3 Wege Lautsprecher an Verstärker sinnvoll?
Hallo liebe Gemeinde,
ich habe zwei 3-Wege-Lautsprecher von Pioneer (TS-A2010).
Leistung max: 350Watt Leistung rms max: 90Watt Impedanz: 4 Ohm
Nun bin habe ich gelesen das man daran ein Verstärker betreiben kann, muss man aber nicht. Leider habe ich keine konkreten Aussagen weiter gefunden. Könnt ihr mir nun mitteilen ob man einen Verstärker davor schaltet oder nicht? Und wenn ja, was nimmt man dann für einen. Welche Anforderungen muss der Verstärker für 3-Wege-Lautsprecher erfüllen?
Könnte solch einen Verstärker verwenden?
Ziel soll es sein den Verstärker + LPS + Radio + Batterie in einen Bollerwagen für Männertag einzubauen.
Vielen Dank & MfG
3 Antworten
Hallo IkeBinZ,
Ich hatte gestern eine sehr ausführliche Antwort geschrieben und um 17:30 abgeschickt. Als ich jetzt nachgesehen habe, ob ich einen Kommentar erhalten habe, war sie verschwunden.
Da ich von meinen Antworten immer eine Kopie anfertige, schicke ich sie noch einmal ab.
ich habe zwei 3-Wege-Lautsprecher von Pioneer (TS-A2010).
Leistung max: 350Watt Leistung rms max: 90Watt Impedanz: 4 Ohm
Für den Einsatz auf einem Bollerwagen genau richtig, denn diese Lautsprecher haben einen guten Wirkungsgrad, der laut Datenblatt bei 93 dB / 1Watt / 1m liegt.
Bei den Leistungsangaben sind 90 Watt RMS der eigentlich wichtige Wert und bedeutet für die Verstärkerauswahl, diesen Leistungswert nicht zu überschreiten.
Der von dir ausgewählte Verstärker käme dem Ideal schon sehr nahe, wenn da nicht einige schlimme Fehler in der Beschreibung wären. Es ist ein 2.1-CH Verstärker, hat also einen dritten Verstärkerkanal zum Anschluss eines Subwoofers.
Ich bin mir nicht sicher, ob du das aus der Beschreibung hast erkennen können und meiner Meinung nach benötigst du nur einen Stereo-Verstärker, da deine Lautsprecher Vollbereichslautsprecher sind und keinen Sub benötigen.
Du müsstest also noch einen Sub bauen, wobei die Daten zum Verstärker nicht vollständig sind. Es werden 200 Watt Leistung angegeben, die sich auf 3 Kanäle aufteilen, aber in welchem Verhältnis ist unklar. Es ist jedenfalls kein "ehrlicher" Wert, denn aus 12 Volt und 2 A Stromaufnahme (ein entsprechendes Steckernetzteil wird empfohlen, was aber nicht stimmen kann, auch wenn auf der Rückseite ebenfalls 2 A aufgedruckt ist) kannst du maximal 24 Watt erzielen.
Wenn ich diesen Verstärker mit so gut wie identischen "Zwillingen" vergleiche und die Daten ansehe, komme ich zu dem Ergebnis, dass folgendes Angebot bildlich besser dargestellt wird, denn der 2.1-Betrieb ist aus den Abbildungen zu erkennen:
Die Spannungsversorgung darf bis 18 V betragen und die Stromaufnahme liegt bei 5A max, zu erkennen am empfohlenen Steckernetzteil. 200 Watt Ausgangsleistung (an einer Stelle als Sinus, an anderer Stelle mit RMS bezeichnet) ist ebenso absoluter Blödsinn und ein reiner Phantasiewert.
In diesem Angebot (ein 4-kanaliger Verstärker) kommen wir der Wahrheit schon viel näher, denn es werden 4 x 40 Watt angegeben, was aber immer noch zu viel ist:
Das erste Angebot, wo nicht gelogen wird. Stromaufnahme 5A, Ausgangsleistung 2 x 20 Watt RMS an wahrscheinlich 4 Ohm Lastimpedanz:
Es gibt viele vergleichbare Verstärker mit nur 2 Kanälen und sogar mit eingebautem Radio-Empfangsteil und MP3-Player über SD-Card-Slot und USB-Buchse.
Alle Verstärker dieser Art stammen aus China bzw. Hongkong, wenn du direkt bestellst, dauert es mehrere Wochen, bis du die Ware erhältst. Oder du bestellst bei einem Anbieter aus Deutschland, der den Import bereits gemacht hat, dadurch werden die Teile etwas teurer, aber es geht schneller, es gelten deutsche Garantiebedingungen usw.... ich würde diese Anbieter auswählen, denn bis zum 1. Mai ist nicht mehr lang und China-Ware wird garantiert erst danach angeliefert.
Meine Alternativen im selben Segment:
Mit Steckernetzteil und Fernbedienung, wird aus den Niederlanden ausgeliefert und ist okay, Liefertermin ist genau angegeben und wird in der Regel eingehalten. Die Leistungsdaten sind korrekt:
Sehr ähnliches Produkt mit Fernbedienung, ohne Powersupply, aber das passende Stromkabel wird mitgeliefert, so das du nur noch den Akku anschließen musst. Artikelstandort ist Frankfurt, super. Leistungsdaten stimmen auch, 2 x 30 Watt ist ein bisschen übertrieben, Stromaufnahme bis 5A max.
http://www.ebay.de/itm/ROT-MINI-AUTO-CAR-MP3-HIFI-STEREO-AUDIO-AMPLIFIER-Verstarker-MIT-FERNBEDIENUNG-/201397972625?hash=item2ee4412e91:g:LPIAAOSwLVZVuzXe
Alle Verstärker, die hier aufgeführt sind, haben einen sehr guten Wirkungsgrad von ca. 90 %, denn es sind Class D Verstärker, die auf jeden Fall sparsam mit der Batterie umgehen. Normale Autoradios wären auch brauchbar, aber sie haben 4 Endstufen verbaut und du benötigst nur 2. Sie haben deshalb einen höheren Stromverbrauch (außer die Endstufen arbeiten ebenfalls in Class-D, was aber nicht die Regel ist) und wären deshalb nur die zweitbeste Wahl.
Grüße, Dalko
PS: Ich bin gespannt, ob sich diese Antwort wieder im Nirwana verflüchtigt ;-)
Vielen Dank für deine ausführliche Antwort, was bei GF nicht die Regel ist.
Zu der Angabe von Werten in dem Format von z.B. 93dB/1Watt/1m"
Lautsprecherhersteller geben diesen Wert (leider mit unterschiedlichen Bezeichnungen) an um eine objektive Vergleichbarkeit des Schalldrucks von LS-Chassis zu
gewährleisten. Bezeichnungen wie
Kennschalldruck, Wirkungsgrad, Empfindlichkeit und andere
sind üblich und sorgen für Verwirrung, richtig wäre eigentlich die
Bezeichnung "Kennschalldruck". Sengspiel erklärt den Sachverhalt:
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-wirkungsgrad.htm
Bei der selben zugeführten elektrischen Leistung erzeugen LS-Chassis mit vergleichbarer Membranfläche unterschiedliche Schalldruckwerte, die Umsetzung von elektrischer Energie in Schallenergie ist also unterschiedlich bedingt durch Unterschiede in der Antriebskonstruktion (Unterschiedliche Magnetstärken, wie viel Prozent der Schwingspulenwickelbreite sich im homogenen Magnetfeld zwischen Polkern und Polplatte befinden usw.)
Ein Tieftöner, der eine große Amplitude haben soll, kann also immer nur einen kleinen Teil der Schwingspule im Magnetfeld haben, um groß, lineare Bewegungen ausführen zu können. Deshalb ist aber sein Wirkungsgrad viel schlechter im Vergleich zu einem Chassis, das nur einen geringen maximalen Hub ausführen muss und der größte Teil der Schwingspule sich im Magnetfeld befindet.
Das bedeutet für dich, dass eine 2.1 Lösung im Subwoofer-Kanal viel elektrische Energie verbraten muss, da ein Sub-Chassis einen sehr großen Hub machen soll, deshalb einen schlechten Wirkungsgrad hat, der durch viel Verstärkerleistung kompensiert werden
muss...und das ganze nur, um 20Hz tiefere Frequenzen abstrahlen zu können im Vergleich zu deinem 3-Wege-Koaxialsystem von Pioneer.
Nur zur Kontrolle damit ich dich richtig verstehe. Denn 5A*12V = 60 / 2 (weil 2 LSP) = 30 und somit sind die 20 Watt pro LSP realistisch?
Ja, grob gerechnet ist das richtig. Bei 5A*12V berechnest du die maximale Leistungsaufnahme des Verstärkers bei einem Strom von 5A. Wenn du also einen angegebenen Wert von 200 Watt siehst, dann müssten bei 12V Ströme von insgesamt mehr als 16A fließen, was aber absolut nicht zu den angegebenen 2A neben der Strombuchse auf den Verstärkern passt.
Die tatsächlich fließenden Ströme hängen von der Lastimpedanz ab, also vom angeschlossenen Lautsprecher.
ZurVereinfachung:
Bei einer Versorgungsspannung von 12 V Gleichspannung kann an einem Verstärkerausgang eine maximale Amplitude von +- 6 Volt
(Tonfrequenzwechselspannung) erzeugt werden. Diese Wechselspannung treibt einen Wechselstrom durch den angeschlossenen Lautsprecher in Abhängigkeit von seiner Impedanz. Um alles zu vereinfachen, verwende ich das ohmsche Gesetz und rechne mit Gleichspannung und Gleichstrom und mit ohmschen Widerstandswerten, was für eine Überschlagsrechnung genau genug ist, physikalisch aber falsch ist.
Ein 8 Ohm LS verursacht also bei 12V einen maximalen Strom von 1,5A, deshalb ist also nur eine maximale Dauer-Ausgangsleistung von 18 Watt möglich. Da aber in der Verstärkerelektronik Verluste auftreten, reduziert sich dieser Wert.
Bei einem Class-D Verstärker-Modul, wie es in diesen Chinaböllern verbaut ist, liegt der Wirkungsgrad zwischen 85 und knapp über 90%, was ziemlich gut ist. Also verringert sich die Ausgangsleistung um ca. 10% auf etwa 16 Watt.
Bei 4 Ohm ergeben sich 3A, das ergibt 36 Watt, reduziert um 10% ergeben sich ca. 32 Watt. Bei 4 Ohm liegt also die maximale Stromaufnahme bei 3A.
Da einige Anbieter ihre Verstärker auch ab 2 Ohm spezifizieren, ergeben sich sogar diese Werte:
Imax = 6A, Pmax - 10% = 64,8 Watt
Du siehst, wenn man das so durchrechnet und mit den Angaben der Verkäufer vergleicht, stimmt so gut wie nichts!!
Denn hier kommt man nur auf die 2x 20 RMS wenn man von 13,5V*3A (=40,5) ausgeht. Und die exakten 13,5V werden in der Realität doch sicher nicht gefordert, oder?
Im Auto hast du in der Regel mehr als 12V, außerdem dürfen die verbauten Module mit einer Spannung bis 18V betrieben werden (wird aber meistens nicht angegeben) und es kommt bei der richtigen Berechnung auf die Lastimpedanz an.
Deine erste alternative ist aber leicht schön gerechnet, oder?
Die Rechenbeispiele sind, wie oben bereits erwähnt, physikalisch gesehen nicht korrekt, denn es müsste mit Wechselspannung, -strom und mit der frequenzabhängigen Impedanz gerechnet werden, hier beschreibe ich nur eine vereinfachte Überschlagsrechnung, die aber genau genug ist, um erkennen zu können, ob beworbene Leistungseigenschaften plausibel sind oder nicht.
Ich komme gleich in die 5000-Zeichen-Begrenzung, deshalb schreibe ich einen zweiten Kommentar.
Fortsetzung folgt.
Fortsetzung:
Und wenn ich mich nicht irre, müsste ich mir ein eigenes Stromkabel zu der Batterie basteln bzw. ein passendes bestellen?
Selbst basteln macht Sinn. Du musst den richtigen Hohlstecker bestimmen und bei einem Elektronikbauteilehändler bestellen (ich messe immer mit einem Messschieber den Außendurchmesser und den Stift-Durchmesser aus) und dann ein passendes Kabel anlöten.
Leider sieht man hier nicht wie das Stromkabel aussieht.
auf einem Bild (Verstärker mit verschiedenen Kabeln und Fernbedienung) ist es zu sehen. Es ist das schwarz/rote Kabel mit Hohlstecker.
Qualitativ finde ich von den Bildern her aber das die erste Alternative einen besseren Eindruck macht. Wie siehst du das? :) Welchen würdest du nehmen?
Ich sehe es wie du. Es ist das einzige Angebot, wo die Angaben stimmen und ausführlich sind. Außerdem ist ein Steckernetzteil mit 3A bereits dabei. Du kannst ohne Bastelei sofort einen Funktionstest machen und keiner kann bei einem defekten Gerät anschließend behaupten, dass du das Teil durch unsachgemäße Verwendung geschrottet hast. Es sind Cinch-Eingänge und ein Miniklinken-Eingang vorhanden, also insgesamt ein komplettes, kleines und dennoch leistungsstarkes Gerät
Vorerst letzte Frage, wie hast du festgestellt welchen Wirkungsgrad die Verstärker haben und wie kommst du darauf das es D Class Verstärker sind?
Das habe ich bei einer ausführlichen Recherche mit Auswertung, welche integrierten Schaltkreise in den Endstufen verwendet werden, herausgefunden. Das in diesen Verstärkern verbaute "Innenleben" wird auch in Modul-Form bei eBay mit besserer Beschreibung angeboten. Ich suche passende Links heraus und poste sie in einem weiteren Kommentar.
Uff, das war jetzt doch anstrengend, jetzt eine kleine Pause, dann mache ich weiter.
Grüße, Dalko
Hier noch Info zu Class D:
Diese Art von Verstärker ist generell nur in Class D realisierbar, denn es darf bei dieser Baugröße und den kaum vorhandenen Kühlmöglichkeiten bei den angegebenen Leistungswerten nur eine sehr geringe Abwärme entstehen, und das geht nur mit Schaltverstärkern, also Class D.
http://www.ebay.de/bhp/class-d
häufig verbaut ist der TA2024 und Abkömmlinge:
http://www.alldatasheet.com/view_datasheet.jsp?Searchword=TA2024A
http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/90348/TRIPATH/TA2024.html
http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/T/A/2/0/TA2024.shtml
http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/T/A/2/0/TA2021.shtml
Der TPA3116 ist ebenfalls häufig zu finden, er verträgt eine höherer Versorgungsspannung und kann deshalb eine höhere Ausgangsleistung erzeugen:
http://www.ti.com/product/TPA3116D2
Noch ein Anbieter, der brauchbar informiert. Die Daten stimmen, du siehst die verbaute Platine (ist nicht viel drauf), hier würde ich ebenfalls mit einem guten Gefühl einkaufen:
http://www.ebay.de/itm/LEPAI-LP-838-2-1-Mini-MOSFET-Power-Stereo-Car-Amplifier-Super-Bass-Subwoofer-/251712608198?hash=item3a9b3d97c6
Bezüglich der verbauten Verstärker-Elektronik:
Es sind 4 Kanäle vorhanden, wobei bei der Sub-Version zwei Kanäle für den Sub-Ausgang im Brückenmodus arbeiten und deshalb
dieser Kanal die doppelte Leistung abgeben kann. Es sind also 2 Kanäle mit 20 Watt an 4 Ohm und ein gebrückter Kanal mit 40 Watt an 4 Ohm vorhanden.
Und auf deine Frage, was ich kaufen oder bauen würde, antworte ich mit ein paar Links zu Produkten, die ich verwenden würde, allerdings nicht unbedingt für einen Bollerwagen, da eine 12V Spannungsversorgung in deinem Fall richtig ist, aber in den meisten anderen Situationen nicht, da ist eine symmetrische Spannungsversorgung mit höheren Spannungswerten sinnvoller.
In einem "Edelbollerwagen" würde ich mit Step-Up Wandlern eine deutlich höhere, symmetrische Versorgungsspannung erzeugen...bah, jetzt fange ich schon wieder an zu schwafeln...
Viel Spaß beim Basteln, und denk dran, du hast nur noch 2 Wochen!
Grüße, Dalko
Spätestens dein Einsatzzweck erübrigt einen Verstärker. Denn der braucht eine Menge Strom. Du bist am sparsamsten und länger laut, wenn du nur ein Radio nebst Lautsprecher betreibst. Diese sollten einen hohen Wirkungsgrad aufweisen, um mit kleinerer Leistung lauter zu sein. Angegeben ist der Lautsprecher mit 93dB, also schon recht gut (wenn es nachgemessen auch so stimmt). Eigentlich auch ein Zweiwegerich mit Superhochtöner. Egal, diese ans Radio, da langt die Batterie deutlich länger als mit Amp!
Bin auf alle Fälle froh wenn ich einen Verstärker zugunsten der Laufzeit weglassen kann. Wie hast du den Wirkungsgrad von 93 dB ermittelt? Gilt dabei je höher desto besser (zumindest für mein Anwendungsfall)? Was meinst du konkret mit Zweiwegerich?
Wie kann ich die Boxen direkt an ein Autoradio anschließen? Muss ich da auf die Chinch-Ausgänge gehen oder direkt über den ISO-Stecker?
PS: Vielen Dank für deine Antwort.
Der Wirkungsgrad ist so in einem Angebot angegeben. Bezweifle aber, dass der auch so hoch ist. Also, gemessen an 1 W in 1 m Entfernung liegen 93 dB an. Wäre schon ehr hoch für ein 4-Ohm-System, dafür gibt es eigentlich spezielle 3-Ohm-Systeme, die das schaffen. Damit braucht er für die gleiche Lautstärke nur die halbe Leistung eines Lautsprechers mit 90 dB. Bzw. spielt bei gleicher Leistung deutlich lauter als ein 90 dB-LS.
Lautsprecher nur an die ISO. Cinch ist nur für Verstärker.
Eigentlich ist das System ein Zweiwegesystem. Also Tief-/Mitteltöner und Hochtöner, dazu ein Superhochtöner.
Wenn Du bereits ein Autoradio mit z.B. 2 x 50 Watt Sinus-Ausgangsleistung hast, so benötigst Du prinzipiell auch keinen weiteren Verstärker / Endstufe. Da kannst Du diese Lautsprecher bereits problemlos direkt dran anschliessen.
PKW - Hi-Fi ist in der Regel auch auf eine Scheinimpedanz von 4 Ohm ausgelegt.
Und "3-Wege" besagt lediglich, dass das Lautsprechersystem pro Kanal 3 verschiedene Lautsprecher-Chassis samt ( in diesem Fall simpler ) Frequenzweiche hat. Die grosse Hauptmembran ist hier für die allgemeine "Breitbandübertragung" zuständig. Für die höheren Mitten und die Hochtöne sind die beiden kleinen Membranen auf dem Träger über der Hauptmembran zuständig.
Somit "anschliessen & fertig". 😉
Vielen Dank für die verständliche Erläuterung. Im Internet war alles irgendwie komisch formuliert.
Genau 4 Ohm. Und da es sich bei mir auch um 4 Ohm LSP handelt kommen pro LSP auch 50 Watt Ausgangsleistung an, stimmt's?
Wozu schließen Personen dann einen Verstärker an, wenn es nicht nötig ist?
Wie kann ich die Boxen direkt an ein Autoradio anschließen? Muss ich da auf die Chinch-Ausgänge gehen oder direkt über den ISO-Stecker?
Gerne geschehen.😉😉
Wenn Dein Autoradio genauso wie Deine Lautsprecher auf 4 Ohm ausgelegt sind, so kommt die genannte Verstärkerleistung des (Auto-) Radios bei max. Aufregelung auch an. Beim Verstärker musst Du dort halt nur in den technischen Details der Ausgangsleistung nachsehen.
- RMS / Sinus - Ausgangsleistung bezeichnen für den Verstärkerpart eine "Dauerbelastbarkeit" der elektrischen Signalausgabe mit definierter ( möglichst geringer ) Signalverzerrung.
- Angaben wie "P.M.P.O." oder "Musikleistung" entbehren hingegen jeglicher Normmessung dauerhafter elektrischer Belastbarkeit bei guter Signalwiedergabe.
Aber da Du einen "Maiwagen" ( Bollerwagen ) planst mit Batterie, so besorge Dir ein Autoradio und leihe / kaufe Dir eine gute 12V - Autobatterie. Dann baust Du jedem der Lautsprecher noch ein Häuschen für die Tiefendynamik und schon wärest Du selbst mit einer Dauer-Ausgangsleistung von 2x10 - 2x25 Watt im Aussenbereich für Deine Maiwanderung bestens bestückt mit Sound.
( so fette Lautsprecher müssten es dann ja noch nicht mal sein...aber wenn Du die halt schon mal hast...o.K. )
Es soll ja halt ein "Maiwagen" werden. Da muss auch noch die ( hinreichend dimensionierte ) Autobatterie nebst vermutlich "Speis' & Trank" rein.
"Konzert-Lautstärke" kannst Du somit nicht einplanen...aber etwas / deutlich mehr Laufzeit als ein guter batteriebetriebener "Ghettoblaster" mit etwa 15 - 30 Watt Sinus-Ausgangsleistung bei ähnlicher Lautstärke. ( wenn man sich an deren Leistungswerten der Planung richtet )
Auch an dich vielen Dank für deine ausführliche Antwort, besonders für den zweiten Versuch. ;)
Was sagt die Aussage genau aus, würde gern die Angabe verstehen, wie die gemeint ist :)
Danke für die Erläuterung über die Verstärker, sehr verständlich geschildert. :)
Nur zur Kontrolle damit ich dich richtig verstehe. Denn 5A*12V = 60 / 2 (weil 2 LSP) = 30 und somit sind die 20 Watt pro LSP realistisch?
Super Sache! Kannte ich noch gar nicht, auch nicht teurer als ein Radio.
Deine erste alternative ist aber leicht schön gerechnet, oder?
Denn hier kommt man nur auf die 2x 20 RMS wenn man von 13,5V*3A (=40,5) ausgeht. Und die exakten 13,5V werden in der Realität doch sicher nicht gefordert, oder?
Und wenn ich mich nicht irre, müsste ich mir ein eigenes Stromkabel zu der Batterie basteln bzw. ein passendes bestellen?
Bei der zweiten Alternative ...
sind 20 RMS (pro LSP) sicher realistischer auch wenn rein mathematisch 30 RMS rauskommen. Leider sieht man hier nicht wie das Stromkabel aussieht. Qualitativ finde ich von den Bildern her aber das die erste Alternative einen besseren Eindruck macht. Wie siehst du das? :) Welchen würdest du nehmen?
Vorerst letzte Frage, wie hast du festgestellt welchen Wirkungsgrad die Verstärker haben und wie kommst du darauf das es D Class Verstärker sind?
Danke und Gruß IkeBinZ