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--- leistung-impedanz [2020/08/23 09:43] – angelegt (Entwurf) dadof3
+++ leistung-impedanz [2020/08/23 10:00] – dadof3
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-======Zusammenhang von Leistung und Impedanz=====
+======Was macht eigentlich der Impedanzwahlschalter und wozu ist er gut?=====
-(Hinweis: Die folgenden Ausführungen basieren auf einer sehr guten Zusammenfassung des Themas von [[http://www.hifi-forum.de/index.php?action=profile&pID=499515|Reference_100_Mk_II]])
-Es herrscht häufig Verwirrung um den Zusammenhang zwischen Impedanz und Leistung bei einem Verstärker. Zum einen wird mitunter die Impedanz des Lautsprechers mit der Stellung des Impedanzwahlschalters am Verstärker verwechselt.
+Es herrscht häufig Verwirrung um den Impedanzwahlschalter und den Zusammenhang zwischen Impedanz und Leistung bei einem Verstärker. Zum einen wird mitunter die Impedanz des Lautsprechers mit der Stellung des Impedanzwahlschalters am Verstärker verwechselt. Zum anderen ist vielen nicht klar, was dieser Schalter eigentlich bewirkt. Die Bedienungsanleitungen machen fast nie Angaben darüber, was das Umstellen eigentlich bewirkt.
+(Hinweis: Die folgenden Ausführungen basieren auf einer sehr guten Zusammenfassung des Themas von [[http://www.hifi-forum.de/index.php?action=profile&pID=499515|Reference_100_Mk_II]], siehe [[http://www.hifi-forum.de/index.php?action=browseT&forum_id=30&thread=39361&postID=36#36|hier]].) In den Formeln werden die üblichen Zeichen für Leistung (P), Widerstand (R), Strom (I) und Spannung (U) verwendet.
+=====Leistung und Impedanz=====
 Grundsätzlich gilt: Mit sinkender Impedanz der Lautsprecherbox steigt die maximal bereitstellbare Leistung des Verstärkers. Die folgende Grafik zeigt den Zusammenhang:
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 Namentlich ist es der TAS5630, wobei dies absolut keine Rolle spielt. Die Linien gelten (in etwa) auch für alle anderen Class-D-Verstärker.
-Links ist die abgegebene Leistung zu sehen. Unten die Versorgungsspannung des Chips.
+Links ist die abgegebene Leistung zu sehen, unten die Versorgungsspannung des Chips. Dazu drei Kurven: blau für 8 Ω, grün für 6 Ω und rot für 4 Ω.
-Dazu drei Kurven: blau für 8 Ω, grün für 6 Ω und rot für 4 Ω.
 Aus diesem Diagramm lässt sich nun ablesen, wie hoch die unverzerrte Ausgangsleistung bei einer gewissen Versorgungsspannung mit einer gewissen Anschlussimpedanz maximal sein kann.
 Dreht man weniger doll auf, kommt weniger Eingangssignal zur Endstufe, und es wird weniger Leistung abgerufen. Uns geht es hier um die maximale Ausgangsleistung.
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 Demnach muss auch der Strom ansteigen, wenn die Spannung steigt, denn I = P / U. Da P und U auch was mit R zu tun haben, steigt der Strom auch, wenn R sinkt.
-Und was passiert noch wenn Strom bzw. Leistung zunehmen? Die Abwärme durch Verluste wird auch größer.
+Und was passiert noch, wenn Strom und Leistung zunehmen? Die Abwärme durch Verluste wird auch größer.
 Zudem muss darauf geachtet werden, die maximale Strombelastbarkeit der Endstufe nicht zu überschreiten.
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 Hier habe ich nun ein paar Geraden eingezeichnet und diese auf die [[http://manuals.marantz.com/SR7012/EU/DE/GFNFSYbsjxinov.php|Leistungsangaben eines Marantz SR7012]] bezogen.
-Die horizontale, gelbe Linie bei 125 W kreuzt die blaue Kurve für 8 Ω bei ca. 46,5 V. Vertikal habe ich dazu eine braune Linie eingezeichnet. Diese Spannung von ca. 46,5 V ist die Höhe der Versorgungsspannung der Endstufe. Nun können wir mittels I = √(P/R) den Strom ausrechnen. Dieser beträgt also bei 46,5 V mit 8 Ω (also bei 125 W) rund 4 A.
+Die horizontale gelbe Linie bei 125 W kreuzt die blaue Kurve für 8 Ω bei ca. 46,5 V. Vertikal habe ich dazu eine braune Linie eingezeichnet. Diese Spannung von ca. 46,5 V ist die Höhe der Versorgungsspannung der Endstufe. Nun können wir mittels I = √(P/R) den Strom ausrechnen. Dieser beträgt also bei 46,5 V mit 8 Ω (also bei 125 W) rund 4 A.
+=====Wozu Impedanzwahlschalter?=====
 Was passiert nun, wenn wir die angeschlossene Impedanz verringern, die Versorgungsspannung aber gleich hoch lassen? Also statt 8-Ω-Boxen verwenden wir jetzt 6-Ω-Boxen.
 Richtig, die Leistung, und damit auch der Strom, geht hoch, denn der Widerstand sinkt.
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 Was bedeutet das nun für den Strom?
-Nun, dieser liegt gemäß unserer Formel bei heftigen 7,5 A − eine Steigerung von satten 90 %!
+Nun, dieser liegt gemäß unserer Formel bei heftigen 7,5 A − eine Steigerung von satten 90 %. Wir verdoppeln also fast den ursprünglichen Strom der 8-Ω-Rechnung!
-Wir verdoppeln also fast den ursprünglichen Strom der 8-Ω-Rechnung!
-Das bedeutet auch einen massiven Anstieg an Abwärme, eventuell ein überschreiten der Strombelastbarkeit der Endstufe
+Das bedeutet auch einen massiven Anstieg an Abwärme, eventuell ein überschreiten der Strombelastbarkeit der Endstufe sowie auch eine Überlastung des Netzteils. Es kommt somit zu Verzerrungen und (hoffentlich) zu einer Temperatur-Abschaltung. Der Amp ist am Ende. Feierabend.
-sowie auch eine Überlastung des Netzteils. Es kommt somit zu Verzerrungen und (hoffentlich) zu einer Temperatur-Abschaltung.
-Der Amp ist am Ende. Feierabend.
-Was macht nun der Hersteller, um diesem Fehlerfall vorzubeugen? Er schreibt dem Anwender vor, die Versorgungsspannung im Fall von Boxen mit sehr niedriger Impedanz herab zu setzen. Dies macht der Anwender entweder über einen rückseitigen Schiebeschalter oder in einem Untermenü des Verstärkers. Der Schalter/die Option ist dazu einfach mit "Impedanz" benannt, denn mit dem "Umweg" über die Versorgungsspannung kann ein technisch unbedarfter Anwender rein gar nichts anfangen.
+Was macht nun der Hersteller, um diesem Fehlerfall vorzubeugen? Er schreibt dem Anwender vor, die Versorgungsspannung im Fall von Boxen mit sehr niedriger Impedanz herab zu setzen. Dies macht der Anwender entweder über einen rückseitigen Schiebeschalter oder in einem Untermenü des Verstärkers. Der Schalter/die Option ist dazu einfach mit „Impedanz“ benannt, denn mit dem Umweg über die Versorgungsspannung kann ein technisch unbedarfter Anwender wenig anfangen.
-Rechnen wir ein wenig:
+Rechnen wir ein wenig: Um mit 4 Ω auf die (noch sicheren) 5,2 A im 6-Ω-Betrieb zu kommen, müsste die Leistung auf 108 W begrenzt werden: P = R * I² = 4 Ω * (5,2 A)² = 108 W. Die Spannung bei 108 W und 4 Ω liegt gemäß Diagramm bei ca. 32 V.
-Um mit 4 Ω auf die (noch sicheren) 5,2 A im 6-Ω-Betrieb zu kommen, müsste die Leistung auf 108 W begrenzt werden: P = R * I² = 4 Ω * (5,2 A)² = 108 W. Die Spannung bei 108 W und 4 Ω liegt gemäß Diagramm bei ca. 32 V.
 Das steckt dahinter. Ganz einfach.

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