Neue Darstellung der PRODUCTION PARTNER Amp-Messergebnisse

Update zu: Messergebnisse – Darstellung reloaded

Mit dem Testbericht über den Omnitronic XDA-2402 aus der Ausgabe 11/2017 haben wir die Darstellung der PRODUCTION PARTNER Messergebnisse der Leistungswerte überarbeitet (die Ergebnisse werden seitdem in jeweils einem Diagramm zusammengefasst für 2-, 4- oder 8-Ohm-Lasten dargestellt). Mit der Doppelausgabe 12/2017_01/2018 und dem Testbericht zur vierkanaligen Endstufe DSP44K von LD Systems haben wir die neue Darstellung um noch eine weitere Messung ergänzt (s.u.)

 

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Burst-Signale (Messergebnisse)
Abb. 1: Burst-Signale zur Leistungsmessung nach EIAJ- (blau) und CEA-Vorgaben (rot) mit einem Tastverhältnis von 8 zu 40 und 20 zu 500 entsprechend einem Crestfaktor von 10 oder 16 dB (Bild: Anselm Goertz)

Die 16-Ohm-Messungen fallen bei den Standardmessungen weg, da hier gegenüber der 8-Ohm-Messung kaum weitere Erkenntnisse gewonnen werden und der 16-Ohm-Betrieb ohnehin eher selten vorkommt. 2-Ohm-Messungen werden auch nur noch für diejenigen Endstufen abgebildet, die explizit auch für den 2-Ohm-Betrieb ausgelegt sind. Für die XDA-2402 bedeutet das: Es gibt je eine Grafik für den 4-Ohm- und den 8-Ohm-Betrieb. Zu Verbesserung der Übersicht fallen auch die Messungen für Crestfaktoren von 6, 12 und 18 dB weg.

Abgebildet werden in den neuen Leistungsdiagrammen:

  • Impulsleistung für eine 1 ms dauernde einzelne Periode eines 1-kHz-Sinussignals
  • Sinusleistung bei einem konstant anliegenden 1-kHz-Sinussignal nach einer Sekunde, nach zehn Sekunden und nach einer Minute
  • Leistung bei einem konstant anliegenden Rauschen mit 12 dB Crestfaktor nach zehn Sekunden, nach einer Minute und nach sechs Minuten
  • Leistung bei einem konstant anliegenden Rauschen mit 6 dB Crestfaktor nach zehn Sekunden, nach einer Minute und nach sechs Minuten
  • Leistung nach EIAJ gemessen mit einem gepulsten 1-kHz-Sinussignal von 8 ms Dauer alle 40 ms. Das Signal hat einen Crestfaktor von 10 dB.
  • Leistung nach CEA 2006 mit einem 1-kHz-Sinussignal, dessen Pegel alle 500 ms für 20 ms einen Pegelsprung von +20 dB erfährt. Das Signal hat einen Crestfaktor von 16 dB.

Für die sinusförmigen Messsignale fällt die Auswertung relativ leicht. Man erfasst den Effektivwert und berechnet daraus die Leistung. Die Sinuswelle sollte dabei noch nicht sichtbar verzerrt sein. Für die Sinus-Burst-Signale nach EIAJ oder CEA lassen sich zwei Werte bestimmen: Zum einen der kurzzeitige Effektivwert während der Dauer des Bursts und der Effektivwert über alles inklusive der Signalpausen. Das Verhältnis der beiden Werte beträgt für das EIAJ-Signal 7 dB und für das CEA-Signal 13 dB. Der Crestfaktor, der das Verhältnis des Spitzenwertes im Burst zum Effektivwert über alles beschreibt, ist jeweils 3 dB größer und beträgt somit 10 dB bzw. 16 dB. Für die beiden Burst-Messmethoden wird in der Übersicht jeweils der Leistungswert berechnet, aus dem kurzzeitigen Effektivwert des Bursts und der aus dem über alles Effektivwert angegeben. Eine weitere, hier bislang noch nicht genutzte, aber auch manchmal anzutreffende Burst-Messmethode arbeitet mit 33 ms langen 1-kHz-Bursts gefolgt von 66 ms langen Ruhephasen. Hier beträgt der Crestfaktor 7,8 dB. Welche Burst-Messungen nun besser oder aussagekräftiger ist, lässt sich so pauschal nicht sagen. Wichtig ist es jedoch, bei einem Vergleich nur die Messungen nebeneinander zu stellen, die auf der gleichen Messmethode basieren.

Etwas anders gestaltet sich die Messung mit den Noise-Signalen mit 12 oder 6 dB Crestfaktor. Der Verstärker wird mit diesen Signalen bis an seine Clip-Grenze ausgesteuert und dann dauerhaft belastet. Gemessen werden nach zehn Sekunden, nach einer Minute und nach sechs Minuten jeweils der Wert Spitze-Spitze (Vpp) und der Effektivwert (Vrms) des Signals. Daraus werden vergleichbar zur Burst-Messung je ein Leistungswert aus dem Effektivwert der Spannung und einer aus dem Wert Spitze-Spitze durch 2,82 berechnet. Die Werte sind so mit den Werten der Burst-Messungen vergleichbar.

Für die Omnitronic XDA-2402, getestet in unserer Ausgabe 11/2017, wurden die Messungen an 4 Ohm (Abb. 2) und 8 Ohm (Abb. 3) durchgeführt. Kurzzeitig bringt es die Endstufe auf beachtliche 2,5 kW pro Kanal. Mit einem dauerhaft anstehenden Sinus sind es 1.250 W, die sich selbst nach einer Minute nur geringfügig auf 1.173 W reduzieren. Nach EIAJ oder CEA gemessen liegt die Burst-Leistung bei 1.434 W pro Kanal. Mit 12 dB und sogar mit 6 dB Crestfaktor Noise-Signalen liegen die gemessenen Werte der Ausgangsspannung bei ca. 270 Vpp und die daraus berechnete Leistung als (Vpp/2,82)2/4 Ohm bei etwas über 2,2 kW. Mit den Noise-Signalen wurde dieser Wert für einige Minuten stabil gehalten. Dann erfolgte jedoch kurz vor dem Ende der Sechs-Minuten-Messungen eine Abschaltung aufgrund thermischer Überlast. Sobald die Lage wieder stabil war, schaltet sich die Endstufe automatisch wieder ein. Ohne Frage sind die Leistungswerte für eine Endstufe dieser Klasse sehr hoch, eine Minute lang stabil die volle Leistung mit einem Sinussignal abzuliefern ist ebenfalls hervorragend, genauso wie die hohen Peakreserven. Der einzige Wermutstropfen ist die harte Abschaltung bei thermischer Überlast. Nach der Devise „The show must go on“ wäre eine Limitierung die bessere Lösung, um den Zustand der Überlastung sicher abzufangen. Mit der 8-Ohm-Last sind die Werte ähnlich gut. Zu einer Abschaltung kam es hier nicht.


UPDATE zur Ausgabe 12/2017_01/2018 (Testbericht zur vierkanaligen Endstufe DSP44K von LD Systems):

Weitere Messung im Rahmen der überarbeiteten Darstellung der Messergebnisse bei Endstufen

Die bereits zur letzten Ausgabe überarbeiteten Leistungsmessungen bei Endstufen werden hier weiter verwendet und noch um eine Messung ergänzt. Diese verwendet ebenfalls ein getaktetes Sinus-Burst-Signal mit einem Taktverhältnis von 1:2 entsprechend einem Crestfaktor von 7,8 dB. Ein Standard für diese Art der Messung ist ein 33 ms langer 1-kHz-Burst gefolgt von einer 66-ms-Ruhephase. Um auch eine Aussage für die Standfestigkeit bei tiefen Frequenzen und längeren Bursts treffen zu können, haben wir diese Messung um eine weitere Messsequenz mit einem 825 ms langen 40-Hz-Burst gefolgt von einer 1,65 s langen Ruhephase ergänzt (Abb. 4). Bei der 40-Hz-Messung sind die Zeiten entsprechend dem Frequenzverhältnis um den Faktor 25 gestreckt. Beide Messungen arbeiten mit einem 33 Perioden langen Burst gefolgt von einer 66 Perioden entsprechenden Ruhephase. Der Crestfaktor beträgt in beiden Fällen 7,8 dB. Für die Messung werden diese Signale dauerhaft angelegt. Das Limit ist dann erreicht, wenn die Einhüllende der Bursts eine sichtbare Verformung erleidet.

Burst-Signale_neue Darstellung der Messergebnisse
Burst-Signale mit einem Verhältnis der Ein- und Auszeit von 1:2 entsprechend einem Crestfaktor von 7,8 dB. Oben für 1-kHz-Bursts mit 33 Perioden entsprechend 33 ms des 1-kHz-Sinus gefolgt einer 66 ms Ruhepause. Unten für 40-Hz-Bursts ebenfalls mit 33 Perioden, hier mit einer Länge von 825 ms entsprechend gefolgt von einer 1,65 s Ruhephase (Abb. 8) (Bild: Anselm Goertz)

Alle Leistungsmessungen wurden an Lasten von 4 × 2 Ω (Abb. 5), 4 × 4 Ω (Abb. 6) und 4 × 8 Ω (Abb. 7) durchgeführt. Eine Abschaltung der Endstufe gab es nur in einem Fall, für das extreme 6-dB-Crestfaktor-Signal nach einer Dauer von ca. 125 s. Die Endstufe reaktivierte sich vorbildlich nur 20 s später selbstständig. Die verfügbare Dauerleistung als average Power Wert liegt unabhängig von der Signalform bei ca. 4 × 120 W an 2 Ω und 4 × 240 W an 4 und 8 Ω. Mit einem 12-dBCrestfaktor-Signal erreicht man berechnet aus dem Spitzenwert durch 1,41 Leistungswerte von 4 × 542 W an 2 Ω, 4 × 1.342 W an 4 Ω und 4 × 665 W an 8 Ohm. Für 4 Ω und 8 Ω passen die Werte gut mit dem Datenblatt zusammen. Die neue 1:2-Burstmessung lässt erkennen, dass der 33-Perioden-40-Hz-Burst an 2 Ω und an 4 Ω die Endstufe im Vergleich zu den 33 Perioden bei 1 kHz deutlich mehr strapaziert. Die verfügbare Leistung halbiert sich. An den 8-Ω-Lastwiderstände gibt es dagegen keinen signifikanten Unterschied.

Fasst man die Ergebnisse aller Leistungsmessungen zusammen, dann haben wir es bei der DSP44K mit einer Endstufe zu tun, die an 8 Ω und 4 Ω stressfrei arbeitet, und an 2 Ω an ihre Grenzen stößt, aber, und das ist ganz wichtig, dabei nicht ausfällt. Den 2-Ω-Modus sollte man daher als eine Art Notfalloption betrachten oder für Fälle, wo zwar viele Lautsprecher, aber nur mit reduziertem Pegel betrieben werden sollen. Wie die 40-Hz-Bursts erkennen lassen, stoßen die Endstufen bzw. deren Netzteil hier an die Grenzen. Wohlgemerkt gilt das alles für eine gleichzeitige Belastung aller vier Kanäle. Teilt sich bei Mehrwegesystemen das Signalspektrum über mehrere Wege auf, dann hat das Netzteil für die Bässe natürlich mehr Reserven.

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