Max. Spannung für Lautsprecher mit gegebener Nennleistung

Wie Oldfart kommentierte, ist die Verwendung des Wortes „Peak“ in Audio nur ein Marketing-Hype. Was real ist , sind echte RMS-Watt in einer bestimmten Last von 4 bis 8 Ohm, wobei einige Verstärker Spezifikationen für eine Last von 1 oder 2 Ohm angeben. Dies wird durch Tests mit einem Audio-Spektrum/THD-Analysator nachgewiesen und dokumentiert.

Zu keinem Zeitpunkt habe ich jemals „Peak“-Tests durchgeführt, da diese bestenfalls zweideutig sind und den Verbraucher normalerweise in die Irre führen. Echte „Peak“-Tests beinhalteten normalerweise Verstärker-Clipping-Verzerrungen und/oder Lautsprecherhämmern oder grobkörnige Geräusche. Ein Verstärker, der der RMS-Bewertung der Lautsprecher entspricht oder etwas stärker ist, ist in Ordnung. Es bedeutet keine Verzerrung, bis der Lautsprecher knallt oder grobkörnig klingt.

Dieses Spiel von höchstem Wert ist genau das. Der Grund dafür ist, dass man mathematisch mit der Zeit spielen und sagen kann, dass dieser Verstärker für 10 ms (1/100) einer Sekunde 50 % bis 100 % mehr Leistung abgeben kann. Verdammt, für 1 ms könnte das Netzteil ein Vielfaches seiner RMS-Last abladen.

RMS bezieht sich auf Dauerleistung bei einem bestimmten THD-Pegel bei einer definierten Last und ist die einzige Bewertung, der man vertrauen kann . Das gleiche Szenario in Bezug auf die Spitzenleistung hat keine Bedeutung, da die Marketing-Gurus von sehr kurzen Zeiträumen sprechen, die nicht mit dem zusammenhängen, was das kontinuierliche Volumen sein kann.

Die Spitzenleistung ist nicht mit „Headroom“ zu verwechseln, was weniger abstrakt ist und bedeutet, dass die Stromversorgung um etwa 20 % überlastet ist, sodass bei voller Lautstärke plötzliche Spitzen in der Musiklautstärke von 24-Bit- oder 32-Bit-Audios einen enormen Dynamikbereich haben Überlasten Sie das Netzteil des Verstärkers nicht. Es ist eine eingebaute Sicherheitsspanne , wenn Sie die Lautstärke auf laute (aber nicht verzerrte) Pegel aufdrehen.

Wenn Sie sogenannte „Peaks“ hören, geschieht dies in Form von Verzerrungen durch den Verstärker und/oder Ihre Lautsprecher und ist eine faire Warnung, die Lautstärke zu verringern, bis es sehr sauber klingt.

@jonk hat nachgerechnet, was es klar macht. Ein 8-Ohm-Lautsprecher, der von einem (typischen) Klasse-AB-Verstärker mit +/- 12 Volt Leistung angesteuert wird, liefert nur 5 Watt RMS. Ein 4-Ohm-Lautsprecher würde Ihnen 20 Watt RMS geben. Kombinieren Sie sie für eine 2-Ohm-Last (wenn der Verstärker dafür ausgelegt ist) und Sie erhalten 80 Watt RMS. Zu keiner Zeit wurde das Wort „Peak“ erwähnt, da es für eine Leistung in einer ungewöhnlich niedrigen Last für einen mS oder weniger steht, was unter realen Bedingungen, wo anhaltender sauberer Klang zählt, keine Bedeutung hat.

Da Musiksignale leicht einen Dynamikbereich von 10 dB zwischen Spitzen- und Durchschnittsschallpegel haben können, kann ein Musiksignal einen Durchschnittspegel von 10 Watt und auch Spitzentransienten von 100 Watt haben. Wenn ein 20-Watt-Verstärker versucht, dieses Signal zu erzeugen, kommt es zu einer erheblichen Clipping-Verzerrung.

Die Frequenzverteilung dieser Clipping-Verzerrung liegt fast vollständig außerhalb des Signalbereichs, auf den Ihr Lautsprecher reagieren kann. Daher wird diese Verzerrung fast vollständig in Wärme statt in Schall umgewandelt.

In diesem Fall ist es möglich, einen 30-Watt-Lautsprecher auszublasen, während ein 20-Watt-Verstärker bei einem Signal mit durchschnittlich 10 Watt verwendet wird. Oder Sie hätten einen 100-Watt-Verstärker verwenden können, um dasselbe Signal über einen 30-Watt-Lautsprecher wiederzugeben, und hätten überhaupt keine Probleme.

Im Großen und Ganzen können Sie eine höhere Verstärkerleistung mit weniger Lautsprechergefährdung verwenden als eine niedrigere Verstärkerleistung. Bei zu viel Leistung besteht die Gefahr, dass die Schwingspule des Lautsprechers wie eine Kastagnette bei Basstönen in den Magneten schlägt (ein sehr offensichtliches Geräusch, das die meisten Menschen nie erleben). Bei zu geringer Leistung besteht die Gefahr, dass Schwingspulen durch hochfrequente Verzerrungen schmelzen (passiert fast nie in der 10-Watt-Nachbarschaft).

Auch der DC-Widerstand eines Lautsprechers ist nicht sehr repräsentativ für seine AC- Impedanz .

Das ist nur eine langatmige Art zu sagen, dass die Spannungsgrenze eines Verstärkers nicht der beste Weg ist, um festzustellen, ob ein Verstärker gut zu einem Lautsprecher passt. Wenn ich einen Lautsprechertreiber entwerfen würde, würde ich mein Spannungsziel auf jede Stromversorgung stützen, die ich leicht bekommen könnte. Je größer, desto besser, im Rahmen der Kostenbeschränkungen. 5 Volt sind leise akzeptabel, insbesondere für Sprache oder andere nichtmusikalische Signale (denken Sie an die verschiedenen Musikplayer, die mit USB betrieben werden), 12 Volt sind einigermaßen laut und einfach (Autoradios) usw.

Wenn andererseits ein Lautsprecher mit 10 Watt angegeben ist, können Sie davon ausgehen, dass ein 10-Watt-Verstärker „laut genug“ sein sollte, solange Sie nicht versuchen, ihn auf elf zu drehen. Selbst wenn Ihre Leistungsberechnungen um das Doppelte abweichen, wird die logarithmische Natur des Klangs den Unterschied überwältigen, wenn Sie sich nur Sorgen machen, ob Sie das Signal hören können.

Typischerweise werden Lautsprecher nach RMS-Leistung bewertet, können jedoch aus Gründen der Marketingvoreingenommenheit oder im besten Fall mit beiden in Spitzenleistungsgrenzen gefälscht sein.

Ich stimme allen oben genannten zu (5 Kommentare zum Zeitpunkt des Schreibens)

Es gibt 3 Überlegungen: Lautsprecherschäden aufgrund von:
1) Hitze,
2) übermäßiger Bassbewegung auf der Membran und ...
3) Clipping oder hoher THD mit Bursts mit großem Dynamikbereich, die bei hochkomprimierter Radiomusik nicht zu finden sind. Übermäßige Spitzen können eine grobe ungeradzahlige harmonische Verzerrung durch Clipping oder einen allmählichen schnellen Anstieg des THD durch Spulenbewegung außerhalb der Magnetkante und eine Verringerung der Magnetstärke durch einen Anstieg von 40 ° C oder mehr bei anhaltendem Betrieb der Ghettoblaster mit maximaler Leistung verursachen.

Daher ist es möglich, einen 20-W-Designverstärker an einem 10-W-Lautsprecher zu verwenden, solange Sie sich der Risiken bewusst sind, ihn an die Ausgangsgrenzen zu bringen, und die Art der Musik oder Stimme eine Wertschätzung des oft als Scheitelfaktor bezeichneten Peak / RMS-Verhältnisses erfordert .

Angesichts der unterschiedlichen Anforderungen an die Versorgungsspannung für lineare bipolare Verstärker und Einzelversorgungs-Brückenverstärker und Klassen D, E usw. muss die Versorgung in der Lage sein, die Spitzenleistungslast und die RMS-Lastspezifikationen zu erfüllen, die Sie aus den von mir vorgeschlagenen Gründen definieren.

Am effizientesten wäre ein Class-D-Brückenverstärker mit 12-V-Einzelversorgung, der keine großen Kondensatoren für die AC-Kopplung benötigt.