Gedanken zur Einfügungsdämpfung der Umschaltbox und dem Dämpfungsfaktor
Dämpfungsfaktor
- dieser besagt wieviel mal kleiner der Ausgangswiderstand der Endstufe ist
als die Impedanz der Last (Lautsprecher)
- nehmen mir mal einen Dämpfungsfaktor von 200 an 2 Ohm Last an
=> in diesem Falll beträgt der Ausgangswiderstand der Endstufe 20 mOhm
Ein guter Wert, man darf mit einer guten Kontrolle des Lautsprechers durch die Endstufe rechnen (falls die Endstufe bez. Phasenverhalten seriös dimensioniert wurde).
Aber freut euch nicht zu früh.
Scenario Lautsprecher an Endstufe
Jetzt brauchen wir ein Lautsprecherkabel. Dieses wird auf zwei Seiten mit einem Gerät verbunden und schon kommen weitere Wiederstände ins Spiel.
Ich will im folgenden nicht ins Detail und auf die 5. Komastelle eingehen. Ich möchte nur eine durchschnittliche, typische Situation darstellen.
Was kommt nun zu den obigen 20 mOhm Ausgangswiderstand der Endstufe noch dazu?
- 4 x Übergangswiderstand der beiden Bananenstecker an beiden Kabelenden
Annahme: 4 x 20 mOhm = 80 mOhm
- 4 Lötstellen des Kabels mit den Bananensteckern
Annahme: 4 x 10 mOhm = 40 mOhm
- Die Kabelimpedanz lasse ich mal weg, es wird so schon genügend eindrücklich.
=> mit dem einen Kabel
- steigt also die Quellimpedanz um 20 + 120 = 140 mOhm
- sinkt der Dämpfungsfaktor auf 14 (2 Ohm dividiert durch 140 mOhm)
Scenario Umschaltbox zwischen Endstufe und Lautsprecher
Was ändert zum vorangehenden Scenario?
- wir haben jetzt ein 2. Lautsprecherkabel in Serie => +140 mOhm
- die Umschaltbox hat auf beiden Seiten je 2 Anschlussbuchsen mit Lötstellen auf die
Leiterplatte 4 x 10 mOhm => +40 mOhm
- Kontaktwiderstand des Umschaltrelais Annahme 2 x 20 mOhm => +40 mOhm
- weitere Lötstellen auf der Leiterplatte im Umschaltkästchen Annahme Total
=> +40 mOhm
=> daraus resultiert ein zusätzlicher Seriewiderstand durch das Umschaltkästchen von
140+40+40+40 = 260 mOhm
==> zusammen mit den 140 mOhm aus Scenario 1 kommen wir auf einen
Quellwiderstand von Total 140+260 = 400 mOhm ( = 0.4 Ohm)
==> der Dämpfungsfaktor beträgt noch 5 (2 Ohm dividiert durch 0.4 Ohm)
===> wir sind damit im Bereich von Röhrenendstufen mit Ausgangsübertragern
angelangt.
Es stellen sich folgende Fragen:
1. wie stark beeinflusst dieser tiefe Dämpfungsfaktor den Klang ?
Extrem ausgedrückt: Testen wir beim hören nun die Endstufen oder die Umschaltbox ?
2. wie können wir die Konfiguration modifizieren um die Einfügungsdämpfung
deutlich zu reduzieren ?
3. welche Verbindungen können wir weglassen / optimieren ?
4. ???
Zum Abschluss meiner Schneetag-Gedanken noch ein letztes Thema
Thermische Belastung der Kontakte des Umschaltrelais
Annahmen:
- wir testen Endstufen mit 4000 W und fahren diese mit real existierender Musik aus
- bei früheren Experimenten meinerseits, habe ich mit KO-Messungen festgestellt,
dass die mittlere Leistung ca. 30 mal kleiner ist als die Peackleistung bei Impulsen.
Das war vor 40 Jahren mit klassischer Musik als man diese noch nicht komprimiert hat !!!
- Also rechnen wir heute mal mit Faktor 20.
=> daraus folgt eine mittlere Leistungsabgabe der Endstufe von 200 W an 2 Ohm
(4000 W dividiert durch 20)
=> es fliesst also im Mittel ein Strom von 10 A (P = I exp. 2 x R)
„Ha, schon wieder en Beispiel welches man im Kopf rechnen kann“
Oben haben wir pro Umschaltkontakt vom Relais 20 mOhm angenommen
=> es resultiert ein Spannungsabfall über jedem Kontakt von 200 mV (U = R x I)
=> und eine mittlere Verlustleistung pro Kontakt von 2 W (P = U x I)
Fragen:
1. sind wir beim zur Zeit vorgesehenen Umschaltböxchen mit unsern Anforderungen
noch innerhalb der Datenblatt-Spezifikationen des verbaute Relais ?
2. verträgt das Relais im geschlossenen Zustand der Kontakte auch ein Spitzenstrom
von 45 A Wechselstrom ?
3. wie schnell verschleissen / altern die Kontakte bei diese Belastung ?
Schlussbemerkungen:
- Meine Gedanken sind niedergeschrieben. Und ich kann Nachts wieder schlafen
und muss nicht mehr weiter darüber nachdenken
- Ich hoffe, dass meine beiden Beiträge zum guten Gelingen des Projektes betragen
mögen.
- Ich wünsche bei der Umsetzung viel Freude und Spass.
Ich bin überzeugt man findet einen Weg.
Herzliche Grüsse Bruno