RMS-Leistung an Class-D Auto Endstufe messen

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Donkeh
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 20. Dez 2022, 14:21

Moin zusammen,

ich versuche aktuell an einer Sinuslive Sl-A1000D Mono Class D Endstufe mittels USB-Oszilloskop und Lastwiderständen die verzerrungsfreie RMS Leistung zu ermitteln.

Ich habe das bereits häufig bei herkömmlichen Class D Endstufen die nicht über 12 V DC (sondern höheren Spannungen) betrieben werden müssen durchgeführt. Da es meistens gebrückte Ausgänge sind messe ich normalerweise massefrei mit zwei Kanälen die Amplituden der zwei Ausgänge und addiere diese anschließend. P = U^2/R ergibt die Leistung. So weit so gut.

Bei dieser Auto Endstufe scheint die Ausgangsstufe allerdings anders aufgebaut zu sein. Ich kann nur auf einem der zwei Kanäle das Ausgangssignal messen. Diese entspricht aber meiner Meinung nach nicht der tatsächlich an den Widerständen abfallenden Leistung, sondern ist geringer. Intern wird ja vermutlich irgendeine Art Netzteil verbaut sein, da aus den 12 V nicht die angegebene Leistung im Datenblatt erzeugt werden kann.

Weiß zufällig jemand, wie solche Endstufen aufgebaut sind und wie die Leistung korrekt zu Messen wäre?

Vielen Dank und Grüße :-)

Bollze
Inventar

#2 erstellt: 24. Dez 2022, 11:19

Aus den 12 Volt, während der Motor läuft, etwa höher ca. 13...14 Volt, kann man über einen Brückenverstärker (Klasse AB) ohne Netzteil so um die 11...12.. Watt an 4 Ohm Sinus rausholen. Das ist die 0815 Endstufe, die heute quasis in jeden Autoradio drin steckt. Die heutigen Endstufen ICs haben gleich 4 Endstufen eingebaut, das reicht eigentlich schon aus, um sich einen Gehörschaden im Auto zu holen, wenn die Boxen einen guten Wirkungsgrad haben.
Stärkere Autoendstufen haben ein Netzteil verbaut, die aus den 12 Volt eine höhere Spannung machen. Die höher Spannung wird erkauft, mit mehr Stromaufnahme. Beispiel : Das Netzeil erzeugt aus 12 Volt einmal 24 Volt bis 6 A , so saugt das Netzteil aus den 12 Volt Boardnetz 12 A und etwas mehr. Etwas mehr bedeutet, dass die Netzteile nicht verlustfrei laufen und mit den Verlusten die Umgebung aufheizen.
Was du da an den Widerständen misst ist also völlig korrekt. Möglicherweise ist die Leistung pro Kanal minimal geringer, wenn alle Endstufen des Gerätes voll ausgesteuert sind. Das kann man ja auch simulieren, in dem alle Ausgänge der Endstufe voll aussteuert und mit Widerständen belastet und dann eine Messung macht.

Ansonsten ist es ziemlich egal, ob eine Endstufe nun z.B. 80 Watt Sinus bringt oder 100 Watt Sinus, der Unterschied ist kaum hörbar. Um die von einen Ohr empfundene Lautstärke zu verdoppeln, braucht man die zehnfache Leistung.

Bollze

[Beitrag von Bollze am 24. Dez 2022, 11:24 bearbeitet]

Donkeh
Ist häufiger hier

#3 erstellt: 03. Jan 2023, 18:37

Hi Bollze,

vielen Dank für deine Antwort und sorry für die späte Rückmeldung meinerseits.
Über die Feiertage war Bastelpause.

Das aus den 12 V nicht die 400 W RMS erzeugt werden können hatte ich ja bereits selbst geschrieben.
Habe mir mal die Kondensatoren in der Endstufe angeschaut. Während auf der Eingangsseite noch 16 V Varianten verbaut sind, sind es ausgangsseitig 80 V. Vielleicht messe ich die Tage nochmal was da an Spannung auf der Leistungsseite ankommt, um zu schauen was das Netzteil macht.

Ich teste die Endstufe aktuell nicht für ein Auto, sondern möchte sie für einen PA Subwoofer zweckentfremden. Da dieser akkubetrieben ist möchte ich mir die Ausgangsleistung neben der Maximalleistung vor allem auch anschauen, um den Gesamtwirkungsgrad (inkl. Netzteil) zu erfassen. Generell sollen die Teile ja dahingehend nicht optimiert sein, da es im Auto an der Lichtmaschine nicht so relevant ist. Ich konnte diesbezüglich aber auch keine klaren Zahlen im Internet finden.

Ich frage mich also weiterhin wie ich die Ausgangsleistung korrekt messe. Durch das Netzteil findet ja vermutlich eine galvanische Trennung der Eingangs- und Leistungsmasse statt, weshalb ich auch mit dem Oszi nur massefrei messen kann.

Ich wundere mich, dass ich nur an dem Plus-Ausgang der Endstufe den Sinus messen kann und nicht wie bei Vollbrückenverstärkern üblich das invertierte Signal am Minusausgang. Ich vermute also, dass es kein Brückenverstärker ist, sondern er den Lautsprecher gegen Masse schaltet, was mir zumindest bei Class-D Verstärkern in der Leistungsklasse noch nicht unter die Finger gekommen ist.

Was du da an den Widerständen misst ist also völlig korrekt. Möglicherweise ist die Leistung pro Kanal minimal geringer, wenn alle Endstufen des Gerätes voll ausgesteuert sind. Das kann man ja auch simulieren, in dem alle Ausgänge der Endstufe voll aussteuert und mit Widerständen belastet und dann eine Messung macht.

Es ist eine Mono-Endstufe, also nur ein Kanal ;-)

Ich probiere weiter.

Danke und Grüße
Donkeh