Idee: Simple Leistungsmessung

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nick99
Stammgast

#1 erstellt: 09. Jan 2005, 14:36

Sicher hat sich jeder schon mal gewünscht zu wissen wieviel Leistung wirklich rauskommt aus seinem Verstärker. Ohne teure Hardware kann man das aber nicht wirklich zuverlässig ermitteln.

Ich hab mir so meine Gedanken gemacht wie einen guten Wert erhalten kann der für die Leistung der Endstufe gerade stehen kann.

Ein wichtiger Wert ist dabei die Gleichspannung die das Netzteil der Endstufe im Lastteil des Verstärkers erzeugt und auch unter Last halten kann. Diese Spannung ist schlieslich der Spitzenwert auf den die Amplitude des Ausgangssignals kommen kann. Alles was versucht drüber zu kommen ist als Cliping bekannt.

Die Leerlaufspannung gibt schon mal einen groben Richtwert in welchem Leistungsbereich der Verstärker ungefähr liegt. Bei 30V wäre das eine Leistung von P = U² / ( Wurzel(2) * R ) ergibt theoretische 160W. Die Wurzel 2 kommt von der Sinus Form des Signals. Allderings bricht die Spannung des Netzteils unter Last ja zusammen, deshalb der nächste Schritt.

Ich hab einen Restposten Versand wo man einen 16 Ohm 25W Widerstand für 30 Cent bekommt. Mit 16 davon kann man sich einen 4 Ohm Widerstand bauen der 400W Last und kurzzeitig sicher auch wesentlich mehr aushält.

Wenn ich nun das Netzteil des Verstärkers mit eben diesen 4 Ohm belaste und dabei die Spannung messe die das Netzteil halten kann, bin ich doch in der Lage die Leistung eines Sinus Signals ausrechnen welches ich damit erzeugen kann?

Counterfeiter
Inventar

#2 erstellt: 09. Jan 2005, 14:47

Ja bist du... aber nicht gerade die "schönste" Lösung... da baut man schon ne weile und dann zerreist die Widerstände doch =)

Was einfacher ist, irgendwo im Internet nach nem Heizstab zu suchen der 4 Ohm hat... die Heizstäbe vertragen ja meistens anständig Leistung....

MfG

Basti

bassgott
Inventar

#3 erstellt: 09. Jan 2005, 14:57

ich hab auch gerade nen versuchsaufbau,der ist allerdigs etwas geräuschvoller

zuerst nem ich einen 50hz sinuston und steuer den verstärker soweit aus das der ton noch sauber klingt(der woofer muß natürlich mitspielen

)
dann messe ich die spannung an den wooferklemmen mit einem multimeter und die stromstärke mit einer amperezange.
dann messe ich die stromstärke und spannung an den 12V leitungen zum verstärker.
aus der differnz zwischen abgegebener und aufgenommener leistung kann man gut den wirkungsgrad bestimmen.
jetzt brumme ich alle bassfrequenzen durch und ermittel die höchste stromaufnahme des verstärkers.
diese setze ich wieder ins verhältnis mit dem wirkungsgrad und habe somit die maximale leistung ermittelt, die der verstärker an meinen woofer abgibt.

das müsste doch auch in etwa realistisch sein oder hab ich da noch etwas übersehen

Counterfeiter
Inventar

#4 erstellt: 09. Jan 2005, 15:15

hmmm.. bei 50Hz kanns klappen.. aber bei den anderen Frequenzen wäre ich vorsichtig ob das dein Multimeter beherscht.... könnte schief gehen... Darf man fragen was du für ne Stromzange benutzt? Hab schon 3 Stück ausprobiert.. die haben mir aber keine genauen Werte geliefert...

bassgott
Inventar

#5 erstellt: 09. Jan 2005, 15:20

eine voltcraft vc-605.
den wechselstrom mess ich ja nur bei 50hz, das andere ist ja alles nur gleichstrom. wie genau die werte sind..

nick99
Stammgast

#6 erstellt: 09. Jan 2005, 19:01

Was ?

Gleichstrom ? ...

Audio ist immer Wechselspannung ... blos halt nicht 50Hz ... du bräuchtest dazu ein TrueRMS-Messgerät das für alle Frequenzen und alle Wellenformen funktioniert. Aber das fällt ja wieder unter Hardware die man nicht besitzt.

Zu den Widerständen und Heizstab ... zur Not kann man diesen Belastungstest ja auch mit einem Woofer machen und kucken auf wie viel die Gleichspannung im Verstärker zusammenbricht. Nachteil ist halt das die Gleichspannung wohl auch einen Wechselspannungsanteil hat weil sich der Strom ja wieder ändert. Vielleicht würde es mit weissem Rauschen funktionieren ... da dort ja alle Frequenzanteile enthalten sind blos wie sich sowas im Bassbereich macht weis ich nicht ...

bassgott
Inventar

#7 erstellt: 09. Jan 2005, 20:20

am besten ihr lest beide nochmal

"jetzt brumme ich alle bassfrequenzen durch und ermittel die höchste stromaufnahme des verstärkers"

wär der erste verstärker der mit wechselstrom läuft

Counterfeiter
Inventar

#8 erstellt: 10. Jan 2005, 22:33

zum glück ist es nicht der erste, der Wechselstrom ausgibt

bassgott
Inventar

#9 erstellt: 10. Jan 2005, 22:55

is klar! aber die lautsprecherseite wird nur bei 50hz gemessen, und da sollte jedes digitalmultimeter ausreichend genau sein. bei allen anderen frequenzen wird nur die 12V gleichspannungseite untersucht.

ich hoffe ,alle klarheiten sind jetzt beseitigt

ansonsten

Mullaman
Ist häufiger hier

#10 erstellt: 10. Jan 2005, 23:45

Hmmmm... das hört sich jetzt vom Prinzip her ganz gut an, aber ist denn der Wirkungsgrad konstant oder ändert er sich nicht wohl frequenzabhängig???

bassgott
Inventar

#11 erstellt: 11. Jan 2005, 00:05

klar bleibt er gleich

nee, ich glaube mit abnehmender impedanz wird er auch etwas schlechter

DB
Inventar

#12 erstellt: 11. Jan 2005, 20:29

Bei 30V wäre das eine Leistung von P = U² / ( Wurzel(2) * R ) ergibt theoretische 160W

Nein, die Berechnung ist nicht korrekt, obwohl sie die astronomischen (angeblichen) Leistungen im Car"hifi"-Bereich erklären würde.

In 30V paßt nur eine Sinusschwingung mit dem Spitze-Spitze-Wert 30V rein, deren Effektivwert aber so:
Uss/(2*Wurzel2) berechnet wird.

Aus 30V Betriebsspannung kommen an 4 Ohm also nur 28W, unter Berücksichtigung des Spannungseinbruches und der nicht bis Uce oder Uds=0 durchsteuerbaren Halbleiter werden es eher 20W sein.
Bei +/-30V schafft man etwa 100W.

Wobei ich allerdings anmerken muß, daß es durchaus Verstärker gibt, die aus 24V Betriebsspannung mehrere hundert Watt Leistung schaffen.

MfG

DB

nick99
Stammgast

#13 erstellt: 12. Jan 2005, 10:25

Stimmt man muss vor dem Quadrieren durch Wurzel 2 teilen ...

Das mit Uss hängt davon ab welche Spannung man misst in der Endstufe. Viele analogen Endstufen sind ja A/B Verstärker. Also haben für positive Halbwelle und negative Halbwelle jeweils Transistoren und auch Spannungen. Man kann praktisch die komplett zur Verfügung stehende Spannung A und B Teil des Verstärkers messen oder nur die Spannung des A oder B Teils.

Misst man die Spannung für A und B dann wären das Uss = 60V in meinem Beispiel. Dafür gilt dann P = (U/(2*Wurzel(2)))²/R ergibt theoretische 110W RMS.

Wie du schon gesagt hast werden die Transistoren nicht bis Uce =0 oder Uds = 0 durchgesteuert.

Ich hab mir so meine Gedanken gemacht wie einen guten Wert erhalten kann der für die Leistung der Endstufe gerade stehen kann.

Ich habe nie behauptet das dieser Wert für die Leistung steht die hinten raus kommmt. Es ist aber ein Richtwert für die Leistungsfähigkeit der Endstufe gesehen vom Netzteil aus. Man müsste da noch einen korrekturwert in die Gleichung einfügen den man dann aus den Messungen am Netzteil und mit Messungen an richtigem Equipment vielleicht eingermasen allgemeingültig ermitteln könnte.

Außerdem könnte man dadurch den Innenwiderstand des Netzteils ausrechnen und auf das Verhalten der Endstufe im niederohmigeren Betrieb Rückschlüsse ziehen.