Verständnisfrage Leistungsanforderung Verstärker

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stoffgiraffe
Stammgast
#1 erstellt: 10. Nov 2016, 13:33
Hallo zusammen,

habe mich probiert zu belesen ... hier im Forum und auf anderen Seiten.

Folgende Annahme:
Der LS hat ein Empfindlichkeit (2,83V/1m) [dB] 90.5
Hörabstand ~ 5 Meter

Ich habe es so verstanden:
- bei Stereo steigt der dB Wert um +6 dB
- Je Meter sinkt der dB Wert um -3 dB

Daraus ergibt sich bei mir folgendes:

Leistung

Hier wir aber so wie ich es verstehe, dass linear verstärkt wird.
Wie müsste ich das rechnen wenn der Bass zusätzlich über einen Regler oder eine Loudness-Funktion angehoben wird?

Ich hoffe hier kann mir jemand die Erleuchtung bringen ...

Gruß Sebastian

Genutze Quellen: zB http://www.burosch.d...ng-ist-sinnvoll.html
Mickey_Mouse
Inventar
#2 erstellt: 10. Nov 2016, 14:07
das ist nicht so ganz richtig...
die +6dB bei Stereo gelten nur für den Bereich bei dem der Abstand zwischen den LS kleiner als die Wellenlänge ist. Nehmen wie 5m Hörabstand und wegen des Stereo-Dreiecks auch 5m Abstand zwischen den LS, dann sind das <69Hz.
Aber das ist jetzt nicht so wichtig.

Der Pegel sinkt um -6dB bei Verdopplung des Abstands im Freifeld, in der Wohnung ist das weniger.
4m wäre also eine "2-fache Verdopplung" (1m *2 *2 = 4m) und würde -12dB bedeuten, 8m -18dB und 5m also irgendwo dazwischen.
Aber wie gesagt, das gilt im Freifeld, in einem (kleinen) geschlossenen Raum kann das auch auf -3dB pro Verdopplung sinken, das wären bei 4m dann nur -6dB.
Aber auch das ist hier nicht so wichtig

2,83V ergeben nur an 8-Ohm LS 1W, bei üblichen 4-Ohm LS sind es 2W!

du fragst nach dem Bass Regler und Loudness.
nehmen wir mal an du hebst den Bass unterhalb von 100Hz um +6dB an. +6dB bedeutet 4-fache Leistung. Wenn man letztmal davon ausgehet, dass bei normaler Musik >50% in den Bereich unterhalb von 100Hz "fließen", dann benötigst du schon erheblich mehr Leistung als "linear" berechnet.

Das ist auch einer der Gründe weshalb ein Subwoofer so viel mehr bringt als bei Stand-LS den Bass-Regler weiter aufzudrehen.
stoffgiraffe
Stammgast
#3 erstellt: 10. Nov 2016, 14:29
Ich hätte es halt gerne genau berechnet ...

Dann bin ich mit den -15dB (5 x - 3dB) bei Meter doch nicht ganz auf dem "falschen" Weg?

Dann probiere ich das mal zu verstehen was Du geschrieben hast und in meine Formeln mit einfließen zu lassen.
Danke schon mal ...

Edit: Das ein Sub sinnvoller sein kann stell ich nicht in Frage. Gegenstand der Frage soll es sein genau berechnen zu können wie stark ein Verstärker sein muss. Es wird immer wieder verallgemeinert ... man braucht nur 1-2 Watt ... "wenn der Verstärker leistungsstark genug ist" ... etc

Ziel ist es für mich ein Formel/Tabelle zu haben welche mir das ausgibt. Später will ich das in ein PHP-Script umsetzen.


[Beitrag von stoffgiraffe am 10. Nov 2016, 15:04 bearbeitet]
Dadof3
Moderator
#4 erstellt: 13. Nov 2016, 08:49

stoffgiraffe (Beitrag #3) schrieb:
Ich hätte es halt gerne genau berechnet ...
...
Gegenstand der Frage soll es sein genau berechnen zu können wie stark ein Verstärker sein muss.

Das geht nicht genau. Diese Berechnungen kannst du überschlägig machen, aber wirklich genau geht es nicht. Dazu ist die Musik zu unterschiedlich (z. B. gut aufgenommener Hiphop vs. Bob Dylan), die Raumsituation spielt eine große Rolle (z. B. geschlossener, kleiner Raum aus Beton versus offenes Wohnzimmer im Holzhaus mit großen Fenstern) und die Impedanz des Lautsprechers. Das sind Faktoren, die in diesen Formeln nicht berücksichtigt sind.


Dann bin ich mit den -15dB (5 x - 3dB) bei Meter doch nicht ganz auf dem "falschen" Weg?

Doch, denn wie Mickey bereits schrieb, ist die Abnahme des Schallpegels nicht proportional zur Entfernung, sondern zu deren Quadrat.



Ziel ist es für mich ein Formel/Tabelle zu haben welche mir das ausgibt. Später will ich das in ein PHP-Script umsetzen.

Willst du eine Website bereitstellen, um so etwas ausrechnen zu können?

Da kann man natürlich die Formeln genau anwenden, aber der Anwender sollte wissen, dass das Ergebnis trotz aller Genauigkeit in der Theorie in der Praxis anders aussehen kann.
Passat
Inventar
#5 erstellt: 14. Nov 2016, 15:41
Wozu gibt es im Internet Seiten, die einem das berechnen?
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-entfernung.htm
Den Sengpiel sollte man als Lesezeichen speichern, viele nützliche Infos und Onlinerechner in Fragen der Akustik und Elektrotechnik.

5 Meter Abstand im Freifeld entsprechen gegenüber 1 Meter 14 dB Abnahme des Pegels.

Aber wie schon erwähnt:
Das gilt im Freifeld.
In geschlossenen Räumen ist das völlig anders und die Pegelabnahme viel kleiner.

D: Direktschallfeld der Kugelquelle
R: Raumschallfeld (Diffusfeld)
rH: Hallradius


Dadof3 (Beitrag #4) schrieb:

Doch, denn wie Mickey bereits schrieb, ist die Abnahme des Schallpegels nicht proportional zur Entfernung, sondern zu deren Quadrat.


Das ist falsch.
Die Abnahme des Schalldruckpegels (Schallpegel wird in Pa gemessen, Schalldruckpegel in dB angegeben!) ist proportional zur Entfernung.
Die Abnahme der Schallintensität (wird in W/m² gemessen) ist im Quadrat zur Entfernung.

Schalldruckpegel =/ Schallintensität!

Grüße
Roman


[Beitrag von Passat am 14. Nov 2016, 15:42 bearbeitet]
Dadof3
Moderator
#6 erstellt: 14. Nov 2016, 22:01

Passat (Beitrag #5) schrieb:
Das ist falsch.
Die Abnahme des Schalldruckpegels (Schallpegel wird in Pa gemessen, Schalldruckpegel in dB angegeben!) ist proportional zur Entfernung.

Ja, ich habe etwas kurz gedacht und die Verdopplung mit der Quadratur verwechselt, aber deine Aussage ist auch falsch, zumindest mit Bezug auf die Angabe in dB.
Es sind 6 dB pro Abstandsverdopplung und damit ist die Abnahme nicht proportional zur Entfernung. Dann wären es ja bei 5 Meter Entfernung im Freifeld -30 dB.


[Beitrag von Dadof3 am 14. Nov 2016, 22:03 bearbeitet]
derschröder
Stammgast
#7 erstellt: 16. Nov 2016, 12:22
Ich klinke mich hier mal ein, weil die Fragestellung mein Problem streift.

Im Piega-Forum hatte ich schon angedeutet, dass es mit meinem technischen Verständnis nicht weit her ist und sinngemäß folgende Frage formuliert:

Ich habe einen Harman/Kardon HK 990, welcher ca. 2 x 200 Watt Dauerleistung bereitstellt. Die angeschlossenen Piega-Lautsprecher haben einen ziemlich schlechten Wirkungsgrad, trotzdem sollten auch für sehr hohe Lautstärken 20 - 30 Watt Leistung ausreichen, nachdem was ich hier so gelesen habe.

Ich fahre nun weiß Gott keine Pegelorgien, aber wenn ich mal etwas lauter höre steht der Lautstärkeregler bei ca. -23 bis -20db und bei Phono sogar bei -13 db. Ich denke die Skala endet bei 0db, leider kann man wg. fehlender Markierung am Lautstärkesteller des Verstärkers nicht erkennen, wie weit überhaupt aufgedreht ist. Die Skala im Display beginnt bei -70db. Hintergrundlautstärke ist ca. -40 bis -45db.

Bei den Leistungsdaten des Verstärkers würde ich eigentlich vermuten, dass ich auch für höhere Lautstärken den Lautstärkeregler höchstens bis zur Hälfte aufdrehen müßte.

Woran liegt das nun? Im Piega Forum wurde als wahrscheinlichste Möglichkeit eine schlechte Ausgangsempfinlichkeit der Quellgeräte vermutet.

mfg
Mickey_Mouse
Inventar
#8 erstellt: 16. Nov 2016, 12:28
-20dB bedeutet 10^(-20/10) also 10^-2 und das sind 0,01
wenn du am Verstärker auf -20dB stellst und 0dB Maximum (200W) ist, dann bedeuten -20dB gerade mal 2W

du brauchst halt immer die 10 (zehn!) fache Leistung damit es sich doppelt so laut anhört oder anders herum: diese 2W sind schon "ein viertel der maximalen Lautstärke (NICHT Leistung!), bei 20W wird es doppelt so laut und bei 200W dann nochmal.
Passat
Inventar
#9 erstellt: 16. Nov 2016, 12:32
-10 dB entsprechen nur 1/10 der Leistung.

Wenn du den Lautstärkeregler bis - 20 dB aufdrehen musst, dann sind das 200/10/10 = 2 Watt, die da herauskommen!

Die Nenn-Ausgangsleistung liegt an bei voll aufgedrehtem Lautstärkeregler und einer Quelle, die eine Spannung ausgibt, die der Eingangsempfindlichkeit entspricht (meist um die 150-250 mV bei Hochpegel).
CD-Player liefern meist um die 2 Volt, also Faktor 10 größer.
Dann würden - 20 dB etwa 20 Watt entsprechen.
- 40 dB wären dann 0,2 Watt.

Grüße
Roman
Dadof3
Moderator
#10 erstellt: 16. Nov 2016, 12:41
Aus der Stellung des Lautstärkereglers kann man (an einem Stereoverstärker ohne Einmessung) nicht viel ablesen.

Der besagt nur, wie viel das Eingangssignal gedämpft wurde, bevor es in die Endstufen geht. Da das Eingangssignal aber sehr unterschiedlich sein kann (du selbst hast ja schon festgestellt, dass du bei Vinyl weiter aufdrehen musst), weiß man nicht, wie viel der maximalen Leistung man gerade verwendet, denn die hängt allein davon ab, wie laut es im Endeffekt wird und nicht davon, ob das Eingangssignal in die Endstufen seinen Pegel wegen des Quellgeräts oder wegen des Lautstärkereglers hat.

Die maximale Lautstärke kannst du nur feststellen, indem du so weit aufdrehst, bis es anfängt zu verzerren - dann weißt du, wo die Grenze ist.
Das kann allerdings beim nächsten Lied auch wieder anders sein - viel Bass benötigt mehr Leistung als wenig Bass.

Aber das kannst du ja mal mit ein paar Liedern durchprobieren (Achtung: immer nur vorsichtig und ganz kurz und dann schnell wieder leiser drehen, damit die Lautsprecher nicht kaputt gehen). Wenn das so laut ist, dass du sowieso niemals annähernd so laut hören würdest, dann weißt du auch, dass du genug Leistung hast.
derschröder
Stammgast
#11 erstellt: 16. Nov 2016, 12:43
Vielen Dank für die schnellen Antworten.

Ich muss zugeben, dass ich mich bisher nicht getraut habe den Lautstärkesteller weiter aufzudrehen als -13dB, weil ausgehend von der Annahme dass bei 0dB Ende ist und ich mal gelesen habe, dass Transistorverstärker höchstens zu 2/3 aufgedreht werden sollen, weil die sonst ins "clipping" geraten, hatte ich Angst um meine Gerätschaften.

Möglicherweise wird die Lautstärkeregelung bei hohen Lautstärker aber auch einfach unempfindlicher und -8dB bedeuten schon ohrenbetäubenden Lärm. Probier ich mal aus.

Vielen Dank nochmal, dann scheint ja alles normal zu sein!
stoffgiraffe
Stammgast
#12 erstellt: 18. Nov 2016, 11:59
Danke für Eure Hinweise ...

ja ich möchte tatsächlich eine Art Plugin für eine Webseite schreiben.

Der Hinweis auf http://www.sengpielaudio.com/Rechner-entfernung.htm ist schon mal top. Danke!

Wenn ich die Werte dort ableite sinkt der SPL je Meter um ca. 2,8 db.
Das ist, wenn ich es richtig deute, bezogen auf einen einzelnen LS.

Um welchen Wert steigt der der Gesamte SPL wenn ich 2 LS betrachte. Ist hier nicht auch die Abhängigkeit der Entfernung zueinander zu sehen?

Bereits in einem anderen Beitrag hier habe ich folgende Frage gestellt:


Beispiel 1: Eine Phonar P4 mit 89 dB (1 W/1m)

Beispiel 2: Eine Phonar p6 mit 87 dB (1 W/1 m)

Abstand der Lautsprecher 4 Meter
Hörplatzentfernung 4 Meter

Es soll deutlich über Zimmerlautstärke gehört werden - sagen wir mal 89 db
Die Musik ist extrem Basslastig mit vielen Dynamiksprüngen

Unter der Annahme das wir einen normalen Wohnraum haben und der SPL pro Meter um - 3 db abfällt.
Des weiteren gehen wir davon aus, dass wir keine stehende Wellen haben, weil diese zB durch ein AM2.0 "eliminiert" wurden ...


Ich bin gespannt ob ihr mir hier weiter auf die Sprünge helfen könnt.



EDIT: Zielsetzung ist es der Phrase "einen ausreichen dimensionierten Verstärker" sagen wir mal etwas mehr Leben zu geben. Schaffen von Fakten anstatt Phrasen


[Beitrag von stoffgiraffe am 18. Nov 2016, 12:01 bearbeitet]
Passat
Inventar
#13 erstellt: 18. Nov 2016, 12:19
Wie schon geschrieben:
Diese Abstandsrechnungen gelten nur im Freifeld, NICHT in geschlossenen Räumen!

Um das in geschlossenen Räumen berechnen zu können, brauchst du diverse weitere Parameter wie z.B. Raumabmessungen, Beschaffenheit der Wände (Beton verhält sich anders als Ziegel oder Holz oder Rigips, ebenso verhält es sich mit dem Wandbelag: Farbe, Rauhfasertapete, Textiltapete etc.), Möblierung, Vorhänge, Fußbodenblag, etc. etc. spielen auch eine Rolle.

Das Thema ist so komplex, das es dafür keinen Rechner gibt.

Dann kommt es auch noch auf das Lautsprecherprinzip an:
Zeilenstrahler haben in geschlossenen Räumen eine geringere Abnahme der Lautstärke mit der Entfernung als normale Lautsprecher, weil die eine Zylinderwelle abstrahlen.
Wenn du dir einmal z.B. die Beschallungslösungen in öffentlichen Räumen (Kirchen, Konferenzsälen etc.) anschaust, werden da aus diesem Grund meist Zeilenstrahler verwendet.

Was 2 Lautsprecher angeht:
2 Lautsprecher sind 3 dB lauter als 1 Lautsprecher.
Das gilt aber nur, wenn beide Lautsprecher ein identisches Signal wiedergeben.
Bei Stereo ist das kaum der Fall.

Grüße
Roman


[Beitrag von Passat am 18. Nov 2016, 12:23 bearbeitet]
stoffgiraffe
Stammgast
#14 erstellt: 18. Nov 2016, 13:19
Hallo Roman,

danke für Deine Antwort.

Ich hatte es so gelesen das es im Freifeld -6db je Meter sind und in geschlossen Räumen -3db je Meter ... hmm.
Werde weiter lesen/recherchieren.

Die Komplexität ist mir bewusst, jedoch stellt sich mir die Frage wie hier immer wieder eine Empfehlung getroffen werden kann ob ein Verstärker ausreichend ist, wenn doch so viele Faktoren nicht mit einbezogen werden können

Ich bin davon ausgegangen, dass es leichter zu ermitteln ist, wenn ein Einmesssystem vorher schon "eingegriffen" hat.

Jede Empfehlung wäre dann (ich betrachte dabei Deine ganzen Faktoren + Bassanforderung + Dynamik) ein Schuss ins Blaue?

Also bringt einen diese Vereinfachte Rechnung nicht weiter?

Ein LS
mono

Zwei LS
stereo

Hieran angelehnt hätte ich jetzt gerechnet (so bereits im Eingangspost):
+3db = Verdoppelung des Leistungsbedarfes

Berücksichtigt jedoch nicht Deine genannten Punkte und auch keine Dynamiksprünge innerhalb der Musik ...

Gruß
Passat
Inventar
#15 erstellt: 18. Nov 2016, 13:52
Die ganzen Berechnungen laufen ins Leere, denn mit Wirkungsgrad und Belastbarkeit kommt man auch nicht wirklich weiter.
Die Belastbarkeit ist nämlich die rein elektrische Belastbarkeit.
Mechanisch kann der Lautsprecher schon viel früher am Ende sein.
Das muß sich noch nicht einmal durch Anschlagen der Membran o.Ä. bemerkbar machen.
Es kann auch sein, das der Lautsprecher dann einfach anfängt, starke Verzerrungen zu produzieren, was sich dann natürlich schrecklich anhört.
Oder der Lautsprecher fängt an, zu komprimieren, d.h. die Lautstärkeänderung ist nicht mehr proportional zur Leistungszufuhr (z.B.: Lautsprecher müsste bei doppelter Leistung 3 dB lauter werden. Wenn er komprimiert, wird er nur noch um 1 oder 2 dB lauter).

Solche Dinge kann man aus den technischen Daten eines Lautsprechers nicht ablesen.

Hinzu kommt, das der Einfluß der Leistung nicht so groß ist, wie allgemein angenommen.

Beispiel:
Du ersetzt einen Verstärker mit 100 Watt RMS gegen einen mit 130 Watt RMS.
Das klingt erst einmal viel: Satte 30% mehr Leistung!

Das ergibt aber nur eine um 1,14 dB höhere Lautstärke.
Das liegt gerade einmal etwas über dem Wahrnehmbarkeitsbereich.

Grüße
Roman
stoffgiraffe
Stammgast
#16 erstellt: 18. Nov 2016, 14:13
Wenn man es nicht berechnen kann - wie kann man dann etwas empfehlen?

Beispiele aus dem Forum gibt zu Haufe ...

- 30 Watt reichen ... kann passen / muss aber nicht

- Nutzt Du ein Nubert ATM sollte Dein Verstärker extrem kräftig sein. Rückfrage: Wie viel mehr? Antwort: 10x so stark

Aber wenn hier doch immer die Relation fehlt ... es so viel Unbekannte gibt ...

Ich verstehe Deine Ausführung - und diese zeigen doch eigentlich das auf was ich meine: Eine Empfehlung kann nur ein Schuss ins blaue sein, oder?

Gruß
Passat
Inventar
#17 erstellt: 18. Nov 2016, 14:22
Im Prinzip schon.

Als grobe Richtschnut kann man die Nennbelastbarkeit des Lautsprechers nehmen.
Bei viel Leistungsbedarf packt man da 50% drauf.
Wenn man wenig Leistungsbedarf hat, reichen auch 30-50 Watt RMS für eigentlich jeden Lautsprecher aus.
In meiner Jugendzeit hatten wir Verstärker mit 50-70 Watt RMS bei Partys.
Und das war da schon extrem laut. Unterhalten konnte man sich da nicht mehr.

Grüße
Roman
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