Re: Knacksen bei Musik mit hoher Dynamic und Loudness
Verfasst: So 15. Jan 2023, 01:37
Der TE (mampfi) hat die Antwort auf seine Frage (Schaltungsbeschreibung Endstufe V 5000 und A 5000) ja bereits verlinkt.
Er vermutete bereits, dass es die elektronische Kurzschluss-Sicherung sein könnte (Thyristorschaltung in der Endstufe), die das Knacken bei Überlast verursacht.
Das geht so auch aus der Beschreibung hervor:
Ohne auf die Schaltung selbst eingehen zu wollen, die in den Grundig Technische Informationen im Einzelnen beschrieben ist, genügt bereits, sich die Wirkung vor Augen zu führen.
Wenn der Kollektorstrom eines der Leistungstransistoren die Auslöseschwelle von 5,6 A (Spitzenstrom) erreicht, greift die Kurzschlussicherung und "schaltet die Endtransistoren schlagartig ab". Der Lautsprecher ist u.a. eine induktive, niederohmige Last und setzt dem Abschalten des Stroms eine Gegenspannung entgegen (Induktionsspannung). Dadurch entsteht ein Impuls, der als Knacken im Lautsprecher hörbar wird. Ein übersteuerter Sinus bleibt so - bis auf die Restpeaks der Abschaltung an jeder Sinus-Halbwelle - dauerhaft "gemutet". Es fliesst dabei kein hoher Strom mehr durch die Leistungstransistoren, wie das sonst bei hoher Endstufenlast der Fall wäre. Und zwar dauert die Abschaltung so lange an, wie ein Signal mit zu hoher Stromamplitude am Leistungstransistor anliegt (> 5,6 A)
Nun ist aber Musik kein einfaches Sinussignal, sondern eine "Überlast" (> 5,6 A Kollektorstrom pro Endtransistor) kommt evtl nur kurzzeitig oder einmalig (z. B. bei einer bestimmten Frequenz und bei einem bestimmten "Ton-Impuls"in einer bestimmten Zeitspanne vor. Dann gibt es an diesem Punkt kurz den "Abschaltstörpeak" der Kurzschluss-Sicherung, danach ist das Musiksignal wieder unterhalb der Ansprechschwelle der Kurzschluss-Sicherung und der Lautsprecher spielt dann normal weiter - anders als beim kontinuierliichen Überlast-Sinus. Es wird dabei mit so einem Puls weit mehr "Musik-Spitzenleistung" abgerufen als 100 W/4 Ohm Nennleistung.
In der Grundig-Beschreibung ist der Verlauf der Eingangsspannung and der Endstufe und der Ausgangsspannung (an der Lautsprecherlast) für einen "Überlast-Sinus" schematisch dargestellt:
Bei der Simulation der Grundig V 5000 (A 5000) Endstufenschaltung greift die Kurzschluss-Sicherung bei einem Pegel, der auf ca. 100 W Sinus an 4 Ohm Last eingestellt ist (d.h. bei 20 Veff Ausgangsspannung), wenn dabei die Lastimpedanz auf 3,2 Ohm oder darunter fällt (simuliert für 100 Hz Sinus-Eingangssignal). Es besteht also eine Abhängigkeit vom tatsächlichen Impedanzverlauf (über die Frequenz) der angeschlossenen Last (Lautsprecherbox).
Aufgrund unterschiedlicher Impedanzverläufe über die Frequenz (im Tieftonbereich, denn nur dort hat ein Musiksignal entsprechend hohe Pegel) bei verschiedenen Lautsprecherboxen, reagieren diese entsprechend verschieden.
Natürlich führt eine Bassanhebung (Loudness oder Bass-Steller angehoben) im Tieftonfrequenzbereich zu einer Amplitudenanhebung, so dass damit die Kurzschluss-Sicherung ggf. öfter ("eher") greift. Das stimmt mit den Beobachtungen von mampfi überein.
Eine Änderung von Elkos wird diesbezüglich wirkungslos bleiben, denn es ist...
"kein bug, sondern a feature!" = so gewollt!
Ich rate dazu, auf Tests der Kurzschluss-Sicherung dieser Art an angeschlossenen Lautsprechern besser zu verzichten. Zwar soll ja die Kurzschluss-Sicherung - wenn sie korrekt arbeitet - vor Schäden bewahren. Es muss aber klar sein, dass evtl. nicht mehr alle Bauelemente in der Endstufe "taufrisch" sind, z.B. Endtransistoren gestresst/gealtert sind. Fällt dabei z.B. ein Endtransistor mit C-E-Schluss aus, gelangt die volle Railspannung auf den Endstufenausgang. Dann bleibt nur noch zu beten, dass die Gleichspannungserkennung und die Relais top in Schuss sind und die Ausgangsrelais wie vorgesehen augenblicklich abschaltet.
Gruß
Reinhard
Er vermutete bereits, dass es die elektronische Kurzschluss-Sicherung sein könnte (Thyristorschaltung in der Endstufe), die das Knacken bei Überlast verursacht.
Das geht so auch aus der Beschreibung hervor:
Ohne auf die Schaltung selbst eingehen zu wollen, die in den Grundig Technische Informationen im Einzelnen beschrieben ist, genügt bereits, sich die Wirkung vor Augen zu führen.
Wenn der Kollektorstrom eines der Leistungstransistoren die Auslöseschwelle von 5,6 A (Spitzenstrom) erreicht, greift die Kurzschlussicherung und "schaltet die Endtransistoren schlagartig ab". Der Lautsprecher ist u.a. eine induktive, niederohmige Last und setzt dem Abschalten des Stroms eine Gegenspannung entgegen (Induktionsspannung). Dadurch entsteht ein Impuls, der als Knacken im Lautsprecher hörbar wird. Ein übersteuerter Sinus bleibt so - bis auf die Restpeaks der Abschaltung an jeder Sinus-Halbwelle - dauerhaft "gemutet". Es fliesst dabei kein hoher Strom mehr durch die Leistungstransistoren, wie das sonst bei hoher Endstufenlast der Fall wäre. Und zwar dauert die Abschaltung so lange an, wie ein Signal mit zu hoher Stromamplitude am Leistungstransistor anliegt (> 5,6 A)
Nun ist aber Musik kein einfaches Sinussignal, sondern eine "Überlast" (> 5,6 A Kollektorstrom pro Endtransistor) kommt evtl nur kurzzeitig oder einmalig (z. B. bei einer bestimmten Frequenz und bei einem bestimmten "Ton-Impuls"in einer bestimmten Zeitspanne vor. Dann gibt es an diesem Punkt kurz den "Abschaltstörpeak" der Kurzschluss-Sicherung, danach ist das Musiksignal wieder unterhalb der Ansprechschwelle der Kurzschluss-Sicherung und der Lautsprecher spielt dann normal weiter - anders als beim kontinuierliichen Überlast-Sinus. Es wird dabei mit so einem Puls weit mehr "Musik-Spitzenleistung" abgerufen als 100 W/4 Ohm Nennleistung.
In der Grundig-Beschreibung ist der Verlauf der Eingangsspannung and der Endstufe und der Ausgangsspannung (an der Lautsprecherlast) für einen "Überlast-Sinus" schematisch dargestellt:
Bei der Simulation der Grundig V 5000 (A 5000) Endstufenschaltung greift die Kurzschluss-Sicherung bei einem Pegel, der auf ca. 100 W Sinus an 4 Ohm Last eingestellt ist (d.h. bei 20 Veff Ausgangsspannung), wenn dabei die Lastimpedanz auf 3,2 Ohm oder darunter fällt (simuliert für 100 Hz Sinus-Eingangssignal). Es besteht also eine Abhängigkeit vom tatsächlichen Impedanzverlauf (über die Frequenz) der angeschlossenen Last (Lautsprecherbox).
Aufgrund unterschiedlicher Impedanzverläufe über die Frequenz (im Tieftonbereich, denn nur dort hat ein Musiksignal entsprechend hohe Pegel) bei verschiedenen Lautsprecherboxen, reagieren diese entsprechend verschieden.
Natürlich führt eine Bassanhebung (Loudness oder Bass-Steller angehoben) im Tieftonfrequenzbereich zu einer Amplitudenanhebung, so dass damit die Kurzschluss-Sicherung ggf. öfter ("eher") greift. Das stimmt mit den Beobachtungen von mampfi überein.
Eine Änderung von Elkos wird diesbezüglich wirkungslos bleiben, denn es ist...
"kein bug, sondern a feature!" = so gewollt!
Ich rate dazu, auf Tests der Kurzschluss-Sicherung dieser Art an angeschlossenen Lautsprechern besser zu verzichten. Zwar soll ja die Kurzschluss-Sicherung - wenn sie korrekt arbeitet - vor Schäden bewahren. Es muss aber klar sein, dass evtl. nicht mehr alle Bauelemente in der Endstufe "taufrisch" sind, z.B. Endtransistoren gestresst/gealtert sind. Fällt dabei z.B. ein Endtransistor mit C-E-Schluss aus, gelangt die volle Railspannung auf den Endstufenausgang. Dann bleibt nur noch zu beten, dass die Gleichspannungserkennung und die Relais top in Schuss sind und die Ausgangsrelais wie vorgesehen augenblicklich abschaltet.
Gruß
Reinhard