Impendansgång kontra ev effektdubbling.

[LypsylateX]

Hej,

nu är det min tur att komma med något som ev kan framstå som en nybörjarfråga, jag lyckas i alla fall inte klura ut svaret själv.

- En högtalare har en impendans som varierar beroende på vid vilken frekvens man mäter. Somliga varierar mycket, och somliga lite.

- En förstärkare kan hantera en impendanshalvering på olika vis, somliga dubblerar effekten, somliga ökar den litegrand och somliga lämnar nästan ingen extra uteffekt alls. (Betyder det att svingspänningen halveras i det sista fallet?)

Borde det då inte spela roll för högtalar/förstärkarsystemet i konstruktionsskedet om dom båda känner till hur den andra fungerar för att kunna få rak frekvensgång? En halvering av impendansen vid en viss frekvens borde kunna ge +3dB vid den frekvensen med en förstärkare och ingen höjning alls med en annan.

Eftersom jag aldrig hört någon prata om det här så är det uppenbarligen inte så, men jag vet inte varför.

[Svante]

- En förstärkare kan hantera en impendanshalvering på olika vis, somliga dubblerar effekten, somliga ökar den litegrand och somliga lämnar nästan ingen extra uteffekt alls. (Betyder det att svingspänningen halveras i det sista fallet?)

Detta är maximal effekt som kan tas ur förstärkaren. Att en förstärkare "dubblar" vid halverad impedans innebär att maxeffekten dubbleras. Det är inte samma sak som att effekten (utan "max") alltid dubbleras.

Exempel:
Förstärkare 1 lämnar max 200 W i 8 ohm och max 400 W i 4 ohm.
Förstärkare 2 lämnar max 200 W i 8 ohm och max 300 W i 4 ohm.

Om man ansluter en 8 ohms last till båda förstärkarna och ger dem en signal så att båda spelar 10 W i de 8 ohmen, så kommer båda att leverera 20 W om lasten ändras till 4 ohm, eftersom 20 W är mindre än både 300 och 400 W. Maxeffekten överskrids inte i någotdera fallen.

Allt under förutsättning att förstärkarnas utimpedanser är försumbara.

[IngOehman]

Ja, klippspänningens funktion av belastiningsimpedansen bör man inte förväxla med förstärkarens utimpedans.

Den förstnämna har i och för sig lite att göra med förstärkarens intrinsiska impedans, men deh har dessutom en tidskonstant inblandad...


Varning - kontroversiell synpunkt:

För praktiskt bruk är det i princip alltid ett tecken på en inkompetent kontruktör om en effektförstärkare lämnat dubbla uteffekten i halva impedansen (och denna halva impedas är en som påminner om den impedans som man brukar*). Det betyder nämligen bara att förstärkaren för praktiskt bruk aldrig lämnar i närheten av den uteffekt som den skulle ha kunnat dimensioneras för att klara (till samma kostnad) - och den vore ingenjörsmässigt bra dimensionerad.

Tittar man på det ur en ingenjörsmässig synvinkel så går det faktiskt att argumentera för förstärkare som ger bara 12,5% högre uteffekt i den lägsta impedansen de kommer att lastas med, jämfört med dubbla denna impedans. Men räknar man in alla faktorer blir det sällan så enkelt.


Vh, iö

- - - - -

*Att en effektförstärkare lämnar nästan dubbelt så hög uteffekt i 25 ohm som i 50 ohm är alltå inget tecken på att konstruktionen är dålig. I så höga impesnasen bör den göra det.

[Svante]

Varning - kontroversiell synpunkt:

För praktiskt bruk är det i princip alltid ett tecken på en inkompetent kontruktör om en effektförstärkare lämnat dubbla uteffekten i halva impedansen

Instämmer, med ett minimalt förbehåll att det inte är kostnadseffektivt.

Det förekommer att förstärkare som specas till tex 100/200 W i 8/4 ohm i själva verket kanske lämnar 130/200W, men eftersom "dubbling" anses fint så har man underspecat i 8 ohm.

...fast du pratade om verkliga data och inte specar.

[IngOehman]

Verkliga egenskaper ja, precis!

När det gäller kostnadseffektiviteten vill jag nog säga att ALLA ekvationens delar ju hänger intimt samman.
Man kan alltså väja att säga att "den är onödigt dyr" som argument, men kan kan lika gärna "låsa" priset i
resonemanget, och säga att "den är onödigt svag".

Det är en lika relevant kritik.


Vh, iö

[LypsylateX]

Så enkelt det (oftast) blir när man inser var man tänkt fel.

[Svante]

Verkliga egenskaper ja, precis!

När det gäller kostnadseffektiviteten vill jag nog säga att ALLA ekvationens delar ju hänger intimt samman.
Man kan alltså väja att säga att "den är onödigt dyr" som argument, men kan kan lika gärna "låsa" priset i
resonemanget, och säga att "den är onödigt svag".

Det är en lika relevant kritik.


Vh, iö

Ja, de där två dimensionerna är intressanta. Jag tror det är ett ganska vanligt fenomen i hifisvängen att man utgår från ett system och tittar på en enda parameter (tex antalet VA på trafon) Så frågar man sig: "Kosta vad det kosta vill, vilket värde är bäst?".

Det är så man slutar med högtalarkablar för massor med pengar, överdimensionerade nätdelar och andra "skevheter" i var man lägger pengarna. Det är förstås upp till var och en hur man vill göra, och det är ju trots allt bara en hobby, men optimalt är det inte. Åtminstone inte ur ett rent pris/prestandaperspektiv.

[rikkitikkitavi]

Varning - kontroversiell synpunkt:

För praktiskt bruk är det i princip alltid ett tecken på en inkompetent kontruktör om en effektförstärkare lämnat dubbla uteffekten i halva impedansen

Instämmer, med ett minimalt förbehåll att det inte är kostnadseffektivt.

Det förekommer att förstärkare som specas till tex 100/200 W i 8/4 ohm i själva verket kanske lämnar 130/200W, men eftersom "dubbling" anses fint så har man underspecat i 8 ohm.

...fast du pratade om verkliga data och inte specar.

Det är ju rätt sjukt ifall 100/200 W anses "bättre" än 130/200 W , det säger en hel del. Och tvärtom egentligen, eftersom vad spelar det för roll ljudtrycksmässigt om förstärkaren ger 100 eller 130 W i en 8 ohms last?

Jag hävdar inte att det är en inkompetent konstruktör, han är nog fullt medveten om förstärkarens prestanda. Däremot är det en marknadsavdelning som borde brinna i helvetets 8:e krets...

[Kaffekoppen]

Det är väl bättre att de underspecar lite, än motsattsen..

[Jocke]

Om man då tittar på att lasta de här förstärkarna med en högtalare vars impedans kanske varierar mellan 4-20 ohm från 20-20kHz, hur stor inverkan kommer förstärkarens kapacitet att ha?

/Jocke

[Svante]

Det är väl bättre att de underspecar lite, än motsattsen..

Ja, fast det bästa är väl att speca rätt...?

[Kaffekoppen]

Jo... men det är ju inte direkt förbjudet att vara restriktiv med effektangivelserna, det kan ju inte kallas falsk marknadsföring

Men visst är det så att för många framstår det som om förmågan att dubblera effekten vid halverad impedans är en kvalitetsstämpel, och det krävs mer kunskap, som tex du och IÖ besitter, för att se igenom marknadsavdelningens finter.

[IngOehman]

Varning - kontroversiell synpunkt:

För praktiskt bruk är det i princip alltid ett tecken på en inkompetent kontruktör om en effektförstärkare lämnat dubbla uteffekten i halva impedansen

Instämmer, med ett minimalt förbehåll att det inte är kostnadseffektivt.

Det förekommer att förstärkare som specas till tex 100/200 W i 8/4 ohm i själva verket kanske lämnar 130/200W, men eftersom "dubbling" anses fint så har man underspecat i 8 ohm.

...fast du pratade om verkliga data och inte specar.

Det är ju rätt sjukt ifall 100/200 W anses "bättre" än 130/200 W , det säger en hel del. Och tvärtom egentligen, eftersom vad spelar det för roll ljudtrycksmässigt om förstärkaren ger 100 eller 130 W i en 8 ohms last?

Jag hävdar inte att det är en inkompetent konstruktör, han är nog fullt medveten om förstärkarens prestanda. Däremot är det en marknadsavdelning som borde brinna i helvetets 8:e krets...

Ditt inlägg är MYCKET intressant eftersom det får mig att tänka två saker:

1. Du resonerar förnuftigt!

2. Du tror att digniteten av konsekvenserna är något beskedligare än den är i verkligheten?


Så här är det:
Om man gör en förstärkare som verkligen ger 200W i 4 ohm och 130 W i 8 ohm (vilket betyder en intrinisk matning om 37,5 volt och en intrinsisk impedans om 1,3 ohm sisådär), så har den så låg intrinsisk impedans att den också ger 270 W i 1,3 ohm.

Frågan man kan ställa sig är då - varför dimensionerades den inte för att ge de där 270 W i 4 ohm istället? Då hade den givit 240 W i 8 ohm.


De där 200 W/130 W i 4/8 ohm statisk uteffekt tycker jag förvisso är en rätt vettig balansering, trots allt, sett till allt*.
Men när det ser ut som t ex 200W/110W finns det verkligen fog att ifrågasätta förnuftet i dimensioneringen. Samma förstärkare hade ju kunnat ges en uteffekt om drygt 590 W i 4 ohm och drygt 525 W i 8 ohm!


Vh, iö

- - - - -

(*Varning: Det ovanstående resonemanget är mest filosofiskt, och bland förenklingarna som inneålls hittar vi bladn annat: Det ignorerar helt att man kanske vill ha marginaler för okända belastningar, att man behöver anpassa kylningen, att en "optimal" förstärkare enligt reonemanget faktiskt för en sämre verkningsgrad än den "icke optimala" och att de ekonomiska effekterna inte är linjära, eftersom t ex komponeter som kondensatorer gör stegvisa hopp i kostnad då diskreta spänningsnivåer passeras.)

[IngOehman]

PS. Man kan lite försiktigt ifrågasätta begreppet "impedansgång".

En impedanskurva kan däremot med fördel kallas impedansens frekvensgång, på samma sätt som tonkurvan kan kallas amplitudens frekvensgång. Även de olinjära egenskaperna kan visas med en frekvensgång, nämligen distorsionens frekvensgång. Men många ord blir det.

Bäst är därför (och det är min alldeles subjektiva uppfattning) att inte använda begreppet "gång" överhuvudtaget, och när man tar bort det kan man ju ta bort ordet frekvens också. Att det är som funktion av frekvensen (som finns på X-axeln), som man anger det som finns på Y-axeln, är ju liksom underförstått.


Så - När man vill visa objektets linjära tonhanterande egenskaper (alltså en kurva där man ser tonens transmissionsstyrka som funktion av frekvens) tycker jag det är rimligt att kalla kurvan för en tonkurva!

På samma sätt gäller, att när man vill visa objektets linjära belastnings- eller drivegenskaper (alltså en kurva där man ser impedansens storlek som funktion av frekvens) tycker jag det är rimligt att kalla det för en impedanskurva!

Och vill man visa distorsionens frekvensgång kan man kalla det distorsionskurva helt enkelt!


Att kalla en amplitudfrekvensgång för en "frekvensgång" är tyvärr rätt vanligt, men det är en mycket dålig idé eftersom det då inte framgår VAD det är som varieras med frekvensen.

Det är inte riktigt lika illa att kalla en impedanskurva för en impedansgång, eftersom det i varje fall adresserar rätt axel (Y-axeln, det vill säga konsekvensaxeln). Men det är ju inte över impedansen man "går" (gång), utan över frekvensen (och tittar på impedansens variationer).


Kort sagt: Impedans- och tonkurva, liksom distorsionskurva är allihopa bra och entydiga begrepp! Jag rekommenderar användning av dem istället för de mera förvirrade och icke-entydiga begreppen. Har man behov av större tydlighet (vill ange den primära variabeln) får man skriva impedansen, amplitudens respektive distorsionens frekvensgång.


Vh, iö

[Jocke]

En gång är ingen gång!

/Jocke

[IngOehman]

Säljes:

Gong-gong, endast använd en gong.


/iö

[Laila]

Hur var det nu med köp-sälj på detta forum ?

Fast ok var det bara en gong så är det ju ingen gong
trots att jag tycker mig utläsa Gong-gong som två gong.
Men är en gong ingen gong så kan ju två gong inte heller
vara någon gong . . . .

[IngOehman]

En gonggång (heter egentligen gong-frekvensgång) visar hur gonget varierar med frekvensen. Det svåra är att variera den där frekvensen, men man får göra en förfärlig massa olika stora gongar, eller kanske använda olika klubbor, men det är ingen vidare pålitlig väldefinierad exitations modulering.

Det som visas när man analyserat färdigt är helt enkelt gongkurvan.


Men (nu blir det lite allvarligare) skall man vara noga kan man ju gå i frekvensplan utan att ändra en variabel som styr en exitation. Då heter det inte tunkurva, utan spektralkurva istället, och det är också en sorts amplitudens frekvensgång.

Jag brukar alltid skilja mellan tonkurvor och spektralkurvor dock, eftersom den förstnämnda används för att visa en överföringsfunktion, medan den senare visar ett spektralt innehåll, på t ex en insignal, som kan vara ett ljud från ett instrument (musik eller mät).

Fast om man exiterar ett objekt med en dirac eller ett vitt eller skärt brus, så visar faktiskt spektralanalysen man gör på utgången av den, tonkurvan!

I varje fall om inget överstyrt och man förstått att använda konstant bandbredd (i Hz) för diracen och vit-bruset, men konstant relativ bandbredd (B/f) i skärbrus(rosabrus)-fallet.


Vh, iö

[Morello]

Det är väl bättre att de underspecar lite, än motsattsen..

Ja, fast det bästa är väl att speca rätt...?

Jaha, det har du rätt i.

Vill invända lite mot Ingvars synpunkt gällande inkompetens och effekt dubberling - en kompetent konstruktör vill jag påstå klarar av att konstruera produkter som satisfierar specen och specen behöver inte vara en produkt från en konstruktör!

[IngOehman]

Om den inte är det, är det skrämmande. (Men förklarar ett och annat...)

Ungefär på samma sätt som man ju vill ha en kvalificerad kock BÅDE för att sätta samman receptet, och för att laga maten. Om icketekinker skall börja specificera produkters tekniska prestande (specen) är man ute på mycket hal is.*


Vh, iö

- - - - -

*Däremot kan förstås en ickeexpertbeställare (ofta eller i varje fall ibland) ha en uppfattning om vad de vill uppleva från produkten, på samma sätt som en restaurangbesökare (ofta eller i varje fall ibland) är bäst på att beställa från menyn.

(Fast jag viker mig ofta inför den expertis som jag tror finns i köket, och frågar vad de vill rekommendera. I varje fall på restauranger vars menyer jag inte lärt känna ännu.)

[snubber]

På 80-talet när man dimensionerade en förstärkare med trissor (nu är det mest hybrider eller färdiga moduler, eller har man för tråkiga kunder som bara vill ha "billigt") ... hur som helst, då specade vi lasten och sedan var effektbandbredden den parameter som vi hade som ett "riktmärke".

Om lasten är mer eller mindre komplex blir det naturligtvis lite "knepigt" ibland, men rimligtvis bör man täcka flera parametrar med att dimensionera efter effektbandbredd. eller?

[Morello]

Om den inte är det, är det skrämmande. (Men förklarar ett och annat...)

Ja, men får konstruktören i uppdrag att göra ett slutsteg som dubblerar effekten vid halvering av impedans tycker jag inte att man skall klandra vederbörande.

[IngOehman]

Det gör jag ju inte heller. Jag klandrar klantskallen till konstruktör som skrivit specen.

Om det inte var en konstruktör som gjorde det, finns det skäl att klandra den som kommit på att använde en person som inte kan konstruera till att skriva en konstruktionsspec!


Vh, iö

[Kaffekoppen]

Tja, det kanske säljer bättre så?

Vi får alltså klandra kunderna

[Tack för informationen i tråden, tror den var en ögonöppnare för många]

[-Martin-]

Borde det då inte spela roll för högtalar/förstärkarsystemet i konstruktionsskedet om dom båda känner till hur den andra fungerar för att kunna få rak frekvensgång?

Min bedömning är att interface-beskrivningarna (IWD-erna) oftast lämnar en del att önska, framför allt vad gäller förstärkare. Det borde vara självklart att speca inre impedans, utspänning osv. Att endast ange effekt vid någon belastning tycker jag är tämligen meningslöst. Det intressanta är ju trots allt att förstärkaren mäktar med att hålla spänningen uppe eftersom den så att säga är proportionell mot ljudtrycket*).

----------------------------------
*) I alla fall inom "passbandet".

[KarlXII]

Ja, klippspänningens funktion av belastiningsimpedansen bör man inte förväxla med förstärkarens utimpedans.

Den förstnämna har i och för sig lite att göra med förstärkarens intrinsiska impedans, men deh har dessutom en tidskonstant inblandad...


Varning - kontroversiell synpunkt:

För praktiskt bruk är det i princip alltid ett tecken på en inkompetent kontruktör om en effektförstärkare lämnat dubbla uteffekten i halva impedansen (och denna halva impedas är en som påminner om den impedans som man brukar*). Det betyder nämligen bara att förstärkaren för praktiskt bruk aldrig lämnar i närheten av den uteffekt som den skulle ha kunnat dimensioneras för att klara (till samma kostnad) - och den vore ingenjörsmässigt bra dimensionerad.

Tittar man på det ur en ingenjörsmässig synvinkel så går det faktiskt att argumentera för förstärkare som ger bara 12,5% högre uteffekt i den lägsta impedansen de kommer att lastas med, jämfört med dubbla denna impedans. Men räknar man in alla faktorer blir det sällan så enkelt.


Vh, iö

- - - - -

*Att en effektförstärkare lämnar nästan dubbelt så hög uteffekt i 25 ohm som i 50 ohm är alltå inget tecken på att konstruktionen är dålig. I så höga impesnasen bör den göra det.

Lite kontroversiellt känns det allt.
Vad finns det för egentliga praktiska nackdelar med ett steg som lämnar dubbla effekten vid halva impedansen jämfört med en som inte gör det enligt ovan?

[IngOehman]

Visst, men att ange uteffekten vid t ex 4 och 8 ohm, ÄR ju att redovisa den inre impedansen och den inre spänningen. Det är bara lite anpassat till vad tillverkarna tror att köparna begriper för sorts information.

Visst kan det vara så att rätt få köpare förstår hur 200 W skiljer sig från 100 W, men det är trots allt fler som har något typ av hum om dessa saker, än som skulle begripa hur att tolka "Ui = 53,1 V, Ri = 1,31 ohm".

Fast för alla ingenjörer vore det självklart mycket vettigare. Och i en mera upplyst framtid vore det självklart bättre för alla med rakare information. Det som försvårare redovisningen är dock att det fattas en parameter - energilagringen. Det sagda är ju sant bara i ett längre perspektiv. Kortvarigt kan ju en mycket större spänning levereras än så.

(Vilket för övrigt nog är de intrinsiskt "mjuka" förstärkarnas största fördel! De är musik-anpassade helt enkelt. Det kan leverera när det behövs, istället för att generera larviga kuber på lab-bänken.)


Vh, iö

[-Martin-]

...energilagringen...

Yes, dämpfaktorn skall natutligtvis också anges.

[KarlXII]

Vad är fördelen med hög dämpfaktor?
Hur hög bör den vara?

Vafan gör den helt enkelt?

[-Martin-]

Vad är fördelen med hög dämpfaktor?
Hur hög bör den vara?

Vafan gör den helt enkelt?

Wikipedia sammanfattar så här:
"Dämpfaktor är en storhet som beskriver ett slutstegs eller en effektförstärkares förmåga att kontrollera sin belastning. Elektriskt sett är dämpfaktorn förstärkarens förmåga att hantera mekaniskt alstrade svängningar från t.ex. högtalarkoner.

En högtalare vill, på grund av sin fjäderliknande upphängning, fortsätta vibrera även efter att förstärkaren slutat skicka signal. Då högtalaren består av en spole i ett magnetfält alstrar dessa eftersvängningar en ström som går tillbaks till slutsteget. Hur bra högtalaren kan dämpa bort denna ström avgör hur väl den kontrollerar högtalarkonens rörelser.

Särskilt viktigt med hög dämpfaktor är det för baselement, då de har störst slaglängd och därigenom alstrar mest egenströmmar.

Dämpfaktorn räknas fram med förstärkarens utimpedans (så låg som möjligt) genom högtalarens impedans. Då impedansen är frekvensberoende (varierar med tonhöjd) är det relevant att ange vid vilken frekvens dämpfaktorn räknats fram.

En dämpfaktor på 800-1000 vid 1000 Hz / 8 ohm bör man kunna kräva av ett modernt slutsteg i ljudanläggningar. Ett slutsteg med under 100 i dämpfaktor för basfrekvenser håller knappt godkänt för professionella sammanhang."

//Martin