Hochtöner kaputt!

[Carl]

Kann Caja nur voll zustimmen (hey, endlich ein zweiter E-Techniker, der mich unterstützt! )

@Caja:
Die Frage ist, in wie fern die Wärmekapazität der Soffite oder des Hochtöners höher ist, ich tendiere fast eher zu A) Aber vermutlich wirds irgendwie auf 70-30 rauslaufen, zu welchen gunsten je nach Auslegung. (das übliche halt: 2 Experten, 3 Meinungen )

@Sticks:
Die Leitfähigkeit jedes Materials ist Temperaturabhängig! Der Widerstand von Metallen steigt mit der Temperatur, der von Kohle sinkt. Wenn man einen Temperaturstabilen Widerstand haben will, mischt man verschiedene Metalle und Kohle damit sich die Temperaturkoeffizienten möglichst ausgleichen. Bei einer Glühbirne ist der Widerstand im kalten Zustand 2-4 mal niedriger als im heißen, am Anfang zieht sie deutlich mehr Strom. Wenn der Glühwendel heiß ist gehen immer wieder Atome flöten, die sich aufgrund der Temperatur vom Draht lösen und dan den Glaswänden niederschlagen (sicher schon mal bei einer Glühbirne gesehen. Ist der Glühwendel an einer Stelle dadurch dünner und man schaltet die Lampe das nächste mal ein, erhitzt sich der Wendel da stärkere, die Stelle verbrät durch den hohen Widerstand noch mehr Energie und an der Stelle brennt die Lampe durch. Normaler Exitus einer Glühbirne. Deswegen wird bei Lichtanlagen immer etwas 'vorgeheizt', sprich man dimmt nicht ganz auf 0, damit der Einschaltstrom niedriger ist und die Lebensdauer höher.
Halogengase (->Halogenlampen) können übrigens bei entsprechender Temperatur diese Atome zum Glühwendel 'zurücktransportieren'. Dadurch kann die lampe heißer und heller brennen und hält länger.

@LSV Das mit der Gleichspannung meint man zwar vielleicht, weil eben die geraden Linien da sind, es ist aber komplett falsch. Vielleicht hast du es inzwischen eingesehen. Selbst wenn Gleichspannung da wäre, die Frequenzweiche würde sie auf den Sub geben, nicht auf den Hochtöner. Es sind aber Oberwellen (also ein 'geclippter' 2 kHz Ton hat dann 6 kHz, 10,14... 100 kHz und höher) und alle zusammen sehen aus wie dieses Rechteck. Dadurch steigt die Leistung im Hochtöner sprunghaft an.

@sniper: Die Soffitte schützt, aber eben nicht zuverlässig

@all Ich glaube, eines macht die Sache noch schlimmer: Wenn eine Endstufe mit Bipolartransistoren in der Endstufe ins clipping geht, gehen die Endstufentransistoren in die sogenannte 'Sättigung'. Da passieren verschiedenen Sachen, aber das Problem ist: Sie brauchen ne Zeit, um da wieder raus zu kommen. In der Zeit arbeitet die Endstufe nicht sauber und es kann sein, dass dadurch Schwingen und zusätzliche Überschwinger auftreten können, zu den Obertönen durch das clipping noch dazu. Das macht sie Sache noch schlimmer.

 

[Sticks]

@Sticks: ... Bei einer Glühbirne ist der Widerstand im kalten Zustand 2-4 mal niedriger als im heißen, am Anfang zieht sie deutlich mehr Strom.

Ist angekommen. Danke!

 

[Carl]

Frage #1: "Was passiert wenn ein Tweeter ohne vorgeschalteter Soffite mit einem Rechteck Signal (Dauer ca. 2 - 3 sec.) betrieben wird ?"
Frage #2: Was passiert wenn eine Soffite, die eine identische Belastbarkeit wie der Tweeter hat, mit einem Rechteck Signal (Dauer ca. 2 - 3 sec.) betrieben wird ?"

Wenn schon, dann richtig:

Hochtöner: 8 Ohm Nennimpedanz, 20W ab 2 kHz
Soffite: 12V 10W Kaltwiderstand 2x niedriger
Rechteck: 2 kHz, einmal 12V (I) einmal 24V (II) RMS
Jeweils (A) nach 5 ms und (B) nach 5 sec.

#3 was ist wenn beides in Reihe ist?

#1 (A) verbrät ca. 15W (I) bzw. 60W (II), weil die Obertöne des Rechtecks auf eine höhere Impedanz treffen (Impedanz steigt mit der Frequenz, die Obertöne sehen einen höheren Scheinwiderstand).
#1 (B) verbrät ca. 15W (I) bzw. 56W (II), weil die Obertöne des Rechtecks auf eine höhere Impedanz treffen (Impedanz steigt mit der Frequenz, die Obertöne sehen einen höheren Scheinwiderstand). Zusätzlich ist die Schwingspule bei (II) jetzt sau heiß oder schon durchgebrannt. Daher entweder etwas weniger Leistung (Widerstand steigt mit Erwärmung) oder exitus...
#2 (A) verbrät 40W (I) bzw. 160W (II), weil der Glühwendel noch kalt ist und dadurch der Widerstand wesentlich niedriger.
#2 (B) verbrät 10W (I) bzw. 30W (II), Glühwendel ist heiß, bzw bei (II) vermutlich schon längst durchgebrannt.
#3 (A) Jetzt wird's kompliziert bzw. komplex. Hochtöner hat ca. 6 Ohm Gleichstromwiderstand und 10 Ohm Impedanz (wegen der Oberwellen). Soffite (kalt) 7 Ohm. Da kann man jetzt schön mi komplexen Zahlen rumrechnen oder einfach schätzen: Soffitte: 3W, HT 2,5W (I) oder Soffite 12W und HT 10W (II).
#3 (B) Jetzt ist die Soffite heiß (bei (I) weniger, aber bei (II) und hat einen deutlich höheren Widerstand. Meine Schätzung: Soffite 4W, HT 2W (I), Soffite 13W, HT 6W (II). Sprich: Die Last des HT verringert sich und die Soffite ist kurz vom durchbrennen. Wäre also der ideale Schutz für einen 10W, 8 Ohm HT.

 

[Carl]

Hab noch ein schönes Bild gefunden:
http://cnx.org/content/m0041/latest/fourier5.png

Das obere Bild zeigt das 'power spectrum' eines Rechtecksignals.
Sprich: Gesamtenergie 1W, i Hz. Man sieht, dass der Grundton nur ca. 80% der Energie hat, der Rest ist auf die Oberwellen verteilt. Die Oberwellen sind alle ungerade harmonische (oops... Flüchtigkeitsfehler im Post davor, korrigier ich gleich)
Dabei fallen auf die erste Oberwelle ca. 10% der Energie, dann flacht es ab. Was man nicht unterschätzen darf: das geht noch viel weiter zu höheren Frequenzen. und viele, viele Obertöne von 10x Grundfrequenz bis 1000X Grundrequenz können sich sehr schön zusammenaddieren.

Was man aber auch sieht: Angenommen, der Grundton sind Drums bei 100 Hz und 1 kW, dann kann der Hochtöner selbst bei villem clipping maximal 5% dessen abbekommen, also 50W. Brennt da ein 100W Hochtöner durch, stimmt was anderes nicht. Also entweder die Vocals etc. clippen oder die Endstufe fängt in diesem Fall das Schwingen dran.

 

[caja]

Hab mir gerade mal die Mühe gemacht den Threat von Anfang an zu lesen...
Meine bisherigen Postings in diesem Threat bezogen sich auf Rechteck Signale, Gleichspannung und auf Glühlampen als Hochtonschutz.
Bislang kann ich Carl nur zustimmen. Mein Urteil bzgl. A) oder B) aus Posting #39 ist von vereinzelten persölichen Erlebnissen geprägt.

Warum werden die Glühlampen nicht sichtbar als Warnleuchten in das Gehäuse eingebaut? Dann könnte man immerhin sehen, wann es gefährlich wird und leiser fahren. Mit einer entsprechenden Fassung wären sie zudem unkompliziert und schnell zu wechseln.
Warum werden keine flinken Feinsicherungen statt der Glühlampen als Hochtonschutz verwendet? Sie würden schließlich präzieser auslösen und der optische Gesichtspunkt wird offenbar ohnehin kaschiert.

Ich beschäftige mich zwar mehr mit Postproduktion, aber mir scheint als würde in der der Beschallungstechnik ein ähnlicher "Hokus Pokus" betrieben, wie in der HiFi-Ecke. - Sehr suspekt...

 

[DJ_Freeride]

Wenn in einem Prospekt oder auf einer Seite geschrieben wird dieser Lautsprecher bietet Hochtonschutz ist dann immer eine Soffitte drin? Oder kann man sowas auch anders lösen?

 

[lini]

Es gibt auch sog. Polyswitch-Sicherungen, die sich nach dem Auslösen selbst wieder zurückstellen und damit nicht ausgewechselt werden müssen. Craaft verwendet eine Schaltung aus Hochlastwiderständen und Dioden zur Absicherung. Leider konnte mir bisher noch keiner verraten, wie das genau funktioniert.

 

[Witchcraft]

Moin,

ja, es gibt noch die sogenannten PT-Schutzelemente, ein kleines Bauteil welches ab einer gewissen Leistung den Hochtöner abtrennt. Wenn die Leistung dann wieder niedriger wird setzt es sich nach einer kurzen Zeit selbsttätig zurück. Verbaut sind diese Elemente z.B. in der Electro-Voice SX-300.
Scheinen aber auch nicht verlässlicher zu sein als Soffitten, denn mir ist ein HT aus genannter Box neulich trotzdem abgeraucht

 

[Clyde]

Es gibt auch sog. Polyswitch-Sicherungen, die sich nach dem Auslösen selbst wieder zurückstellen und damit nicht ausgewechselt werden müssen. Craaft verwendet eine Schaltung aus Hochlastwiderständen und Dioden zur Absicherung. Leider konnte mir bisher noch keiner verraten, wie das genau funktioniert.

Aus dem Bauch raus, würde ich sagen, das eine Z-Diode dafür genutzt wird.
Ab einer gewissen Spannung leitet diese und schliesst über den Hochlastwiderstand den HT-Zweig kurz.
Der Widerstand wirkt dann für die Diode als Strombegrenzung.

(Keine Garantie auf richtigkeit, klingt für mich aber plausibel )

Bei den Polyswitch ist das Problem der Trägheit genauso vorhanden wie bei ner Sofitte, nur das sich dieser wieder selbstandig zurück setzt.
Wirkungsvoll ist meist nur das, was man leider auch hört...z.B. das mit der Diode...meine Meinung....

 

[lini]

Das mit den Dioden sehe ich genauso. Schön, daß meine Vermutungen bestätigt werden. Nun bräuchte man nur noch eine Möglichkeit, so eine Schaltung richtig auszulegen. (RichtungCarlschiel... )

 

[Clyde]

Naja, ich denke, das man sich bei der Auslegung nach der Treiber Leistung richtet...
40W bei 8Ohm wären 17,9V(Usp=(WurzelP*R)) (Wurzel 40*8=17,9)
Dann sollte die Diode bei 17,9V Leitend werden und der Hochlastwiderstand müsste dann den Kurzschlussstrom(müssten ca. 2,3A sein bei P/U) verbraten...
Aber Carl wird das sicher besser erklären können mit Zeitcharakteristik und genaue Lesitung usw...

 

[Carl]

Hier geht's ja richtig ab...

Also...
Ich hab schon verschiedenes in Boxen gesehen. Ironischerweise hatte eine Hifi-Box bisher den besten Schutz: Eine rote Leuchte vorne als Anzeige und drei Sicherungen, die sich per Knopfdruck zurücksetzen lassen.
Da die Boxen aber permanent überlastet gefahren wurden (als PA-Box hergenommen), ist irgendwann das Bändchen aufgrund der ständigen Erwärmung gerissen und dann auch durchgeschmort.

Feinsicherungen, hmmm... weis nicht ob das so gut wäre. Da ist das Problem, dass die doch nicht so schnell auslösen und vor allem es nicht mögen, wenn sie permanent an der Grenze zum Auslösen betrieben werden. Insofern naja... Aber sicher eine Überlegung wert. Kann aber sein dass die entweder zu schnell und früh auslösen oder höher dimensioniert nicht gut schützen.

Warum die Soffite nicht vorne sichtbar ist? Keine Ahnung, vermutlich zu teuer. Warum man genau Soffiten verwendet? Entweder historische Gründe oder die Charakteristik passt recht gut als Schutz.

Jetzt muss man noch zwischen den Polyswitch und den PT-Elementen unterscheiden (übrigens PT='positive temperature coefficient, sprich Kaltleiter, ist eine Soffite in gewissem maße auch, nur nciht so krass). Polyswitch macht ganz dicht, die PT fast ganz. Beire estzen sich selbsttätig zurück. Das Ganze geht aber nur für bestimmte Leistungsbereiche, kW lassen sich damit nicht absichern.
Was die Wärmekapazität der Dinger angeht: die sollen ja kurzzeitige Überlast durchlassen, der HT kann das sicher vertragen, nur halt schneller auslösen als der HT über 200 Grad oder sowas erreicht. Und das zu erreichen ist mehr als schwer und lässt sich nicht genauso hintrimmen.
Warum:
-> Impedanz des Hochtöners ist stark frequenzabhängig, die des Thermoelements nicht.
-> Thermoelement kühlt evtl. schneller wieder ab
-> Thermoelement hat starke Temperaturcharakteristik, HT nur wenig

Effektiv setzt sich die Impedanz des HT aus drei Teilen zusammen: Innenwiderstand, Induktivität und akustische Ausgangsleistung. Insofern ist es schon mal so gut wie unmöglich, dass das Schutzelement 'weis' was bei einer angelegten Spannung überhaupt vom HT an Leistung aufgenommen und in Wärme umgesetzt wird.


Was die Idee mit den Dioden angeht: Wirklich nur Dioden, keine Transistoren? Und wirklich Z-Dioden?

Jea theoretisch könnte man Z-Dioden verwenden, aber ich kenne keine Z-Dioden, die diese Leistung ab könnten! Also da hätte ich doch gern mal einen Schaltplan um zu sehen, wie die das machen. (oder zumindest ein Foto). (in Cylde's Beispiel müsste das eine 50W Diode sein, die braucht allein schon einen Kühlkörper größer als die ganze Frequenzweiche.


Aber das hat mich auf eine andere Idee gebracht:
Ein Kumpel von mir verkauft Bausätze. Würde interesse bestehen an einer einfachen Anzeige? Also kleine Platine mit Kabel, die man parallel zum HT klemmt (oder in Reihe, da überlege ich noch) und bei der dann bei Überlast eine rote LED leuchtet.
Wenn Interesse besteht, würd ich das Ding entwickeln und er verkauft es dann (vermutlich <5 €).

 

[lini]

Mit den Transistoren dürftest Du recht haben. Ich hab in den Eingeweiden meiner Festplatte noch den Schaltplan einer HK LP112 gefunden und da ist einiges an Elektronik (außer der normalen Weiche natürlich... ) drauf. Schau dir das Teil halt mal an.

 

[Carl]

Mit den Transistoren dürftest Du recht haben. Ich hab in den Eingeweiden meiner Festplatte noch den Schaltplan einer HK LP112 gefunden und da ist einiges an Elektronik (außer der normalen Weiche natürlich... ) drauf. Schau dir das Teil halt mal an.

Danke dir!

Hab die Variante heute auch mit dem Kumpel diskutiert ohne zu wissen, dass es das schon gibt!
Da versorgt sich eine kleine Schaltung aus dem Signal, einmal mit 24V für ein Relais, einmal mit 5,8 V für den Komparator. Der vergleicht dann das gleichgerichtete Signal für den HT mit einem Schwellenwert und schaltet ggf. das Relais ein, dass dann den Hochtöner komplett trennt. Fällt das Signal dann wieder für eine Zeit (1/10 sec. vielleicht) unter den Wert, fällt das Relais wieder ab.
Das ist die einzig wirklich 'sichere' Variante, die mir einfällt.

 

[Rockopa]

Ein Kumpel von mir verkauft Bausätze. Würde interesse bestehen an einer einfachen Anzeige? Also kleine Platine mit Kabel, die man parallel zum HT klemmt (oder in Reihe, da überlege ich noch) und bei der dann bei Überlast eine rote LED leuchtet.

Die Idee ansich ist ja nicht verkehrt,aber das ist schon in der Box drinne,nämlich die Sofitte,bei der RS12" leuchtet die richtig hell auf das kann man dann durch die BR-Rohre gut sehen,aber was nutzt es alles wenn man dann den Verstand ausschaltet und die Signale für eine interne Lichtorgel hält.
Was ich damit sagen will,Kontrollampe ganz schön und ganz gut,aber wenn man sie missachtet,hilft Sie auch nicht.
Auch der HT -Schutz der HK hilft nicht wirklich,wenn man ständig über das eigentliche Limit der Box geht.
Letztendlich ist meistens der Betreiber der Anlage Schuld am HT-Sterben.
Heute weiss ich z.B das ein zu schwacher Amp die Hochtöner schiessen kann.
Vor 30 Jahren war mir das bei meiner Selbstbau-Box noch nicht klar,warum bei jeder VA die HT abgeraucht sind,auch wenn ich es gewusst hätte es hätte mir nicht geholfen ,Amps mit 2x100-160W/4Ohm sinus stellten schon das Non-Plusultra beim Selbstbau da.
Kaufen war nicht,deshalb musste man sich ja auch wollte man so eine Anlage haben mit den technischen Gegebenheiten auseinandersetzen,geschadet hat es mir nicht ich profitiere noch heute davon.

 

[Carl]

Noch mal als eindeutige Frage:

Wenn Bedarf besteht, kann ich so eine Relais Geschichte wie Lini sie als Schaltplan hat oder eine rote Signalleuchte entwickeln und über einen Kumpel als Bausatz oder Baustein für ein paar Euro anbieten.

Nur es sollte halt auch Bedarf bestehen...

Bräuchte jemand sowas?

 

[lini]

Interessant wäre sowas schon, nur stellt sich die Frage, wie passe ich sowas möglichst genau an den verwendeten Hochtöner an.

 

[Rockopa]

Wenn Bedarf besteht, kann ich so eine Relais Geschichte wie Lini sie als Schaltplan hat oder eine rote Signalleuchte entwickeln und über einen Kumpel als Bausatz oder Baustein für ein paar Euro anbieten.

keine Ahnung ,ob das Jemand braucht,darüber wird so wie so erst nachgedacht nachdem das erste mal die HTs abgeraucht sind und da wird dann schon um die billigste Alternative gefeilscht.
Ansich finde ich die Idee schon gut über den Bedarf kann ich aber nichts sagen.
Lass uns lieber eine gute Endstufe bauen,z.B 1HE 2x1000W/8Ohm 6-9 kg und das alles für 350€.

 

[Carl]

Interessant wäre sowas schon, nur stellt sich die Frage, wie passe ich sowas möglichst genau an den verwendeten Hochtöner an.

Da wären dann entweder verschiedene Widerstände dabei für die Anpassung oder ein Poti, Mäuseklavier oder irgendsowas...

 

[Carl]

Lass uns lieber eine gute Endstufe bauen,z.B 1HE 2x1000W/8Ohm 6-9 kg und das alles für 350€.

Entwickeln ist eines, bauen ein zweites, aber krieg auf sowas mal ein CE Zeichen incl. aller Störfestigkeits und EMV Prüfungen
Da ist man mal schnell 20.000€ los...

Entwickeln würde ich mir unter Umständen sogar zutrauen. Selbst das Gewicht wäre machbar! Aber das ist eine schweine Arbeit!