Berekenen het vermogen van een versterker

Hoe kunt ge het vermogen (piek en RMS) berekenen van een versterker als ge de Ohm van de boxen en de voedingsspanning over de eindtransistoren weet ? Ik weet dat de Ohm over de boxen wijzigt naargelang de frequentie. Ik gebruik nu de formule P = (U*U)/R, maar weet niet of deze wel juist is.
P=piekvermogen - U = DC voedingsspanning (piekspanning gemeten met scoop) van de versterker min enkele volts (verlies over de transistoren) - R=Ohmse weerstand box.

Dank voor een antwoord.

Groeten
Bruno Mols

voor het RMS vermogen gebruik je geen luidspreker, maar een weerstand.
Dat de luidspreker minder vermogen opneemt bij bepaalde frequenties, dat kan de versterker niet weten, hij kan het alvast leveren. belangrijk is wel bij welke afgesproken vervorming je het meet.. 0,1% THD versus 10% THD maakt een groot verschil in het RMS vermogen.

Piekvermogen is een rekbaar begrip uit het buizentijdperk.. (toen de voeding nog inzakte bij volle belasting). Je kan alle kanten op, afhankelijk van de gestelde voorwaarden. maw... het wordt maar al te vaak misbruikt om hoge cijfers te bekomen.

vergeten

Golden Member

@brmo
Welkom op circuits online!

Als je nou eens begint met ohms, weerstand te noemen,
en voltage, spanning
en amperage, stroom
en wattage, vermogen, dan gebruik je het juiste jargon. :)

In het geval van een luidspreker is die weerstand samengesteld uit de koperdraadweerstand van de luidsprekerspoel en de wisselstroomweerstand ervan.
Dan heet het Impedantie, en die is frequentieafhankelijk maar dat wist je al.

Je hebt
PMPO (Peak Music Power)
RMS (Root Mean square, ofwel sinus)
MP (Music Power)
CP (Contious power)

Er zijn er vast nog wel meer van die vrijwel nietszeggende poweraanduidingen, die leuk staan in een datasheet van de versterker en voor marketing gebruikt worden.

Maar aan theoretisch berekend vermogen heb je niets.
Het gaat om de stroom door de luidspreker en de spanning die daarvoor nodig is.
Het belangrijkste daarbij is: De voeding moet het minstens kunnen leveren!
Anders kan je berekenen wat je wilt!

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.
Frederick E. Terman

Honourable Member

Het is hier misschien het gemakkelijkst, van een getallenvoorbeeld uit te gaan. Je kunt dat gemakkelijk nadoen met je eigen getallen.

In een gewone versterker wordt de eindtrap gevoed uit een positieve en een negatieve spanning. Laten we eens zeggen: +30 V en −30 V.
Voor de berekening nemen we de weerstand van de luidspreker even constant aan; laten we zeggen 8 ohm.
Stel nu ook nog dat over de eindtransistoren (waarvan er telkens één in geleiding is), minimaal 2 V valt. Dat is wat veel, maar daardoor wordt de berekening lekker gemakkelijk.

De piekspanning op de luidspreker wordt dan 28 V. In de 8 ohm loopt dan een piekstroom van 3,5 A. Het piekvermogen is dus 98 W.

Als de versterkte golfvorm nu een blokspanning zou zijn, zou de spanning op de luidspreker dus steeds wisselen tussen +28 V en −28 V. Het vermogen zou dus steeds hetzelfde zijn, nl. 98 W, en dat zou dus ook het gemiddelde vermogen zijn.

Als de golfvorm een sinus zou zijn, zou het vermogen steeds wisselen tussen nul en het maximum van 98 W. Het gemiddelde vermogen zou dan 49 W zijn.
Het sinusvermogen wordt vaak opgegeven, en is vaak een eerlijke maat. Maar het is eigenlijk niet zo'n praktisch interessante waarde, want je versterkt nooit een enkele sinus.

Als het geluid muziek of spraak zou zijn, zou de golfvorm nog veel 'piekeriger' zijn. Het maximum vermogen dat de versterker in dit voorbeeld kan leveren blijft steeds 98 W, maar het gemiddelde vermogen is dan veel lager dan zelfs die 49 W.
De piek/gemiddeld-verhouding is bij de sinus dus 2x (3 dB); maar bij muziek en spraak kan dat veel meer worden, bijvoorbeeld 14 dB (ca. 25x).

Bij hetzelfde piekvermogen van 98 W houd je dan een gemiddelde van ca. 4 W over - en dat is dus het maximum, want meer piekvermogen heb je niet.
Dat hindert niets, want 4 W gemiddeld is een enorme hoeveelheid geluid!

Nu zijn er nog enkele oorzaken waardoor het piekvermogen wat lager kan uitvallen. Ten eerste kan de voedingsspanning wat inzakken bij de hogere stromen die je dan vraagt.
Ook kan de vervorming bij hogere vermogens toenemen. Als je onder een bepaalde vervorming wilt blijven, kan dat dus betekenen dat je dat alleen lukt met een beperkt vermogen.

Ik heb het hierboven over piek- en gemiddeld1 vermogen gehad. Alle andere 'soorten' zijn bedenksels van de industrie, en onbruikbaar voor metingen of vergelijkingen.

--
1Gemiddeld over de tijdsduur van een periode van de sinus

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

U is de effectieve spanning in je formule.

De DC spanning is inderdaad de maximale piek-piek spanning. Voor het sinus-vermogen is de formule U * U = Ohm * Watt ook juist, maar dan geldt dat U de effectieve waarde van de spanning is. En die is V(supply) gedeeld door 2*wortel(2) of Vsupply gedeeld door 2,82...

En je verliest inderdaad wat van die maximale spanning. En bij een continue signaal daalt die spanning door de belasting.
-------------------
FET was sneller.

Op 13 oktober 2021 18:34:21 schreef vergeten:
@brmo
Het belangrijkste daarbij is: De voeding moet het minstens kunnen leveren!

Dat is al lang niet meer zo, een voeding kun je gerust korte tijd overbelasten. Dat heeft te maken met het IEC vermogen.
Men heeft berekend dat een versterker bij een normaal programma, dus geen sinustonen of bijv heavy metal , het gemiddelde vermogen slechts een achtste is van het maximum vermogen. Dat is voor de versterkerbouwer zeer kosten besparend. Een versterker kan dus een korte tijd het opgegeven maximale vermogen leveren. Zet je een constante toon op de ingang en stuur je uit tot maximum vermogen, dan zal blijken dat de versterker, als deze niet goed beveiligd is, het loodje zal leggen. De voeding schiet te kort en ook de koeling van de eindtrap.
Het is de reden dat menig huiskamerversterker en ook de goedkope chinese "krachtversterkers" het op een feestje binnen afzienbare tijd af laten weten.
Wil je aan een versterker maximum metingen doen, dan kan dat slechts gedurende korte tijd.
Bij een versterker heb je eigenlijk maar een paar parameters, het sinus vermogen, het muziek vermogen en het IEC vermogen.
De eerste twee zijn uit de tijd dat de versterkers volgens opgave konden leveren. Versterkers met een ongestabiliseerde voeding hebben tijdens geen of klein signaal een hogere voedingsspanning. Tijdens korte fortissimo's kan dan een groter vermogen geleverd worden. Stuur je uit met een sinustoon,dan zal de voedingsspanning zakken tot een bepaalde waarde en dat is het RMS vermogen. Tegenwoordig kan een versterker dat vermogen ook nog maar korte tijd leveren en dat is het IEC vermogen.

In Philips Hobbyskoop 1972 Nr.3 staat ook een artikel over vermogens van versterkers.

Wat is Watt in versterkerland?

Een watt is in het algemeen een watt, het produkt van stroom en spanning. Maar ten aanzien van het uitgangsvermogen van geluidsversterkers lijkt dat niet meer op te gaan. Dan is de ene watt ineens de andere niet meer.

Het uitgangsvermogen van een versterker kan namelijk op verschillende manieren worden opgegeven. Het meest bescheiden is het sinusvermogen, dat is het vermogen dat de versterker gedurende lange tijd kan leveren. Deze waarde wordt gevonden door de effectieve waarden van de maximum-stroom en de maximum-spanning die de versterker aan de luidspreker kan leveren, met elkaar te vermenigvuldigen, dus Ieff x Ueff.

Iets minder bescheiden is in het algemeen het muziekvermogen, dat gelijk is aan het vermogen dat de versterker korte tijd kan leveren.
Een versterker met een ongestabiliseerde voedingsspanning kan gedurende de korte tijd dat de voedingsspanning niet of nagenoeg niet daalt een wat groter vermogen afgeven dan het opgegeven sinus-(continu-)vermogen. Bij een versterker met een gestabiliseerde spanning daalt de voedingsspanning normaal gesproken onder geen enkele omstandigheid en is dus geen onderscheid tussen sinus- en muziekvermogen.

Voor deze twee soorten vermogens moet de maximale vervorming worden vermeld die nog toelaatbaar is, bijvoorbeeld 1 %. Deze 1 % geldt volgens de DIN-specificaties van HiFi-versterkers. Voor "gewone" apparatuur is volgens dezelfde norm 10 % acceptabel. Als men genoegen neemt met meer vervorming, kan de versterker meestal ook wat meer vermogen leveren. Ook moet worden opgegeven bij welke luidsprekerimpedantie deze vermogens gelden.

Het piekvermogen dat de versterker kan afgeven is het produkt van de maximum-stroom en de maximum-stroom, die 1,4 maal zo groot zijn als de effectieve waarden. Dat wil zeggen dat het piekvermogen gelijk is aan 1,4 Ieff x Ueff = tweemaal het sinusvermogen (zie boven).

Dan hebben we nog het piek-muziekvermogen, dat volgens dezelfde redenering tweemaal zo groot is als het bovengenoemde muziekvermogen.

Om de zaak nog onoverzichtelijker te maken kennen we ook nog het totale piekvermogen en het totale piek-muziekvermogen. Deze waarden worden soms voor stereoversterkers opgegeven en zijn niets anders dan de bij elkaar opgetelde piekvermogens, respectievelijk piek-muziekvermogens van de twee afzonderlijke kanalen.

Ondoorzichtig? Laten we dan als voorbeeld een stereoversterker nemen die op elk kanaal maximaal 10 W sinusvermogen levert. Gedurende korte tijd kan elk van de beide versterkers bijvoorbeeld 15 W muziekvermogen leveren. Het piekvermogen is tweemaal zo groot als als het sinusvermogen, dus voor elk kanaal 20 W en hetzelfde geldt voor het piek-muziekvermogen, dat tweemaal het muziekvermogen bedraagt, dus elk kanaal 30 W. Omdat het gaat om een stereoversterker, die twee kanalen heeft, is het totale piekvermogen tweemaal het piekvermogen van één kanaal, dus 40 W. En het totale piek-muziekvermogen is zelfs tweemaal 30 W, dus 60 W. Er zijn dus zes manieren om van één en dezelfde stereoversterker het vermogen op te geven.

Het zou prettig zijn als voor alle versterkers het uitgangsvermogen op dezelfde wijze zou worden opgegeven. Dan was het mogelijk alle versterkers op dit punt gemakkelijk te vergelijken.
Philips geeft in het algemeen het sinusvermogen op, in het bovenstaand voorbeeld dus 2 x 10 W (10 W per kanaal).
Maar er worden opgaven aangetroffen van versterkers met hetzelfde uitgangsvermogen die vermelden dat deze 60 W kan leveren, zonder de aanduiding erbij dat dit het totale piek-muziekvermogen is. Maar ja, 60 W klinkt aantrekkelijker dan 2 x 10 W.

mooi FET, je beschrijft de verhouding piek/rms in functie van het aangeboden signaal. das op zich een originele benadering, maar als ik me goed herinner is het niet dat wat bedoeld wordt met piek en RMS waarde van een versterker, want dan kan het alle kanten op... Voor beide tests wordt een gelijkvormig signaal gebruikt, een sinus. voor piekvermogen moet de sinus x milliseconden onder een bepaalde vervorming blijven. voor het RMS vermogen moet dit continue. In lang vervlogen tijden was dit interessant want: 1)door het type voeding kon de versterker kort even meer leveren dan de RMS en 2)was het type muziek daar ook voor geschikt, af en toe een groskaisse (drum) slag.
Een versterker van 6 watt continue kom makkelijk 10 watt piek leveren, voldoende voor hifi. geen van die argumenten zijn nu nog waar. ..

nu (ik bedoel in de huidige tijd) komt het wel eens voor dat een versterker bewust zo geconcipieerd wordt dat er een groot verschil ontstaat tussen piek en rms, ter bescherming van de speaker.. (vooral als ze een geheel vormen)

Ja Kris.

Voor andere geïnteresseerden: Google op Bob Carver. Zelfs een WiKi pagina is gewijd aan dit onderwerp.

blackdog

Golden Member

Hi,

Versterker vermogen
Wat je aan het geleverde vermogen door de versterker hebt, hangt ook sterk af van het rendement van de gebruikte luidspreker en vooral de productie van het geluid en of het nu een plaat is, of CD maakt niet uit.

Productie van het geluid

Alle geluid is geproduceerd, er is dus bepaald hoeveel compressie en limiting er gebruikt gaat worden voor het desbetreffende medium.
Luister je nu b.v. naar 538 en/of Radio Veronica of andere commerciële stations dan doen die er nog eens een laag overheen, de dumbo's vinden dat dat hun "sound" maakt.
Dat levert een zeer "compact" en zeker als harder ervaren geluid op, waar je doodmoe van wordt.

Berekenen van het vermogen, natte vijnger methode

Maar nu weer terug naar de vraag en als ik b.v. wil weten hoeveel vermogen een versterker kan leveren doe ik het volgende.
Ik meet de totale voedingspanning en ga er vanuit dat tijdens dit meten de netspanning ongeveer 230V is.
Je kan een versterker met een enkele voedingspanning hebben, meet de spanning dan op de voeding elco.
Heb je een versterker die met een + en een - voeding werkt, meet dan de totale voeding spanning.

Berekening RMS waarde
Mooi, je hebt de totale spanningen, die deel je door 3, zeg dat het 100V is, deel deze waarde door drie wat dan is 33,3V, dit is een ruwe RMS waarde berekening.

Berekening vermogen via de Wet van Ohm(UxU / R)
Die 33,3V vermenigvuldig je met zichzelf(kwadrateren) en je krijgt dan de waarde: 1109 deze waarde deel je dan door de luidspreker impedantie.
Laten we even aannemen dat de luidsprekers 8Ω zijn, dan kan de versterker aan die belasting ongeveer 138 Watt leveren binnen de bandbreedte van de versterker.
Mooi, dan nemen we een 4Ω luidsprekersysteem daar zou dan uitkomen op iets van 277 Watt.
Kan je wel willen, maar dat is bijna nooit zo, enkele modellen van het merk Krell kunnen dat en nog wat merken, maar dat weet ik niet meer uit mijn hoofd.
Een versterker die ontworpen is voor 8 Ohm kan nooit op zeg "vol" vermogen goed een 4 Ohm systeem aansturen.

Precisie berekeningen
De meesten op dit Forum weten dat ik vrij precies ben en hier hanteer ik de waarde van drie waar ik de totale voedingspanning door deel...
Dat zou 2√s moeten zijn, maar om het dan echt goed te doen zou ik ook de Ri van de Netspanning en de Netspanning zelf moeten weten.
Ook zou ik dan precies de belastingweerstand moeten weten, bij mijn Heatkit belasting weerstand weet ik dat toevallig, maar ook de bedrading weerstand en b.v. de weerstand van de zekeringen in de versterker.

Tja dat wordt wel erg veel om het met enige zekerheid te bepalen wat het versterker vermogen is(en ik laat nog een aantal onzekerheden achterwege)
Of mijn zelfbouw versterkers die ik hier heb nu 145 of 155 Watt per kanaal leveren zal mij worst wezen, ik kan nooit het verschil horen,
en al helemaal niet als het om verschillende bronnen gaat, b.v. het zelfde nummer via een FM zender of afgespeeld via een CD speler, zie de rede hierboven betreffende compressie en limiting.
Natuurlijk eerst uitgezocht dat voor beide bronnen het Piek Piek niveau gelijk is, ga daar maar eens aan staan, probeer dat maar eens te regelen.
Je gaat versteld staan van de grote verschillen in luidheid, dit ondank ongeveer gelijkzijnde piek niveaus.

Vervormings metingen
Als je metingen doet aan versterkers dat hou je meestal 0,1% vervorming aan om het vermogen te bepalen voor HiFi apparatuur.
10% vervorming is marketing bullshit, vergeet het gewoon, het "klinkt" vreselijk en ja iedereen hoort dat bij dat percentage.
Een beetje getrainde oren kan vervorming beneden de 0,1% herkennen bij continu tonen.

Vermogens metingen HiFi versterkers
Versterker vermogen wordt meestal bij twee kanalen tegelijk gemeten, dus beide kanalen vol uitgestuurd tot ze 0,1% vervorming bereiken(dat percentage hield ik altijd aan).
Voor het Audio gebied van 20 tot 20.000Hz.
Buizen versterkers halen eigenlijk nooit die lage vervorming waarden beneden de 50Hz.
Dat vraagt om zeer goede uitgang ‘s transformatoren die erg duur worden daardoor.

Impedanties van luidsprekers
Als laatste dan nog dit, er zijn bijna geen luidprekers die 4 of 8 Ohm zijn,
De impedantie varieert flink tussen 20Hz en 20KHz en alleen bij zeer goed ontworpen scheidings filters is deze enigszins vlak.
De variatie zit meestal tussen 3 en zo’n 25 Ohm over het audiogebied heen.

De lagere impedanties zijn altijd lastiger voor een versterker, daar hij daar meer stroom moet gaan leveren.
Meer stroom betekend een dikkere trafo, grotere elco’s, meer eindtransistoren, daar zit de gemiddelde fabrikant niet echt op te wachten.

4 Omhm luidspreker op 8 Ohm versterker
Kan je nu op een versterker welke is ontworden voor minimaal een 8 Ohm belasting een 4 Ohm luidspreker aansluiten?
Ja dat kan en ook vrij goed, dit alleen als je zinnig bezig bent.

Waardoor gaat het b.v. nu fout
Pa luistert in zijn werkamer altijd op een rustig niveau naar een klassieke muziek zenders.
En nu komt zoonlief thuis, pa is nog aan het werk en zoonlief die propt een DeadMetal CD in de lade, niemand thuis en blazen maar!
Tja…

Waarom kan Pa nu rustig naar zijn muziek luisteren ondanks zijn 4 Ohm luidsprekerboxen en blaast zoonlief het systeem op?
Omdat in Pa zijn situatie, hij niet boven de maximale uitgangstroom komt van de versterker en zoonlief daardik overheen gaat.

Ik kan hier nog wel even doorgaan, maar het stukje is al wat lang. ?
Ik hoop dat dit help bij het inzicht.

Groet,
Bram

PS en dan heb ik het nog niet eens gehad over de compressie van het oor bij luide geluiden...

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Ik weet dat de Ohm over de boxen wijzigt naargelang de frequentie.

Wellicht wordt hier iets bedoeld in de zin van "de impedantie van luidsprekers kan veranderen met de frekwentie", daar is wel iets van aan maar echt relevant is het niet, dus niet teveel woorden aan vuil maken.

Ik gebruik nu de formule P = (U*U)/R, maar weet niet of deze wel juist is.

en hier gaat het wel om, en hierom alleen, of zo lees ik de vraag toch.

Mijn antwoord luidt: ja die formule is correct maar dan is U wel de effectieve wisselspanningswaarde - desgewenst in RMS-meting. Ik denk dat de vraag eigenlijk neerkomt op "bij een gegeven voedingspanning van de eindtrap, wat is de maximale effectieve uitgangswisselspanning?"

Als ik het op dit gevorderde uur en na een zware werkdag nog een beetje goed heb, dan is het theoretische maximum, bij een voedingsspanning van 10/0/-10V= oftewel 0-20V=, gelijk aan tien (volt) maal wortel twee gedeeld door twee, zeg maar een volt of zeven. Let wel: dat is een theoretisch maximum, dat even voorbijgaat aan de practische inperkingen van verzadigingsspanningen, emitterweerstanden, en wat nog al niet. En dan bovendien nog aannemende dat het over zuivere sinussen gaat.

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord

Pa luistert in zijn werkamer altijd op een rustig niveau naar een klassieke muziek zenders.
En nu komt zoonlief thuis, pa is nog aan het werk en zoonlief die propt een DeadMetal CD in de lade, niemand thuis en blazen maar!

Pfff wat een onzin. Vandaag is het opa die boenke-boenke doet op de auto-"hifi" en de kleindochter die Mozart en Bach speelt - beide nog meegemaakt daarstraks, op de parking van de Aldi in Steenokkerzeel.

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord
blackdog

Golden Member

Hi big_fat_mama,

Wat ik in mijn verhaal duidelijk wil maken is dit, het opgenomen vermogen is afhankelijk van de belasting en de andere zaken die ik aantip.
Daar wordt in mijn ogen veel te makkelijk aan voorbij gegaan.

Een luidspreker is niet 4 of 8 Ohm, luidheid hangt van het weer te geven signaal hangt sterk af van wat ik hierboven heb aangegeven.
Een sinus signaal in de te testen versterker sturen, niet meer dan 0,1% vervorming en dan met de Wet van Ohm berekenen wat het vermogen van de versterker is.

Ik schets een voorbeeld waar ik tegenaan ben gelopen, dat jij wat anders hebt meegemaakt maakt in totaal niet uit, het gaat er om wat ik duidelijk probeer te maken.
Of iemand nu Jaap of Piet heet, Marie is ook goed, het kan ook de hulp in de huishouding zijn die gabber house draait als er geen bewoners thuis zijn, doet dit iets af aan het voorbeeld?

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Hoi Brammerd, die tweede reactie van me was een uitdagertje hoor, beetje plagerig eigenlijk. Ik probeerde er op ludieke wijze op te wijzen dat we beter bij de oorspronkelijke vraag blijven. (en het was ook een fraaie aanleiding om mijn frustratie te luchten bij die opa die op vijftig jaar tijd niet veel smaak of nuance had bijgeleerd, toch niet aangaande muziek)

Hoe kunt ge het vermogen (piek en RMS) berekenen van een versterker als ge de Ohm van de boxen en de voedingsspanning over de eindtransistoren weet ?

Al uw opmerkingen waren terecht en lezenwaardig en interessant - maar gingen voorbij aan die oorspronkelijke vraag.

[Bericht gewijzigd door big_fat_mama op 13 oktober 2021 21:50:05 (16%)]

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord
blackdog

Golden Member

Hi big_fat_mama,

Sorry, maar mijn mening/opmerkingen zijn niet voorbij de oorspronkelijke vraag...
Ik geef uitgebreid aan hoe het een en ander in elkaar steekt.

De TS geeft zelf al aan dat het onduidelijk is hoe het in elkaar steekt en ik probeer het zo duidelijk mogelijk aan te geven hoe het in de praktijk in elkaar steekt.

Ik kan wat opmerkingen maken over het besturen van een vliegtuig, bij die windrichting en die sterkte moet je dit doen.
Jij bent dan de eerste die op mijn nek springt om mij duidelijk te maken dat wat ik zeg, "wat beperkt is" en dat je daarmee nu niet echt een vliegtuig kan goed kan besturen.

Nog maar een keer...
Einstein: Alles moet zo simpel mogelijk gemaakt worden, maar niet simpeler.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Op 13 oktober 2021 21:43:58 schreef blackdog:
Hi big_fat_mama,

Wat ik in mijn verhaal duidelijk wil maken is dit, het opgenomen vermogen is afhankelijk van de belasting en de andere zaken die ik aantip.
Daar wordt in mijn ogen veel te makkelijk aan voorbij gegaan.

nee, er wordt bewust op gewezen dat dit niet uitmaakt voor het RMS vermogen dat de versterker KAN leveren.

kijk, mijn Porsche heeft 250 KW aan vermogen onder de kap. als ik op ijs rijd kan ik dat vermogen nooit omzetten op de grond, het ding gaat gewoon slippen. Moet het opgegeven vermogen dat de motor kan leveren daaraan aangepast worden door de fabrikant? Ferdinand gaat het met dat laatste niet eens zijn :-)

blackdog

Golden Member

Hi kris van damme,

Ik begrijp niet wat je duidelijk probeert te maken.

Wat ik omschijf geeft goed aan hoe het in elkaar steekt, een luidspreker systeem dat bij 10KHz 24 Ohm is,
kan bij die impedantie nooit het vermogen opnemen dat de versterker kan leveren bij zeg 8 Ohm.

De belasting impedantie en en het vermogen van de versterker voor de impedantie waarvoor hij ontworpen is, bepaald het opgenomen vermogen.
Je kan de versterker die voor 8 Ohm bedoeld is wel met 2 Ohm belasten, tot zijn stroomreserve op is, vervorming spuit dan ondertussen de versterker uit.

Mijn eerste stukje in dit topic geeft goed aan hoe het een en ander in elkaar steekt in de praktijk.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
jerome

Golden Member

Op 12 oktober 2021 18:29:16 schreef brmo:
Ik heb zelf een eindversterker gemaakt (2x 400W - 4 Ohm).

De berekening is dus gelukt.

Op 13 oktober 2021 22:18:49 schreef blackdog:
Hi kris van damme,

Ik begrijp niet wat je duidelijk probeert te maken.

Wat ik omschijf geeft goed aan hoe het in elkaar steekt, een luidspreker systeem dat bij 10KHz 24 Ohm is,
kan bij die impedantie nooit het vermogen opnemen dat de versterker kan leveren bij zeg 8 Ohm.

Bram, als je de luidspreker of andere last meeneemt, bepaal je niet het rms vermogen dat de versterker kan leveren , maar van een keten.
das wat lastig voor het specificeren , iedere luidspreker is anders. daarom op weerstanden. Doe je met de wagen toch ook? gaat op een testbank voor bepalen vermogen. heb je altijd de zelfde omstandigheden.
Voor Iemand die van meters houdt met veel cijfertjes achter de komma moet de test eenduidig zijn, toch? :-)

blackdog

Golden Member

Hi Kris,

Wat schat jij in, zou ik aan 50 versterkers hebben gemeten of zou het er meer als 1000 kunnen zijn in mijn leven?

Ik heb in de av industrie gewerkt en zeer veel aan versterker apparatuur gemeten.

Altijd was de eerste test, 1khz net onder het clippen te testen wat het vermogen is bij een bepaalde netspanning en belasting.

Ik denk dat ik ondertussen wel weet hoe de vork in de steel zit. :-)

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

@Blackdog: je meting was toch wel in de gespecificeerde weerstand?

Lees dit draadje nog eens door: Kris wijst terecht op een gespecificeerde load en die noem je niet. De discussie is een misverstand denk ik.

En daarna komen toch pas de (stabiliteit) tests in inductieve en capacitieve belastingen. En de slew-rate en vervormingsmetingen. Maar misschien deden we bij Philips (@kris ?) dan iets fout.....

[Bericht gewijzigd door Brightnoise op 14 oktober 2021 12:08:30 (21%)]

Hoop gezever. Wat de TS wil horen is:

Het piek vermogen wordt bepaald door de voedingspanning.

Stel je voeding is +/- 10V en je luidspreker is 8 Ohm.

Je kan nu 10V op de luidspreker zetten, dan gaat er 1.25A lopen -> 12.5W.

Dit is echter als je een perfect 10V blokgolf aanbied. Wil je sinusvormige audio kunnen weergeven, dan is de piekspanning 10V en je RMS waarde maar 7.07V. de RMS stroom is dan 7.07/8, dus U.I = 6.25W.

Nu hangt het van je versterker af of je helemaal precies 10V aan de uitgang kan krijgen. Gemiddelde versterkers (waar jij het denk ik over hebt) hebben twee torren in serie, vaak nog in emittervolger configuratie, dus minimaal 1.2V spanningsval. Dan is je piekspanning maar 8.8V, dus 6.22V RMS, .78A stroom 4.8W vermogen.

Ga je "klasse D" dan heb je echter verwaarloosbaar spanningsval over de uitgangstrap en zit je weer aan de 6.25W.

Doe je niet 1 kant van de speaker aan GND, maar aan een tweede versterker, dan kan je 20V op de speaker zetten 2.5A, 50W uit de blokgolf 25W voor sinus vormige audio.

Als je nu een voeding hebt die het zojuist uitgerekende vermogen van de uitgangstrap niet kan leveren, dan kan de RMS waarde lager zijn.

Ook nog moet je rekening houden met dat muziek niet 1 sinusvormige toon is. Ga je complexere golfvormen willen weergeven dan moet je ruim onder bovengenoemde limiet blijven: Anders krijg je op bepaalde stukjes dat de voeding niet hoog genoeg is. Als dat gebeurt krijg je vervorming.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Dat berekenen is echt een fluitje van een cent.
Ik zie dat er een hoop mensen hebben gereageerd en veel geschreven hebben, ik heb lang niet alles gelezen.
Om even het voorbeeld van Frederick E. Terman te nemen, waarbij de voedingsspanning van de eindversterker 30 Volt symmetrisch is.
In de pieken zal over de transistoren een spanning staan waarbij de transistoren in verzadiging staan, dus laten we daarvoor 2 Volt nemen.
Dan is de piekspanning van een halve sinus dus 28 Volt.

Hiervan neem ik de effectieve waarde dat is U/(1/√2)=19,8 Volt.
Het vermogen is de effectieve spanning in kwadraat gedeeld door de weerstand:
U^2/R= 19,8^2/8=49 Watt.
Ik gebruik voor de weerstand 8 ohm, neem ik nu 4 ohm dan is het piekvermogen 98 Watt.

Maar dit zijn piekwaarden, het kan zijn dat de sinusvorm flink vervormd is, het maximale vermogen valt dan een stuk lager uit.
Het is ook nog mogelijk dat de voedingsspanning niet aan deze waarde komt, omdat de voeding de gevraagde stroom niet kan leveren, m.a.w. de spanning zakt in.

"tijd is relatief"
blackdog

Golden Member

Hi,

Ik begrijp groot deel van jullie opmerkingen niet...
Wat ik aangeef is waar het in de praktijk op neer komt en dat het precies willen meten van het vermogen lastig en niet zo zinnig is.

Ik heb zeker aangegeven over 4 en 8 Ohm belastingen en dat het er in de praktijk er meestal anders uit ziet,
dit wat de belasting uit de versterker trekt i.v.m. de variërende impedantie over het audio gebied van de aangesloten luidsprekerbox.

Vermogensmetingen heb ik op net zo'n manier gedaan als bij Philips of andere bedrijven, dat is geen "Rocket Sience"
Er komen allerlei eenheden voorbij voor vermogens van versterkers en de meeste zijn marketing bullshit, de FTC en DIN normen hebben geprobeerd dit een beetje in te dammen.

Vooral bij de grote vermogen versterker gaan er veel meer zaken meespelen, wat ik in mijn lange post hierboven al heb aangegeven.
Als je de maximale piek piek spanning op een scoop meet en dan een vermogens berekening gaat doen, door de piek piek spanning door 2√2 te delen en dan te kwadrateren en als laatste door de belasting impedantie te delen, krijg je een vermogen er uit.
Maar is dat nu bij 0,1%, 1% of 10% vervorming dit is lastig op de scoop af te lezen.

Dus als je het precies wil weten, zal je een vervormings meter moeten gebruiken om het goede punt te bepalen volgens de specs van de versterker bouwer(welke gegevens vaak beperkt zijn)

Alles wat ik hier in dit topic heb geschreven geeft aan dat het precies willen weten van het versterker vermogen niet echt zinnig is, dit omdat het van zeer veel eigenschappen afhankelijk is.
De formule om uit te rekenen wat het vermogen is ligt gewoon vast, de RMS waarde van een sinus vormig signaal met zichzelf vermenigvuldigen en dan delen door de belasting impedantie, dus U kwadraat gedeeld door R.

Mijn manier van het meten van de totale voedingspanning dit door drie te delen, kwadrateren en dan door de belasting impedantie te delen geeft gewoon een aardige indruk van het vermogen van de versterker, meestal binnen 5% wat mooi genoeg is, wil je meer en preciezer doe dan deze test eens, zoals hieronder vermeld.

Testje
Zet maar eens een versterker op je testbank en je houd verder nergens rekening mee, 230V stekker er in, 1KHZ sinus op de ingang, audio meetset en belasting op de uitgang, verrrek... deze versterker, deze versterker haalt de 2x 600-Watt aan 4Ω niet? (je trekt op dat moment ongeveer 1,6KW uit het net!)

Blijkt de 230V aansluiting in je meetomgeving te veel in te zakken en de trafo in de versterker is eigenlijk voor 240V netspanning, blijf je bij het tegelijk uitsturen van beide kanalen aan 2x 548-Watt te komen bij 0,1% vervorming.
Dat is de praktijk en daarom is het voor de gebruiker niet zo zinnig precies te willen weten hoeveel Watt de versterker precies is.(samen met de andere redenen die ik heb aangetipt)

Bij 240V netspanning en een lage Ri van het 230V Net, korte dikke kabels naar je 4Ω belasting weerstanden met goede aansluitingen, dan heb je kans dat je zelfs 2x623-Watt meet als de versterker fabrikant lief is. :-)

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
eSe

Honourable Member

De conclusie die ik hier uit trek: Zelfs mensen die heel hun leven bezig zijn met soldeerbouten, schroevendraaiers en meetapparatuur hebben geen eenduidige manier om het vermogen van een versterker te bepalen :) :+

Laat staan een leek die zijn keuze moet maken uit de advertenties in "serieuze" HiFi magazines, verkopers in audio/video winkels, online verkopers...

Heeeel lang geleden stond er een artikel in Elektuur met de titel "Wat is Watt?" Als ik het goed heb is men daar ook niet met een oplossing gekomen.

Moeilijke materie, en waar liggen de grenzen? Echt de versterker max uitsturen zonder rekening te houden met vervorming? Frequentiebereik inperken of toch maar gaan van 20hz tot 100Khz?...

Zijn er standaard normen om versterkers te vergelijken, soort van "oude" DIN norm?

Groetjes,
eSe

A transistor protected by a fast-acting fuse will protect the fuse by blowing first.
blackdog

Golden Member

Hi eSe, :-)

Wat ik uitleg zit volgens mij geen woord Frans bij.
Vermogens berekening aan de hand van een Sinus top top spanings metingen of een RMS meter, ligt gewoon vast, daar is geen speld tussen te krijgen.

Maar wat zijn de meetconditie en in hoeverre is dit allemaal van belang bij de gebruiker van de te testen versterker.
Dat heb ik geprobeerd hier uit te leggen, het geheel is namelijk nogal complex.
Geen gebruiker hoort b.v. het verschil of hij 220V of 235V netspanning heeft bij een flink uitgestuurde versterker zonder dat deze grof in het clipen gaat.

Binnenkort in de audiosectie van dit Forum een test van de Dynaco versterker, die ik hier heb staan, om door de testmangel te halen. :-)

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"