Geringerer Stromverbrauch von Lautsprechertreibern als erwartet

Ich verwende zwei Visatron FRS 5X-8 Lautsprecher in einem Projekt. Als Verstärker wird ein Dayton KAB-215 verwendet . Wenn ich das Ganze von meinem Netzteil mit 12 V speise, sehe ich selbst bei voller Lautstärke eine Stromaufnahme von ~ 50 mA. Ich bin etwas verwirrt von diesem Ergebnis.

Meine Berechnungen deuten darauf hin, dass ich für die beiden Lautsprecher mit 5 W RMS (max. 8 W) eine Leistungsaufnahme von etwa 10 W oder ~ 0,8 A bei 12 V sehen sollte. Obwohl mir klar ist, dass sie während der Musik möglicherweise nicht kontinuierlich mit dieser Leistung arbeiten, gibt es eine große Spanne zwischen 600 mW und 10 W.

Es scheint, als hätten sowohl das Netzteil (150 W) als auch die Verstärkerplatine (2 x 15 W bei 8 Ohm) hier jede Menge Headroom, daher verstehe ich die geringe Leistungsaufnahme nicht wirklich. Die Bluetooth-Platine hat derzeit keinen Lautstärkeregler, was laut Datenblatt auf der Verstärkerseite zu "voller Lautstärke" führen sollte. Die Lautstärke meines Telefons ist maximal (beim Testen), und dennoch ist die Leistungsaufnahme sehr gering. Die Lautsprecher sind ziemlich laut, aber nicht wahnsinnig. Ich habe SPL-Messgeräte, mit denen ich versuchen kann zu validieren, ob die Ausgabe nahe an dem liegt, was sie sein sollte, aber ich bin immer noch etwas ratlos.

Ich freue mich auf Ihre Gedanken darüber, was die aktuelle Auslosung begrenzt und ob dies ein überraschendes Ergebnis ist oder nicht.

Aktualisierung 1

Ich habe dies mit ein paar anderen Geräten getestet und stimme zu, dass die Bluetooth-Ausgabe meines Telefons ziemlich niedrig ist.

Quelle: Galaxy S10, Via Bluetooth, „Audio Tools“ App 100 Hz Sinuswelle

Treiber: 2 Visatron-Treiber, einer in einem 3D-gedruckten Gehäuse, einer ohne Gehäuse

Stromversorgung: Im Konstantspannungsmodus bei 12 V werden beide Lautsprecher mit Strom versorgt. Spannung: 12 V Strom: 0,313 A

Einzeltreibermessungen + Ausgang: Spannung (gemessen mit True-RMS-Meter im AC-Modus): 4,1 V Treiberimpedanz aus Datenblatt: ~22 Ohm Lautstärke: 81 db @ (ungefähr) 1 m, gemessen über dieselbe Telefon-App

Ich bin mir nicht ganz sicher, wie ich die Wechselspannung am Lautsprecher in Watt umrechnen soll, da die Impedanz wahrscheinlich komplex ist (richtig?). Ich habe diesen Beitrag gelesen , aber nicht viel Erkenntnisse daraus gewonnen.

Je mehr ich daran arbeite, desto mehr merke ich, dass ich es nicht verstehe, aber ich nehme an, das ist Teil des Prozesses. Ich habe auch ein besseres Messmikrofon/Setup, aber ich habe das Gefühl, dass ich eher größeren Problemen als kleinen Optimierungen nachjage. Ich werde den Graphen verfolgen, ihn in WinISD einfügen und sehen, was es vom SPL-Standpunkt aus erwartet. Ich denke, dass ich wahrscheinlich einfach nicht so viel Eingangsspannung vom Bluetooth-Chip habe und dass sich alles andere wie erwartet verhält, aber ich verstehe das System auch nicht gut genug, um darauf zu schließen.

Holen Sie sich eine Tongenerator-App für Ihr Telefon, speisen Sie eine niedrige Frequenz ein, die Ihr Messgerät messen kann – sagen wir 100 oder 200 Hz – und messen Sie den Strom und die Spannung am Lautsprecher. Aktualisieren Sie Ihren Beitrag mit den Ergebnissen.
Hier gibt es viele unbekannte Variablen. Sie können nicht davon ausgehen, dass die Verwendung von 8-Ohm-Lautsprechern, 12-V-Stromversorgung und Ihrem Telefon bei voller Lautstärke beim Spielen von Wer weiß was 5 Watt in jeden Lautsprecher treibt. Sie wissen nicht, auf welche Verstärkung der D-Klasse-Verstärkerchip eingestellt ist, und Sie kennen die Gesamtverstärkung vom Bluetooth-Empfänger zum D-Klasse-Verstärkereingang nicht. Das Board kann eine breite Palette von Versorgungsspannungen (12-24) verwenden und hat etwas Headroom für Leute, die dort 4-Ohm-Lautsprecher einbauen (der Amp-Chip kann das, aber nicht unbedingt dieses Board). Der Chip ist auch nicht in der Lage, mehr als 10 W pro Kanal bei einer 13-V-Versorgung zu leisten.
"Meine Berechnungen deuten darauf hin, dass ich für die beiden Lautsprecher mit 5 W RMS (8 W max.) eine Leistungsaufnahme von etwa 10 W sehen sollte" - war es laut genug, um Ihre Ohren zum Klingen zu bringen? Wenn nicht, dann war es nicht bei voller Leistung (10 W in diese Lautsprecher wären 96 dBSPL bei 1 Meter). sengpielaudio.com/PermissibleExposureTime.htm
@Transistor, gerade getan, danke. Ich habe diesmal versucht, mehr Variablen zu kontrollieren und die Messungen hinzugefügt.

Antworten (2)

Die Lautstärke meines Telefons ist maximal (beim Testen), und dennoch ist die Leistungsaufnahme sehr gering.

Wenn Sie einen Kopfhörerausgang verwenden, ist dies normalerweise weniger als der Line-Pegel (und in der EU viel weniger als der Line-Pegel). Wenn Sie also nicht irgendwo in diesem System etwas Make-up-Verstärkung haben, werden Sie nicht annähernd die maximale Leistung erreichen .

Testen Sie es erneut mit dem Line-Out von einem CD-Player oder einem ähnlichen Gerät.

Designfehler

Der Klasse-D-Verstärker funktioniert am besten mit einer kleinen Batterie oder einem massiven Kondensator > 1 Farad mit niedrigem ESR. Eine kleine Li-Ion 18650-Zelle kann 10 kF haben und reduziert sich dann mit Zellen in Reihe. Jedes Mal, wenn Sie einen Boost-DC-DC-Regler an eine Buck-Reglerquelle anschließen, können Sie mit Problemen rechnen, es sei denn, es gibt einen guten großen C-Low-ESR-Puffer dazwischen. Ein Klasse-D-Verstärker ist ein variabler DC-AC-Wechselrichter und hat ähnliche Anforderungen an eine niedrige Quellenimpedanz.

Alternativ eine Versorgung, die das 10-fache der erwarteten Last treiben kann, sodass Sie nicht auf große Kondensatoren oder eine kleine Batterie antworten müssen. Probieren Sie es an einem HDD-Port von einem PC mit 12 V aus.

Es gibt viele Links, um Ihr Verständnis von Konzepten und Testmethoden in meinem Profil zu erweitern.

Die Grafik für den winzigen Lautsprecher zeigt 10 Ohm bei 100 Hz, nicht 22 Ohm. Das Datenblatt für den Verstärker mit einer 12-V-Versorgung zeigt, dass die volle Ausgabe 8,1 V RMS beträgt, da die Ausgabe überbrückt ist, nicht 4,1 V. Dann beträgt die Leistung in einem Lautsprecher (8,1 V im Quadrat)/10 Ohm = 6,6 W und der Verstärkerstrom beträgt etwas mehr als 6,6 V/12 V = 0,55 A. Der Stromversorgungsstrom wird wahrscheinlich 0,55 A x 1,11 betragen (da der Class-D-Wirkungsgrad des Verstärkers 90 %) = 0,61 A beträgt. Sie werden nicht viel hören, da der winzige Lautsprecher kaum 100 Hz erzeugen kann.
Der winzige Lautsprecher ist ein Kreischer, der keinen Bass produziert.