Verstärker für Subwoofer

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plyboat
Schaut ab und zu mal vorbei
#1 erstellt: 11. Mai 2011, 20:29
Hallo allerseits.

Ich will mir demnächst einen Aktiv-Sub bauen.
Aktiv heißt für mich, separate Endstufe, die aber nicht im Gehäuse verbaut ist (wg. Kühlung, Vibrationen u.a.)

Habe ein Problem mit der allgemein üblichen Leistungskalkulation für den Sub-Verstärker.
Wenn bsw. ein Speaker 300 Watt (Sinus) hat, soll auch der Verstärker 300 Watt haben.
Wieso eigentlich ???

Die Sinusleistung wird laut Norm bei 1kHz gemessen und nicht mit rosa Rauschen, was viel logischer wäre.
D.h. auch jeder Sub wird mit 1kHz gemessen, was weit außerhalb seines Einsatzbereiches liegt.
Dabei misst man dann lediglich die elektrische Belastbarkeit der Schwingspule, die zweifelsohne einige hundert Watt betragen kann.
Die Leistung im Bassbereich, also unter hundert Hertz, ist aber mechanisch begrenzt durch die maximale Auslenkung der Membran.
Wer einen Sinusgenerator sein eigen nennt kann das gern mal ausprobieren.
Bei gleicher Eingangsleistung und sinkender Frequenz (Downsweep) wird die Membran irgendwann zu taumeln anfangen, weil der Hub unzulässige Werte erreicht (>Linearhub).

Fazit: Selbst ein ausgewachsener 18-Zöller wird in der untersten Oktave (16-32 Hz) nicht mehr als 200 Watt vertragen.
Außer natürlich bei grottenschlechtem Wirkungsgrad a´la Schlammschieber.
Aber selbst bei diesen wird die Leistung im genannten Frequenzbereich viel kleiner als die Sinusleistung sein.

Warum also müssen die Amps immer so hohe Leistung haben ???

MfG Kai
GlennFresh
Hat sich gelöscht
#2 erstellt: 11. Mai 2011, 21:25
Hi

Du suchst einen Subamp, vergisst aber wichtige Details und hälst einen Vortrag über Leistung, wie genau soll man das jetzt verstehen?

Meine Tipps:

http://www.mindaudio...tegory_id=7&Itemid=1
http://www.auditoriu...m/Einbaulautsprecher

Saludos
Glenn
plyboat
Schaut ab und zu mal vorbei
#3 erstellt: 12. Mai 2011, 09:54
Ich will den Amp nicht zu groß kaufen, warum auch.
So groß wie nötig, so klein wie möglich.
Habe auch nichts gegen eine gewisse Leistungsreserve.
Wollte einfach mal andere Meinungen hören.
Was meinst du mit wichtige Details ?

MfG Kai
GlennFresh
Hat sich gelöscht
#4 erstellt: 12. Mai 2011, 10:11

plyboat schrieb:

Ich will den Amp nicht zu groß kaufen, warum auch.
So groß wie nötig, so klein wie möglich.
Habe auch nichts gegen eine gewisse Leistungsreserve.
Wollte einfach mal andere Meinungen hören.


Zu groß gibt es IMHO nicht!


plyboat schrieb:

Was meinst du mit wichtige Details ?


Welches Basschassis und welcher Subtyp kommt zum Einsatz?
Wird es ein oder zwei Subwoofer?
Wie groß ist der Raum bzw. wie sehen die Raummaße aus?
Wie verhält er sich im Bassbereich (Akustik)?
Wie kannst Du den/die Subwoofer stellen, flexibel?
Wie sind deine Hörgewohnheiten?
Mit welchem Pegel wird gehört?

Ohne genauere Angaben kann man wohl kaum einen vernünftigen Vorschlag machen, das solltest Du eigentlich wissen!
Allerdings stellen die von mir genannten Amps IMHO schon eine sehr gute Lösung dar, von dem PLV und der Ausstattung.

Saludos
Glenn
Clyde
Ist häufiger hier
#5 erstellt: 12. Mai 2011, 20:27
Hi,

mal ungeachtet der Ansätze.
Der Amp darf ruhig etwas mehr Leistung haben, da Reserve für Dynamiksprünge gut ist(Clipping).

Ich habe es ähnlich angefangen, aber dazu musst Du den Sub simulieren um zu wissen, bei welcher Leistung er an sein Hublimit(Xmax) kommt(Gehäuse/Bauformabhängig).

Meinereiner hat die AWM124, welche Elektrisch mit 220W/rms angegeben sind. Im entsprechenden Gehäuse erreichen sie ohne Entzerrung ihr Xmax bei ca. 300W/rms.
Nun habe ich einfach eine Endstufe mit 300W/rms/4R gesucht, die diese Leistung auch vernünftig liefern kann.
Somit ist der Sub am Ende(Mechanisch und Elektrisch), wenn die Endstufe am Ende ist. Ganz einfach.

Die Endstufe sollte Ihre Leistung aber in diesem Fall eher aus Strom statt aus Hoher Railspannung bekommen. 300W sind nicht immer 300W
Wenn der Sub sein Xmax übersteigt, steigt der Klirr sehr stark an und wirkt sich negativ auf den Klang aus, daher sollte man auch nicht zu sehr Überdimensionieren.
plyboat
Schaut ab und zu mal vorbei
#6 erstellt: 12. Mai 2011, 22:12

Clyde schrieb:
Hi,

mal ungeachtet der Ansätze.
Der Amp darf ruhig etwas mehr Leistung haben, da Reserve für Dynamiksprünge gut ist(Clipping).

Ich habe es ähnlich angefangen, aber dazu musst Du den Sub simulieren um zu wissen, bei welcher Leistung er an sein Hublimit(Xmax) kommt(Gehäuse/Bauformabhängig).

Meinereiner hat die AWM124, welche Elektrisch mit 220W/rms angegeben sind. Im entsprechenden Gehäuse erreichen sie ohne Entzerrung ihr Xmax bei ca. 300W/rms.

Nun habe ich einfach eine Endstufe mit 300W/rms/4R gesucht, die diese Leistung auch vernünftig liefern kann.
Somit ist der Sub am Ende(Mechanisch und Elektrisch), wenn die Endstufe am Ende ist. Ganz einfach.
Die Endstufe sollte Ihre Leistung aber in diesem Fall eher aus Strom statt aus Hoher Railspannung bekommen. 300W sind nicht immer 300W
Wenn der Sub sein Xmax übersteigt, steigt der Klirr sehr stark an und wirkt sich negativ auf den Klang aus, daher sollte man auch nicht zu sehr Überdimensionieren.
plyboat
Schaut ab und zu mal vorbei
#7 erstellt: 12. Mai 2011, 22:30
Sorry, die Antwort ging wohl daneben.
Und sorry Clyde, aber da bin ich nicht deiner Meinung.
Wenn die Leistungsfähigkeit eines Subs nur von der angeschlossenen Endstufe abhinge, dann könnte man ja den kleinsten Lautsprecher nehmen und damit alles wegpusten.

Es zweifelt wohl niemand daran, daß dem nicht so ist.

Grundsätzlich kann ich die maximal mögliche Leistung eines Lautsprecherchassis abhängig von der Frequenz ausrechnen.
Unabhängig von der Endstufe.

Ganz prinzipiell verhält sich bei gleicher AUSGANGSLeistung
der Membranhub umgekehrt proportional zur Frequenz !!!

Auf gut deutsch: hohe Frequenz=kleiner Hub und niedrige Frequenz=großer Hub.

Da gleiche Leistung gleiches Verschiebevolumen/Zeit bedeutet.
Oder anders: bei 1kHz wird ein bestimmtes Volumen tausendmal in der Sekunde hin und hergeschoben.
Bei 100 Hertz muß der Lautsprecher ein zehnmal größeres Volumen verschieben, da es bloß hundertmal in der Sekunde verschoben wird.
Nur dann ist der 100Hz-Ton genauso laut wie der 1kHz-Ton.
Jetzt kann man sich leicht ausrechnen, welches Luftvolumen für eine 20Hz-Ton verschoben werden muß.
Verschiebevolumen ist Membranfläche mal Hub.

Da jeder Lautsprecher eine festgelegte Membranfläche und einen Maximalhub hat, ist damit die maximale Ausgangsleistung festgelegt.
Diese ändert sich somit über die Frequenz und ist bei niedrigen Frequenzen am kleinsten.

Da kann der Amp noch so groß sein.


[Beitrag von plyboat am 12. Mai 2011, 22:34 bearbeitet]
plyboat
Schaut ab und zu mal vorbei
#8 erstellt: 12. Mai 2011, 22:51
Ach ja, die Fakten.
Nach dem Physik-Vortrag mal was praktisches.
Wie gesagt, Vmax ist alles, man könnte Hubraum dazu sagen

Also wirds entweder der Monacor SPH 450 TC oder der PD2150.
Obwohl der PD2150 200 Euro teurer ist, hat er was für sich, nämlich 6dB mehr Wirkunsgrad, macht ein Viertel der Leistung bei gleicher Lautstärke.

Der Raum ist gar nicht so klein, ca. 28qm, dazu kommt ein offenes Dach, bis in den First hab ich ca. 3,5 Meter.
Und ich denke, ich brauche bloß eins dieser Monster.

Mir gehts auch nicht darum, meine Trommelfelle zu zerstören, ich will maximalen Tiefbass bei moderater Lautstärke.

MfG Kai
doeter
Inventar
#9 erstellt: 13. Mai 2011, 05:49
Moin

Sehr interessante Thesen die Du hier vorbringst. Leider teilweise auch etwas realitätsfremd.

Wie Glenn schon sagte, es fehlen einfach noch einige Informationen. Seinen Fragen hätte ich
auch noch ein paar hinzu zu fügen, wenn Du schon so ins "Eingemachte" gehst.

Soll es nun ein Subwoofer-Modul werden, oder eine Lösung mit aktiver Weiche und separater
Endstufe?
Wieviel Liter darf das Gehäuse maximal netto haben?
Wie hoch soll der Schallpegel liegen?
Wo soll der angestrebte f3 liegen?
Wie wird nach oben hin begrenzt? (AVR?)
Wo soll die Trennfrequenz nach Oben hin liegen?
Willst Du ohne Subsonic auskommen und Dich dabei noch innerhalb Xmax bewegen?
Wenn ja, bis zu welcher Frequenz?
Wenn nein, welche Filter und Filtersteilheiten sind gewünscht?

Scheinbar ist die Frage nach dem zu verwendenden Chassis ja auch noch nicht geklärt. Wenn
Du Dich schon so an die Physik klammerst, versuchst Dich an alle Regeln zu halten und wie
es scheint recht viel zum Thema gelesen hast, warum ist der PD.2150 überhaupt in Deiner
Auswahl? Das Chassis hat von PD keine Freigabe für LF.

Das ein Infrasub bei 20 Hz nur 200 Watt aufnehmen kann ist auch weit hergeholt, da gibt es
sicherlich mehr wie ein 18" Chassis, welches weit mehr Leistung bei 20 Hz, ohne Highpass,
aufnehmen kann.

Die ganzen Fragen sind entscheidend, da sich der Frequenzgang je nach TSP und Vorgaben
sehr "verbiegen" kann. Somit solltest Du evtl erst ein paar Fragen beantworten, damit man Dir
wirklich helfen kann.

Dem Beispiel von Clyde kann ich auch nicht ganz folgen, dafür fehlen ein paar Angaben zum
Gehäuse, Abstimmung, und verwendete Filter. Aber die Grundaussage ist schon annähernd
richtig.

Um auf der sicheren Seite zu sein wird ein Lautsprecher mit allen Filtern simuliert. Dabei wird
die Leistung so hoch gesetzt, das erstens der Lautsprecher nicht über seine Vorgabe des RMS
Wertes beansprucht und zweitens der Xmax nicht überschritten wird.

Nun ist es aber noch wichtig, das der Port genügend groß dimensioniert wird, damit der
Frequenzgang sich nicht zusätzlich zu den chassiseigenen Kompressionen verändert. Dann muß
man noch die Verlustleistung berücksichtigen, etwas Headroom hinzufügen und man hat die
passende Kombination.

Leider ist es in der Realität nicht ganz so einfach. Ansonsten würden wohl kaum noch Fertigsubs
verkauft werden.

Gruß

der doeter
geist4711
Inventar
#10 erstellt: 13. Mai 2011, 08:25
das mit der amp-leistung kann man auch anders angehen:
wenn man zb 2-3 konstruktionen deren f-gang und wirkungsgrad bekannt ist nimmt, kann man sich einfach ausrechnen wieviel leistung man dazu von der endstufe braucht.

dabei dürfte sich ergeben:
je höher der wirkungsgrad im nutzbereich, desto geringer die notwendige leistung der endstufe und auch die belastung des chassis.

wenn du dir jetzt noch überlegst ob du 20hz wirklich brauchst oder ob du unter zb 30 hz nichtmehr den vollen wirkungsgrad brauchst(einiges kann man da ja auchnoch elektronisch nachregeln), könntest du darauf kommen, das ein passendes eckhorn mit einer ca 200w-endstufe sehr gut ausreicht.

in der praxis reicht hier zb. eine 140w endstufe ohne elektronische nachregelung im untersten bereich aus(ich habe die endstufe nie voll ausgefahren auch nicht zu sylvester), um mit zwei eckhörnern mehr als ausreichend krawall zu veranstallten :-)
das dieses konstrukt nur bis 30 hz runter geht, fällt dabei nicht auf...
ein mit den selben LS aufgebauter br-sub erzeugte hier übrigens ausser einem nicht so trockenem und präziesen bass, nichtmehr tollerierbare störpegel(stehende wellen usw) bei meinen nachbarn und das schon bei kleinen pegeln.
die hörner bekommen die nachbarn garnichtmehr oder nur mit erträglichem störpegel in ihren wohnzimmern mit -der schalldruck bleibt mehr im raum als bei br/geschlossen, es wird also weniger energie in die wände und bden boden abgegeben als bei br -scheint konstruktionsbedingt zu sein.


mein senf dazu :-)

mfg
robert
plyboat
Schaut ab und zu mal vorbei
#11 erstellt: 13. Mai 2011, 10:21
Danke erstmal für eure Kritik.

Zu Doeter:
Der PD2150 ist ein sehr gutes Chassis.
Daß der Hersteller den Frequenzgang erst ab 30 Hz angibt, hat eher was mit dem Einsatzprofil zu tun.
Auf Konzerten gehts hauptsächlich um Dezibel und nicht um Tiefgang.
Außerdem wurden mit dem PD schon mehrfach erstklassige Subs gebaut.
Die Physik muß man nur mal konsequent anwenden.
Tiefstbass benötigt ein hohes Verschiebevolumen und der PD2150 hat 2 Liter pro Hub + niedrige fs + sehr hohen Wirkungsgrad !
Wo findet man das sonst noch ???

Jetzt zu deinen Fragen:

Geplant ist BR-Gdehäuse
Nettovolumen ist noch nicht festgelegt, kann ruhig größer sein. Angegeben von PD sind bis 350 Liter.
Dachte an B65xT55xH150
Macht bei 4cm Wandstärke ca. 380 Liter brutto
Da ist noch Platz für Chassis und BR-Kanal.

Schallpegel wie schon gesagt im moderaten Bereich.
Man darf nie vergessen daß irgendwann unsere eingebauten Mikrofone (sprich Ohren) auch beginnen zu verzerren.
Habe mir 110 db als Limit gesetzt.

F3 bei 25Hz.

Begrenzung nach oben über Bell-Aktivweiche bei max 100Hz.

Subsonic bei 16Hz, alles darunter ist sowieso nicht hörbar.

Die Filtersteilheit werde ich bei 12dB/Okt. belassen.
Kann ich auch später ausprobieren.

Zu Robert:

Genau meine Denke, was die Amp-Leistung angeht.

Wenn ich mal vom PD2150 ausgehe, der bei 1Watt und 1Meter schon 99db bringt, brauche ich für 110db und max. 5m Abstand gerade mal 50 Watt.
Das ist selbst mir zu wenig.
Deine Leistungsangabe halte ich für sehr realistisch.
Mit 200 Watt bin ich auf der absolut sicheren Seite.
Natürlich nur bei PA-Wirkungsgrad größer 98db/Wm !!!
Wenn ich einen Megahub-Schlammschieber mit vielleicht 89db/Wm verwende brauche ich die zehnfache Amp-Leistung
Black-Devil
Gesperrt
#12 erstellt: 13. Mai 2011, 10:39
Dafür ist aber dann das Gehäuse auch deutlich kleiner! Einen 540L großen Kasten will/kann sich nicht jeder ins Zimmer stellen!

Wenn ich mir dann anschau, was PA-Endstufen mit 4stelligen Leistungen heute kosten...

Ich hab auch noch das Gefühl, du ignorierst in deiner Theorie die Gehäuseeinwirkungen auf das Chassis. Wenn dein BR Sub Tiefbässe spielt, die auf der Tuningfrequenz des Resonators liegen, spielt sehr wohl die elektrische Belastbarkeit eine Rolle! Erst darunter wirds mechanisch schnell kritisch.
doeter
Inventar
#13 erstellt: 13. Mai 2011, 11:11
Huhu

Dann wäre der BMS 18N860 ja eine richtige Alternative für Dich. Der verschiebt noch mehr Luft
als der PD und kann auch richtig "Laut" wenns sein muß. Zudem hat der einen recht geraden
Frequenzgang, wenn man den so tief abstimmt. Damit kann der auch so hoch getrennt werden,
ohne extrem entzerren zu müssen. Das geht leider mit dem PD und dem Monacor nicht wirklich.

Sei mir nicht böse, aber ich habe das Gefühl, daß Du noch kein Chassis wirklich simuliert und
anschließend danach einen Sub gebaut und evtl einmal gemessen hast.

Was willst Du bitte mit 4 cm Wandstärke? Es kommt darauf an das Gehäuse mittels Verstrebungen
extrem zu beruhigen und stehende Wellen einzugrenzen.

Zudem ist die Effizienz eines Subwoofers extrem vom Raum und der Aufstellung abhängig.
Wenn Du Pech hast must Du extrem entzerren und dann ist es vorbei mit den 200 Watt. Je tiefer
der f3, desto problematischer wird das Spiel. So eine "Kiste" läst sich auch nicht "mal ebend"
überall hinstellen.

Und wenn 110 dB/w/m reichen, würde ich wirklich aktiv entzerren und weit kleiner bauen. Das
schafft man ja sogar fast mit 12" Chassis und so einem f3.

Hast Du evtl einen Link zu der Frequenzweiche? Der Name "Bell" sagt mir so im Moment nicht
wirklich etwas.

Gruß

der doeter
plyboat
Schaut ab und zu mal vorbei
#14 erstellt: 13. Mai 2011, 22:13
Hab leider keinen Link, die Weiche hab ich irgendwann mal gebraucht bei Ebay erstanden.
Ist ne englische Marke.
Entzerrung passiert über zwei parametrische EQs.
Zwei weil die Dinger Mono sind, ich brauche also für jeden Kanal einen.
Wollte noch erwähnt haben, daß ich das Komplettsignal entzerre und erst danach die Frequenzen trenne.
Es gibt also keinen separaten EQ für den Sub.

Zu Blach Devil:
Du hast Recht bei BR hat man bei der Tuningfrequenz verminderte Membranbewegungen, womit eine größere Leistung abverlangt werden kann.
Das ist ja das Schöne an BR.

MfG Kai
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