Wie werden Lautsprecher mit Audioverstärkern abgestimmt? (Vermeidung von Überlastung)

Ich weiß, dass ein ähnlicher Fragentitel gestellt wurde, aber ich glaube, das beantwortet meine Frage nicht (und ich könnte mir keinen besseren Weg vorstellen, die Frage zu formulieren).

Ich bin etwas verwirrt darüber, wie genau ein Verstärker einen Lautsprecher überlasten kann und umgekehrt.

Viele Lautsprecher von Gitarrenverstärkern haben eine Impedanz von 8Ω .

Wenn ich das richtig verstehe, gibt (sollte) der Ausgangsverstärker ein Signal mit fester Spannung aus, unabhängig davon, welche Last darauf gelegt wird . Wenn dieser Schritt falsch ist, korrigieren Sie mich bitte.

Wenn also ein Festspannungssignal vorhanden ist (z. B. + -15 V, dh 30 V Schwingung ) und die Impedanz der Lautsprecher ~ 8 Ω beträgt (ich verstehe, dass sie mit der Frequenz variiert, aber ich sage, sie liegt um diese Zahl), wie ist es dann? Die Wattzahl variiert bei verschiedenen Amp-Combos, obwohl die Impedanz ungefähr gleich ist? Liegt es daran, dass die Spannung mit Verstärker/Lautsprecher-Kombinationen mit höherer Wattzahl ansteigt?

Zum Beispiel eine 10-W- Combo mit einem 8-Ω-Lautsprecher im Vergleich zu einem 100-W-Verstärker , der an eine 4-Lautsprecherbox angeschlossen ist, die für eine Impedanz von 8 Ω verdrahtet ist (parallel schalten Sie 2 Reihenpaare von 8-Ω-Lautsprechern), die 100 W sind offensichtlich lauter. Liegt es daran, dass die Ausgangsspannungen des 100-W-Verstärkers höher sind? Wie können Sie sonst die Wattleistung erhöhen, wenn Sie Spannung und Impedanz konstant halten?

Was würde passieren, wenn Sie den 10-W-Verstärker direkt an eine 4-Lautsprecherbox anschließen würden? Würde es den Verstärker überlasten? Oder einfach leiser spielen? Wenn die Spannung dieselbe ist und die Impedanz immer noch 8 Ohm beträgt, sollte die Wattleistung theoretisch dieselbe sein, dh 10 W durch die 100-W-Lautsprecher.

Wenn ja, stimmt das dann: Wenn wir 10-W-8-Ohm-Lautsprecher sagen, meinen wir, dass er in der Lage ist, maximale Spitzenspannungen von (P = V ^ 2 / R, V = sqrt (PR)) ~ 9 V zu verarbeiten . Während ein 100-W-8-Ohm-Lautsprecher Spitzenspannungen von ~ 28 V verarbeiten kann ?

In welcher Situation können Sie einem Sprecher Schaden zufügen? Indem Sie einen zu starken Verstärker daran anschließen? Aber ist das nicht etwas, das von vielen Menschen empfohlen wird? (Verstärkerleistung von mindestens 2x der Lautsprecherleistung). Wenn ja, dann ist der Spannungsausgang eines Verstärkers nicht festgelegt? Es variiert je nachdem, welcher Lautsprecher angeschlossen ist? (obwohl die Impedanz gleich ist?)

In welcher Situation können Sie einen Verstärker beschädigen? Indem Sie einen Lautsprecher mit zu hoher Wattzahl daran anschließen? Warum sehe ich dann so viele Leute, die auf YouTube Videos von 1/2 -W -Gitarrenverstärkern posten, die mit 4 Lautsprecherstapellautsprechern mit hoher Wattleistung oder mindestens sogar 2 Lautsprecherkombinationen verbunden sind?

Bei Schritt 1 liegen Sie falsch. Die Spannung am Lautsprecher ist proportional zur Spannung, die an der Eingangsbuchse der Gitarre anliegt. Es wird lediglich mehrfach verstärkt. Es ist nicht behoben. Da der Lautsprecher niederohmig ist, muss der Verstärker auch in der Lage sein, die entsprechende Strommenge von V/Z zu liefern, und deshalb ist er technisch gesehen ein Leistungsverstärker.

Antworten (5)

Sie haben viele Fragen, aber ich denke, Sie können es mit einer einzigen Erklärung besser verstehen. Sehen Sie, dass es viele Mythen um dieses Thema gibt. Es geht aber auch um analoge Elektronik.

Lautsprecher sind eine Z-Last in Ihrem Schaltkreis, die ihre Impedanz in Bezug auf die Frequenz variieren kann. Beachten Sie, dass das Hauptziel eines Lautsprechers darin besteht, eine stabile und nahezu konstante Impedanz in dem Frequenzbereich aufrechtzuerhalten, für den er gebaut wurde. Diese Impedanz ist fast gleich dem Spulenwiderstand. Wenn Ihr Lautsprecher also in einem gut ausgelegten System arbeitet, kann Ihre Z-Last als fast reine Widerstandslast angesehen werden (in den meisten Fällen 8, 6 oder 4 Ohm).

Abgesehen davon sollten wir Möglichkeiten haben, den Lautsprecher mit Strom zu versorgen, damit er Schallwellen reproduzieren kann. Beachten Sie, dass der magnetische Teil des Lautsprechers direkt mit dem Strom zusammenhängt, der durch ihn fließt. Wir können also sagen, dass der Lautsprecher eine Art Widerstandslast ist, die mit Stromschwankungen umgeht, um Klang zu erzeugen (einfach zu verstehen). Wir können also den Strom in einer ohmschen Last variieren, indem wir eine Spannung darüber schwingen.

Wenn Sie einen Lautsprecher oder einen einfachen Widerstand an den Ausgang eines Verstärkers anschließen und auch einen Oszilloskop-Tastkopf über die Last stecken, sehen Sie die Spannungsänderungen, während sich Ihre Musik ändert (Schallwellen). Es ist keine konstante Spannung am Ausgang. Andernfalls können Sie keine Schallwellen erzeugen, da Sie Stromschwankungen benötigen, um magnetische Schwankungen und Kräfte nach der Lorentz-Formel zu erzeugen.

Abgesehen davon ist die Wattleistung die von Ihrem System verbrauchte Leistung. Die Momentanleistung errechnet sich aus P = UI oder P = ZI². Je größer also der durch Ihren Lautsprecher fließende Strom ist, desto mehr Leistung wird abgeführt (und auch mehr Stromverbrauch, da ein Teil davon in Schallwellen umgewandelt wird).

Außerdem müssen Sie die Lautstärkeregelung berücksichtigen. Die von Ihnen genannten Beispiele können nur angewendet werden, wenn Ihre Verstärker immer mit voller Verstärkung (0 dB) arbeiten. Auf diese Weise sollte ein leistungsstärkerer Verstärker im Vergleich zu einem leistungsschwächeren Verstärker höhere Spannungen am Ausgang erzeugen (beide in 0dB). Da die Momentanleistung auch durch P = U²/Z berechnet wird, können Sie die Leistung nicht erhöhen, wenn Spannung und Impedanz gleich sind.

Beim Anschließen (Verstärker + Lautsprecher) sollten Sie auf einige Details achten:

  • Ausgangsleistung des Verstärkers: Er zeigt Ihnen an, wie viel Leistung er bei einer bestimmten Impedanz an Ihren Lautsprecher liefern kann. Dies ist die maximale Leistung, die es erzeugen kann. Beachten Sie, dass, wenn Sie es mit 20 % der Lautstärke einschalten, es nicht seine volle Leistung liefert. Beachten Sie auch, dass selbst bei 0 dB wahrscheinlich nicht immer die volle Leistung erzeugt wird, da Musik ihre Amplitudenwellen variiert, sodass Sie die durchschnittliche Leistung durch das Integral des gesamten Signals berechnen sollten.

  • Verstärker-Mindestimpedanz:Dies sagt Ihnen, was die niedrigste Impedanz ist, die Sie an seinen Ausgang anschließen können. Es spielt keine Rolle, ob Sie dort höhere Impedanzen anschließen. Sie werden einfach nicht in der Lage sein, zu lauten Ton in Ihrem Lautsprechersystem zu erhalten. Im Allgemeinen können Sie beim Anschließen von Lautsprechern mit höherer Impedanz einen saubereren Klang (weniger Verzerrungen), aber eine geringere Lautstärke erzielen. Wenn Sie dagegen ein lauteres System wünschen, sollten Sie die niedrigste zulässige Impedanz anschließen, aber Sie werden wahrscheinlich mehr Verzerrungen haben. Beachten Sie, dass übermäßige Hitze irgendeinen Teil Ihres Systems beschädigen kann. Und Wärme wird durch den Joule-Effekt erzeugt, der sich direkt auf die Leistung bezieht. Es ist also auch möglich, niedrigere Impedanzen als erlaubt anzuschließen, da Sie die Lautstärke nicht über einen bestimmten Punkt hinaus erhöhen. Auf diese Weise erzeugen Sie auch bei niedrigeren Impedanzen die gleiche Leistung wie bei einer höheren Impedanz in voller Lautstärke. Sie können das sehen, indem Sie einen 2-Ohm-Lautsprecher an einen 4-Ohm-Minimalverstärker anschließen, aber in einer sehr niedrigen Lautstärke. Es wird funktionieren und es wird nichts schaden.

  • Lautsprecherimpedanz: Wie bereits gesagt, ist dies die Nennimpedanz, die ein Hersteller versucht, in dem Frequenzbereich, für den der Lautsprecher ausgelegt ist, zu erreichen und stabil zu halten.

  • Lautsprecherleistung: Dies ist die höchste Leistung, die der Lautsprecher verträgt. Natürlich gibt es immer wieder Fragen dazu, wie die Leute das messen, und tatsächlich gibt es Missverständnisse über Begriffe wie RMS POWER. Ein üblicher Weg, dies zu tun, besteht darin, den Lautsprecher an ein Signal mit einer DURCHSCHNITTLICHEN Leistung P anzuschließen und zu prüfen, ob er dies über einen langen Zeitraum tolerieren kann. Der größte P-Wert, den Sie dabei erreichen können, ist Ihre nominelle Durchschnittsleistung (wiederum ist es eine einfache Art zu erklären).

Wenn Sie also einen Lautsprecher an einen Verstärker anschließen, sollten Sie diese Variablen beobachten, um zu sehen, ob Sie etwas beschädigen. Im Allgemeinen können Sie einen Lautsprecher beschädigen, wenn Sie einen zu starken Verstärker daran anschließen. Angenommen, Sie haben einen Lautsprecher mit 300 W/8 Ohm und schließen einen Verstärker mit 800 W/8 Ohm an. Wie gesagt, es kommt auch auf den Lautstärkeregler an. Wenn dieses System auf niedriger Lautstärke ist, kann nichts schaden. Aber wenn Sie einen bestimmten Lautstärkepunkt erreichen, an dem die durchschnittliche Ausgangsleistung 300 W übersteigt, werden Sie wahrscheinlich anfangen, Ihren Lautsprecher zu beschädigen. Die Leute sagen manchmal auch, dass ein sehr leistungsstarker Lautsprecher einem nicht leistungsstarken Verstärker schaden könnte. Oder dass ein schwacher Verstärker keinen leistungsstarken Lautsprecher antreiben kann. Was passiert ist, dass Sie jetzt einen 20-W-/4-Ohm-Verstärker mit einem 800-W-/4-Ohm-Lautsprecher haben können. Beachten Sie, dass Sie sie verbinden können und es normal funktioniert. Dies entspricht dem Anschluss eines leistungsstärkeren Verstärkers mit geringer Lautstärke. Die Probleme sind: Sie werden wahrscheinlich die volle Lautstärke erreichen wollen, um etwas Sound zu haben. Dies könnte Ihrem Verstärker schaden, da volle Lautstärke oft mehr als 0 dB (plus Verzerrung) bedeutet. Die übermäßige Hitze im Verstärker kann seinen Ausgang beschädigen. Ein weiteres häufiges Problem ist, dass diese Verzerrung bei voller Lautstärke Ihren Lautsprecher beschädigen kann. Dies geschieht, weil der Lautsprecher so gebaut ist, dass er in Bewegung funktioniert. Viele Lautsprecher haben Löcher, um Wärme abzuleiten und einen Luftstrom zum Kühlen zu erhalten. Wenn Verzerrungen auftreten, kann es vorkommen, dass sich der bewegliche Teil des Lautsprechers für eine Weile nicht mehr bewegt. Es beginnt die Spule zu überhitzen. Dies könnte Ihrem Verstärker schaden, da volle Lautstärke oft mehr als 0 dB (plus Verzerrung) bedeutet. Die übermäßige Hitze im Verstärker kann seinen Ausgang beschädigen. Ein weiteres häufiges Problem ist, dass diese Verzerrung bei voller Lautstärke Ihren Lautsprecher beschädigen kann. Dies geschieht, weil der Lautsprecher so gebaut ist, dass er in Bewegung funktioniert. Viele Lautsprecher haben Löcher, um Wärme abzuleiten und einen Luftstrom zum Kühlen zu erhalten. Wenn Verzerrungen auftreten, kann es vorkommen, dass sich der bewegliche Teil des Lautsprechers für eine Weile nicht mehr bewegt. Es beginnt die Spule zu überhitzen. Dies könnte Ihrem Verstärker schaden, da volle Lautstärke oft mehr als 0 dB (plus Verzerrung) bedeutet. Die übermäßige Hitze im Verstärker kann seinen Ausgang beschädigen. Ein weiteres häufiges Problem ist, dass diese Verzerrung bei voller Lautstärke Ihren Lautsprecher beschädigen kann. Dies geschieht, weil der Lautsprecher so gebaut ist, dass er in Bewegung funktioniert. Viele Lautsprecher haben Löcher, um Wärme abzuleiten und einen Luftstrom zum Kühlen zu erhalten. Wenn Verzerrungen auftreten, kann es vorkommen, dass sich der bewegliche Teil des Lautsprechers für eine Weile nicht mehr bewegt. Es beginnt die Spule zu überhitzen. Viele Lautsprecher haben Löcher, um Wärme abzuleiten und einen Luftstrom zum Kühlen zu erhalten. Wenn Verzerrungen auftreten, kann es vorkommen, dass der bewegliche Teil des Lautsprechers sich für eine Weile nicht mehr bewegt. Es beginnt die Spule zu überhitzen. Viele Lautsprecher haben Löcher, um Wärme abzuleiten und einen Luftstrom zum Kühlen zu erhalten. Wenn Verzerrungen auftreten, kann es vorkommen, dass sich der bewegliche Teil des Lautsprechers für eine Weile nicht mehr bewegt. Es beginnt die Spule zu überhitzen.

Kurz gesagt, jede Kombination von Verstärker und Lautsprecher sollte möglich sein. Man muss nur auf die Lautstärke achten. Wenn Sie mögliche Probleme vermeiden möchten, besorgen Sie sich einen Verstärker, der bei gleicher Impedanz etwas weniger leistungsstark ist als Ihr Lautsprecher, und überschreiten Sie niemals etwa 70 % bis 80 % der Lautstärkeregelung. Wenn Ihr Lautstärkeregler eine dB-Skala hat, versuchen Sie es höchstens mit 0 dB.

Ich hoffe, das hat Ihre Fragen geklärt. Entschuldige mein schlechtes Englisch.

Ich habe alles verstanden, was du gesagt hast, also entschuldige dich nicht! Als ich Verstärker sagte, sprach ich eigentlich aus der Perspektive des Designers darüber. Wenn Sie also 0 dB sagen, welcher Pegel ist das? Ich habe Schaltpläne für verschiedene einfache Verstärker gesehen und sie haben normalerweise ein Potentiometer am Endausgang für die Lautstärkeregelung. Wo ist 0dB auf diesem Potentiometer? Gibt es eine bessere Möglichkeit, die Lautstärke zu regeln?
Wenn ich 0dB sage, meine ich 100% Verstärkung. Sehen Sie, dass ein "reiner Verstärker" Ihr Signal X-mal verstärkt und das war's. Aber wir wollen nicht die ganze Zeit Ton in voller Lautstärke hören, also fügen sie in den Endstufen einen Lautstärkeregler hinzu, damit Sie die Verstärkung dämpfen können. Wenn Ihr Regler eine dB-Skala hat, bedeutet dies, wie stark Sie Ihr Signal im Vergleich zur vollen Verstärkung dämpfen. Bei 0 dB nutzen Sie also seine volle Leistungskapazität. Dies wäre wie ein Potentiometer in seiner minimalen Skala (null Ohm).
Außerdem hängt es davon ab, wie Sie Ihr Potentiometer verwenden, um die Lautstärke zu regeln. Es kann nur in den Endstufen als variabler Widerstand hinzugefügt werden oder es kann den Verstärkungsprozess steuern (was besser ist). Die erste Methode ist die einfachste Methode, aber es ist leicht zu verstehen, dass ein Teil der vom Verstärker erzeugten Leistung vom Potentiometer verbraucht (verschwendet) wird. Sie verstärken also Ihr Signal und "diamplifizieren" es dann, anstatt zunächst nur die Verstärkung zu reduzieren.

Das Anpassen von Impedanzen kann sowohl bei Halbleiter- als auch bei Röhrenverstärkern ein Problem darstellen.

Bei Röhrenverstärkern können die Röhren die Lautsprecher nicht direkt antreiben; Sie müssen die Lautsprecher über einen Impedanzanpassungstransformator ansteuern. Es ist ziemlich schwierig, die Röhren zu beschädigen, aber der Transformator oder die Lautsprecher können beschädigt werden, wenn die Impedanz nicht angepasst ist. In einem Röhrenverstärker sind die Röhren gut darin, große Spannungen (100 Volt) zu treiben, aber nicht gut darin, große Ströme zu treiben. Um also 8-Ohm- oder 4-Ohm-Lautsprecher anzutreiben, wird ein Transformator benötigt, um die Hochspannungsausgabe der Röhren in eine Hochstromausgabe für die Lautsprecher umzuwandeln. Die Primärseite, die mit den Rohren verbunden ist, hat viele, viele Windungen aus sehr feinem Draht. Die mit den Lautsprechern verbundene Sekundärseite hat weniger dickere Drahtwindungen. Die Röhren wirken als Stromquellen. Wenn kein Lautsprecher oder ein Lautsprecher mit zu hoher Impedanz angeschlossen ist, Die Röhren können den Transformator mit sehr hohen Spannungen versorgen, die die Isolierung der Transformatorwicklungen beschädigen können. Wenn die Lautsprecherimpedanz zu niedrig ist, können die Röhren überschüssigen Strom durch die Wicklungen drücken, wodurch diese sich erhitzen. Beides ist nicht ideal. Im Allgemeinen hat die Sekundärseite des Transformators 2 oder 3 Abgriffe für gängige Lautsprecherimpedanzen, um die Anpassung so einfach wie die Auswahl der richtigen Impedanz an einem Schalter zu machen.

Bei Festkörperverstärkern kann ein ähnliches Problem auftreten, wenn ein unbelasteter Verstärker sich selbst beschädigt, indem er intern hohe Spannungen erzeugt. Die Ursache ist dieselbe: Die Ausgangstransistoren wirken als Stromquellen, und eine zu hohe Impedanz führt zu hohen Spannungen. Moderne Verstärker sind im Allgemeinen so konzipiert, dass sie dieses Problem entweder vollständig vermeiden, oder sie haben interne Lasten, die permanent über die Ausgangsklemmen angeschlossen sind, um die Impedanz, die der Verstärker sieht, nach oben zu begrenzen.

In Bezug auf die Ausgangsleistung des Verstärkers haben die meisten Verstärker tatsächlich 3 Ausgangsgrenzen – Spannung, Strom und Leistung. Wenn die Impedanz klein ist, erreichen Sie die Stromgrenze. Wenn die Impedanz zu groß ist, erreichen Sie die Spannungsgrenze. Wenn Sie genau die richtige Impedanzgröße auswählen, um sowohl die Strom- als auch die Spannungsgrenze gleichzeitig zu erreichen, werden Sie wahrscheinlich die Leistungsgrenze erreichen. Die Spannungsgrenze wird durch die Versorgungsspannungen des Verstärkers bestimmt. Die Strombegrenzung wird durch die Ausgangstreibertransistoren bestimmt. Und die Leistungsgrenze ist im Allgemeinen eine thermische Grenze – wenn Sie sie zu lange überschreiten, überhitzt der Verstärker.

Sie können einem Lautsprecher auf verschiedene Weise Schaden zufügen. Man steckt zu viel Kraft hinein. Ein anderer setzt zu viel Leistung auf Frequenzen außerhalb seines Design-Frequenzbereichs. z. B. keine Bässe durch einen Hochtöner leiten. Ein weiteres ist Verstärker-Clipping. Wenn die Spannungs- oder Stromgrenzen des Verstärkers erreicht werden, schneidet er die Spitze der Wellenform ab und erzeugt viele hochfrequente Harmonische. Diese können einen Lautsprecher beschädigen, indem sie den Lautsprecherkegel bei Frequenzen, für die er nicht ausgelegt ist, heftig herumreißen. Wenn das Clipping nicht symmetrisch ist, kann sich der Kegel auch in den Lautsprecher hinein oder aus ihm heraus bewegen. Wenn es weit genug herauskommt, verlässt die Spule die Rille im Lautsprechermagneten und kann beschädigt werden, wenn sie die Rille verfehlt, wenn sie zurückkommt.

Sie können einen Verstärker beschädigen, indem Sie ihn impedanzmäßig über- oder unterlasten. Es ist kein Problem, einen 4-W-Lautsprecher an einen 1/2-W-Verstärker anzuschließen, solange der Verstärker die Impedanz des Lautsprechers ansteuern kann. Es wird nur nicht sehr laut sein.

Ich frage mich, inwieweit der "Klang" von Röhrenverstärkern eine Funktion ihrer höheren Ausgangsimpedanz und ihrer Wechselwirkung mit der frequenzabhängigen Lautsprecherimpedanz ist?
Es gibt Röhrenverstärker ohne Ausgangsübertrager. Sie (zumindest die meisten von ihnen) verwenden Ausgangsstufen mit einer (ziemlich) großen Anzahl von Röhren parallel, um mehr Ausgangsstrom bereitzustellen. Eine Suche nach so etwas wie „OTL-Röhrenverstärker“ sollte für diejenigen, die sich dafür interessieren, mehr Details aufdecken.
@supercat: Das ist sowieso mit ziemlicher Sicherheit zumindest ein Teil der Gleichung. Insbesondere der "straffere" Bass eines Solid-State-Verstärkers ist mit ziemlicher Sicherheit zu einem großen Teil auf die niedrigere Ausgangsimpedanz zurückzuführen.

Zunächst einmal ist es ziemlich selten, dass die Impedanz eines Lautsprechers annähernd flach ist. Die Impedanzkurve sieht normalerweise ungefähr so ​​aus:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Spitze ist f s , die Freiluftresonanz des Lautsprechers. Die Nennimpedanz ist das erste Minimum in der Impedanzkurve oberhalb der Resonanz. Der DC-Widerstand ist normalerweise etwas niedriger, aber normalerweise nicht viel niedriger (z. B. kann er etwa 6 Ohm für einen Lautsprecher mit einer Nennimpedanz von 8 Ohm betragen). Der DC-Widerstand wird jedoch auch von anderen Faktoren beeinflusst – zum Beispiel hat ein Lautsprecher, der für mehr Leistung ausgelegt ist, typischerweise dickeren Draht in der Schwingspule, der den DC-Widerstand verringert, aber bei höheren Frequenzen fast keine Auswirkung auf die Impedanz hat .

Wenn Sie diesen Treiber in eine Box einbauen, fügen Sie normalerweise mindestens eine (und oft ein paar) weitere kleinere Spitzen bei niedrigeren Frequenzen hinzu, die die Resonanzfrequenz des Gehäuses und aller möglicherweise vorhandenen Anschlüsse widerspiegeln.

Ich bin mir nicht sicher, woher Sie die Idee haben, dass die Spannung konstant (oder sogar nahe daran) ist. Wie bei jeder anderen Schaltung gilt P = I * E. Ein Watt durch einen 8-Ohm-Lautsprecher ist also beispielsweise 2,83 Volt (Quadratwurzel aus 8, da P = E 2 /R). Vielleicht denkst du daran, dass die meisten Verstärker für einen maximalen Spannungshub ausgelegt sind (aber normalerweise höher als 16 Volt).

Was passiert, wenn Sie einen 10-Watt-Verstärker an 4 Lautsprecher anschließen (vermutlich in Reihe parallel, um die gleiche Impedanz aufrechtzuerhalten), gewinnen Sie normalerweise zumindest ein wenig an Effizienz, da die meisten Lautsprecher zumindest etwas nichtlinear sind. Beispielsweise könnte ein Lautsprecher mit 92 dB SPL bei einem Watt bewertet werden (unter einigen Standard-Testbedingungen). Theoretisch bedeutet dies, dass es 95 dB SPL bei 2 Watt Eingangsleistung oder 102 dB SPL bei 10 Watt Eingangsleistung erzeugen sollte. In Wirklichkeit erzeugen drei oder zehn dB mehr am Eingang jedoch normalerweise nicht (ganz) drei oder zehn dB mehr am Ausgang. Indem Sie die Leistung vom Verstärker auf vier separate Lautsprecher statt auf einen verteilen, minimieren Sie diesen Effekt, sodass Sie (etwas) mehr akustische Leistung für eine bestimmte Menge an elektrischer Ausgangsleistung des Verstärkers erhalten.

Soweit ein zu starker Verstärker einen Lautsprecher beschädigt: Es kommt darauf an. Wenn Sie einen Lautsprecher völlig überfordern, ja, das kann passieren. Wenn Sie beispielsweise einen 500-Watt-Verstärker an einen kleinen 3-Zoll-Lautsprecher anschließen und ihn einfach auf irgendwo nahe der maximalen Leistung aufdrehen, würde der Lautsprecher fast zwangsläufig ziemlich schnell ausfallen. Je nach Design ist es etwas schwierig, sicher zu sein, was zuerst versagen würde - Sie könnten die Schwingspule überhitzen und ein Draht würde einfach verdampfen, oder Sie könnten ein stärkeres Magnetfeld erzeugen, als es vorgesehen ist, und das drücken / ziehen Lautsprecherkegel weiter als beabsichtigt und zerstören die Sicke (meiner Erfahrung nach ist ein Ausfall der Schwingspule jedoch viel häufiger).

Viel häufiger ist die Zerstörung eines Lautsprechers, indem ein Verstärker über seine Nennleistung hinaus betrieben wird. Dies ist besonders problematisch bei bipolaren Verstärkern, da sie dazu neigen, ziemlich harte Clipping-Eigenschaften zu haben. Hier werden Sie jedoch durch die Tatsache gerettet, dass das absichtliche Erzeugen verschiedener Formen von Verzerrungen ziemlich häufig ist. Wenn Sie sich also speziell mit einem Gitarrenverstärker und Lautsprecher befassen, ist es nicht so wahrscheinlich, dass Sie Dinge zerstören (sehr schnell sowieso). ). Bei so etwas wie einer normalen Stereoanlage erhöht das Clipping typischerweise die hohen Frequenzen im Signal sehr schnell – das wiederum führt dazu, dass viel mehr Leistung zum Hochtöner geht als beabsichtigt, was ihn sehr schnell zerstören kann .

Das Verletzen des Verstärkers hängt davon ab. Die kurze Zusammenfassung ist, dass ein Ausfall eines Solid-State-Verstärkers normalerweise auftritt, wenn Sie einen Lautsprecher mit zu niedriger Impedanz anschließen. Dadurch wird versucht, mehr Strom zu ziehen, als der Verstärker liefern kann, was zu einer Überhitzung und (wenn Sie zu weit gehen) zum Schmelzen der Ausgangstransistoren führt.

Umgekehrt werden Röhrenverstärker häufiger durch den Anschluss von zu hochohmigen Lautsprechern beschädigt. Der Verstärker ist so ausgelegt, dass der Lautsprecher den Ausgang lädt. Ohne ausreichende Belastung durch den Lautsprecher erzeugt der Verstärker eine höhere Spannung als beabsichtigt. Wenn sich ein Lautsprecherkabel löst, erhalten Sie praktisch sofort eine unendliche Impedanz. Je nach Design greift entweder Ihre Schutzschaltung ein und schaltet den Verstärker ab, oder das letzte Geräusch, das Sie vor der Reparatur des Verstärkers hören, ist ein lautes Knallen, wenn die Ausgangsröhren durchbrennen.

Der letzte Absatz ist eine hervorragende Erklärung dafür, warum Sie Ihre 250-Ohm-Kopfhörer NIEMALS direkt an den Lautsprecherausgang Ihres Röhrenverstärkers anschließen möchten.
Die Tatsache, dass ein Verstärker nicht im Leerlauf sein möchte, würde darauf hindeuten, dass seine Ausgangsimpedanz sehr hoch ist; Die meisten Verstärker sind heutzutage so ausgelegt, dass sie eine sehr niedrige Impedanz haben. Ich würde erwarten, dass ein hochohmiger Verstärker, der den obigen Lautsprecher antreibt, ihm maximale Leistung bei der Frequenz fs zuführen würde, während ein niederohmiger Verstärker dann minimale Leistung zuführen würde. Wie viel Leistung sollte einem typischen Lautsprecher bei fs zugeführt werden, um einen Schallleistungspegel zu erzielen, der mit dem bei anderen Frequenzen vergleichbar ist?

Die Spezifikationen für Lautsprecher sind ein bisschen wie ein Minenfeld, aber für Verstärker sind sie einfacher. Wenn ein Verstärker mit 10 W RMS bewertet wird, dann ist das die Sinusleistung, die er bei einem bestimmten Verzerrungspegel an eine bestimmte Last (normalerweise 2 Ohm bis 8 Ohm) liefern kann. Normalerweise liegt die Verzerrung daran, dass der Verstärker die Sinuswelle zu Beginn des Clippings liefert.

Wenn es also interne +/-10-V-Stromschienen hat, kann es gerade mal 17,9 Vp-p liefern, mit einer gewissen kleinen Beschneidung in eine 8-Ohm-Last. Derselbe Verstärker kann möglicherweise auch eine 4-Ohm-Last mit ungefähr derselben Ausgangsamplitude treiben, und in diesem Fall kann der Verstärker angeben, dass es sich um einen 20-W-Verstärker handelt.

Ein Verstärker hat tendenziell eine sehr niedrige Ausgangsimpedanz, und dies ist im Allgemeinen bei Transistorverstärkern mit negativer Rückkopplung der Fall – die Rückkopplung neigt dazu, den Ausgang unabhängig von der Last konstant zu halten. Es gibt jedoch einen Punkt (wenn die Lastimpedanz reduziert wird), an dem der Verstärker raucht oder eine Strombegrenzungsschaltung eingreift, um den Verstärker vor der Zerstörung zu "retten".

Für einen Lautsprecher wird er eine Bewertung haben und hoffentlich wird diese Bewertung in der gleichen Form von Einheiten sein, in der eine Endstufe spezifiziert ist, aber das muss nicht der Fall sein und Sie müssen sicherstellen, dass Sie Äpfel mit Äpfeln vergleichen. Die Bewertung eines Lautsprechers umfasst auch den Frequenzgang, für den er bewertet wurde, und dies ist wichtig zu beachten, da Sie keinen Bass (bei der Nennleistung des Lautsprechers) in einen Tweater drücken und erwarten können, dass er überlebt, und Sie können auch keinen tiefen Unterdruck pumpen. Bass in einen Standard-Basstreiber und erwarten, dass er überleben wird.

Hier gibt es einige wirklich gute Antworten, daher muss ich nur wenig hinzufügen, da die Dinge von allen anderen ziemlich gut abgedeckt werden. Festkörper-Audioverstärker der Klasse AB sind relativ flexibel in Bezug auf die Lautsprecherimpedanz innerhalb der bereits abgedeckten Grenzen von Strom und Volt. Klasse D ist eine andere Geschichte, da es normalerweise einen Tiefpassfilter gibt, dessen Grenzfrequenz über der höchsten interessierenden Audiofrequenz und unter der Schaltfrequenz liegt. Beispiel: Grenzfrequenz 30 kHz und Schaltfrequenz 150 kHz. Der Filter wird so ausgelegt, dass er schön und flach ist das Audioband. Wenn Sie sagen, dass Sie 16-Ohm-Lautsprecher an einem 4-Ohm-Verstärker betreiben, könnte der Filter Spitzen bekommen und es könnte schrecklich klingen oder sogar Dinge beschädigen, wenn sich der Filter außerhalb der Rückkopplungsschleife befindet.Wenn Sie Klasse D betreiben, spielen Sie nicht mit den Lautsprecherimpedanzen herum, es sei denn, Sie wissen wirklich, was Sie tun.