forum.zelfbouwaudio.nl

Hallo luitjes, ik hoop dat jullie mij een beetje op weg kunnen helpen.
Er is een vraag die mij al geruime tijd bezig houdt en waar ik maar geen eenduidige antwoord op kan vinden/googlen.
Het gaat om de berekening van het totale vermogensverbruik wanneer elk versterkerkanaal apart een driver aanstuurt i.p.v. een passief filter met daarachter meerdere drivers.
Om het wat duidelijker te maken heb ik even de volgende situaties geschetst:

Situatie 1: sub + satelliet aktief gefilterd en ieder aangestuurd door een eigen versterkerkanaal (2 kanalen)
Situatie 2: sub + satelliet paar passief gefilterd en aangestuurd door 1 versterkerkanaal

Stel je hebt nu 2 sinussignalen van 50Hz en 500Hz die tegelijk worden afgespeeld en beide een 100W/kanaal versterker volledig uitsturen.
In situatie 1 zou het totale vermogensverbruik 100+100 = 200W zijn, maar hoe zit het nu in situatie 2?
Beide signalen sturen de versterker volledig uit, maar er is slechts 100W/kanaal beschikbaar. Zal de versterker dan (tijdelijk) toch 200W leveren?

Alvast bedankt!

Had je dit artikel al gelezen?

Volgens het artikel zou het vermogensverbruik in situatie 2 50W zijn.

Aah dank je wel Casper, ik heb net even het stukje gelezen.
Als ik het goed begrijp gaat het vooral om effectief vermogen, twee 100W kanalen zouden hetzelfde effectief vermogen hebben als een 400W kanaal (in de situatie dat 2 signalen tegelijk worden weergegeven, waarvan de een op de andere gemoduleerd wordt).
Dat betekent dus eigenlijk dat in situatie 2, de versterker maar tot 1/4 van zijn vermogen (25W) uitgestuurd mag worden om niet te gaan clippen (even aangenomen dat er verder geen headroom op de versterker zit).

Hoe kom je op die 1/4e?

In het artikel van Rod Elliott staat bij plaatje 2 van paragraaf 1.4, dat de piekspanning bij het optellen van 2 signalen verdubbeld.
Dat betekent dat het vermogen verviervoudigd moet worden: P=U^2/R.
Hij spreekt verder nog over de Vrms waarde die met 3dB toeneemt en dat is wel een verdubbeling.
Maar hij verteld daarbij dat je niet van deze waarde moet uitgaan.
Hoogst waarschijnlijk omdat er dan geen rekening wordt gehouden met de bovenste topjes van de 2e sinus (die dan nog steeds kunnen clippen).

Stel: allebei de tonen 'zijn' 25W, dan stuur je die 100W versterker uit de startpost (situatie 2) volledig uit. Het opgenomen vermogen is dan 25 + 25 = 50W. Volgens mij bedoelt Elliot met "it totally underestimates the amplifier power needed to reproduce it cleanly" dat je aan een 50W versterker niet genoeg hebt.

Ik vind je vraag(stelling) een beetje onduidelijk.

Het vermogen dat nodig is wordt bepaald hoe luid jij speelt en de (totale) belasting.
Die is -min of meer- voor beide situaties gelijk (bij passief niet helemaal, omdat je nog andere passieve componenten heb om zo gevoeligheid van de drivers op gelijk niveau te brengen).

Het hangt een beetje van de subwoofer en satellieten af, maar in het algemeen gaat het meeste vermogen naar de subwoofer(s) toe.
Dus bv 90W voor subwoofer en 30W voor satellieten.
Totaal is dan 120W

Wil je dus gaan bi-ampen, of te wel verschillende versterkers gaan gebruiken voor de subwoofer(s) en satellieten, dan heb je dus voor de satellieten genoeg aan 30W, maar heb je voor de subwoofer 90W nodig.

Puur theoretisch gezien zou 100W dus net niet genoeg zijn wanneer je alles op 1 versterker aan zou willen sluiten.

Echter zijn er veel meer praktische redenen dat bi-ampen met een sub-sat systeem veel makkelijker werkt ivm filters etc.

Het spijt me als het onduidelijk is, ik heb nog zo mijn best gedaan om het zo goed mogelijk neer te zetten.
Bewijst maar weer hoe ik ermee worstel.

Om het heel kort te houden: verbruiken situatie 1 & 2 met een sub/sat syteem evenveel vermogen bij gelijke SPL?

Dat is de kernvraag wat mij bezighoudt.

Ik ben namelijk bezig met het maken van een draagbaar audio setje en daarbij is het stroomverbruik ontzettend belangrijk i.v.m. de speelduur op een 12V accu.
Daarbij heb ik de keus om alles passief te laten en gewoon een 2-wegje te maken, of om het laag & mid/hoog aktief aan te sturen met aparte versterkers.

Casper schreef:

Stel: allebei de tonen 'zijn' 25W, dan stuur je die 100W versterker uit de startpost (situatie 2) volledig uit. Het opgenomen vermogen is dan 25 + 25 = 50W. Volgens mij bedoelt Elliot met "it totally underestimates the amplifier power needed to reproduce it cleanly" dat je aan een 50W versterker niet genoeg hebt.

Ah ik zie al wat ik over het hoofd gezien heb, bij de berekening ging ik uit van 1 kanaal, dat moeten er dus 2 zijn = 50W.

Chris_T schreef:

Om het heel kort te houden: verbruiken situatie 1 & 2 met een sub/sat syteem evenveel vermogen bij gelijke SPL?

Dat is de kernvraag wat mij bezighoudt.

Als we even de verliezen en andere bij effecten van passieve onderdelen (of andere dingen) weglaten.
Ja, situatie 1 en 2 verbruiken evenveel.
Gezien SPL gelijk blijft.

Er komen echter nog wel wat zaken bij.
Zo is het rendement van een versterker niet 100% natuurlijk en heb je altijd een bepaald "idle vermogen".
Bij klasse-a versterkers is dat natuurlijk vrij hoog, bij klasse-d heel laag (rendement van 80% is zeker niet uitzonderlijk)
Dat moet je dus ook meenemen.
Met twee versterkers heb je twee keer zoveel "idle vermogen".

Zo moet je wat dingen gaan afwegen.
Gevoeligheid is bijvoorbeeld actief veel makkelijker te corrigeren.
Passief kun je enkel verzwakken met weerstanden, wat eigenlijk er gewoon op neer komt dat je letterlijk energie weggooit in de vorm van warmte.

Zoals ik al zei, een sat hoeft meestal niet zoveel vermogen te hebben als een sub.
Het is in jou situatie dus zeker aan te bevelen om voor de sats dan ook een versterker te nemen met een lager vermogen.

Ah dankje, dat schept al wat helderheid.
De verliezen heb ik even achterwege gelaten, daar moet uiteraard nog mee rekening worden gehouden.
Vond het alleen niet relevant om dat erbij te zetten in de probleemstelling.

De verwarring is bij mij ontstaan omdat bij het berekening van de maximum versterkervermogen meestal uit wordt gegaan van een sinus-signaal.
Invullen in P=U^2/R en je weet het vermogen dat de versterker kan leveren.

Probleem is alleen hoe dat nu zit als je te maken hebt met 2 sinus signalen die én maximaal worden versterkt én tegelijk weergegeven worden.
In situatie 1 zou dat niet kunnen in situatie 2 wel, wanneer ieder versterker één sinus voor zijn rekening neemt.

Het is inderdaad allemaal wat verwarrend, heb er ook wel eens mijn hoofd over gebroken.

Ik kwam erop uit dat bi-ampen niks uitmaakt als je ontwerpt op 'sinusvermogen'. In muziek komt die enkele sinus weliswaar nooit voor, maar dat is wel het meest luide en smalbandige signaal wat je kunt bedenken, daarmee een 'worst-case' situatie. Op de bron staat deze dan op 0 dB fullscale, net niet geclipt. Dat betekent dat andere signalen, altijd terug te leiden tot sinussen en cosinussen (volgens Fourier), de versterker ook nooit zullen laten clippen. Deze zijn gezamelijk immers ook niet geclipt op de bron.

Dus als je op de luisterplek bijvoorbeeld 100 dB wilt halen over de band van 50 Hz tot 20 kHz, dan kun je aan de hand van de gevoeligheid van je speakers terugrekenen wat je benodigde versterkervermogen zou moeten zijn.

De situatie wordt complexer als je een bepaalde mate van clipping toe gaat laten. Dan kom je op situaties zoals die twee sinussen zoals beschreven in de link. Met die 50 en 500 Hz gaat het goed, omdat ze netjes worden verdeeld over twee versterkers. Maar signalen van 500 en 1000 Hz gaan alsnog de mist in, hierop zal de satelliet versterker zeker clippen.

Muziek bestaat (gelukkig) hoogst zelden uit sinussen. Wat je hebt is simpelweg een signaal met een piek-piek waarde en dat moet je versterker zonder clippen kunnen weergeven. De reserve tot clippen (zowel voor spanning als voor stroom) is de "headroom" die je hebt en dat bepaalt ook hoe luid je kunt spelen voordat de versterker gaat clippen.

Verdeel je het frequentie spectrum over meerdere banden met dito versterkers dan is de netto winst in headroom slechts 1 dB a 2 dB met normale muziek. Dat is dus niet veel en dat is ook wat Elliott duidelijk probeert te maken.

Neemt niet weg dat het voor een sub wel slim is om daar een aparte versterker voor te nemen.

Pjotr schreef:

Muziek bestaat (gelukkig) hoogst zelden uit sinussen.

Je bedoelt eerder dat muziek uit allerlei (gecombineerde) sinussen bestaat, maar zelden uit 1 enkele sinus

b_force schreef:

Pjotr schreef:

Muziek bestaat (gelukkig) hoogst zelden uit sinussen.

Je bedoelt eerder dat muziek uit allerlei (gecombineerde) sinussen bestaat, maar zelden uit 1 enkele sinus

Nee, dat bedoel ik niet.

Nee, dat bedoel ik niet.

Muziek bevat allerlei golfvormen,pulsen,blokken,zaagtanden en wat al meer.
Maar al die golfvormen zijn te ontleden in sinussen dus "Ja,dat bedoel je wel"

Maar terug naar de vraagstelling.Om die twee tonen elk op 100W sterkte te krijgen is de oplossing met twee versterkers het voordeligst voor de voeding.Met één versterker moet het een 400W geval zijn die dan maar 200W moet leveren.
Twee versterkers van 100W verbruiken zonder geluid hoogstens evenveel (eerder minder) dan één van 400W.Het rendement van een versterker in het hoogst bij max.uitsturing.De 100W zijn 100% uitgestuurd,die van 400W maar 50%.
Alleen ahum,muziek bevat... zie boven
Anne

Ah!buis schreef:

Maar al die golfvormen zijn te ontleden in sinussen dus "Ja,dat bedoel je wel"

Dat is een gedachtespinsel van meneer Fourier, dat is een heel andere dan meneer Fauré

Ik doel toch echt meer op die laatste Muziek is voor een versterker gewoon een willekeurig signaal wat voor de versterker meer op ruis lijkt dan op sinussen.

En als je dat gaat opsplitsen in frequentiebandjes dan worden de piekwaarden niet zo heel veel kleiner. Dat moet iedere versterker voor zo'n bandje dan nog steeds zonder clippen kunnen verwerken.

Fourier,Fauré kwestie van benadering.Golfvormen zijn dingen die zich herhalen zodat je een grondgolf kunt ontdekken.
Als je van chaos uitgaat,herhaalt zich niks,geen grondgolf,geen harmonischen
Maar je kun wel een verschil in stijlheid in het verloop herkennen,hoe stijler hoe hoger de frequentie van de erbijpassende sinus,al herhaalt die zich niet.Zodat je kunt stellen dat bijv.ruis is opgebouwd uit een opeenstapeling korte sinustrillingen.
Anne

Jawel maar dat getheoretiseer met sinussen helpt niet veel om de piekwaarden voor ieder bandje apart te verlagen. Dat gaat voor muziek eigenlijk alleen op in het gebied waar je uitsluitend nog de boventonen hebt.

Als je het dan over sinussen wilt hebben dan zijn dat in de muziek er honderden, zo niet duizenden, al dan niet met een onderlinge fase relatie en onvoorspelbare grootte.

Precies!

Maar die 1 a 2 dB is toch erg weinig.

In deze situatie lijkt het me verstandig om te kijken naar speakers met een redelijk hoog rendement. Voor het sub gedeelte kun je misschien kijken naar een 6e orde bandpass, die zijn ook nog behoorlijk efficient.

Ik heb het even over genomen van Elliott, het is natuurlijk discutabel.

Dat stuk van Elliott is gewoon een goed stuk over alle ins en outs met betrekking tot bi-ampen. Valt eigenlijk weinig aan toe te voegen.