10.02.2025, 16:53 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 12.02.2025, 07:44 von ArLo62.)
In der CT "Maker" gab es vor einiger Zeit ein diy Projekt für einen kleinen Stromverstärker. Nur ein paar Watt mit Mordskühlkörper.
Lohnt es sich dafür ein Fass aufzumachen?
Ich habe noch keinen Plan wodurch sich die Verstärker grundsätzlich im Design unterscheiden. Was mich wundert ist dieser Artikel, sprich anpassen der Lautsprechekennlinie: https://www.lowbeats.de/konstantstrom-verstaerker/
Gruß
Arnim
Wenn Aliens die Erde retten wollen, wird es langsam Zeit für sie zu handeln.
Es gibt tatsächlich messbar weniger Verzerrungen, was ich leider an einem normalen Lautsprecher nicht hören konnte. Ich habe es ausprobiert, wenn es Vorteile gibt, so sind sie sehr gering. Aber ein Kopfhörer löst nochmal besser auf...wer weiß.
10.02.2025, 20:18 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 10.02.2025, 20:26 von wgh52.)
ArLo62 schrieb:... Lohnt es sich dafür ein Fass aufzumachen? Ich habe noch keinen Plan wodurch sich die Verstärker grundsätzlich im Design unterscheiden...
mbMn lohnt es nicht viel Anstrengung in Konstantstromendstufen zu stecken. Diese Art Endstufen prägen der Last einen dem Eingangssignal folgenden STROM ein, was nach Vater Ohm und seinem einfachen Gesetz U=I*R dazu führt, daß der Strom über den Impedanzverlauf nicht variiert und dadurch am Lautsprecher eine mit der Frequenz variierende Spannung abfällt. Nach dem weiteren Gesetz von Herrn Ohm ist P=U*I, folglich variiert die Leistung mit der Frequenz entsprechend der Impedanzkurve des angeschlossenen Lautsprechers. Weil alle Lautsprecher unterschiedliche Impedanzkurven haben, müßte vor der Endstufe das Impedanzverhalten durch entsprechende analoge Filterschaltungen kompensiert werden. Bei den üblichen Konstantspannungsendstufen wird die angeschlossene Impedanz durch den niedrigen Quellwiderstand so gut wie total bedämpft, so daß der Impedanzdurchschlag auf den Frequenzgang praktisch null ist. Ausnahme sind (Röhren-)Endstufen mit niedrigem Dämpfungsfaktor.
Eine reale Anwendung von Konstantstromendstufen in gab's B&M Aktivlautsprechern für einige Jahren in den 1980ern im Zusammenspiel mit der Gegen-EMK-Differenz-Gegenkopplung: Tieftöner gleicher Grundresonanz aber unterschiedlicher sonstiger TSPs wurden jeweils mit einer eigenen Konstantstromendstufe getrieben, deren Ausgangsstrom mit einem niederohmigen Widerstand "gemessen" und die Differenz der Beiden dann mit dem Sollsignal vergleichen und ein Regelsignal abgeleitet. Hier wurde das Einbauresonanzverhalten also über den Impedanzverlauf "weggeregelt" und such eine tieffrequentere Grentfrequenz "ersetzt". Gegenüber der Linkwitzkompensationsschaltung war der Vorteil, daß z.B. Serienstreuung und Alterung der Chassisparameter in (recht weiten) Grenzen auch weggeregelt wurden.
Beste Grüße,
Winfried
PS: "Nur die eigene Erfahrung hat den Vorzug völliger Gewissheit" (Arthur Schopenhauer)
Ich mache gerade einige Experimente mit Verstärkern, die in einem gemischten Modus arbeiten.
[ATTACH=CONFIG]76960[/ATTACH]
R1 gibt es etwas Stromgegenkopplung
R2/R3 arbeiten als Spannungsgegenkopplung
Durch die Verbindung erhoffe ich mir eine bessere Wirkung der Spannungsgegenkopplung und etwas von den Vorteilen einer Stromsteuerung.
Heißt ja, dass nur die Stelle der Gegenkopplung im Bezug zur Last die Art der Gegenkopplung bestimmt? Ich muss mir doch mal das Buch oben im Thread rein tun, damit ich das kapiere. Danke!!
Gruß
Arnim
Wenn Aliens die Erde retten wollen, wird es langsam Zeit für sie zu handeln.
10.02.2025, 22:44 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 10.02.2025, 22:50 von ArLo62.)
スピーカ: Du warst das vor Jahren mit dem A.C.E. Servo Bass Drive.
Irgendwie kann mein Ideal nur ein aktiver gegengekoppelter Bass sein. MFB oder was auch immer. Ggf. gegen Raumeinflüsse/Phasenlage dazu noch ein Fir. Nach dem D&D Klon Gebastel muss ich da ran. Ich werde nach Amsterdam zu Pirate Logic fahren müssen. Irgendwie stelle ich fest, dass mich das im Unterbewusstsein schon seit Jahren nervt. Irgendwie wird zu viel Geld in Nebensächlichkeiten gesteckt und nicht an einem Gesamtkonzept gearbeitet. Ich hätte das schon vor Jahren machen sollen.
Edit: Der Mittelhochtonpart muss baulich bereits phasentechnisch schon so weit wie möglich optimiert sein, Thema Ebene Schallentstehungspunkt/ Wellenfront. Leider stehen unterschiedliche Überlegungen sich gegenseitig im Weg.
Gruß
Arnim
Wenn Aliens die Erde retten wollen, wird es langsam Zeit für sie zu handeln.
Vielleicht interessiert oder hilft ein Vergleichsbild:
[ATTACH=CONFIG]76963[/ATTACH]
Gezeigt ist eine Endstufe mit reiner Spannungsgegenkopplung (UGK), die für Membran- und Kalottenlautsprecher eingesetzt wird. Sie wird verglichen mit einer Modifikation für die stromgegengekoppelte Ansteuerung eines AMT. Für AMTs ist Stromeinprägung ohne Frequenzgangeffekt, weil sie sehr/extrem konstante Impedangänge haben. Es ist auch zu sehen, daß die Stromgegenkopplung auf den Hochtonbereich begrenzt ist.
just my 2 cents worth...
Beste Grüße,
Winfried
PS: "Nur die eigene Erfahrung hat den Vorzug völliger Gewissheit" (Arthur Schopenhauer)
Ein Stromverstärker eliminiert alle nichtlinearen Verzerrungsquellen, die sich als Störspannungsquelle darstellen lassen
Als da wären:
Le(i): Modulation der Induktion durch den Strom
Le(x): Modulation der Indultion durch die Auslenkung
Re(T): Modulation des Schwingspulenwiderstands durch ihre Temperatur
Der letzte Punkt hat auch wirklich hörbare Auswirkungen, die anderen sind was fürs Papier sofern die Konstruktion nicht pathologisch ist.
Nachteil ist der verformte Frequenzgang, den man durch Filterung wieder einfangen muss.
Es gibt auch Zwischenformen:
- zB meine Flat White mit Vorwiderstand; verzichtet auf die völlige Eliminierung der nichtlinearen Verzerrungen, dafür weniger Ärger mit dem linearen Frequenzgang
- Strom"gegenkopplung" nur oberhalb der Resonanzfrequenz: wenig bis kein Ärger mit dem linearen Frequenzgang, dafür wird Re(T) nicht vollständig eliminiert (Le(i) und Le(x) zwar auch nicht, die wirken sich aber eh erst bei höheren Frequenzen aus)
Ein Stromverstärker eliminiert alle nichtlinearen Verzerrungsquellen, die sich als Störspannungsquelle darstellen lassen
Als da wären:
Le(i): Modulation der Induktion durch den Strom
Le(x): Modulation der Indultion durch die Auslenkung
Re(T): Modulation des Schwingspulenwiderstands durch ihre Temperatur
Der letzte Punkt hat auch wirklich hörbare Auswirkungen, die anderen sind was fürs Papier sofern die Konstruktion nicht pathologisch ist.
Nachteil ist der verformte Frequenzgang, den man durch Filterung wieder einfangen muss.
Es gibt auch Zwischenformen:
- zB meine Flat White mit Vorwiderstand; verzichtet auf die völlige Eliminierung der nichtlinearen Verzerrungen, dafür weniger Ärger mit dem linearen Frequenzgang
- Strom"gegenkopplung" nur oberhalb der Resonanzfrequenz: wenig bis kein Ärger mit dem linearen Frequenzgang, dafür wird Re(T) nicht vollständig eliminiert (Le(i) und Le(x) zwar auch nicht, die wirken sich aber eh erst bei höheren Frequenzen aus)
Demnach verschwindet auch der Barkhauseneffekt, wenn man Stromsteuerung hat. Ich meine, Lars Risbo (Purifi) oder jemand von KEF hat das bestätigt, weiß nur nicht mehr, ob das in dem Thread oder anderswo war.
Das mit dem Barkhausen scheint so der letzte Marketingschrei zu sein. Genauso wie Hysterese. In dem Thread ging es irgendwann zu Barkhausen über, wenn ich das richtig in Erinnerung habe. Aber eigentlich müsste Stromsteuerung das auch verringern, denn die plötzliche Änderung des magnetischen Flusses induziert eine Spannung in der Schwingspule und der resultierende Strom wird durch die Stromquelle zuverlässig geblockt.
Davon ab halte ich beides, Barkhausen und Hysterese, schlicht und ergreifend für ein nicht des Lösens wertes Problem. Man könnte auch sagen sie lösen sich gleich mit, wenn man das Magnetsystem anständig designt.
Naja, von den vorgestellten Messdaten könnte ich mir schon vorstellen, dass das hörbar ist. Insbesondere Barkhausen hat Kippunkte ähnlich Übernahmeverzerrungen beim Class B Amp, nur halt noch mit zufälliger Komponente. Müsste man mal gucken, was für Treiber das waren und was für einen Antrieb die haben. Die Effekte sind nicht neu, waren auch schon vor 20+ Jahren in Literatur und auf diyaudio diskutiert. Nur habe ich vorher nie Messdaten gesehen.
Mit Stahl nahe Sättigung betreiben und Kurzschlussringen bekommst Du solche Effekte etwas kleiner, aber nicht gleich um Größenordnungen reduziert. Barkhausen findet natürlich im Ferritmagneten statt, d.h. nicht bei Neodym. Ich habe in den wenigen Fällen, wo Messdaten der Neo- und der Ferritvariante eines Treiber verfügbar waren und beide ansonsten vergleichbar waren, d.h. beide mit oder ohne Demodulation, nie einen Unterschied in HD-Plots gesehen. Andererseits ist HD auch denkbar ungeeignet, stochastische Störungen zu erfassen.
JFA schrieb:- Strom"gegenkopplung" nur oberhalb der Resonanzfrequenz: wenig bis kein Ärger mit dem linearen Frequenzgang, dafür wird Re(T) nicht vollständig eliminiert (Le(i) und Le(x) zwar auch nicht, die wirken sich aber eh erst bei höheren Frequenzen aus)
Auf meiner To-Do-Liste als bestes aller Welten: Stromsteuerung über den ganzen Frequenzbereich, aber MFB um Reso. Dann biegt die MFB den FG um Reso gerade, und Stromsteuerung bedeutet weniger Phasenverstärkung und somit mehr verfügbare Bandbreite und somit Schleifenverstärkung für MFB, um Verzerrungen um Reso zu unterdrücken.
11.02.2025, 17:18 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 12.02.2025, 07:18 von JFA.)
capslock schrieb:Naja, von den vorgestellten Messdaten könnte ich mir schon vorstellen, dass das hörbar ist.
Barkhausen erzeugt moduliertes weißes (?) Rauschen das dadurch entsteht, indem die verschiedenen Weiss-Bezirke nicht gleichmäßig in die gewünschte Richtung kippen (oder so ähnlich). Dieses Rauschen müsste dann erstmal die Hörschwelle überschreiten, aus dem Umgebungsgrundrauschen heraustreten und dann noch der Maskierung des eigentlich gewünschten Tons und seiner Oberwellen entgehen, um überhaupt wahrnehmbar zu sein. Ich könnte mir vorstellen, dass ein tiefer Ton (selber hohe Hörschwelle) mit ordentlich Pegel (für tüchtig Magnetisierung) abgespielt dafür geeignet ist, sofern das Chassis bei dem Hub dann nicht selber genug geräuscht.
Im Originalexperiment wurde übrigens die in einer Spule durch den Effekt induzierte Spannung über einen Verstärker einem Kopfhörer zugeführt, damit das hörbar wurde. Ich mag mich irren, aber in modernen Lautsprechern befindet sich zwischen Antrieb und Lautsprecher kein Verstärker mehr
Hysterese ist auch nochmal ein Thema, allerdings ist das im Purifi-Blog ziemlich... reißerisch beschrieben. Das Experiment mit dem Ringkern entspricht halt nur nicht der Realität, weil üblicherweise mit einem Permanentmagneten gearbeitet wird, der den Arbeitspunkt des gesamten Materials deutlich nach rechts oben verschiebt. Und dann ist es immer noch eine Frage der Induktivität der Schwingspule, wie stark deren erzeugtes magnetisches Feld ist. Und wenn man sowieso auf dem Trip ist, ein Chassis mit geringen Verzerrungen zu bauen, dann macht man die Induktivität eh so klein wie nötig, als 2lagige Schwingspule, Demodulationsringe, breiter Luftspalt, langer Magnet, etc.
Dann hat sich das alles. Klar, man kann noch weiter gehen, aber wenn ich es eh nicht mehr höre, brauche ich es auch nicht.
Die Idee mit der MFB klingt interessant, aber wenn du die hast, brauchst du dann noch die Stromsteuerung? Den die MFB sollte die Fehler ja auch ausbügeln, oder? Oder wird die Schleifenverstärkung zu knapp?
Edit:
Von wegen Hysterese habe ich bei der AES was von 1979 gefunden: https://aes2.org/publications/elibrary-page/?id=2866;Edit: stellt sich vor Allem raus, das ich das Dokument falsch gelesen habe: die nutzen hysteresefreie(re)s Material, nicht Demodulationsringe
Zum Barkhausen-Effekt in Verbindung mit Lautsprechern: *crickets*
JFA schrieb:Barkhausen erzeugt moduliertes weißes (?) Rauschen das dadurch entsteht, indem die verschiedenen Weiss-Bezirke nicht gleichmäßig in die gewünschte Richtung kippen (oder so ähnlich). Dieses Rauschen müsste dann erstmal die Hörschwelle überschreiten, aus dem Umgebungsgrundrauschen heraustreten und dann noch der Maskierung des eigentlich gewünschten Tons und seiner Oberwellen entgehen, um überhaupt wahrnehmbar zu sein. Ich könnte mir vorstellen, dass ein tiefer Ton (selber hohe Hörschwelle) mit ordentlich Pegel (für tüchtig Magnetisierung) abgespielt dafür geeignet ist, sofern das Chassis bei dem Hub dann nicht selber genug geräuscht.
Im Originalexperiment wurde übrigens die in einer Spule durch den Effekt induzierte Spannung über einen Verstärker einem Kopfhörer zugeführt, damit das hörbar wurde. Ich mag mich irren, aber in modernen Lautsprechern befindet sich zwischen Antrieb und Lautsprecher kein Verstärker mehr
Hysterese ist auch nochmal ein Thema, allerdings ist das im Purifi-Blog ziemlich... reißerisch beschrieben. Das Experiment mit dem Ringkern entspricht halt nur nicht der Realität, weil üblicherweise mit einem Permanentmagneten gearbeitet wird, der den Arbeitspunkt des gesamten Materials deutlich nach rechts oben verschiebt. Und dann ist es immer noch eine Frage der Induktivität der Schwingspule, wie stark deren erzeugtes magnetisches Feld ist. Und wenn man sowieso auf dem Trip ist, ein Chassis mit geringen Verzerrungen zu bauen, dann macht man die Induktivität eh so klein wie nötig, als 2lagige Schwingspule, Demodulationsringe, breiter Luftspalt, langer Magnet, etc.
Dann hat sich das alles. Klar, man kann noch weiter gehen, aber wenn ich es eh nicht mehr höre, brauche ich es auch nicht.
Die Idee mit der MFB klingt interessant, aber wenn du die hast, brauchst du dann noch die Stromsteuerung? Den die MFB sollte die Fehler ja auch ausbügeln, oder? Oder wird die Schleifenverstärkung zu knapp?
Edit:
Von wegen Hysterese habe ich bei der AES was von 1979 gefunden: https://aes2.org/publications/elibrary-page/?id=2866; stellt sich raus, mit Demodulationsringen ist das Problem erledigt (wenn es denn vorher eins war).
Zum Barkhausen-Effekt in Verbindung mit Lautsprechern: *crickets*
Die Hystereseverzerrungen entstehen nach meinem Verständnis in den nicht vollständig gesättigten Eisenteilen, nicht im Ferritmagneten. Das gleiche sagt auch der Abstract vom AES-Paper (bin leider kein Mitglied und kann mir nicht das ganze Paper angucken). Ich denke, mit den Ringen aus der speziellen Eisen-Nickel-Legierung ist ein besonders permeables Eisen gemeint und kein Kurzschlußring, denn so eine Legierung dürfte erbärmlich schlecht leiten. Der letzte Satz vom Abstract ist leider etwas kaputt, daher bin ich mir nicht ganz sicher.
MFB: mit Stromsteuerung sparst Du Dir sofort 90° Phase, allein das dürfte schon helfen. Dann hast Du das Problem, dass so ziemlich alle Sensoren über einen mechanischen Tiefpass an die Schwingspule angekoppelt sind, was Dir mindestens einen weiteren Pol macht. Ausnahmen wären vielleicht eine optische Abtastung über PSD, aber die PSDs sind leider nur mäßig linear. Und natürlich ist es immer besser, Verzerrungen gar nicht erst zu produzieren anstatt sie wegzuregeln.
capslock schrieb:Die Hystereseverzerrungen entstehen nach meinem Verständnis in den nicht vollständig gesättigten Eisenteilen, nicht im Ferritmagneten.
Ja, klar. Was ich meinte: du schiebst mit dem Permanentmagneten den Arbeitspunkt im Eisen nach rechts oben und damit wird die Hysteresekurve deutlich kleiner, als wenn ein nicht vormagnetisierter Eisenringkern benutzt wird.
Aber mit den Ringen hast du recht, da habe ich mich vertan.
Entscheidend ist (aber wird leider nicht da drin behandelt): es braucht keine Hysterese, um Verzerrungen zu erklären. Da reicht die simple Flussmodulation. Selbst bei linearer Magnetisierungskennlinie macht die schon K2, wenn die Kennlinie krumm wird kommen noch höhere Ordnungen hinzu. Hysterese ist dann nur noch eine spezielle Form von "krumm". Wenn du das loswerden willst, inklusive der negativen Effekte von Le(i) und Le(x), dann muss die Induktivität runter und, wenn man noch besser werden will, linearer werden. Letzteres wird mMn aber erst bei 2-Wegern wichtig, deren Tieftöner ordentlich huben muss und gleichzeitig ca 2 Dekaden übertragen muss. Und selbst dann ist die Hörbarkeit, nach allen Studien und Modellen, eher mau bis gar nicht. Ein einfacher, billiger Weg um die Induktivität runter und linearer zu bekommen ist der Einsatz von Demodulationsringen.
Mit Stromsteuerung bekommst du das auch weggebügelt. Gleichzeitig auch noch die Power Compression, und die ist, ich erwähnte es die Tage, die einzige nichtlineare Verzerrung, die normalen, nicht pathologischen* Hifi-Lautsprechern relevant sein "könnte" weil sie in der Lage ist, schon bei moderaten Pegeln Hörschwellen zu überschreiten (insgesamt breitbandige Absenkung, Verformung des Frequenzgangs im Bereich der Resonanzfrequenz, etc.). Der Aufriss, den Klippel und Purifi und Kartesian et. al. da betreiben ist hochinteressant, wenn man in die Grenzbereiche von Chassis vorstößt - z.B. Mikrotreiber die nennenswert Bass produzieren sollen. Für den normalen Anwendungsfall ist das massives over-engineering.
Zitat:MFB: mit Stromsteuerung sparst Du Dir sofort 90° Phase, allein das dürfte schon helfen. Dann hast Du das Problem, dass so ziemlich alle Sensoren über einen mechanischen Tiefpass an die Schwingspule angekoppelt sind, was Dir mindestens einen weiteren Pol macht. Ausnahmen wären vielleicht eine optische Abtastung über PSD, aber die PSDs sind leider nur mäßig linear.
Die 90° kommen daher, weil du die Schwingspuleninduktivität aus dem Spiel nimmst?
Zitat:Und natürlich ist es immer besser, Verzerrungen gar nicht erst zu produzieren anstatt sie wegzuregeln.
Ich denke, es gibt da ein ökonimisches Optimum
Klippel versucht, sein KCS-System genau unter dem Aspekt zu verkaufen: "Chassis kannste billig machen, das KCS regelt das weg". Weiß jemand, ob das System irgendwo eingesetzt wird?
* Unter pathologisch fällt bei mir der Kamerad hier: https://seas.no/index.php?option=com_con...Itemid=238
Winzmagnet, und damit da überhaupt ein Ton herauskommt muss die Schwingspule blödsinnig viel Windungen (4 Lagen) haben und der Luftspalt für gute Kopplung eng sein, daher die hohe Induktivität. Ich habe von dem noch keine Verzerrungsmessungen gesehen, denke aber, dass die ziemlich schauderhaft aussehen. Ich habe eber ebenso noch nie Beschwerden über hörbare Verzerrungen gehört (kann an der Zielgruppe liegen ). Ich habe jahrelang mit Billig-Audaxen (auch 4-Lagen-Spule) gehört, es fällt einfach nicht bewusst auf.
Zum Vergleich eine moderne 10"-Konstruktion, (angeblich) auch ohne Demodulationsringe, dabei mehr Hub, mehr Wirkungsgrad, mehr alles: https://oberton.com/en/products/ferrite-...0b200.html
Weniger als 1/4 an Induktivität ist schon ein Wort. Wenn die anderen Parameter so stimmen wäre das ein super Kandidat für einen kompakten 3-Weger mit relativ hoher Trennung zwischen TT/MT, zB mit MT-Kalotte.
Moin!
Ich habe mir das KCS mal oberflächlich durchgelesen. Klippel schreibt da von "Steuerung" bzw. "Modellierung". So wie ich das verstehe, gibt es einen Anfangsdatensatz geklippelt der dann diese Wiedergabe"Kurve" modelliert. Die wird dann nach und nach, wie auch immer, optimiert. Geregelt wird da aktiv am Treiber nichts. Liege ich da falsch?
Da gab es irgendwo hier auch schon mal jemand der da ein Patent drauf halten wollte, meine ich. Find aber den Thread nicht mehr.
Gruß
Arnim
Wenn Aliens die Erde retten wollen, wird es langsam Zeit für sie zu handeln.
So ungefähr. Ein Anfangsdatensatz ist nicht notwendig, meine ich. Es braucht eine Zielfunktion (wie soll sich das Chassis verhalten) und ein internes nichtlineares Modell welches über eine kontinuierliche Messung von Spannung und Strom angelernt wird. Das ist schon eine Regelung, aber keine klassische die der Laie oder auch der Ingenieur, der mit tiefergehender Regelungstechnik zuletzt im Studium zu tun hatte, allgemein kennt.
Es gab da auch einmal eine relativ bekannte Herforder Firma, die das so ähnlich, allerdings auf analogem Wege und mit linearem Modell, einsetzen wollte. Interne Quellen erzählten mir, dass das allerdings in einem als OP-Grab verkleidetem Rauschgenerator endete und so wurde die Regelung ganz klassisch gemacht (war lange vor meiner Zeit, und da hat sich dann natürlich im Laufe der Jahre einiges an Legenden herum gebildet).
