Analoge Leistungsanzeige mit Voltmeter (Überlegungen)

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Orikson
Stammgast
#1 erstellt: 02. Mai 2010, 08:32
Guten Morgen,

schon seit einiger Zeit spiel ich mit dem Gedanken, ein analoges Voltmeter von 0 - 15 Volt DC (z.B. PM 2-15V von Reichelt) zur Anzeige der aktuell abgegebenen Leistung zu verwenden.

Heute ist mir dann folgendes Gedanke gekommen:

Durch die Dioden wird die nagative Spannung abgeschnitten, der ElKo soll verhindern, dass der Zeiger wie verrückt zuckt. Die Größe müsste man erst noch austesten. Vermutlich wird 1µF schon reichen.

Die Anzeige des VU Meters (0 - 15V) wird dann ersetzt durch eine selbstgemachtes. Dazu müsste man erst mit einem Multimeter messen, wann 2,83 V AC am Lausprecher anliegen. Das müsste auf dem VU Meter dann die 1 Watt Markierung sein (müsste für 4 und 8 Ohm theoretisch anders sein, aber dann misst man eben 2 mal).

Kann das so funktionieren? Oder hab ich einen Denkfehler?

Was könnte man außerdem noch machen um das Voltmeter vor Überlastung zu schützen? Eins mit größerem Messbereich (0-100V) will ich nicht verwenden, weil sonst der Bereich um 2,83 V zu klein wird. Hilt es da eine 15 V Z-Diode parallel über den ElKo zu schalten?
mrlongie
Stammgast
#2 erstellt: 03. Mai 2010, 10:33
Eine Diode kannst du weglassen, die verändert die Funktion nicht. Du brauchst noch zwischen Diode und Kondensator einen Widerstand zur Begrenzung des Ladestroms. Je kleiner dieser ist, desto schneller steigt der Zeiger. Ein Widerstand parallel zum Kondensator zum Entladen wäre eventuell auch nicht schlecht.

Allerdings hat das mit Leistungsmessung reichlich wenig zu tun. Ein Lautsprecher hat keinen konstanten ohmschen Widerstand. Folglich kann man die Leistung nicht einmal ansatzweise durch eine Spannungsmessung messen. Da kämen Abweichungen je nach Sprektrum um den Faktor 10 raus, wenn es reicht. Eine Messung, die 1W anzeigt, reell aber nur 100mW abgegeben werden, hat sicher keinen wirklichen Nutzen.

Ich würde eine andere Skala nehmen.

Mfg,
Markus
Orikson
Stammgast
#3 erstellt: 03. Mai 2010, 14:40
Hm, nur mal so zu Sicherheit nachgefragt: Wenn ich mir einen Bauplan im Internet/aus Magazinen ansehe, dann ist dort immer der Wirkungsgrad bei 1 W bzw. 2,83 V angegeben. Ich möchte also nicht die akustische Leistung messen die der Lautsprecher in Schall umwandelt sondern die elektrische, die dem Lautsprecher zur Verfügung steht.

Oder verstehe ich das mit dem Wirkungsgrad komplett falsch?
Amperlite
Inventar
#4 erstellt: 03. Mai 2010, 14:52
So eine Konstruktion ist ein optisch netter Effekt, aber es bleibt nur ein zappeliges Schätzeisen.

Wirklich Messen kannst du damit nicht.
mrlongie
Stammgast
#5 erstellt: 03. Mai 2010, 15:47
Geht man von einem Ohmschen Widerstand aus, so ergeben 2,83Veff eine elektrische Leistung von 2W an 4 Ohm und 1W an 8 Ohm. Ich gehe mal davon aus, dass man die Watt Angabe der Einfachheit halber vorzieht, obwohl sie nicht korrekt wäre.

Da die Leistung P=U*I und U²/R, muss mindestens zu jedem Zeitpunkt entweder Spannung und Strom oder Spannung und Widerstand (oder Strom und Widerstand) bekannt sein.
Wenn man sich den Impedanzverlauf eines Lautsprechers anschaut, so ist das eher eine Berg und Talfahrt und ist damit auch für das Schätzeisen unbekannt. Für eine korrekte Leistungsmessung muss also noch mindestens der Strom gemessen werden, was die Schaltung aber nicht tut. Ein richtiges VU Meter aber schon.

Damit relativiert sich im übrigen auch die Angabe der Ausgangsleistung eines Verstärkers, denn die geht auch meist von einer ohmschen Last aus.

Beispiel: Wir gehen einfach mal von einem fiktiven Lautsprecher aus. Dieser ist mit einer Nennimpedanz von 4 Ohm angegeben. Im Datenblatt lässt sich eine Impedanz von 4 Ohm bei 50 Hz und eine Impedanz von 16 Ohm bei 1000Hz ablesen. Wir eichen das "Schätzeisen" mit einem 4 Ohm Widerstand.
Nun spielen wir einen 50Hz Ton ab. In der Tat wird uns das Schätzeisen die richtige Ausgangsleistung anzeigen. Meinetwegen genau 1W. Nun erhöhen wir die Frequenz auf 1000Hz, der Ausgangspegel der Endstufe wird aber nicht verändert. Das Schätzeisen zeigt immer noch 1W an. Reell liegt die Ausgangsleistung aber nur noch bei 0.25W.

Mfg,
Markus
tede
Inventar
#6 erstellt: 18. Jun 2010, 11:12
Hallo,

nach diesen Prinzip kann nur die Ausgangsspannung des Verstärker gemessen werden, eine echte Leistungsmessung ist nicht so einfach zu machen.

Selbst ein richtiges VU-meter misst "nur" Spannung.

Grüße
Thomas
ukw
Inventar
#7 erstellt: 18. Jun 2010, 11:35

tede schrieb:
Hallo,

nach diesen Prinzip kann nur die Ausgangsspannung des Verstärker gemessen werden, eine echte Leistungsmessung ist nicht so einfach zu machen.

Selbst ein richtiges VU-meter misst "nur" Spannung.

Grüße
Thomas


und das nicht mal richtig!

erstens braucht man für exaktes Messen bei höheren Frequenzen ein True RMS Meter
zweitens sind die Zeigerinstrumente naturgemäß träge, darum bräuchst Du eine Peak LED (so wie früher bei den Analog Aussteuerungsanzeigen bei den Bandmaschinen/Tapedecks Mischpulten.

Was Du machen kannst: Schließe ein (Speicher) Oszilloskop an. Erstens kannst Du genau sehen, wann die Sinuskurven beschnitten werden (Clipping)
zweitens kannst Du exakt die Volt bestimmen. Der Widerstand und den Strom (bräuchte man zur Leistungsmessung) ist aber nicht dokumentiert. Da jeder Lautsprecher einen frequenzabhängigen Widerstand hat, muss der Widerstand oder Strom in jeder Nanosekunde exakt bestimmt werden oder Du beschränkst Dich auf Messungen mit Sinus Signal.

Das machen die Hersteller auch. Und weil ihre Geräte bei 1 Khz die höchsten Werte erzielen ...
tede
Inventar
#8 erstellt: 18. Jun 2010, 12:34
Hallo,

ob das nun der Gleichrichtwert oder dessen arithmetisches mittel, oder sonst was ist, sei mal dahingestelt. Grundsätzlich ist es Spannung.

Um die Leistung zu messen müssen die Momentanwerte von Strom und Spannung gemessen, und multipliziert werden.
(für den Audiobereich würde auch ein Auflösung im µS Bereich genügen)
Wie das weiterzuverarbeiten ist, hängt davon ab, was genau gemessen werden soll.



Grüße
Thomas


[Beitrag von tede am 18. Jun 2010, 12:35 bearbeitet]
uweda
Stammgast
#9 erstellt: 21. Jun 2010, 05:20
moin !!!

da braucht man nicht viel zu überlegen ...

für sowas gibt´s schon länger den doppel anzeigetreiber ic ta7318p _1 oder _2 !!!
die beiden versionen unterscheiden sich in den unterschiedlichen werten der zu verwendenden haltekondensatoren _1:6,8nf _2:22nf der rest ist gleich .

der ic ist verfügbar ( zwischen 4 und 8 teuro )
simpler schaltplan einfache berechnung der komponenten und n ausführliches datenblatt von toshiba .

mfg
WeisserRabe
Inventar
#10 erstellt: 14. Sep 2011, 14:15
Um keinen neuen thread aufzumachen,

Würde es mit einem LS funktionieren, der ne Impendanzglättung drin hat? Oder ist die Restwelligkeit noch zu groß?
On
Hat sich gelöscht
#11 erstellt: 16. Sep 2011, 08:56
Du bräuchtest ja immer noch einen Logarithmierer. Eine Impedanzglättung von 8 bis 50 Ohm ist gut aber nicht nutzbar.

Warum schließt Du nicht einfach ein Amperemeter in die Netzleitung ein?

Grüße
On
WeisserRabe
Inventar
#12 erstellt: 16. Sep 2011, 21:04
der Strom ändert sich doch genauso wie die Spannung mit der Frequenz durch die frequenzabhängige Impendanz des LS (oder hab ich heut ein Bier zu viel erwischt?)
On
Hat sich gelöscht
#13 erstellt: 17. Sep 2011, 08:46
Sicher, man könnte die Lautsprecherimpedanz auch negativ nachbilden und in den Gegenkopplungszweig eines OPV einbauen, das ist aber uneffektiv.

Wenn man´s richtig machen will, steht man vor dem Problem der Multiplikation. Das geht nur mit Logarithmierern zu lösen, es sei denn, man fände eine ausreichend genaue quadratische Kennlinie.

http://de.wikipedia.org/wiki/Analogmultiplizierer

Grüße
Olaf


[Beitrag von On am 17. Sep 2011, 08:52 bearbeitet]
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