Vad är jobbigast - impedans eller känslighet?

[Blue]

En fråga till er tekniskt kunniga...

Eftersom jag går i planer på att skaffa nya högtalare har jag en liten fundering av teknisk karaktär... Om man har en vanlig transistorstärkare på typ 2X100W (8 ohm) och med helt ok nätdel, och vill kunna spela hyfsat högt och bra, vad är då det smartast att skaffa: Högtalare med hög impedanskurva men lägre känslighet, eller högtalare med låg impedanskurva (dippar på typ 3 ohm är ju vanligt här) men högre känslighet?

Som mindre tekniskt bevandrad blir man lite förvirrad. Hifi Choice t.ex. går enbart på impedanskurvorna när dom gör sin lista över hur mycket kraft olika högtalare kräver. T.ex. JM-Lab Cobalt 816S, som en angiven rekommenderad maxeffekt från tillverkaren på 100W, och en känslighet på 91,5 dB, här föreslår tidningen att man ska köra med en stärkare på minst 100W/kanal...? Den billigare modellen Chorus 726S däremot, med samma angivna känslighet, får rekommendationen minst 25W/kanal... Är inte det lite skumt?

För, nog måste känsligheten vara ganska viktig? 3 dB i känslighet ger ju samma förändring som en dubblering av antalet watt, eller hur?

[Nattlorden]

Det är inte min erfarenhet att högtalare har de två egenskapens motsatta. Det är väl snarare ofta så att lite "finare" hifihögtalare både har låg känslighet och svårare impedans... medan lite billigare, typ hemmabiohögtalare i enkla paket kan vara både med hög känslighet och lätt impedansförlopp.

Så jag tror nog inte du har så speciellt stort val... du få gå efter vilken kvalité på högtalaren du vill ha. Håller de sig över 3 ohm tror jag inte du skall ha så jättestora problem oavsett stärkare... Det är definitivt mer att tjäna (effektkostnadsmässigt) på mer lättdrivna högtalare.

[mikke_musik]

Lite klurigt det där. Känsligheten anges ju oftast som ljudtryck i dB vid en meter med 2.83V på terminalerna, dvs 1W om högtalaren har en impedans om hm men 2W om den har 4Ohm impedans.
Samtidigt ger oftast en förstärkare utan problem dubbla strömmen* (åtminstone vid 2.83V) om impedansen halveras från hm till 4Ohm, alltså dubbla effekten.

Enda skillnaden är att 4Ohms högtalaren kommer få förstärkaren att gå varmare pga det går dubbelt så mycket ström igenom dess utgångskretsar.

Hur Hifi Choice har kommit fram till att den ena av de båda högtalarna med samma spec. (om de nu har samma spec.) behöver minst 100W och den andra bara behöver 25W har jag ingen aning om, borde bara vara att man kan spela 6dB högre med den större förstärkaren om man antar att de är i övrigt lika.

*Inte riktigt eftersom förlusterna i förstärkaren ökar med den högre strömmen.

[Blue]

Tack, ja min gissning är väl som du säger, att så länge det inte handlar om extremt låga impedandsdippar så ska det nog inte vara några problem för min del.

Men visst är det så att de två förhållandena hög impedanskurva och hög känslighet ofta står i motsats till varandra? Som ett exempel kan man ta två högtalare ur ett Hifi Choice-test: Spendor S6E: Faller aldrig under 6 ohm men känsligheten ligger på 88 dB. Å andra sidan har vi Triangle Antal Celius 202: Dippar under 3 ohm men känsligheten ligger på 92 dB.

Vilka av dessa två exempel är egentligen mest lättdrivna?

Om högtalarna från Triangle skriver Hifi Choice: "A very current-demanding impedance characteristic that drops below 3 ohms between 700Hz and 1,3kHz." Men sedan tilläger dom "some valve amps might experience difficulties here".

Är det alltså i princip så att det bara är för mindre rörförstärkare som impedanskurvor egentligen är särskilt mycket att bry sig om?

[Audiomanikern]

Hej B!

Vilken bra fråga! A* är också intresserad av svaret!

Mvh A*

[mikke_musik]

Spendor S6E: Faller aldrig under 6 ohm men känsligheten ligger på 88 dB. Å andra sidan har vi Triangle Antal Celius 202: Dippar under 3 ohm men känsligheten ligger på 92 dB.

Vilka av dessa två exempel är egentligen mest lättdrivna?

Vad menar du med lättdrivna? Om man antar att den angivna känsligheten är vid 2.83V behövs 2,7W för att spela 92dB med Triangle medans det behövs 3,3W* för att spela 92dB med Spendor. Effektmässigt är alltså Triangel mer lättdrivna, men Triangle drar 0.94A medans Spendor drar 0.75A vid 92dB så strömmässigt kräver Spendor mindre av förstärkaren.

Om förstärkaren klarar att leverera ström i 3Ohm är Triangle alltså de mest lättdrivna, om specifikationerna är korrekta.

Är det alltså i princip så att det bara är för mindre rörförstärkare som impedanskurvor egentligen är särskilt mycket att bry sig om?

Det finns bra och dåliga rörförstärkare men om man med "mindre rörförstärkare" menar en dålig rörförstärkare med hög utimpedans och låg effekt så har alltså högtalarens impedansnivå betydelse för hur mycket ström förstärkaren måste leverera, men vad som ofta är viktigare för förstärkare med hög utgångsimpedans är att högtalarens impedanskurva är jämn. Annars kommer tonkurvan att förändras med högtalarens impedansdippar.

*1,3W för 88dB. 4dB upp till 92dB är 2,5ggr högre effekt, dvs 3,3W.

[Nagrania]

Det är väl snarare ofta så att lite "finare" hifihögtalare både har låg känslighet och svårare impedans

Nattlorden vad menas med lite "finare" högtalare? Ex. JBL K2 eller JM lab är det inga finare högtalare. Ja jag bara frågar.

[Nattlorden]

Det är väl snarare ofta så att lite "finare" hifihögtalare både har låg känslighet och svårare impedans

Nattlorden vad menas med lite "finare" högtalare? Ex. JBL K2 eller JM lab är det inga finare högtalare. Ja jag bara frågar.

Förmodar du tar upp just dem därför att de som undantag faktiskt har hög känslighet. Von Schweikert är ett annat. Men du får väl acceptera att man måste kunna generalisera för att kunna föra ett enkelt resonemang, och då är inte hög känslighet och enkel och hög impedans den vägen de flesta högtalartillverkare går... då dämpning är den vanligaste vägen att rätta till saker och ting. 88-89 dB får räknas som normalt... och i alla fall ned till 4 ohm. Som sagt, undantag finns alltid, men skall man alltid räkna upp alla undantag får man aldrig något vettigt sagt.

[Martin]

Blue: Kort svar. Bara du har tillräckligt med (ren) ström att driva impedansen med så är det känsligheten som avgör hur lättdrivna högtalarna är. Alltså Svårare impedans kräver mer ström, lägre känslighet kräver mer spänning (eller effekt angett vid en fix impedans).

[Blue]

Martin: Okej, men vad innebär då "tillräckligt med ren ström"? Snackar vi om att det krävs en Krell-stärkare à 50.000 spänn eller räcker det med "normala" stärkare med en effekt kring 100W, säg Arcam, Musical Fidelity, Roksan, Primare, Thule och andra "midfi-märken"? Är det värdet på "peak to peak current" som avgör, eller storleken på transformatorn eller vad?

[Martin]

Martin: Okej, men vad innebär då "tillräckligt med ren ström"? Snackar vi om att det krävs en Krell-stärkare à 50.000 spänn eller räcker det med "normala" stärkare med en effekt kring 100W, säg Arcam, Musical Fidelity, Roksan, Primare, Thule och andra "midfi-märken"? Är det värdet på "peak to peak current" som avgör, eller storleken på transformatorn eller vad?

Skulle tippa på att värdet på "peak to peak current" säger en hel del. Ska du driva 3ohm med 28.3 V (ca. 100W i 8ohm) så krävs det 9.4ampere. Strömmen brukar inte vara den begränsande faktorn normalt.

[Svante]

...tål att begrundas.

[Blue]

Ål rajt, verkar alltså som att en "nominell" impedans på 4 ohm med dippar på 3 ohm inte är något som man ska vara alltför rädd för alltså (9 ampère peak to peak är väl inte så mycket precis)? Bättre att fokusera på högtalare man gillar och som har hyfsat hög känslighet alltså?

Svante: Du får gärna förklara ditt fina diagram för mig, "like I'm a three year old kid".

[Martin]

Fattar inte heller, vad avser diagrammet?

[Svante]

OK, jag skrev ett ganska långt inlägg om bilden, men nåt s**t sig när jag postade så det försvann, sen orkade jag inte skriva om det.


Nåja. Nytt försök.

Här är bilden igen:



Bilden visar en typisk effektförstärkares begränsningar. Om lasten är rent resistiv råder det ju ett enkelt förhållande mellan ström och spänning, tex vid 8 ohm så kommer man att röra sig längs linjen märkt "8 ohm". Vi ser att det som begränsar maxeffekten är spänningen; vid 20 volt finns det inte mer spänning att ge, och strömmen är då 2,5 A. Det stämmer fö bra med ohms lag . Vi ser också att uteffekten då är 50 W. Man kan också se att om vi belastar den här förstärkaren med 4 ohm så kommer vi att kunna ta ut mer effekt, längst uppe i högerhörnan är effekten c:a 17*4 =68 W. Sänker vi impedansen ytterligare kommer maxeffekten att sjunka eftersom vi brakar i strömbegränsningen i stället. Det beror alltså på förstärkarens begränsningar om en låg lastimpedans kommer att vara ett problem eller inte.

Nästa sak som krånglar till det är att en hög känslighet inte är samma sak som hög verkningsgrad. Känslighet brukar anges vid en viss drivspänning. Det gör att högtalaren med 3 ohms impedans får en högre känslighet än den med 8 ohms impedans om de har samma verkningsgrad. Vid 2.83 volt får ju 3-ohmaren mer effekt. Känsligheten stiger med 10*log(8/3) = 4,2 dB. Om det är effekten som begränsar (vilket är en grov förenkling som vi förstod ovan) så ska man dra av 4,2 dB på 3-ohmaren om vi ska jämföra högtalarna.

Nästa komplicerande faktor är att de där 3 ohmen förmodligen bara inträffar vid någon enstaka frekvens. Vid någon annan frekvens kanske impedanserna är lika. Knepigt. Hur "ska man" göra då?

...och som grädde på moset kan impedansen vara reaktiv också. I figuren antas det att lasten är resistiv, och då kommer vi att röra oss längs lastlinjerna (4 eller 8 ohm i figuren), men om lasten får en reaktiv komponent blir lastlinjerna ellipser som rör sig ut i 2:a och 4:e kvadranten också, och då behöver man veta vad förstärkaren har för begränsningar där. Nu är oftast impedansen resistiv vid impedansminima om inte högtalaren är feldimensionerad (enligt mig). Det är ovanligt att impedansen är reaktiv vid impedansminima.

Summa sumarum gäller alltså som vanligt att "det beror på", men ska man förenkla så är det nog vanligast med spänningsklippning, dvs förstärkarna klarar att leverera "mer ström än spänning", dvs de ger mer effekt i låga impedanser, de ger också lite mer dist, men som vi såg i en annan tråd så är det kanske inte så allvarligt.

Man kan räkna baklänges och jämföra känslighet och impedans, men man behöver ha en graf (eller motsvarande data) för varje förstärkare för att kunna räkna ut precis hur det blir. Fast det behöver man kanske inte göra heller, så noga är det nog inte.

Det blev nästan lika långt den här gången, nu kopierar jag innan jag postar...

[Style]

bra diagram. Visserligen lite förenklat men man får en mycket mer intuitiv känsla för hur det funkar när man sett detta.

[Morello]

Kan vara värt att påpeka att de flesta högtalare av rimlig storlek och hög känslighet, sällan har hög känslighet på riktigt. Känsligheten är oftast bara hög vid höga frekvesner, vilket renderar klen basåtergivning. Klassiska exempel är 1/4-vågspipor med bredbandare.

Kan inte minnas att jag sett en fullregisterhögtalare med känslighet över 90 dB (per 1 meter och 2.83 volt).

[Max_Headroom]

Kan vara värt att påpeka att de flesta högtalare av rimlig storlek och hög känslighet, sällan har hög känslighet på riktigt. Känsligheten är oftast bara hög vid höga frekvesner...

Om känsligheten är olika vid olika frekvenser, borde inte det ge avtryck i frekvensgången? Om inte, varför?

[Morello]

Kan vara värt att påpeka att de flesta högtalare av rimlig storlek och hög känslighet, sällan har hög känslighet på riktigt. Känsligheten är oftast bara hög vid höga frekvesner...

Om känsligheten är olika vid olika frekvenser, borde inte det ge avtryck i frekvensgången? Om inte, varför?

Om du inte trunkerat citatet, hade svaret på din fråga funnits med

[Nattlorden]

Kan inte minnas att jag sett en fullregisterhögtalare med känslighet över 90 dB (per 1 meter och 2.83 volt).

JM Labs Utopia / Mezzo Utopia
Von Schweikert VR-6 / VR-8

(Eller är de inte fullregister? )

[Blue]

"Kan inte minnas att jag sett en fullregisterhögtalare med känslighet över 90 dB (per 1 meter och 2.83 volt)."

Hmmm... du måste ställa väldigt höga krav på vad som kan kallas fullregisterhögtalare. (Du menar som går under 20 Hz eller?). Eller så är det någon teknisk reservation som du lägger in i påståendet vilken gör att högtalarnas specifikationer på pappret inte stämmer?

För egentligen räcker det väl att gå till en Cerwin-Vega för under 10 kkr för att hitta en kandidat? Och sedan uppåt i prisklasserna... JM-Lab som nämnt och andra fransoser som Triangle och BC-Acoustic, JBL, Living Voice... Sonus Faber? Och så då rena hornsystem, men visst, för att dom ska gå hyfsat djupt så blir dom oftast väldigt stora och dyra...

[rqu]

Kef har rätt hög känslighet, men jag tror inte att de är så lätta att driva ändå!

Sensitivity - 2.83v @ 1m 92dB
http://www.kef.com/history/1990_1/refeence/Reffour.htm

[EngelholmAudio_inaktiv]

Ett problem med låg impedans är att en förstärkares dämpfaktor blir lägre och variationer i högtalarens impedans kan påverka frekvensgången. Heter det inre resistans eller utimpedans i förstärkaren?

Låg impedans kräver ström. Låg känslighet kräver watt. Båda betyder ("renderar i", som Morello skulle skrivit) att en förstärkare får lägga kräm i kylflänsarna vilket inte är bra.

Tittar man under huven kan man fråga sig VARFÖR en högtalare har (extremt) låg känslighet. Låt säga under 85dB's känslighet. Varför? Min känsla är att elementen inte är helt optimala...

Som vanligt krävs ett sammanhang samtidigt som en mängd andra faktorer spelar in. Världen är inte svart/vit.

[Blue]

Var nere på Pressbyrån en sväng på lunchen och kollade på H&M:s test av billiga golvare. En av högtalarna där har ju en känslighet på 93 dB men också en impedanskurva som dippar på typ 2,5 ohm. Enligt H&M upplevde dom inga som helst problem att driva dessa högtalare med Cambriges förstärkare på 2X65W. Däremot märkte dom förstås att dom fick ett högre ljudtryck än när dom körde stärkaren med Celestion-högtalarna med en känslighet på 89 dB.

Kanske ytterligare ett exempel på att det inte precis krävs några monsterstärkare för att klara av låga impadansförlopp? Och att högre känslighet ofta faktiskt betyder just "högre ljudtryck vid en viss ställning på volymratten"?

[d_anders]

Vet inte hur högt de lyssnade i sitt test, men om högtalaren verkligen har en känslighet på 93 dB så så krävs ju bara tiotalet watt för att komma upp över 100 dB (om sen högtalarnas element klarar av att prestera 100 dB ner till f3 är en helt annan fråga). 10 watt med en rent resistiv belastning på 2.5 Ohm nås vid bara 2 Ampere, inga problem alls. Även när lasten inte är rent resistiv så kommer nog den högtalaren att vara tillräckligt lättdriven för att inte knäcka förstärkaren. En vild gissning är att en förstärare på 60 watt i alla fall klarar av att leverera runt 4-5 Ampere i 2,5 Ohm (de flesta chipamparna klarar detta).

[Audiomanikern]

Hej!

Om vi bortser ifrån extrema extremfall (vet inte men A*pogee var det nog?) så hajA*
ej hur det komma sig att alla stärkare skryter om hur mkt watt de har i 2, 1, 0.5 Ohm osv?
Bas-elementet ha ex hööga Ohmtal i lägsta registret, ej låga o flesta mid/diskant-element
är relativt stabila mot sin specade Ohm, såå om vi tar högtalare konstruerad utav endast
8 Ohm´s-element gå den ens under 4(5,6) Ohm, någonsin? Om inte?, vad ska man då med
alla dessa Megahöga watttal i 2, 1, 0.5 Ohm osv till? Framstå (enligt A*) ofta som
framhållet köp-argumentet till riktigt dyyra föstärkarkonstruktioner, såå är vi lite lurade, elle?

Mvh A*

[Svante]

Ett problem med låg impedans är att en förstärkares dämpfaktor blir lägre och variationer i högtalarens impedans kan påverka frekvensgången. Heter det inre resistans eller utimpedans i förstärkaren?

Mja, båda, eller... Förstärkaren har en utimpedans, som vanligen är är resistiv. Det spelar dock inte så stor roll eftersom den är så liten. Jag säger nog utimpedans för det mesta eftersom det innefattar alla komponenter, inte enbart den resistiva.

Låg impedans kräver ström. Låg känslighet kräver watt. Båda betyder ("renderar i", som Morello skulle skrivit) att en förstärkare får lägga kräm i kylflänsarna vilket inte är bra.

Nja, i strikt tolkning kräver nog låg känslighet volt, inte watt. Känsligheten är ju nivå (dB) för en viss spänning (Volt).

Tittar man under huven kan man fråga sig VARFÖR en högtalare har (extremt) låg känslighet. Låt säga under 85dB's känslighet. Varför? Min känsla är att elementen inte är helt optimala...

Känslighet/verkningsgrad står ofta i motsats till andra faktorer, som pris, tonkurva etc. Tittar man historiskt så har verkningsgraden på den typiska högtalaren sjunkit och jag tror att i takt med att man kan bygga stakrare förstärkare och dessutom har lärt sig att kyla talspolen, så spelar låg känslighet mindre roll. Vi köper bra ljud med dålig känslighet, skulle man kunna säga.

Som vanligt krävs ett sammanhang samtidigt som en mängd andra faktorer spelar in. Världen är inte svart/vit.

Nä, just nu är himlen rätt grå. (Vände mig precis om för att titta på himlen och insåg vad klockan var. Himlen var faktiskt svart... Dags att gå hem.)

[Nattlorden]

Fotnot till A* - mina lite äldre Magnapan är spikraka på 5 ohm resistivt. (Dock möjligt de haft svårare tidigare, men tveksamt i närheten av Apogee.)

[DQ-20]

Känslighet/verkningsgrad står ofta i motsats till andra faktorer, som pris, tonkurva etc. Tittar man historiskt så har verkningsgraden på den typiska högtalaren sjunkit och jag tror att i takt med att man kan bygga stakrare förstärkare och dessutom har lärt sig att kyla talspolen, så spelar låg känslighet mindre roll. Vi köper bra ljud med dålig känslighet, skulle man kunna säga.

Verkningsgradsminskningens historiska förklaring torde visserligen gå hand i hand med transistorförstärkens utveckling. Men hos själva högtalarna är det väl främst storleken som har orsakat minskningen i känslighet. Kabinetten har minskat och minskat utan att membranareorna har minskat i samma grad. Wilson och Infinity har ju t.ex. klappat in mycket stora membran i små lådor med åtföljande konsekvenser för känsligheten (och impedansen).

Tror,

Dahlqvist

[Blue]

Har inte den "historiska" minskningen av känsligheten hos högtalare dessutom att göra med att de "nya" elementmaterialen såsom kevlar, aluminiumlegeringar osv i sig inte ger lika hög känslighet som "gammaldags" behandlade papperselement?

Egentligen har ju papperselementen många bra egenskaper, men förmodligen är det svårt att marknadsföra sådana högtalare idag när det är så mycket snack om "hi-tech-materialens" fantastiska egenskaper (såsom styvhet och effekttålighet). "2 X 6,5 inch doped paper woofers" låter liksom inte så superfräckt?

Svante: En annan fråga, vad är egentligen skillnaden mellan watt och volt? Kan du förklara för en okunnig?