Moin,
schön dass da mal einer gemessen hat
.
Darauf kann jeder kommen der sich noch an das ohmsche Gesetz erinnert, und für eine einfachere Betrachtung R(den Lautsprecher) als ohmsche Last annimmt. Stimmt nicht, reicht aber für Schätzungen.
U(Spannung)=R(Widerstand des Lautprechers) *I(Strom durch den Lautsprecher)
I=U/R
P(Leistung)= U*I = U*U/R = U^2 / R.
Doppeltes U bei gleichem R ergibt doppeltes I = vierfaches P.
Oder U^2/R = P
D.h. die mögliche Leistung hängt von der Ausgangsspannung und dem Lastwiderstand ab, und damit von der Eingangsspannung/Versorgungsspannung und dem Lastwiderstand.
Unabhängig vom Netzteil hat so ein Verstärker 3 Grenzen die man nicht überschreiten darf und von der Auslegung der Bauteile abhängig sind. Max. Versorgungsspannung, max. Strom der durch die Bauteile fliessen darf, und die max. Verlustleistung die die Bauteile abführen können bevor sie den Hitzetod sterben.
U-Versorgung kann also nicht beliebig hoch werden, sondern nur so hoch das einem der Rotz nicht wegen U, I oder Ptot um die Ohren fliegt.
Da fängt das Problem an. Mal hat man 8 Ohm, mal 4 Ohm, und das auch noch bis zu 20% unter diesem Nennwert und auch noch frequenzabhängig.
Wir gehen aber einfach mal von 4 oder 8 oder 16 Ohm aus.
Wichtig: Strom fliesst nicht einfach beliebig, sondern wird von der Spannung getrieben. Bei 10 Volt an einem 10 Ohm Widerstand fliessen 1A. Ein Netzteil das 30 Volt/10 Ampere "liefert", bringt uns an einer Last von 8 Ohm nicht mehr Leistung raus als ein Netzteil das 30V/5000A liefert. Die Last bestimmt den Strom und kann bei 8 Ohm und 30 Volt eben keine 5000A betragen. ->Sinnlose "Reserve".
Nicht vergessen: In der Realtität sind es komplexe Lasten, aber für eine überschlägige Betrachtung reicht uns das.
Zunächst muss noch unterschieden werden zwischen U-Spitze und U-Effektiv, da wir es mit Sinussignalen zu tun haben.
Bei Sinussignalen verläuft die Spannung ja in einer Kurve, also fragt man sich zurecht, welche Spannung zu welchen Zeitpunkt man denn nun zum Rechnen nehmen muss: Den Effektivwert. Der berechnet sich bei Sinussignalen aus Ueff=U-Spitze /Wurzel2 = 30V / 1,41 = ca. 21 Volt. Davon geht natürlich noch ein bischen was ab, weil an den Bauteilen im Verstärker Spannung abfällt. Sagen wir einfach mal es wären 20 Veff.
Da wir auch mit Ieff rechnen müssen (Effektivwert des Stroms), bleibt die Formel U^2/R erhalten.
Das ist btw. auch der Zusammenhang aus dem sich von einer Trafoausgangsspannung (hier wird immer der Effektivwerte angegeben) auf die Spannung nach der Gleichrichtung schliessen kann. Trafoausgangsspannung *1,41 ergibt also die Spannung an den Elkos....
Bei (+-) 20 Veff ergibt sich an
4 Ohm: P= 20Veff^2/4 =100 Watt
8 Ohm: P= 20Veff^2/8 = 50 Watt
Mehr kann da nicht rauskommen. Bei 8 Ohm stellen wir dann fest: Der Strom den der Verstärker liefern muss, ist nur halb so gross wie bei 4 Ohm. Kann man dann nicht mehr Versorgungsspannung "drauf geben". Kann man, wenn es die Grenze Umaxversorung zulässt. Nehmen wir mal 38 Volt:
P=(38Volt/1,41)^2/4 Ohm = 180 Watt an 4 Ohm.
P=(38Volt/1,41)^2/8 Ohm = 90 Watt an 8 Ohm.
Popelige 8Volt (U-Spitze) mehr geben uns deutlich mehr "Power". Das blöde ist nur, dass uns der Verstärker bei 4 Ohm vermutlich abrauchen wird, weil bei dieser Spannung an 4 Ohm Ströme "getrieben" werden, die der Verstärker nicht aushält.
Beim Strom muss man wieder den Spitzenwert betrachten, also mit U-Spitze rechnen. Die Bauteile müssen nämlich genau diesen Spitzenstrom aushalten. Netzteilseitig werden diese Spitzen zum Teil von den Elkos "geliefert", so dass man Netzteilseitig mit dem Effektivwert von I rechnen kann. Wenn es um Sinsussignale geht und das Netzteil ein Trafo ist
Die Angaben auf einem Trafo sind Effektivwerte und bei den uns interessierenden "nomalen" Ringkerntrafos Dauerleistungsangaben. So ein Trafo kann auch deutlich mehr Leistung liefern, aber nicht so lange
. D.h. selbst wenn kurzzeitig höhere Ströme gefordert werden, schalten sie weder ab, noch gehen sie sofort kaputt. Schaltnetzteile sind da nicht so gnädig. Ströme die den Kern des Trafos in die Sättigung treiben (ja, da sind auch Trafos oder Drosseln / Spulen drin) mögen die davorsitzenden, schaltenden Bauteile nicht so gerne. Um zu überleben schalten überlastete SNTs ab, oder drosseln den Strom und damit die Spannung. Einige weniger gut geschützte könnten auch zerstört werden.
Bei 8 Ohm scheint sowohl Spannung als auch Strom im "grünen Breich" zu sein, aber vorsicht. Hier könnte jetzt die Grenze der maximalen Verlustleistung erreicht werden und die Bauteil können die durch die Verluste entstehenden Temperaturen nicht mehr abführen =Hitzetod.
Das ist bei dem hier vorliegenden Class d aber nicht ganz so dramatisch. Die Verluste steigen zwar auch mit der Versorgungsspannung, aber nicht so wie bei einem klassischen Class AB oder A.
Gehen wir mal davon aus, dass Ptot im "grünen Bereich" bleibt, dann bleibt die Frage nach dem Strom.
Entweder kann ich nur 8 Ohm anschliessen und eine höhere Spannung benutzen, oder ich möchte "gemischt" fahren und muss dann damit leben, dass theoretisch an 8 Ohm mehr "drin" wäre, aber die 4-Ohm Zweige das nicht aushalten.
Das nächste Problem stellt dann die Frage der Bandbreite dar: Sollen alle 6 Kanäle Fullrange betrieben werden, oder wird es ein 2x3-Wege Aktivsystem?
Nehmen wir mal eine passive Box. Sie soll ein Rauschen mit dem Schalldruck X wiedergeben. Dazu benötigen wir die Spannung Y, was in den 3 Treibern jeweils für einen Strom sorgt. Wieviel Strom muss das Netzteil nun liefern?
Vereinfacht: I-TT + I-MT + I-HT.
Und eine Aktive? Vereinfacht I-TT + I-MT + I-HT
Gleicher Pegel vorrausgesetzt. Vereinfacht also den gleichen Strom. Kommen bei der passiven Weiche noch Korrekturglieder hinzu in denen absichtlich Leistung verbraten wird (Widerstände), ist der Strombedarf bei gleichem Pegel sogar höher. Wie schon ein paar mal betont, haben wir es eigentlich mit komplexen Lasten zu tun, wo es nicht nur Wirk-, sondern auch Schein- und Blindströme gibt...
D.h. ein Nettzeil was 2 Kanäle für passive Boxen versorgt, ist bei vereinfachter Betrachtungsweise auch ausreichend für 6 Kanäle der gleichen, aber aktiv betriebenen Boxen...bei gleichen Pegelanforderungen. Möchtest du damit ein Heimkino mit 6 passiven Boxen betreiben, steigt also der nötige Strom vom Netzteil. Wobei natürlich 6 Boxen zusammen auch lauter sind als nur 2
Als letzter Punkt kommt das Problem mit der Musik dazu. Die besteht nicht aus Dauersinussignalen. Auch bekannt als Crestfaktor. Hier ist der Trafo im Vorteil. Der schiebt auch mal eben kurzzeitig Ströme raus, die er auf Dauer nicht vertragen würde. Muss er ja auch nicht, ist ja nur kurzzeitig, und die Elkos helfen da ja auch noch mit. Elkos gibts beim SNT natürlich auch, allerdings haben die i.d.R. weniger Kapazität, weil häufiger nachgeladen wird (Schaltfrequenz des SNT). Wärend also Elkos bei Trafos lange Zeiten überbrücken müssen, sind diese Zeiten bei SNTs kurz, so das die Kapazität deutlich kleiner ausfallen kann. Dafür kann man SNTs nicht so deutlich kurzzeitig überlasten, ohne das sie mit der weissen Fahne winken.
Jetzt bist du zwar viel schlauer, aber eine konkrete Antwort hast du immer noch nicht. Naja, eigentlich doch: Die Empfehlung des Herstellers. Der kennt seinen Verstärker am besten und hat hoffentlich all diese Dinge bedacht
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