Vor-und Nachteile digitaler Endstufen

  • Ersteller Gnurpsel
  • Erstellt am
Och, alt, aber noch nicht ganz zuende gebracht, finde ich...

Fangen wir damit an, dass Eisenschweine im PA-Bereich selten deutlich mehr Musikleistung als Dauerleistung beiten. Will man nun maximale Performance aus den Boxen holen, bneutzt man Endstufen, die die Programmbelatsbarkeit der Boxen oder sogar noch mehr als diese liefern können. Nehmen wir also einen Subwoofer mit 1kW Programmbelastbarkeit und demnach wie im Bassbereich üblich der Hälfte dessen als Dauerbelastbarkeit (thermische Belastbarkeit), also 500W. Nun kann das Eisenschwein die angegebenen 1000W dauerhaft liefern. Wenn ein entsprechendes Signal am Eingang der Endstufe anliegt, wird das Eisenschwein trotz theroretisch richtiger Dimensionierung gegenüber der Box diese verbrennen. Die Abhilfe wäre ein funktionierender thermischer Limiter im Controller, der die Dauerleistung auf die erlaubten 500W beschränkt, aber kürzere Spitzen unbehelligt durchlässt (mal ab vom Klang spielt dann nicht mal Clipping eine Rolle). Kurz: Wir beschränken per Controller die Dauerleistung auf ein Niveau, das für die Boxen ungefährlich ist, ohne die Spitzenleistungsfähigkeit der Endstufe anzutasten. Und genau das ist seit einiger Zeit der Ansatz von Schaltnetzteilendstufen (egal ob mit PWM-Ausgangsstufe, mit Class G oder H oder auch Class AB mit stufenloser signalabhängiger Railspannungsführung). Das geht an und für sich völlig in Ordnung so. Das Problem ist dabei nur, dass die Hersteller in der Anfangszeit selbst an 4 oder gar 8 Ohm die nötige Dauerleistung für das im musikalischen Kontext sinnvolle Erreichen der Peakleistungen unterschätzt haben bzw. völlig falsche Verhältnisse vorausgesetzt haben (z.B. Auslegung auf Fullrangeverstärkung mit entsprechend hohen Crestfaktoren, während der Anwender die Endstufe aber an seinen Infrabässen betreibt, die von Crest innerhalb des fürs Netzteil angedachten Zeitfensters noch nichts gehört haben). Genaugenommen ist das Problem dabei eigentlich nur, dass die Dauerleistung der Endstufe nicht angegeben wird, denn hätte man die Dauerleistung der Endstufe als Maßstab genommen für die Boxen, die man betreibt (Dauerleistung = Dauerbelastbarkeit), wäre auch hier die Performance schon grandios und deutlich besser als bei Eisenschweinen gleicher Dauerleistung gewesen. Das waren Fehler aus den Anfangszeiten der Ultraleicht-Endstufen. Allerdings werden genau diese Fehldesigns noch immer in China kopiert, da billig und einfach gestrickt, und das sind dann die Synqs und T.Amp Ds dieser Welt.
Das ganze Problem hat aber an und für sich nichts mit Schaltnetzteilen zu tun, die z.B. die alten Peavey DECA-Endstufen von ca. 1990 beweisen, die ihre angegebenen 2x600W an 4 Ohm tagelang liefern konnten (Das ist mehr Dauerleistung als eine T.Amp D3400!). Oder auch die QSC PL6.0PFC und PL9.0PFC. Letztere liefert 2x4,5kW an 2 Ohm, dauerhaft. Dafür wiegt dieser Amp aber auch 25kg und nicht nur 10.
Auch die letzten Generationen von Schaltnetzteil-Amps wie die PowerSoft DigAm K-Serie mit 32A-Netzteilen oder die PKNC Threephase-Serie, die ca 75A verteilt auf drei Phasen umsetzen können. Das ist zwar immer noch nicht genug Strom, um die angegebenen Leistungen dauerhaft umsetzen zu können, aber genug, um die angegebenen Leistungen sinnvoll umsetzbar zu machen. Die Dauerleistung liegt also nicht so wiet von den Angaben weg, dass diese nie mit Musik erreicht werden könnten. In Verbindung mit thermischen Limitern im DSP kann man so also sichere und extrem leistungsfähige PA-Systeme erstellen. Und das Ende der Fahnenstange ist in vielen Bereichen noch nicht erreicht! Wenn der DSP mehr Daten über Chassis und Gehäuse bekommt, geht da noch einiges mehr (wie einige Firmen, die sich diese Mühe schon heute machen, beweisen).

Ach ja, um auf die angesprochene Lab Gruppen FP14000 einzugehen: Wenn man die kauft, um dicke Subs unterhalb 4 Ohm zu betreiben, oder auch Infrasubs mit 4 Ohm, wird man vermutlich enttäuscht sein. Das Netzteil begrenzt auf 13A RMS Stromaufnahme aus dem Netz, damit es den Leitungsschutzschalter nicht reißt. In Verbindung mit der hohen Effizienz kommt man auf ca 2,5kW Gesamtdauerausgangsleistung. Damit ist an 4 Ohm bei recht breitbandigen Subs grad noch so die angegebene Leistung nutzbar, und live eher als bei Musik aus der Konserve. Was der Amp aber gut kann: LA-Tops mit je 16 Ohm antreiben. 6-8 Tiefmittenteile eines LAs, z.B. Coda LA8 oder Nexo Geo S12, pro Kanal ist problemlos bis zum Vollgas möglich, und da macht der Amp dann direkt auch Sinn.
Wer mehr Gas im Bassbereich braucht, kann zur PLM14000 greifen, die hat ein 32A Netzteil, wie auch die PLM20000Q.
Allgemein kann man nicht die volle Performance im Bassbereich erwarten, wenn der Amp Gesamtleistungen oberhalb 10kW verspricht, aber eingangsstrommäßig auf SchuKo-Leitungsschutzschalter begrenzt ist. Das betrifft RAM Audio V/W-Serie genauso wie die MC² E90, die Hoellsterns etc. und natürlich alle Amps mit dickem Netzteil, welches sich herunterregeln lässt, wenn eben dies getan wird.
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
  • Gefällt mir
Reaktionen: 6 Benutzer
Also das Gerücht, dass ältere Geräte nur noch dank Wartung funktionieren möchte ich mal aus der Welt schaffen:
Ich besitze zwei Verstärker aus den 80-er Jahren (Yamaha), die noch ohne Probleme funktionieren. Einziges Manko wäre ein relativ hohes Grundrauschen und Störunganfälligkeit (Licht an resultiert als Knacksen in der Box, falls da irgendjemand Tipps für mich hätte, um dieses Problem zu minimieren, wäre ich über eine PM sehr dankbar :)
Beide Geräte wurden nur innerlich gesäubert (alle paar Jahre) und bisher wurden noch keine technischen Bauteile ausgetauscht, jedoch der ältere der beiden (Baujahr 74) wurde von DIN-Steckern auf Kabelklemmen modernisiert ;-)
 
Hast du mal die Elkos getauscht?
 
Davon hab ich auch schon gelesen, allerdings weiß ich nicht welche ich tauschen soll... Ich nehme mal stark an, die beiden dicken oder? :confused:

Dann stellt sich wiederrum die Frage ob man selbige im Internet (Conrad) findet.. Das ist garnicht so leicht.. Hatte mal ein defektes PC-Netzteil und keinen Kondensator mit gleicher Kapazität in dieser Spannungsklasse gefunden, obwohl das Netzeil gerade mal 3 Jahre alt ist (habe dann einen mit 430 anstatt 390µF eingebaut und es funktioniert, also sollte dies doch beim Verstärker genauso funktionieren oder?)
 
Im Gegensatz zu PC-Netzteilen werden in Endstufen selten "komische" Elkos eingesetzt, sondern meist Stangenware. Wichtig ist nur, dass die Spannung und Kapazität der Originalelkos mindestens erreicht werden. Wenn die Endstufen noch lange halten sollen, würde es eventuell lohnen Low-ESR-Varianten der Elkos zu nutzen. Die sind haltbarer.
 
Ok danke, ich werde das gute Stück mal wieder aufschrauben und die Elkos checken und neue besorgen :)
Das einzige Problem wird wohl sein, an die Dinger ran zu kommen, da es keine reine Endstufe ist, sondern ein Stereo Reciever mit Tuner un relativ viel Schnickschnack..
Liegt das Knacken, das entsteht wenn man das Licht anschaltet auch an den Elkos?
 
Auch die letzten Generationen von Schaltnetzteil-Amps wie die PowerSoft DigAm K-Serie mit 32A-Netzteilen oder die PKNC Threephase-Serie, die ca 75A verteilt auf drei Phasen umsetzen können.

Den Three-Phase glaube ich erst, wenn ich ihn gesehen habe.
Mal abgesehen, dass das Ding in Deutschland nie eine Zulassung bekäme, weil der voreilende Schutzleiter fehlt, gibt es noch andere Ungereimtheiten.
Das auf der Messe letztes Jahr war nur ein Fake: http://soundforums.net/product-reviews/4517-pkn-3phase-40k.html#post30328
Und das Technologiedatenblatt http://www.pknc.com/3phase/3phase_PSU.pdf redet von GaN FETs, aber die kommen erst diesen Monat als Prototypen auf den Markt (in der Leistungsklasse). Wie kann dann schon vor 1 1/2 Jahren eine Entwicklung damit fertig sein?
 
Ich sehe da technisch nicht so das Problem. Einzig das kleine Gehäuse lässt mich erstaunen. Denn Endstufen mit zwei Kanälen und ähnlicher Leistung gibt es ja schon, z.B. DigAm K20. Nur wären vier Kanäle dieser Art dann eben 2HE, wenn auch in einem weniger tiefen Gehäuse. Details wie voreilender Schutzleiter lassen sich sicher lösen. Über die genauen technischen Details weiß ich nicht Bescheid. Ob das Ding nun Realität ist oder nicht... wir werden sehen :)
 
Ich habe inzwischen keine Zweifel mehr, dass sich so eine Leistungsdichte prinzipiell realisieren lässt. Nur die Ausführung a la PKNC lässt mich wundern.
Aber gut, wenn man keine richtige PFC einbaut (wobei das vermutlich so wie PKNC das vorhat Netzstörungen verursacht dass alles zu spät ist) anstelle einer klassischen PCF a la Digam und extrem schnelle Wandler annimmt, die kleiner sind aber Transistoren brauchen, die noch nicht mal als Muster am Markt sind und dann noch nen eher langsamen Class-D Modulator...
Die K20 hat nen Wirkungsgrad bei 1/4 P_max (4 Ohm) von overall 78%. Ist halbwegs realistisch (0,97 PFC)*(0,94 DC-DC)*(0,87 class-D), bläst aber immer noch 750W Wärme auf 1 HE raus.
Mit besseren Netzteilen (aber schneller und damit kleiner heißt das nicht zwangsläufig), kann man 1-2% rausholen, aber so ein 40 kW Bolide müsste bei 1/4 P_max (4 Ohm) 1,6 kW abführen. Und das dürfte recht munter werden...
 
Ich persönlich weiß auch nicht, wo der Beinbruch wäre, den Amp in 2HE zu bauen. Das wäre in der Leistung immer noch der Knaller. Und man könnte das Display sogar so auslegen, dass man was drauf sieht...
 
Also als erstes frage ich mich, wozu man mehr als 3-4 kW auf einem Kanal braucht. Kein Chassis macht das einzeln mit und 18 kW bei 4 Ohm und 125A macht auch kaum ein handlebares Kabel mit. Da wären mir viele Kanäle a 4 kW (4 Ohm) lieber, zusammen mit einem DSP dem man sagen kann was man für eine Phasenfront haben will.
Dazu ein Netzteil, das kurzzeitig auch die Leistung des Amps kann damit dann auch mehr als eine Halbwelle mit Nennleistung auf allen Kanälen raus kommt (mind. mal 0,5 sec.). Thermisch kann das auch auf 1/4 P_max ausgelegt sein. Einem DSP kann man auch die Auslösecharakteristik eines B Automaten beibringen, dann stellt der sich schon nen passenden Limiter.
 
Es kommt mir so vor, als hätten wir das Thema schon gehabt... Es gibt doch genug Möglichkeiten, von solcher Leistung Gebrauch zu machen:
Doppel-Subwoofer auf 8 Ohm Gesamtimpedanz bestückt
Die aktuellen Hochleistungsbrätersubwooferchassis
LAs auf 16 Ohm bestückt

Schau dir z.B. Nexos STM an, wo der Bass 3kW verdauen soll und 16 Ohm hat. Ja, es ist nur mit den NXAmps betreibbar, allerdings lässt die Impedanzauslegung erwarten, dass Nexo wohl noch dickere Amps als den 4x4 plant.

Solche Leistungen in Verbindung mit einem DSP, der thermische Limiter bietet, macht die Sache flexibel und dynamisch sehr leistungsfähig.
 
Gut, wenn man die Subs auf 16 (12) Ohm auslegt, dann braucht man entsprechende Spannungen, aber trotzdem nur 3 kW pro Kanal, bei einem Doppel-18" Sub vielleicht 4-5 kW.
Zum Thema Ausfallsicherheit und Controlling wären doch effektiv 3 kW Kanäle mit je einem Sub an einem Kanal besser, aber so wie es meistens ausgelegt wird effektiv teurer.
 
Die hohen Impedanzen macht man aber nicht nur, um bessere Dämpfungsverhältnisse zu bekommen etc., sondern eher um mehr pro Kanal anschließen zu können, wie eben auch bei den 16 Ohm LAs. Da finde ichs eben auch besser, eher aktiv zu trennen und dafür mehr Boxen pro Kanal zu betreiben.
 
Klar machen die 16 Ohm damit man mehr dran hängen kann, und ich glaube wir reden aneinander vorbei: Aktive Trennung halte ich auch für das einzig sinnvolle. Aber genauso halte ich einen Ampkanal pro Treiber oder zumindest pro (Sub-)Enclosure für das beste, damit ein DSP maximale Möglichkeiten hat. Und damit erübrigen sich 20kW/Kanal, weil die nie ein einzelner Treiber (einzelne Schwingspule) verbrät. Könnte man jetzt zwei 4 kW Kanäle billiger bauen als ein 8 kW Kanal, wäre mir das (bei gleichem Gewicht / Rackspace) lieber. Oder hab ich da einen Denkfehler?

Angenommen es gäbe einen 4x3 kW und einen 2x6 kW Amp, beide mit DSP-Controller, gleichem Gewicht, Preis, Rackspace...
Welcher wäre dir lieber?
 
Das hängt davon ab. Wenn ich nur eine Sorte Amp haben könnte, dann der 4x3kW für alles. Wenn ich aber nur für Subs wählen müsste, dann den 2x6kW. Ich verstehe, wenn du pro Subwoofer einen Kanal samt DSP haben möchtest, um Beamsteering zu betreiben, aber der Verkabelungsaufwand ist entsprechend hoch, auch wenn man solche Möglichkeiten gar nicht braucht. Meistens brauche ich einfach nur viele Subs mit gleichen Einstellungen, höchstens mal drei verschiedene DSP-Kanäle, aber eben viele Subs pro DSP-Kanal. Da ist mir ein Haufen Leistung für vier bis sechs Subs pro Ampkanal lieber... 9-10kW an 2 Ohm finde ich einen guten Wert. An 16 Ohm ist das nicht mehr die Welt. Aber ganz genau betrachtet wären mir Aktivsubwoofer mit passenden Ampmodulen nebst leistungsfähigem DSP samt Netzwerklösung am liebsten. Damit ist die Verkabelung einfach und alle Möglichkeiten sind offen.
 
Der Nachteil liegt im Bereitstellen von Dauerleistung, denn digitale Endstufen besitzen Schaltnetzteile. Selbige können die dicken Elkos sehr schnell laden und dadurch werden u.a. diese hohen Ausgangsleistungen erreicht. Liegt aber ein Signal an, das niedrigen Crest hat und die elkos leer lutscht, bricht die Leistung auf den Level ein, den das Netzteil mit der Stromlieferfähigkeit vorgibt und die ist nicht hoch, verglichen mit "alten" Verstärkern, bei denen richtig fette Netzteile verbaut wurden.

Das konnte ich bisher nicht beobachten. "Digitalendstufe" heißt ja erst mal, dass die Endstufe das Signal so aufarbeitet, dass die Transistoren immer in der Nähe des Leistungsoptimums arbeiten. Das heißt, wo die Analog-Endstufe Leistung in Wärme verliert, weil der Transistor nicht "gar nix" oder "voll" rausgibt, arbeitet die Digitalenstufe mit viel weniger Verlustleistung. Deswegen braucht sie auch keine gigantischen Netzteile und kommt mit weniger Leistungsaufnahme klar.

Dass in den meisten heutigen Endstufen auch noch Controller-DSPs arbeiten, hat damit erst mal gar nichts zu tun.

Mit aktiven Boxen mit Digitalendstufen habe ich bisher gute Erfahrungen gemacht und keine Leistungseinbußen erlebt.

Dennoch haben Digitalendstufen einen Nachteil: Die meisten rauschen mehr, und zwar unabhängig von der Output-Lautstärke. Das kann bei sehr leisen Events störend werden. Für den Otto Normalrocker aber überhaupt kein Problem.

Außerdem: Digitalendstufen sind heute fast überall verbaut (auch in Handys z.B.) – darunter auch welche, die nicht gut klingen. Schlechte Qualität kann es aber auch bei analogen Verstärkerschaltungen geben, somit ist das kein maßgebliches Kriterium zur Differenzierung.
--- Beiträge wurden zusammengefasst ---
Ich besitze zwei Verstärker aus den 80-er Jahren (Yamaha), die noch ohne Probleme funktionieren.

In einem meiner Proberäume habe ich auch eine Yamaha-Endstufe von 1982. Musste nur etwas Kontaktspray rein in die Buchsen, die Beleuchtung der VU-Meter durch LEDs ersetzt werden und die Potiknöpfe erneuert, da zerbröselt. Für eine 34 Jahre alte Endstufe kein Ding. Das Teil ist absolut klasse. Die Elektronik an sich läuft seit 34 Jahren wartungsfrei!

Aber: Ohne Einschaltstrombegrenzer feuert der Ringkerntrafo jede moderne schnelle Sicherung sofort durch. Und: Live auf der Bühne? Eine Endstufe von dem Gewicht für 2x230 Watt? Alter Schwede, nie im Leben.
--- Beiträge wurden zusammengefasst ---
Ein Problem bekommst du dann, wenn du den unteren Titel aus dem verlinkten Bild nimmst: Da ist Bass-Leistung dauernd gefordert. (Wie gesagt, angenommen die Pegelspitzen wären Bässe.) Da kommt der Elko einfach nicht mit Nachladen hinterher und macht schlapp --> die gesamte Anlage bringt gefühlt weniger Power.

Wenn die Versorgungsspannung der Transistoren unter die geforderte Ausgangsspannung sinkt, sollte aber nicht "weniger Power" passieren sondern eine Verzerrung. Der Transistor schafft es dann nicht mehr, die geforderte Schwingung rüberzubringen, die Kurve flacht ab in Richtung Rechteckschwingung, und genau das ist dann eben Verzerrung; dadurch entstehen Obertöne.

Kann man auch bei so manchem Gitarreneffekt ohne True Bypass beobachten, wenn die Batterie schlapp macht. Auf einmal hat man einen Verzerrer aus einem Kästchen, das gar kein Verzerrer ist.

Es kann aber sein, dass bei Digitalendstufen eine "Überforderung" andere Effekte hat als bei Analogendstufen. Da habe ich mich noch nicht schlau gemacht.
 
Zuletzt bearbeitet:
Werdet euch doch bitte mal über die Begrifflichkeiten klar:

Class D heißt nicht digital sondern Schaltbetrieb. Ein digtales System ist durch Quantisierung der Amplitude gekennzeichnet. Das ist etwas, was bei einem richtigen Class D Verstärker überhaupt nicht auftreten muss. Das mit den DSPs hat damit absolut nichts zu tun, denn DSPs kann man auch vor eine klassische Class A/B Analogendstufe schalten.

Rauschen: Noch nie gehört, nicht bekannt. Und ich fahre hier daheim 4x250W Class D.

Die "zu kleines Netzteil" Problematik hat auch überhaupt nichts mit der Endstufentopologie zu tun sondern mit der der Netzteils. Exakt das gleiche Problem mit zu kleinen Netzteilen bekommt man mit Class A/B Endstufen...
 
  • Gefällt mir
Reaktionen: 1 Benutzer
Eigentlich war der thread doch seit 3 Jahren erledigt?!?
 
Röhrentechnik halt... ;-) [duckundweg]


domg
 

Ähnliche Themen


Unser weiteres Online-Angebot:
Bassic.de · Deejayforum.de · Sequencer.de · Clavio.de · Guitarworld.de · Recording.de

Musiker-Board Logo
Zurück
Oben