die meiste Leistung an den Lautsprecher, wenn seine Impedanz maximal ist, also bei der Eigenresonanz. Dennoch läßt sich auch hier ein linearer Amplituden-Frequenzgang erzielen, aber nur mit einer auf den jeweiligen Lautsprecher abgestimmten aktiven Entzerrung! Wenn man diese sicher nicht ganz triviale Aufgabe löst, könnte das Gesamtergebnis besser sein, da die Antriebskraft eines dynamischen Lautsprechers ja in erster Linie proportional zum Strom durch die Schwingspule ist.

Bevor man damit anfängt, empfehle ich ert eimal das Kapitel "spannungsgesteuerte Stromquellen" im "Tietze-Schenk". Da ein funktionierendes System in dieser Richtung ohnehin aktiv aufgebaut werden muß, ist es meiner Meinung nach sinnvoll, Stromquellen zu benutzen, die nicht auf Masse bezogen arbeiten. Dann ist es wesentlich leichter, niederohmige Fühlerwiderstände zu benutzen, um nicht gleich 50% der Augangsleistung zu verbraten.
Hektiker
Ist häufiger hier
#19 erstellt: 03. Feb 2005, 18:06
Eigentlich finde ich nicht, dass hier was durcheinandergeht!

Bisher ist dieser Thread auch eher praktisch orientiert. Daher hab ich ne praktikable Umbauanleitung ZUM TEST des Effekts angegeben. Ob dabei 50% Leistung verbraten werden spielt doch erstmal eine untergeordnete Rolle. Hauptsache eure Verstärker schwingen nicht alle.

Wichtig ist die Frage, ob der so entstehende Klang dem Klang entspricht, den du als sogar "vielen Analogverstärkern überlegen" bezeichnet hast. WENN das der Klang ist und du das bestätigen kannst, dann erst kann man sinnvoll weiterdenken. Aber damit jeder schonmal unterdessen mit "deinem" Klang rumspielen kann, dazu dient dieser Thread.

Mensch Beobachter: sei doch nicht so sperrig! Ich will hier keine ich-hab-recht-Hackordnungen festlegen! Ich vertraue dir fest, dass du den Klang gehört hast. Ich kenn ihn auch. Es ist wirklich fantastisch. Und ich habs auch immer wieder nach hinten geschoben. Aber nun sind wir mehrere, die der Sache mal richtig und fundiert auf den Grund gehen können.

Dass dein D-Amp das auch kann, finde ich sehr überraschend. Und du kannst nachweislich den Speaker entdämpfen. Du hast einen D-verstärker ohne Gegenkopplung hingekriegt! Wenn man bedenkt, was man immer für Probleme mit Gegenkopplungen hatte. Und nun deine Invention.

Aber das ist erst die halbe Miete!

Lass uns nicht ins Rumspinnen verfallen! Und sei auch bitte nicht oberlehrerhaft! Ich fahr auch nicht besonders auf deine Einschätzung meiner intellektuellen Leistungen ab. Und wenn es was zu lernen gibt, dann bitte bring du es uns bei und hetz uns nicht in irgendwelche Kauf-Literatur.

Warum sollen wir hier mit mehreren Leuten nicht das schaffen, was bisher noch keinem gelungen ist? Alleine ist man schwach. Aber im Team können größte Dinge gelingen.

Lass uns bitte erstmal klären, ob der Weg bis hierher korrekt war. Ist der von dir beim D-Amp gehörte Klang der Klang, den wir auch mit meinem 8 Ohm Widerstand hinkriegen können?


[Beitrag von Hektiker am 03. Feb 2005, 18:10 bearbeitet]
Beobachter
Stammgast
#20 erstellt: 03. Feb 2005, 18:29
Ich hasse es, den "Oberlehrer" zu spielen, aber was soll man machen, wenn man immer wieder falsch verstanden wird.

Ein SODFA ist nun einmal eine sehr gute Spannungsquelle und KEINE Stromquelle! Warum ein SODFA "unangestrengt" klingt, habe ich bereits im Thread "Audiophiler Class-D Verstärker" ergänzend zu den im Patent gegebenen Erklärungen ausführlich beschrieben.
Hektiker
Ist häufiger hier
#21 erstellt: 03. Feb 2005, 18:58
Ich weiß nicht, ob du nun nur aus Trotz blockierst oder ob du nicht mehr mitdenken kannst. Genaugenommen spielt das auch keine Rolle, da letztlich beides zum Einschlafen des gerade beginnenden Teamworks führen wird.

Ich muss dir nochmal versichern, dass ich deine Situation im D-Amp-Thread sehr gut nachvollziehen konnte. Du allein gegen einen Haufen von Betriebsblinden. Da muss man schon rigide Maßnahmen ergreifen, um die Leute aufzuscheuchen und zu polarisieren.

Nun solltest du aber langsam "handzahm" werden! Wir sind aufgescheucht und langsam formiert sich eine Gruppe aus Theoretikern und auch die Praktiker ("Drosselwickler" *ggg*) bildet sich. Das sieht alles sehr gut aus.

Es liegt nun an dir, ob du mehr erreichen willst, als nur staunende Bewunderer züchten.

Wenn du mehr erreichen willst, solltest du nicht gerade die Elite verschießen. Wenn du Formeln aus deinem Patent gewürdigt haben willst, dann trage sie HIER vor und erkläre sie HIER. Schick uns nicht los, dass wir uns in deinem Patent klug machen müssen. Sowas hat keinen Stil.

Dass du Leute wie *hreith* verschossen hast, ist ziemlich dümmlich gewesen. Bei mir hast du weniger leichtes Spiel, weil persönliche und primitive Anfeimdungen gleiten grundsätzlich an mir ohne Echo ab. Manchmal frag ich mich allerdings schon, aus welcher Gosse manch einer gekrochen kam.

Es tut mir nur bei solchem Hickhack immer so leid, dass die Wissenschaft auf der Strecke bleibt. Denn mit vor Wut geröteteten Augen kann man schlecht Formeln rechnen.

Wie gesagt: überleg dir, was du willst. Hier hast du ein Team von hochmotivierten Leuten, die dich ganz bestimmt nicht dümmer machen. ich bin auch überzeugt, dass sich der von dir bisher angerichtete Flurschaden noch kitten lässt.
Beobachter
Stammgast
#22 erstellt: 03. Feb 2005, 20:08
@Hektiker

In den Zeiten des Internets muß man ja zum Glück nicht mehr bis nach München pilgern, um sich dort die Kopie einer Patentschrift zu besorgen.

Die Wissenschaft leidet immer am meisten unter solchen Leuten, die etwas kritisieren und schon mal voreilige Schlüsse ziehen, bevor sie es überhaupt zur Kenntnis genommen haben.

Einzig positiv ist sicher, dass dieser ganze Thread nur aus der falschen Annahme entstand, es handele sich bei einem SODFA um eine Stromquelle.

Ansonsten ist es allenfalls "schlechter Stil", andere User in diesem Forum als einen "Haufen Betriebsblinder" zu bezeichnen, was ich nie getan habe.
Hektiker
Ist häufiger hier
#23 erstellt: 03. Feb 2005, 20:28
Du scheinst allerdings begriffliche Probleme zu haben: für dich ist eine betriebsspannungsunabhängige Verstärkung etwas Außergewöhnliches. Jede Emitterschaltung und auch jede Pentode in Kathodenbasisschaltung hat grundsätzlich eine betriebsspannungsunabhängige Verstärkung.

Jetzt erst scheint sich langsam im D-Amp-Thread aufzudecken, wo man deine Begriffe einsortieren muss. Ob dieser Thread auf falscher Annahme beruht oder nicht, das habe ich dir dort mit Formeln bewiesen.

Hifi-Enthusiasten sind natürlich betriebsblind! Da wird um Bruchteile eines Promilles Klirrfaktor im Verstärker gefeilscht. Aber jeder halbwegs normale Lautsprecher hat Verfälschungen des Klangbildes von > 10% auf dem Gewissen, was in der Natur des Lautsprechers begründet ist.

Die Wissenschaft leidet unter Gockeln und Esotherie! Die Wissenschaft lebt vom Team, von interdisziplinärer Zusammenarbeit und klarer Mathematik. Frag dich mal selbst, wie dein bisheriges Auftreten bei uns bodenständigen Teamworkern ankam.

Aber wie soll ich deinen Beitrag jetzt verstehen? Wirst du nun kooperativ oder willst du weiterhin deine Allüren ausleben?

Wenn du kooperativ sein willst, dann arbeite uns endlich zu! Du hast uns deine Formeln so lange einzubleuen, bis auch der Dümmste (das bin ich) sie begriffen hat.

Und wenn wir alle auf dem gleichen Wissensstand sind, dann werden wir gemeinsam sehen, ob dieser Thread hier auf tönernden Füßen steht oder fundiert ist. Ok?
Ultraschall
Inventar
#24 erstellt: 03. Feb 2005, 21:55
Entspannt Euch !

ABER----Wenn schon denn schon:

Der Lautsprecher ist das Haupt-Problem - das haben wir ja wohl alle hier erkannt.

Es gab mal Ansätze die Lautsprecherbewegung selbst zu erfassen und als Größe der Gegenkopplung zu benutzen.

Ist doch viel logischer als immer nur an der Ansteuerung rumzufeilen, oder ?
Damit wird der Lautsprecher Teil der Gegenkopplungsschleife und seine Daten/Verhalten werden drastisch verbessert.

Das wurde damals mit z.Teil mit Beschleunigungssensoren auf der Mebran oder mit Abstandsmessungen(und anschliesende Differenzierung) gemacht. Das schlief aus irgendwelchen Gründen wieder ein - war wahrscheinlich technisch zu schwer zu realisieren (oder/und Schwingprobleme der Regelung?)
Könnte man sowas heute nicht u.U. durch Benutzung der Lasermesstechnik (z.B. existierende Regeltechnik für Laserlinsen aus CD Playern benutzen/umfunktionieren) wieder aus der Mottenkiste herausholen ?
Das müßte heute doch technisch leichter und billiger zu realisieren sein.

Das Problem der Partialschwingungen der Membranen bleibt bestehen - das nur ehe hier wieder Euphorie ausbricht.

Aber auch ohne Euphorie , ist das nicht eher eine Überlegung wert ?

PS:
Haut Euch nicht Eure wertvollen Köpfe ein.


[Beitrag von Ultraschall am 03. Feb 2005, 22:24 bearbeitet]
hreith
Inventar
#25 erstellt: 03. Feb 2005, 23:25
Hi Hektiker,

schau doch mal beim guten Nelson Pass vorbei.
Der hat auch diverse Applikationen mit Stromausgang gemacht - und beschrieben. Mit Vor- Nach- Eigenheiten.

Na, und wenn der Pass was sagt, kommen wenigstens keine komischen Besserwisser und behaupten irgendwelche lustigen Sache.
Beobachter
Stammgast
#26 erstellt: 03. Feb 2005, 23:32
@Ultraschall

Erstmal vielen Dank für die wirklich entspannende Zwischenbemerkung, obwohl es schon mehr bedarf, um auch bei mir "vor Wut gerötete Augen" hervorzurufen.

Ich glauge, der Ansatz mit der aktiven Membranregelung ist aus dem gleichen Grund eingeschlafen, wie sich auch PWM-Verstärker mit post-filter-feedback langfristig nicht durchsetzen werden. Bezieht man die Lautsprechermembran als vergleichsweise sehr träges Element in die Gegenkopplung ein, wird diese auch als PID-Regler zu träge. Selbst wenn heute Verfahren existieren, die Membranbewegung genauer zu messen, hilft das nicht weiter. Man kann die trägheitsbedingten Fehler der Membranbewegung nie in Realzeit per Nachregelung korrigieren, sondern immer nur dann, wenn man schon in voraus weiß, was die Membran machen wird.

Dazu gab es mal einen Ansatz von Pfleiderer mit der Bezeichnung "Membran-Vorausregelung", die in manchen Fällen auch funktionierte.
cr
Inventar
#27 erstellt: 03. Feb 2005, 23:38
Ich kann mich noch an die Membran-Voraus-Regelung erinnern (war damals viel im Gespräch), weiß aber nicht, warum das Ganze wieder verschwunden ist. Schlechte Hörtests?
Beobachter
Stammgast
#28 erstellt: 04. Feb 2005, 00:00
Die Membran-Vorausregelung ist eine klanglich im Einzelfall ausgezeichnete Alternative, aber äußerst anfällig gegenüber Toleranzen. Die einzelnen Parameter der Regelschaltung müssen genau auf das jeweilige Chassis abgestimmt sein und bereits Temperaturunterschiede können das Ergebnis beeinflussen. Die Technik war also zu wenig serientauglich.
Ampericher
Stammgast
#29 erstellt: 04. Feb 2005, 07:06
@alle

Eine Überlegung. Würde man, statt des 8 Ohm Widerstandes
einen kleineren, z.B. einen 1 Ohm als Stromsensor einfügen und das daran abfallende Signal durch Verstärkung mit einem OP z.B.
auf den 8fachen Wert anheben, um es dann zur Gegenkopplungsrückführung zu verwenden,nicht dahin kommen, daß nun nicht mehr 50% der Leistung, an dem Längstwiderstand verbraten wird, sondern erheblich weniger?

Vieleicht mache ich da ja einen Gedankenfehler?


[Beitrag von Ampericher am 04. Feb 2005, 07:10 bearbeitet]
tiki
Inventar
#30 erstellt: 04. Feb 2005, 09:22
Ich kann's nicht hören!
Ich bitte im Voraus um Verzeihung, wenn ich etwas heftig "klinge".
Ihr redet hier über Regelungstechnik. Mit Verlaub, ohne Kenntnis derer Grundlagen kann man schlecht gehaltvoll diskutieren. Das ist auch nicht mal eben im thread beigebracht, sondern braucht einige Monate/Jahre Studium. Bei mir ist leider nicht sonderlich viel hängengeblieben. Aber immerhin soviel, dass eine Regelung, sei es nun mit oder ohne Prädiktion (Vosteuerung), dafür zu sorgen hat, dass die Regelgrösse der Führungsgröße in einem gewissen Toleranzband folgt. Also in unserem letzten Beispiel die Membranbewegung der Spannung bzw. dem Strom. Insofern wird, wenn die Regel-HW und/oder -SW schnell genug ist (was sie grundsätzlich zu sein hat!), der Regelalgorithmus der Membran per Spannungsüberhöhung schon beibiegen, wohin sie sich zu bewegen hat. Das bedeutet, selbst wenn die Membran zu langsam sein sollte, bricht sie höchstens auf, weil die Schwingspule bei geeigneter Reglerauslegeung sich nicht ausserhalb des vorgegebenen Toleranzbandes aufhält.
Ich bastel in der Uni übrigens öfter an Regelungen herum, meist funktionierts irgendwann so zufriedenstellend, dass unsere Projekte u.a. von der ESA mit Kusshand abgenommen werden.
Gruss, Timo
Beobachter
Stammgast
#31 erstellt: 04. Feb 2005, 11:04
@Ampericher

Der zusätzliche OP bringt auch eine zusätzliche Polstelle in die Übertragungsfunktion, was wiederum zu Schwingungen führen kann.

Ist aber, WIE BEREITS GESAGT, nicht nötig, wenn man die Endstufe als nicht auf Masse bezogene Stromquelle auslegt. Ohne an der Schleifenverstärkung ( ich hoffe, der Begriff ist geläufig ) der Endstufe etwas zu ändern, ergibt sich dann bei 8Ohm Last ein Längswiderstand von ca. 220mOhm! Wohl überflüssig zu erwähnen, dass das dann ein induktivitätsfreier Metallband-Widerstand sein sollte. Nochmal genauer: Angenommen, die Endstufe hat eine übliche Gegenkopplung von 22k vom Ausgang nach E- und 620R von E- nach Masse, dann ersetzt man den 22k durch den Lautsprecher und den 620R durch den 0R22 ( z.B. Bürklin 40E716 ).

Gehörte Herr "Hektiker" wirklich, wie er selbst sagt, zur "Elite", hätte er den 8Ohm-Bräter kaum vorgeschlagen. Alles, was in Sachen Verstärker- und Regelungstechnik schon im "Tietze-Schenk" steht, darf man wohl als selbstverständliche Grundlage ( zumindest für die "Elite" ) vorraussetzen.
richi44
Hat sich gelöscht
#32 erstellt: 04. Feb 2005, 11:36

Hektiker schrieb:
Wow! Hut ab! Der Beitrag hatte Fundament! *Congratulations*

Ich finde deine Anregungen zum Ein- und Ausschwingen des Lautsprechers einfach klasse! Die Stromsteuerung wird gern bei hochdynamischen Schrittmotorsteuerungen angewendet, um besonders hohe Drehzahlen bei vernünftigen Drehmomenten zu erreichen. Dort sind die Gegeninduktivitäten noch heftiger.

Aber das mit dem negativen Ri hab ich nicht verstanden! Das ist hochinteressant, denn unter negativem Innenwiderstand verstehe ich eine Tunnneldiode die Schwingungen anfachen soll.

Findest du noch mehr darüber?
Hektiker
Ist häufiger hier
#33 erstellt: 04. Feb 2005, 11:55
Mein Umbauvorschlag sollte eine quick'n'dirty Universallösung herbeiführen. Eine Leiterbahn auftrennen, einen Widerstand rein, hinhören und Klangerlebnis schildern. Und das ganze bei möglichst geringer Schwingneigung.

Natürlich kann ich auch den ganzen werkseitigen Gegenkopplungspfad auslöten und daran rummanipulieren. Dann müssten wir aber die Schaltung sehen.

So wie Beobachter da rumfuhrwerken will, bringt das allerdings bei servofreien PA's herzlich wenig. Denn die haben überwiegend einen Kondensator am Fußpunkt der Gegenkopplung (dient dazu, die Schleifenverstärkung für Offset-Gleichspannungen auf 1 zu drücken), der dann im Verhältnis der Impedanzverminderung des Gegenkopplungszweiges erhöht werden müsste. Das ist alles sehr kompliziert und lohnt sich doch erst, wenn wir wissen, ob der Klangeffekt den Aufwand lohnt.

Aber wie gesagt: es sind doch eure Verstärker. Es hindert euch keiner die tollsten Umbauten vorzunehmen. Wichtig ist doch im Moment nur meine Frage: "ist der sich ergebende Klang der, der von Beobachter derart gerühmt wurde?"

Aber ihr habt schon recht: warum einfach, wenns auch kompliziert geht *ggg*


[Beitrag von Hektiker am 04. Feb 2005, 11:56 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#34 erstellt: 04. Feb 2005, 12:05

Hektiker schrieb:
Wow! Hut ab! Der Beitrag hatte Fundament! *Congratulations*

Ich finde deine Anregungen zum Ein- und Ausschwingen des Lautsprechers einfach klasse! Die Stromsteuerung wird gern bei hochdynamischen Schrittmotorsteuerungen angewendet, um besonders hohe Drehzahlen bei vernünftigen Drehmomenten zu erreichen. Dort sind die Gegeninduktivitäten noch heftiger.

Aber das mit dem negativen Ri hab ich nicht verstanden! Das ist hochinteressant, denn unter negativem Innenwiderstand verstehe ich eine Tunnneldiode die Schwingungen anfachen soll.

Findest du noch mehr darüber?


Ein negativer Widerstand führt zu Schwingungen und so ein Verstärker schwingt auch, ABER:
Er schwingt nur, wenn der Totalwiderstand negativ ist.
Ich erklär die Sache mal anders und nehme dazu ein uraltes Philips Kassettengerät. Da ist ein Motor drin (Lautsprecher = Motor), der konstant drehen soll. Nun hat er aber einen Widerstand. Ohne Widerstand würde der Motor so schnell drehen, dass die Gegen-EMK die angelegte Spannung aufhebt. Man könnte ihn nicht abbremsen, ohne dass die angelegte Spannung reduziert würde, weil der Strom duch den Widerstand Null unendlich würde.
Da es nicht möglich ist, einen solchen Motor zu bauen, kommt eine Regelschaltung zur Anwendung, welche den Einfluss des positiven Widerstandes des Motors fast vollständig aufhebt. Das ist in Tat und Wahrheit ein kleiner Print mit 2 Transistoren und ganz wenig Zugemüse, welcher einen negativen Widerstand darstellt. Auch das Teil schwingt, aber nur, wenn der negative Widerstand grösser ist, als der positive des Motors.
In unserem Fall heisst das, dass der Einstellregler am K+H Verstärker so einzustellen war, dass der negative Ri kleiner als der positive Drahtwiderstand des Lautsprechers war. Denn als Widerstand gelten -Ri und +RLast. Solange das im positiven Bereich bleibt, schwingt es nicht.

Nun noch was zu den geregelten Lautsprechern. Wenn man so Phasenmessungen bezw deren Schriebe sieht, dreht sich die Phase des Lautsprechers um mehrfach 360 Grad über den Frequenzbereich. Das ist mir einigermassen unlogisch, aber es könnte ja sein ich weiss nur nicht, wie das gemessen wurde und man kennt ja das Sprichwort: wer misst, misst Mist.
Was ich jedenfalls in einem Versuch gesehen habe, ist folgendes:
Man nehme einen Lautsprecher und ein Mini-Elektretmikrofon (Sennheiser MKE2). Nun befestige man das Mikrofon an der Membrane unmittelbar bei der Schwingspule und zwar 90 Grad gedreht, sodass nicht die Beschleunigung auf die Membran wirkt, sondern nur der Luftdruck.
Jetzt Tongenerator dran und Frequenz ändern. Dabei das Miksignal am KO betrachten. KO auf Generator getriggert.
Unterhalb der Eigenresonanz ist das Ausgangssignal in Phase, oberhalb 180 Grad gedreht, bei Resonanz 90 Grad Drehung. Das wars.
Was ich nicht getestet habe, ist die Sprungantwort. Ich habe mir aber überlegt, wie ich eine Regelung auslegen sollte, die auf dieser Basis funktioniert (Backes & Müller). Ich könnte mit einer Nachbildung des Phasenverlaufs allenfalls ein Signal gewinnen, das irgendwie als Gegenkopplung funktioniert. Alle Versuche mit relativ einfachen Mitteln führten entweder zu Schwingen des Systems oder die Wirkung beschränkte sich auf 3 dB.
Vom Philips MFB-System ist bekannt, dass es NUR im Bass funktionierte und eigentlich nur den Bassbereich kontrolliert erweiterte. Es war also etwas, das unterhalb der Systemresonanz zum Einsatz kam.
Hektiker
Ist häufiger hier
#35 erstellt: 04. Feb 2005, 13:19
Also richi44....
wenn du schreibst, hüpft mein Herz!

Ich kenn die von dir beschriebene Schaltung! Der negative Innenwiderstand des Reglers kompensiert den Windungswiderstand des Motors. Mit einem ähnlichen Prinzip könnten wir den Widerstand des Speakers kompensieren.

Ich arbeite mich ein....!

--------------

Bzgl. der anderen Sache (dynamische Entdämpfung/Bedämpfung des Speakers) sind mir folgende Dinge vorab eingefallen:

Wenn ich nur die Speaker-Induktivität kompensieren muss, reicht dafür schon ein eingangsseitiger Hochpass. Das führt bei steilen Spannungsänderungen zu noch mehr Spannung am Ausgang, die der Induktivität entgegenwirken. Ist aber nicht so sinnvoll, weil wir es ja üblicherweise mit einem Mehrsystem-Speaker mit Frequenzweiche usw. zu tun haben.

Das Ausschwingen eines von der PA ungedämpften Speakers muss nicht so schlimm sein. Einerseits sind die Boxen luftdicht und gedämpft und weisen schon von daher rein mechanisch einen hohen Dämpfungsfaktor auf.

--------------

Aber lasst uns mal ganz weit weg gehen und uns mal überlegen, wie ein Stereo-Mikrofon im Orchester funktioniert. Da gibt es zwei (möglichst winzige) Membranen, die den Schall an einem bestimmten Ort auffangen. Die Membran kann nur diskrete Zustände annehmen. Sie kann einen Mikrometer vor oder auch zurück gehen. Sie kann aber niemals gleichzeitig mehrere Schallereignisse aufnehmen. Sie wird nie die feinen Oberflächen-Schwingungen einer angeschlagenen Trommel empfangen können. Dieses ist nur unserem Ohr möglich.

Was unterscheidet unser Ohr von der Mikrofonmembran? Ist es das Trommelfell? Nein. Wesentlicher Unterschied ist die Funktion der Ohrmuschel und des Hochleistungsrechners "Gehirn". Die Ohrmuschel gestattet uns durch Frequenz- und Phasenverschiebung die Ortauflösung akustischer Signale. Es gab mal Experimente mit einem Kunstkopf", wobei zwei Mikrofone in eine Kopfnachbildung eingebaut wurden. Man muss es wirklich mal gehört haben! Der Schall befindet sich auf einmal außerhalb des Kopfes. Man hat das Gefühl mitten im Ereignis dabei zu sein.

Damit man keine Verfälschung erfährt, muss man allerdings mit Kopfhörern hören. Mit Lautsprechern ist das Signal nicht kompatibel und hört sich eher schaurig an.

Wodran wir "Hifi"-Menschen dran fummeln ist die mühsame Verbesserung eines schon zu 90% verstümmelten Mikrofonsignals. Auch die tollsten Raumsensoren können nur bestenfalls dazu führen, dass der Lautsprecherschall unser Ohr genauso erreicht, wie der Orginalschall die Mirkofonmembranen erreicht hat. Wer das mal hören will, kann sich gleich nen Kopfhörer aufsetzen.

...es haut einen einfach nicht um.

Nun können wir hier aber nichts tun. Die Signale kommen mal so erbärmlich an, wie sie nunmal aufgezeichnet wurden. Wir können die Sender nicht zwingen, alles mit Kunstköpfen aufzuzeichen, weil dann die normalen Zuhörer scharenweise weglaufen würden. Auch die tollsten Elektroniken können uns nur dem Kopfhörersound näherbringen. Mehr ist nicht rausholbar.

Wenn wir MEHR wollen, müssen wir dieses "dazumogeln".

Das ist ein uralter Elektronikertrick! Wenn ich ein unscharfes Bildsignal hab, addiere ich im Empfänger ein leichtes Rauschen zu dem Bildsignal hinzu und jeder Zuseher wird bestätigen, dass das Bild schärfer geworden ist.

Messtechnisch ist genau das Gegenteil der Fall.

Dieses Prinzip können wir auf die Akustik übertragen. Wer ein beeindruckenden Effekt erleben will, muss ihn dazumogeln. Alle anderen hören weiter dumpf und streng nach Datenblatt.

Stell euch einen jaulenden Sinus im Bereich von 250 bis 800 Hz vor. Laaaaaaaangweilig!

Aber nun stellt euch genau die gleichen Frequenzen auf einer völlig übersteuerten Rockbühnengitarre vor. Wem läuft da nicht der Schauer der Emotionen über den Rücken?

Um das mit meinem datenblattsauberen Sinus hinzubekommen, muss ich ihn künstlich verzerren, ideal ist ein Sägezahn. Nur diese "unsauberen" Klangbilder wirken "lebendig".

Wer den Mut hat, sich von Hifi und Datenblättern zu lösen (Röhrenfreaks tun das), der kann vielleicht nicht mehr vor seinen datenblatthörigen Kumpels bestehen. Aber er wird vor sich selbst bestehen können! Denn er wird (vielleicht zum ersten Mal) einen wirklich freien und natürlichen Klang aus seiner Stereoanlage erleben, der dem natürlichen Klangereignis wesentlich besser näher kommt als der von Mikrofonen in Kabel gepresste Uniform-Sound.

Das was ich hier erzähle, ist eigentlich Hifi-Blasphemie! Ich steh faktisch mit einem Bein schon auf dem Scheiterhaufen von euch Enthusiasten und erst recht von der Industrie. Denn die sind ja scharf drauf, dass sie euch ein Ausweitung des 3 dB Frequenzbandes auf 387.000 Hz für ebenso viele Euros andrehen können.

Aber ich kann für DEN Entdämpfungs-Sound ähnlich werben, wie das Beobachter gemacht hat, wenngleich er auch die Ursache noch nicht verstehen will.

Lasst uns bitte nicht zu sehr theoretisieren! Ich hasse "man könnte.. man sollte... besser wärs...". Baut probeweise eure Verstärker um und berichtet hier eure Klang-Erlebnisse. Oder lasst es sein und geht zu einem Röhrenfreak. Oder baut Beobachters D-Amp nach. Es gibt 1000 Wege nach Rom. Nur "theoretisiert" Rom nicht!
Beobachter
Stammgast
#36 erstellt: 04. Feb 2005, 13:40
@Hektiker

Wie oft soll ich noch betonen, dass der "Sound" eines SODFA überhaupt nichts mit diesem ganzen, nur aus einem aus der Luft gegriffenen Irrtum heraus entstandenen Thread, zu tun hat!

Ich kenne den "Sound" von konventionellen Bipolar- und MOSFET-Endstufen, von Endstufen mit Vorsteuerungen aller Art, Endstufen mit entkoppelter Gegenkopplung nach Charles Altmann, Transistorendstufen mit Ausgangsübertrager a la McIntosh, div. Röhrenendstufen, Stromverstärker wie hier von mir beschrieben, sowie PWM-Verstärkern mit und ohne post-filter-feedback.

Erzähl mir bitte nichts über "Sound" und bring alles durcheinander!


[Beitrag von Beobachter am 04. Feb 2005, 13:41 bearbeitet]
Hektiker
Ist häufiger hier
#37 erstellt: 04. Feb 2005, 13:56
Ich kann mich nur wiederholen: ob dieser Thread unberechtigt ist, werden wir gemeinsam klären. Meine Formeln dazu hab ich abgeliefert (du hattest sie gefordert). Die haben meine Vermutungen bestätigt.

Ich bin soweit sehr befriedigt, weil dein Klangerlebnis seine technische Ursache gefunden hat.

Nun bist du am Zuge. Wenn du uns beweist, dass der D-Amp nierderohmig ist, habe ich geirrt. Ich hätte damit kein Problem. Ich kann über mich selbst lachen und erst recht zu meinen Fehlern stehen. Erinnere dich bitte, wie ich anfänglich die Wirkung von R1/R2 missinterpretiert hatte. Peinlich...! *gggg*

Vielleicht ist aber auch ein tief verstecktes, ungeklärtes, vielleicht sogar göttliches Mysterium in deinem D-Class-Amp? Da kann ich dann nicht helfen. Für Glaubensfragen nimmt man besser nen Pfarrer.
Beobachter
Stammgast
#38 erstellt: 04. Feb 2005, 14:55
Im SODFA steckt überhaupt kein unerklärbares Mysterium, aber Du hast an anderer Stelle ja bereits zugegeben, dass Du die in der zugehörigen Patentschrift enthaltenen Gleichungen nicht verstanden hast. Es wäre also die bessere Reihenfolge gewesen, erstmal nach der genauen Bedeutung der Gleichungen zu fragen und dann weitergehende Vermutungen anzustellen. Jetzt steht die Vermutung schon im Raum und wir müssen im nachhinein aufdröseln, ob sie nicht von vornherein falsch war.

Wenn Du dich erinnerst: Es war Dein Vorschlag, erstmal alle Beteiligten auf den gleichen Wissensstand zu bringen, und dann gemeinsam weiterzumachen. Du selbst hälst es aber nicht für nötig, den geforderten Wissensstand nachzufragen, und stellst schon mal ( für keinen nachvollziehbare ) Vermutungen auf!

Genau deshalb habe ich das Buch von Wolfgang Baitz empfohlen.


[Beitrag von Beobachter am 04. Feb 2005, 14:57 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#39 erstellt: 04. Feb 2005, 15:17
Hallo Hektiker,
Musik hören ist ein Problem. Da können wir uns über die einmaligen und unwidersprochen "perfekten" Direktschnittplatten unterhalten, die doch Welten besser sind als jede CD. Nur klingen die Biester nicht.
Warum? Weil jeder Equalizer und alles andere verboten war. Nur reines Gemüse, ohne jedes fremde Gewürz! (Pfuideibelaberauch). Aussedem keine Patzer, sonst muss alles neu geschnitten werden, also auch keine Emotionen der Musiker.
Und im Gegensatz dazu ein Mitschnitt einer Opernaufführung. Da wird mit den Füssen gescharrt und gehustet, da steht der Sänger mit dem Rücken zum Mik und was sonst noch alles verboten ist. Aber es lebt.

Ob eine Aufnahme lebendig ist oder nicht, hängt von mehr als nur der technischen Qualität ab. Da sind wir uns einig. Und es kann sein, dass Du Lautsprecher hast, die unbedämpft für Deine Musik und Deine Platten optimal klingen. Das könnte aber für meine CDs genau das Falsche sein. Was wir also bräuchten wäre ein Verstärker, bei dem ich den K+H-Regler sowohl in Richtung negativer Ri als auch positiver Ri drehen kann. Dann wäre es möglich, allenfalls das Ein- und Ausschwingen gegeneinander zu optimieren oder jedenfalls einen Kompromiss für die eigenen Boxen zu finden.
Einfach so pauschal würde ich nicht sagen, dass der vergrösserte Ri ein Segen sei. (Ich unterstelle Dir diese Ansicht auch nicht, sondern gehe davon aus, dass Du das als Denkanstoss mal hier eingestellt hast). So ganz am Rande: Es geht nicht nur um die Beseitigung des Induktivitätseinflusses der Schwingspule. Es gibt da eine ganze Reihe von technisch-mechanischen Gegebenheiten, die das Ein- und Ausschwingverhalten beeinflussen. Daher kann ich Dir auch nicht ganz folgen, wenn Du schreibst, die geschlossene Box würde den Lautsprecher entsprechend bedämpfen. Das ist dann der Fall, wenn der Gehäuseraum mit Dämpfungsmaterial so weit gefüllt ist, dass er zum akustischen Sumpf wird, also quasi der Lautsprecher rückseitig in einen "schalltoten" Raum strahlt. Ist das nämlich nicht der Fall und die Box ist volumenmässig am Minimum, so ergibt sich ein Resonanzraum mit erheblicher Güte von weit über 0,7. Das NERVT!!

Dass Mikrofone anders hören als wir Menschen mit unseren Ohren, ist Tatsache. So können wir uns (zumindest jüngere Leute) auf ein Gespräch konzentrieren und werden von Nebengeräuschen wenig gestört. Nehmen wir aber Mikrofone (auch Kunstkopf) und Kopfhörer, so ist es aus mit der Konzentration. Dann hören wir alles undifferenziert. Das hat nichts mit Klang oder Ortung zu tun. Woher es kommt, weiss ich nicht und habe darüber auch noch nie etwas vernünftiges gelesen.
Nebenbei: Ich habe mit verschiedenen Kunstköpfen schon experimentiert, wie auch mit der "Jecklinscheibe" (OSS-Aufnahmen nach dem Prinzip von Jürg Jecklin, Kanaltrennung durch eine Scheibe, Kugelmikrofone in etwa Ohrabstand). Die Jecklinscheibe funktioniert bei der Wiedergabe mit Kopfhörern oder auch Lautsprechern. Sie bringt aber keine voll monotauglichen Signale durch die Laufzeiten. Auch ist sie schlecht mit Stützmikrofonen zu ergänzen. In der Beziehung hat sie Ähnlichkeit mit dem Kunstkopf. Letzterer hat einen grossen Nachteil: Er verwendet (besonders der Neumann) "Normalohren". Das bedeutet, dass nur der, welcher selbst solche Nomalohren am Kopf hat, optimale Richtungsempfindung erlebt. Meine Ohren jedenfalls sind nicht normal genug, um mit diesem Teil eine gute Ortbarkeit zu erleben. Ein Versuch mit den kleinen Mikrofönchen (Quasi 2X MKE 2) von Sennheiser, die man sich in die eigenen Ohren hängen konnte, brachte jedenfalls weit bessere Ergebnisse für mich. Aber damit waren solche Aufnahmen für andere Zuhörer nicht zu verwenden. Das und die Tatsache, dass man nur mit Kopfhörer richtig Kunstkopf hören kann, sowie weiter der Verzicht auf Stützmikrofone und elektronische Hilfsmittel verhinderten die Verbreitung des Kunstkopfs.
Hektiker
Ist häufiger hier
#40 erstellt: 04. Feb 2005, 15:21
@Beobachter

Dies hier ist praktische der Hör-Thread!

Der D-Amp-Thread ist der patentorientierte Theorie-Thread.

Beides hat erstmal nicht direkt was miteinander zu tun, auch wenn beides verbunden ist. Ob es sich nachher als die zwei Seiten ein und derselben Münze herausstellt, das müssen wir abwarten.

Ich denke "ja" und hab es bewiesen.

Du denkst "nein" und beginnst gerade erst deine Formelvorstellung. Lass uns abwarten, damit du die Zeit kriegst, die du brauchst.

Während du noch rumrechnest kann hier schonmal der (vermutlich) kommende Klang erlebt werden.


[Beitrag von Hektiker am 04. Feb 2005, 15:22 bearbeitet]
Hektiker
Ist häufiger hier
#41 erstellt: 04. Feb 2005, 15:34
> Was wir also bräuchten wäre ein Verstärker, bei dem ich den K+H-Regler sowohl in Richtung negativer Ri als auch positiver Ri drehen kann.

Technisch könnte man das machen, indem man die am Sensor-Widerstand auftretende Spannung mit der konventionellen Gegenkopplungsspannung per Poti mischt und dann erst in den Verstärker zurückspeist.

Allerdings nur im Bereich zwischen Ri = 0 bis Ri -> unendlich. In "Ri < 0" muss ich mich noch eindenken.
richi44
Hat sich gelöscht
#42 erstellt: 04. Feb 2005, 15:50
Man könnte (natürlich nicht mit nullkommanichts) beispielsweise das Signal des Seriewiderstandes auf den Schleifer eines Potis führen und die Enden an einen OPV, der als Diffstufe geschaltet ist, also am Noninvers ein Spannungsteiler und am Invers ein Widerstand in Reihe und einen richtung Ausgang. Je nach Position entsteht so am Ausgang des OPV eine gleich- oder gegenphasige Spannung und wenn das Pot in Mittelstellung steht, heben sich die Spannungen auf, also nichts am Ausgang.
Dieses OPV-Signal müsste zum normalen Gegenkopplungssignal oder zum Eingangs-Nutzsignal zugemischt werden.
Dieser ganze Trick geht natürlich nur bei normalen, also nicht gebrückten Schaltungen.
Hektiker
Ist häufiger hier
#43 erstellt: 04. Feb 2005, 16:04
Vorsicht bei der Verwendung von OPs in Gegenkopplungszweigen!

Die Dinger drehen schon bei niedrigsten Frequenzen die Phase um z.B. 45 Grad und produzieren dann in Verbindung mit den 180 Grad der Gegenkopplung und vielleicht noch einem winzigen RC-Korrekturglied einen wunderschönen +/- 50V Oszillator, der Trommelfelle, Haustiere und Lautsprecher tötet *ggg*.

Ich würds immer passiv versuchen! Beobachters Verfahren war nicht falsch, wenn die Schaltung das zulässt. Da kann man auch gut mixen.

Statt des einfachen Potis müssen wir dann allerdings eins in Stereoausführung nehmen, deren Schleifer wir über Entkopplungswiderstände zusammenlegen. Und das für jeden Stereo-Kanal einzeln. Vielleicht kriegt man auch Potis mit vier Bahnen?
ukw
Inventar
#44 erstellt: 04. Feb 2005, 17:56

Vielleicht kriegt man auch Potis mit vier Bahnen? schrieb Hektiker, Mitglied seit: Feb 2005

@ Hektiker: Mir scheint, Dein ganzer Thread dient der allgemeinen Verdummung oder der allgemeinen Provokation.

Du möchtest gerne "etwas" wissen, was Dir aus gutem Grund nicht gesagt wird
Beobachter
Stammgast
#45 erstellt: 04. Feb 2005, 18:18
@ukw

Danke!

( Dies ist der erste "Emotions-Eumel", den ich verwende. )
Hektiker
Ist häufiger hier
#46 erstellt: 04. Feb 2005, 18:47
Was? Ich verstehe weder ukw's Einwurf noch Beobachters Begeisterung darüber.

Natürlich will ich wissen, wie ihr den Sound eines Konstantstromverstärkers empfindet. Wie ihn Beobachter empfunden hat, das war ja recht überschwenglich. Er vermutet nur weiterhin, dass es an seinem D-Amp liegt, aber das ist "PP" (persönliches Pech).

Dass es aber nur an der Hochohmigkeit seines Ausgangswiderstandes liegt, wurde dreimal gezeigt: meine Herleitung, hreiths Simulation und Beobachters eigenes Patent.

Als ich Beobachters Thread las, wollte ich sehr wohl wissen, was das ist. Aber nun weiß ich ja was dahinter steckt. Was soll ich nun also noch wissen wollen?

...ob man so ein Poti kaufen kann? Das meinst du nicht im Ernst, oder?
Beobachter
Stammgast
#47 erstellt: 04. Feb 2005, 19:02
Hallo Hektiker,

Du hast leider gar nichts "bewiesen", sondern nur dreimal wiederholt, dass bei einem Integrator t = R*C gilt.

Ich glaube, mehr ist dazu nicht mehr zu sagen.
Hektiker
Ist häufiger hier
#48 erstellt: 04. Feb 2005, 19:16
Ich habe deine Patenformeln (6) und (3) in (2) eingesetzt und für Ue=0 kommt raus, dass

t = R * C * K, also eine Konstante.

Jedenfalls steht das in diener Formel (7) so drin, wenn Ue=0 ist und richtig gekürzt wird.

Mit der zeitlichen Konstanz deiner Pulse ist die Unabhängigkeit von der Ausgangsspannung bewiesen, was direkt die Hochohmigkeit des Ausgangs bedingt. Du hast keinerlei Dämpfungsfaktor, dein Dämpfungsfaktor ist Null!

Deine gebetsmühlenartig vorgetragene "betriebsspannungsunabhängige Sannungsverstärkung" hat überhaupt nichts mit dem Dämpfungsfaktor zu tun! Es ist selbstverständlich für einen Verstärker, dass er eine betriebsspannungsunabhängige Verstärkung hat. Sonst würde er ja brummen.

Aber du blickst das irgendwie nicht. Ich kann ja auch nicht mehr, als es dir wieder und wieder zu erklären. Ich bin aber nicht für die Aufarbeitung von Elektronik-Grundkenntnissen 1. Semester zuständig. Wenn du es nicht begreifst, hast du "PP" (persönliches Pech).

Ok soweit?
Ultraschall
Inventar
#49 erstellt: 04. Feb 2005, 20:27

Beobachter schrieb:
@Ultraschall


Ich glaube, der Ansatz mit der aktiven Membranregelung ist aus dem gleichen Grund eingeschlafen, wie sich auch PWM-Verstärker mit post-filter-feedback langfristig nicht durchsetzen werden. Bezieht man die Lautsprechermembran als vergleichsweise sehr träges Element in die Gegenkopplung ein, wird diese auch als PID-Regler zu träge. Selbst wenn heute Verfahren existieren, die Membranbewegung genauer zu messen, hilft das nicht weiter. Man kann die trägheitsbedingten Fehler der Membranbewegung nie in Realzeit per Nachregelung korrigieren, sondern immer nur dann, wenn man schon in voraus weiß, was die Membran machen wird.

Dazu gab es mal einen Ansatz von Pfleiderer mit der Bezeichnung "Membran-Vorausregelung", die in manchen Fällen auch funktionierte.







Man müßte doch heute (oder nur da, wegen der großen Stückzahlen effektiv) in der industriellen Produktion jeden Lautsprecher kurz mal auf einen Prüfstand spannen können und dann bei unterschiedlicher Membrangrundauslenkung (Pegel) unterschiedliche Steilheiten der Ansteuerspannung von diesen Punkt aus realisieren, dann die Auslenkung messen und dann müßte ein Kennlinienfeld ähnlich wie bei Automotordiagrammen herauskommen, das dann zur vorausschauenden Korrektur verwendet werden kann.
Zumindestens stelle ich mir diese Möglichkeit so vor. Aber das gut bis perfekt zu entwickeln, kostet bestimmt 1..10 Mio €. Also nichts für uns und hier.


Ansonsten ist die Membran doch nicht der PID Regler. Ich sehe das ein klein bißchen anders (ist das Falsch?). Aber eine gewisse Abweichung der Membran muß natürlich immer noch auftreten, damit der Regler arbeiten kann. Aber der Regler selber muß doch wesentlich schneller als die zu regelnde Membran sein, um ihre Fehler schnell zu korrigieren (bzw. zu mindern - was ja schon mal trotzdem ein erheblicher Fortschritt !wäre.)

Natürlich ist das nicht perfekt geregelt, z.B. auf 1% des ursprünglichen Fehlers, aber nur 20 % Fehler sind doch auch schon deutlich besser.


[Beitrag von Ultraschall am 04. Feb 2005, 20:30 bearbeitet]
Beobachter
Stammgast
#50 erstellt: 04. Feb 2005, 20:50
@Ultraschall

Tut gut, mal wieder mit einem vernünftigen Menschen zu kommunizieren.

Mit Deinem veranschlagten Entwicklungsetat für eine Voraussteuerung liegst Du sicher richtig. Doch selbst, wenn jemand bereit wäre, die Investition aufzubringen, bleibt hierbei das Problem der Langzeit-Konstanz der Lautsprecher und die Temperaturabhängigkeit der Membranaufhängung. Jedenfalls ist die Vorausregelung von Pfleiderer daran gescheitert.

Bei der PID-Regelung hab ich mich vielleicht etwas missverständlich ausgedrückt. Ich meinte mit PID-Regler die gesamte Rückkopplungsschleife und nicht den Lautsprecher. Nur so ist es möglich, gegenüber einem ungeregelten Lausprecher eine gewisse Verbesserung ohne aufwändige Vorsteuerung zu erzielen.
tiki
Inventar
#51 erstellt: 04. Feb 2005, 23:15
Vielleicht versteht man es am Beispiel besser:

Bei der Heizungsregelung in meinem Uni-Projekt wird die Temperatur von Atemgas-Sensoren (20mm*3mm*0,5mm Al2O3-Substrat) im Arbeitsbereich von etwa 500-600°C auf ca. +/-1K konstant gehalten. Das muss die Regelung sowohl im Standby als auch bei Beatmung mit Strömungsgeschwindigkeiten bis mehreren m/s gewährleisten.

Die thermische Zeitkonstante der doch ziemlich kleinen Sensoren liegt bei mehreren Sekunden. Die Ansprechzeit für Gas- und Flowdetektion/-messung (der Volumenstrom wird gleichzeitig mit jenem Sensor erfaßt) liegt im Bereich von einigen ms. D.h. innerhalb letzterer Zeit muss eine durch plötzliche Volumenstromänderung (und damit verändertem Wärmeaustrag) hervorgerufene evtl. Temperaturabweichung vollständig ausgeregelt sein (bedeutet: im zulässigen Toleranzband).

Wenn jetzt aber (nach mehrfach gelesener Äußerung) die thermische Zeitkonstante des Sensors die Antwortzeit der Regelung bestimmte, könnte man diese Forderung nicht erfüllen.
Tut sie aber nicht, die Sensoren fahren in weniger als einer Sekunde auf Betriebstemperatur und verharren dort (einen geeigneten Algorithmus vorausgesetzt). Da die interne Regelverstärkung recht hoch ist, antwortet der Algorithmus auf geringe Temperaturschwankungen schon mit großen Stellamplituden innerhalb einer Abtastzeit (in diesem Falle 1ms). So wird die Regelabweichung innerhalb weniger ms ausgeglichen. Wohlgemerkt ohne Vorsteuerung.

Es gibt sogar tatsächlich einen diskreten Algorithmus, der die Regelabweichung per Definition innerhalb _einer_ Abtastzeit _vollständig_ kompensiert, den Dead-Beat-Regler. Dieser ist wegen der starken Modellabhängigkeit allerdings weniger robust und deshalb nicht für veränderliche Regelstrecken geeignet.

Ulkigerweise wurden wir auf Messen schon scheel angeguckt, weil man der Flowmessung per Heißfilmanemometrie (die Heizer sind Siebdruckschichten) nicht solch geringe Antwortzeiten zutraute - aus dem gleichen Trugschluss heraus, die Regelstreckenzeitkonstante wäre durch die Reglerantwortzeit nicht zu unterbieten.

Gruss, Timo
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