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Ausgangsleistung: Wie ist das definiert?

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Thaddäus:
Hallo Helmholtz

Danke für deinen Nachtrag.
Netzspannungsschzwankung ist momentan kein Thema, weil mein Amp ein SMPS hat und damit bockstabile Versorgungsspannung liefert.  ;)

Habe unterdessen nachgeschaut: Mein Slglent SDS 1102CML+ kann THD nicht direkt messen, aber immerhin eine FFT darstellen. Das reicht für mich. Die gemessenen Amplituden füttere ich dann in ein Excel Sheet, welches mir dann die THD ausspuckt.  :topjob:

Gruss Adrian

Helmholtz:

--- Zitat von: Thaddäus am 12.01.2024 10:16 ---Habe unterdessen nachgeschaut: Mein Slglent SDS 1102CML+ kann THD nicht direkt messen, aber immerhin eine FFT darstellen. Das reicht für mich. Die gemessenen Amplituden füttere ich dann in ein Excel Sheet, welches mir dann die THD ausspuckt.  :topjob:

--- Ende Zitat ---

Bin mal gespannt, wie gut das klappt.

Habe selbst ein Siglent SDS 1202X-E und bin recht begeistert.
Leider überzeugt mich die Auflösung der FFT nicht.

Showitevent:
Moin,

THD Messung könnt ihr euch getrost sparen :D
Die in Gitarrenamps angewandten Schaltungen sind sagen wir mehr oder weniger nicht ausgelegt, um THD Idealvorstellungen zu erfüllen.
Natürlich kann man das nicht glatt pauschalisieren, da "ideal" hier ein weitreichender Begriff ist.

Anders als die Erstellung von THD und Impedanz ist die Leistungsmessung nicht wirklich definiert. Zwar gilt in vielen Vorgaben auch eine Messung bei 1Khz druchzuführen, das setzt aber voraus, dass das Gerät in der Lage ist, sein definiertes Frequenzspektrum Linear abzubilden. Es nutzt mir ja nichts, wenn ich 100 Watt @1 Khz habe, dann aber massiv einbreche, weil z.B. das Netzteil bei 100 Hz nicht hinterher kommt.

Wirksamere Leistungsmessung ist ein Average (Durchschnitt) aus mehreren Meßpunkten zu erstellen. Hierfür kann man sich selbst einen Standard schaffen, wie erwähnt z.B. über Oktaven.

Ich selbst nutze da 4 Werte,

Da viele Verstärker (gott sei dank) einen Lowcut roll off haben, bedingt durch Koppelkondensatoren, gilt es erstmal die untere Grenzfrequenz zu finden, mit der es noch möglich ist den Verstärker ins Top und Bottom Clipping zu führen. Meist liegt das dann so um 60 bis 120 Hz. Gleiches gilt im Grunde für die obere Grenzfrequenz.
Damit ich mir die Arbeit aber nicht jedes mal machen muss, nutze ich stumpf 125 HZ, 250 HZ, 1Khz, 4Khz (Gitarrenverstärker), direkt in den Treiber der Endstufe.

Das deckt in etwa das ab, wo der Verstärker laut sein muss.

Nach oben hin kanns bauteil bedingt leiser werden, das liegt dann aber meist nicht am Clipping. Je tiefer die Frequenz, desto mehr Leistung wird abverlangt.

Ich fahre die Amps zur Bestimmung auch nicht vors Clipping, sondern in moderates clipping hinein. So, dass noch ein Sinus zu erkennen ist natürlich.

Der Ermittelte Unterschied zwischen Clipping und nicht Clipping ist meist relativ gering. Auf einen 100Watter kommen da vielleicht mal 10 Watt extra zusammen, eher 5.
Da die meisten 100 Watter aber eh bei 80 bis 90 Watt den Ar*ch zu machen, ist das wohl legitimiert.

LG Geronimo

Helmholtz:
Mir genügt zur Beurteilung einer Endstufe die Leistungsmessung ohne THD bei einer (mittleren) Frequenz. "Presence" und "Resonance" auf Null, falls vorhanden.
Wenn sich tatsächlich zwischen z.B. 200Hz und 10Khz unterschiedliche Leistungen ergeben, würde ich eher einen Mess- (geräte-) fehler vermuten.
Lediglich um bzw. unterhalb der unteren Grenzfrequenz des AÜ darf die Leistung absinken.

Stahlröhre:
Hallo, um den THD Wert zu bestimmen muss der Verstärker aber auch mit einem sehr "sauberen" Signalgenerator gespeist werden, ansonsten sind die gemessenen Verzerrungen schon Produkt der Quelle und nicht des Verstärkers. Auch wäre noch zu klären wie genau der FFT Modus des Oszilloskops überhaupt ist.

Für (wirklich genaue) derartige Messungen braucht in der Regel einen Audioanalyzer wie z.B. HP8903B oder Tektronix AA501+SG505, leider kostet sowas auf dem Gebrauchtmarkt rund 1200€.
Um nur die Ausgangsleistung und harmonischen Verzerrungen eines Verstärkers zu bestimmen wird sich ein derartiger Invest sicher nicht lohnen. Alternativ gibt es auch neuere Fabrikate wie z.B. von QuantAsylum (QA403), oder den Weg mittels Software (z.B. ARTA) in Kombination mit einem Audiointerface.

Zur Ausgangsleistung: wirklich vergleichbare Werte erhält man nur, wenn man ein standarisiertes Messverfahren nimmt, das in einer Norm festgehalten wird. Für HiFi gibt es da die die DIN EN 61305, welche die alte DIN 45500 ablöste. Beide Normen verweisen auf die DIN EN IEC 60268-3 welche dann das genaue Messverfahren definiert. In dieser wird wiederum zwischen verschiedenen Ausgangsleistungen unterschiedenen:

1. Ausgangsleistung (verzerrungsbegrenzt):
Ausgangsleistung, die bei Nennklirrfaktor an Nennlastimpedanz erzeugt wird.

2. Höchste effektive Ausgangsleistung:
Ausgangsleistung, die bei einem Klirrfaktor von 10% an der Nennlastimpedanz erzeugt wird.

3. Höchste Kurzzeit-Ausgangsleistung:
Die höchste Leistung, die der Verstärker 1 s nach Anlegen eines angegebenen kurzen Tonimpulssignals an der Nennlast erzeugt.

4. Höchste Langzeit-Ausgangsleistung:
Die höchste Ausgangsleistung, die der Verstärker 1 min nach Anlegen von Rauschen (nach IEC 60268-1), am Lastwiderstand erzeugen kann.

5. Temperaturbegrenzte Ausgangsleistung:
Die Ausgangsleistung, die der Verstärker bei einer angegebenen Umgebungstemperatur dauernd abgeben kann, ohne das dabei in einem Bauteil die zulässige Höchsttemperatur überschritten wird.

Ich denke mal Punkt 3, 4 und auch 5 sind sicherlich eher uninteressant für den Hobbyelektroniker.

Im Falle von 1. muss der Verstärker länger als 1min die Ausgangsleistung an einer ohm'schen Nennimpedanzlast erbringen können, als Messignal ist dabei ein 1kHz Sinus zu verwenden. Für andere Frequenzen dürfen die Messungen wiederholt werden, jedoch muss diese dann später zusammen mit der Ausgangsleistung angegeben werden. Anschließend ist die Messung mit einer komplexen Last zu wiederholen, die in etwa dem Praxiseinsatz entspricht. Alternativ kann auch direkt ein Lautsprecher genutzt werden.

Für 2. gelten so ziemlich die gleichen Messbedingungen wie bei 1. wobei die Norm jedoch keine Angaben zur Zeit macht.
Standard Messsignal (sofern nicht anders gefordert) ist in der Norm grundsätzlich immer ein 1kHz Sinus.


Wird nicht nach solch einem standarisierten Verfahren gemessen, kann die angebene Ausgangsleistung eigentlich so ziemlich alles sein. In Ermangelung eines Klirrfaktormessgeräts habe ich bisher die Ausgangsleistung immer derartig bestimmt, dass ich den Verstärker (mit einem 1kHz Sinus) soweit ausgefahren habe bis gerade noch kein Clipping auf dem Oszilloskop sichtbar war.
Das ganze wahlweise in eine ohm'sche 8 oder 16Ohm Lastbox und unter Verwendung eines Stelltrafos (immer per Hand auf 230V korrigiert).

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