Anfängerfrage Verstärkerleistung

[Matthias]

ah, danke. Das das eine 16bit fixed-point Architetektur ist, hatte ich ich nicht gesehen. Das ist auf der Analog Seite mehr oder weniger versteckt, während die 32bit des SHARC deutlich hervorgehoben werden
Bei 32bit fixed-point hat man dann vermutlich noch 1/3 der Leistung, aber 500MMACs sind ja auch noch recht überzeugend. Mit 16bit möchte ich lieber nicht rechnen, die Genauigkeit ist da schon ziemlich schnell im Keller. Abgesehen davon, dass man ja schon 24bit DA und AD hat.

Das Board ist für den Preis auf jedenfall nicht schlecht. Für die Audioanwendung kann ich aber gerne auf Linux, Ethernet und so extrem viel Speicher verzichten
Kann man das nicht gegen paar Audio Codecs für den gleichen Preis tauschen?

Gestern abend hab ich dann nochmal bei einer dritten Firma geschaut (bald kenn ich wohl alle DSPs dieser Welt ). Und zwar Freescale (die ehemaligen Motorola Teile).
Bei diesen könnte ich mir jetzt am ehesten vorstellen dafür mal ein eigenes kleines Board zu bauen und damit herumzuprobieren. Beispielsweise mit dem DSP56371. Allerdings is der schon etwas anders als die TI und AD Lösungen, das hätte Vor- und Nachteile.

Vorteile:
80pin TQPF + alle wichtigen Sachen OnChip
=> Platine wird wesentlich einfacher
Preis von 10$
Entwicklungsumgebung wohl umsonst, aber nur ASM.

Nachteile:
Mit 180MMACs einiges langsamer als TI und AD. Für ne IIR Frequenzweiche aber sicherlich noch schnell genug.
An dieses Modell ist kein externer Speicher anschließbar. Wenn man das will, muss man eben nen anderen nehmen und komplexere Platine in Kauf nehmen. Hier muss man wohl schauen, was für eine Art von Filter man machen will.
ASM Entwicklung. Von Tasking gibts wohl eine C Entwicklungsumgebung dafür, aber die will man bestimmt nicht bezahlen.
24bit Fixed Point => Nimmt sich in der Genauigkeit nichts mit 32bit floating point der anderen, aber man muss schon mehr aufpassen was man rechnet.

Was ich zusammenfassend davon halte: Wenn man ein günstiges Board (zB 2 Layer, und als Bauteile im Prinzip nur DSP und 1 bis 2 Codecs drauf, <50€ ) damit hinbekommt, würde ich den wohl mal ausprobieren. Wäre nicht umbedingt High-End, aber am Preis gemessen sowohl zumspielen als auch für den Praxiseinsatz brauchbar.

[BN]

Hallo,

Gestern abend hab ich dann nochmal bei einer dritten Firma geschaut (bald kenn ich wohl alle DSPs dieser Welt ). Und zwar Freescale (die ehemaligen Motorola Teile).

Die Motorola 56000 Architektur ist im Prinzip für Audio gut geeignet (24Bit-Verarbeitung. Mit einem 56009 habe ich meine erste Digitalweiche realisiert, aber die Unterstützung durch Motorola (Dokumentation, Beispielprogramme, Programm-Bibliotheken) war im Vergleich zu TI schon sehr dürftig.

An dieses Modell ist kein externer Speicher anschließbar.

Die Frage ist, ob man als Selbstbauer mit dem DSP56371 Chip überhaupt allzuviel anfangen kann. Der interne Programmspeicher ist m.W. als ROM ausgeführt; der wird bei der Herstellung in der Fabrik programmiert. Interessanter (für den Selbstbauer) wären DSPs mit EEPROM-Speicher. Solche gibts z.B. von Microchip. Die sind aber nur für einfachste Aufgaben brauchbar.

Entwicklungsumgebung wohl umsonst, aber nur ASM.

Mit ASM kann man eigentlich nur sehr einfache Filter entwickeln, IIR- und FIR-Filter ohne "Drumherum" mit ein paar hundert Zeilen. Bei komplizierteren Sachen und leistungsstarken DSPs macht Assembler eigentlich keinen Sinn mehr: bei den guten DSPs werden bis zu 8 Operationen gleichzeitig ausgeführt. Das macht Assemberprogramme unübersichtlich und jede Änderung ist ein größerer Aufwand, weil immer gleich mehrere Verarbeitungsstränge betroffen sind.

Grüße
Bernhard

[Matthias]

Hi

Original geschrieben von BN
Die Frage ist, ob man als Selbstbauer mit dem DSP56371 Chip überhaupt allzuviel anfangen kann. Der interne Programmspeicher ist m.W. als ROM ausgeführt; der wird bei der Herstellung in der Fabrik programmiert. Interessanter (für den Selbstbauer) wären DSPs mit EEPROM-Speicher. Solche gibts z.B. von Microchip. Die sind aber nur für einfachste Aufgaben brauchbar.

Autsch, du hast recht. Das hatte ich garnicht gesehen, und bin wohl irrtümlich von EEPROM bzw Flash-Rom ausgegangen. Wenn man das aber nicht selbst programmieren kann, dann fällt wohl schonmal 50% des Speichers weg. Benutzbar wäre es allerdings durch den bootstrap-Code trotzdem noch. Entweder ein serielles Flash hinhängen, mit dem sich das Teil dann von selbst den Ram volllädt und bootet, oder es über SPI/I²C mit einem Mikrocontroller verbinden. Dieser wäre dann seinerseits mit einem EEProm verbunden aus dem er das Programm für den DSP lädt und ihn dann über SPI/I²C programmiert. Letzteres währe vermutlich die sinnvollere Variante, da man den µC vermutlich so oder so irgendwann mal braucht. So ein µC mit USB Interface wäre ja auch insofern nicht schlecht, dass man dann seine Filtereinstellungen auch mal schnell ohne Entwicklungsumgebung und JTAG Adapter rüberspielen kann. Nebenbei könnte so ein µC dann beispielsweise noch gleich die Lautstärke über entsprechende Bausteine regeln.
Aber der Nachteil, dass man insgesamt nur noch die Hälfte an Speicher hat (ich gehe davon aus, dass man sonst auch Programme direkt aus dem Rom laufen lassen kann und die Filterkoeffizienten im Rom haben kann, ohne sie auch im Ram zu haben) bleibt natürlich.
Mit den dsPICs hast du natürlich recht. Sind auf jedenfall ne interessante und universelle Sache, aber meiner Meinung nach auch für Audio jenseits von Brüllwürfeln ungeeignet.
Wie ist das eigentlich mit den 3Mbit ROM, die bei den AD SHARCs angegeben sind. Kann man die dann auch garnicht nutzen?

Mit ASM kann man eigentlich nur sehr einfache Filter entwickeln, IIR- und FIR-Filter ohne "Drumherum" mit ein paar hundert Zeilen. Bei komplizierteren Sachen und leistungsstarken DSPs macht Assembler eigentlich keinen Sinn mehr: bei den guten DSPs werden bis zu 8 Operationen gleichzeitig ausgeführt. Das macht Assemberprogramme unübersichtlich und jede Änderung ist ein größerer Aufwand, weil immer gleich mehrere Verarbeitungsstränge betroffen sind.

Da hast du sicherlich recht. Allerdings hatte ich vermutet, dass es für unsere Anwendung, also FIR und IIR Filter, gerade noch so erträglich ist. Ich fürchte mich da am meisten vor der Initialisierung der ganzen Peripherie, also den Schnittstellen zu DACs und ADCs. Aber nachdem ich die letzten paar Monate täglich mit VHDL rumgebaut hab und ständig einzelne Bits im Logikanalysator gezählt hab, hab ich im Moment nicht so die Panik vor ASM


Was man jetzt am besten wählen sollte? Keine Ahnung.
Am Motorola gefällt mir immer noch die einfache Plattform, die ohne allzuviel drumrum auskommt. Wenn man hier allerdings weiterdenkt (µC, Flash-Rom,...) wird das auch schon wieder mehr. Positiv ist weiterhin, dass alle Tools kostenlos sind. Paralleles JTAG Kabel kostet bei Motorola 200$, sollte aber mit einer Handvoll Bauteile im Cent Bereich selbst gemacht sein. Rechenleistung ist mäßig, sollte aber (auch durch den integrierten Filtercoprozessor) ausreichend sein. Speicher ist schon ziemlich knapp. Gerade wenns um FIR oder Delay geht.

Der AD Sharc hat den Vorteil ein bischen schneller zu sein, und um externen Speicher erweitert werden zu können. In Bezug auf internen Speicher nehmen sich die Teile kaum etwas. Nebenbei natürlich den Vorteil von 32bit Fixed Point und 40bit Floating Point.
Eigenes Platinenlayout wird vermutlich komplexer (wenn möglich?). Nachteil ist natürlich, dass Visual DSP Vollversion unerschwinglich ist. Ansonsten find ich nur einen gcc, dessen Website das letzte mal 2001 upgedatetet wurde. Ob der noch für die aktuellen Typen funktioniert?

TI hat natürlich auch eine interessante Architektur, und ist im Punkt Geschwindigkeit sicherlich auch ganz vorne mit dabei. Genauso bei Dokumentation. Hier sehe ich als Hauptnachteil weiterhin das 270pin BGA Gehäuse.

Besteht noch Interesse weiter gemeinsam über die Möglichkeiten einer DSP Board Entwicklung nachzudenken? Wenn ja sollte man vielleicht nen eigenen Thread im passenden Forum erstellen, da es hier ja langsam schon ziemlich off-topic wird

Schöne Grüße
Matthias

[BN]

Hallo Matthias,

Besteht noch Interesse weiter gemeinsam über die Möglichkeiten einer DSP Board Entwicklung nachzudenken? Wenn ja sollte man vielleicht nen eigenen Thread im passenden Forum erstellen, da es hier ja langsam schon ziemlich off-topic wird

Wir sind schon eine ganze Weile grob off-topic, in anderen Foren hätte der Moderator den Thread wohl schon geschlossen.

So eine DSP-Board Entwicklung würde mich selbst reizen, ist aber mittel- bis längerfristig aus zeitlichen Gründen völlig ausgeschlossen, umso mehr interessiert es mich natürlich, wie andere die Aufgabe angehen und was es dafür heute für Möglichkeiten gibt. Den Blackfin DSP kannte ich z.B. noch nicht und finde ihn nach wie vor interesssant.

Vielleicht sollten wir hier abschließen und wenn es was Neues zu berichten gibt, einen neuen Thread aufmachen. Z.Zt. programmiere ich noch an meiner neuen Digitalweiche mit dem TI C6713 DSK Board, und hoffe in den nächsten 2..3 Wochen eine Basis-Version zum Laufen zu bekommen. Wenn die Weiche funktioniert, könnte ich mal das HW/SW-Konzept vorstellen. Ist aber eine relativ teure Lösung (ca. 800€), also nicht so sehr was Du suchst.

Grüße
Bernhard

[tiki]

Hallo,

Wenn die Weiche funktioniert, könnte ich mal das HW/SW-Konzept vorstellen.

Dazu möchte ich dringend ermuntern (ich bin geradezu brennend interessiert, da ich ständig mit TIs MSP430 herummache), nicht nur, weil ich das letzte Wort haben will.
Gruß, Timo

[BN]

Ok, wird gemacht

Grüße
Bernhard

[doctrin]

Hallo Leute,

falls es jemanden nocht interessieren sollte, Pico hatte recht...es sollten ungefähr für jeden Zweig ähnliche Endstufen zur Verfügung stehen. Nicht wegen der Leistung sondern einfach wegen den Spitzenspannungen die der Verstärker bringen muss.
Ich denke mal mit Röhre im HT-Bereich braucht man wirklich ne kleinere Stufe -> schafft ja sehr viel Spannung....

Nun meine Frage, wenn ich für den Bass z.B. 200Watt RMS zur Verfügung stelle, dann könnte vielleicht ein "HT-Verstärker" mit 200Watt Musikleistung geeignet sein. Müsste ja reichen da dieser bei z.B. 2000Hz für 0,5ms die "Leistung von 200Watt" (im Endeffekt die Spannung) erbringen müsste.

Bitte um Diskussion


MfG
Norman

[maha]

Hallo!

...... Nicht wegen der Leistung sondern einfach wegen den Spitzenspannungen die der Verstärker bringen muss.

Na klar!! Aber: Die erforderliche "Spitzenspannung" ist an den Wirkungsgrad des jeweiligen Ls gekoppelt. Daher darf der HT-Amp meistens nominal leistungsschwächer ausfallen.

------------------------------------------------
Die Amplitudenstatistik zeigt fallende Tendenz... (mit steigender Frequenz.)
--> Der mögliche (und auch benötigte!) Spannungshub wird beim HT-Amp selten ausgereizt.
------------------------------------------------
HTs sind meist "hochohmiger" und selten laufen 2 Stück parallel.
--> Dem HT-Amp wird recht wenig Strom abgefordert.


Gruß, maha


@ FrankS: Ein Chassisantrieb sieht nicht nur die diversen Dämpfungen als Gegenkraft. Oberhalb der Einbauresonanz arbeitet ein Chassis im massegehemmten Bereich.
Bechleunigen-->Bremsen-->Bechleunigen-->Bremsen
-->Bechleunigen-->Bremsen-->Bechleunigen-->Bremsen
und das "1000mal" pro Sekunde.

[doctrin]

Jo das is klar mit der kennschalldruckabhängigen Spannung +Hub (hätte ich vielleicht nochzusätzich schreiben soll).

Aber wie läuft dann im Endeffekt die Dimensionierung, man sieht auch in der "Aktiv-Industrie" das in den LS einfach für jeden Zweig z.B. 180Watt verbaut werden.

P.S.: ich bin auch kein Freund von unwirtschaftlicher Überdimesionierung, besonders wenns ums geld geht.

Vom Behringer Support wurde mir die PA-Formel 1,5fache der Nennleistung ans Herz gelegt.


MfG
Norman

[maha]

Hallo!


Dimensionierung

Annahme:
Zweiwegerich.
Der HT wurde mit 91db/"watt" im Meterabstand gemessen
Der BMT mit 85db/"Watt"......

Watt steht unter Gänsebeinen, weil man ja mit 2,83V misst... was ja nur bei einer bestimmten LastImpedanz "1Watt" ergibt.

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Der BMT braucht für 91db im Meterabstand die doppelte Spannung (2*2,83V).... das ist die 4fache Leistung... (*lach*)
Erst dann ist er ähnlich laut wie der HT.
Dimensionierung fertig: Der BMT-Amp soll nominell 4mal so stark sein.

--------------------------
Trick: Man verwendet 2 Stück BMTs parallel. Bei identer Verstärkerspannung steigt der Output von 85 auf 91 db/"Watt"
der HT ist gleichlaut. Der HT muss also mit einem zu identem Spannungshub fähigen Amp befeuert werden. Der HT-Amp soll nominell gleich stark sein.

Die beiden parallelgeschalteten BMTs ziehen allerdings erheblich mehr Strom. Was erheblich mehr Watt bedingt.

Kompliziert? Nö.

Gruß, maha

PS: Richtig kompliziert wird die Aktivierung einer bewährten Passivbox bei Verwendung einer Aktivweiche. *schmunzel*

[doctrin]

Na gut sorry wenn ich das jetzt sage ABER das wusste ich schon.

Mir ging es nur um Optimierung(habe keinen Bock auf einen 200watt Verstärker für meinen HT), im Endeffekt braucht man also doch für jeden Zweig den gleichen Verstärker->

ich habe je box einen KE25SC mit 89 dB und bald 2 Al130( M) zusammen ca 90dB(liniarisiert) und die 2 TIW200XS liegen in der Line auch ungefähr mit diesem Kennschalldruck.

D.h. ich besorge mir einen Verstärker für die TIW ca200Watt, einen für die AL130 ???Watt und für den KE ???Watt.

Wenn ich richtig liege schafft ein 100Watt Verstärer nicht die Spannung eines 200Watt Verstärkers.

MfG
Norman

[maha]

Genau. Immer gleiche Wattzahlen ansetzen.

James Watt rotiert im Grabe.
http://de.wikipedia.org/wiki/James_Watt

maha

[doctrin]

Sorry habe den untersten Satz mal wieder abgeändert, hatte mich verschrieben. Mir fehlt Konzentration, sollte nicht so viele Sachen zur gleichen Zeit machen .....


Da kann der Herr Watt rotieren bis die Gebeine fliegen , das beantwortet mir nicht die Frage ob ein 100Watt Verstärker (nach was anderen werden leider nunmal Verstärker nicht bewertet) die gleichen Spannungsspitzen schafft wie ein 200Watt Bolide.

Das schlimme ist, dass man sich nicht mal auf Profimeinungen (wie von thel) zu 100% verlassen kann, da die auch nur Ihre verstärker verkaufen wollen.

MfG
Norman

[tiki]

Hallo,

tja, bei fehlendem Vertrauen hilft nur selbst messen, wobei im HT-Zweig eine Spannungsmessung im Wesentlichen ausreichen dürfte, wenn die Lastimpedanz ausreichend hoch ist. Ist sie das? Auch ist ein True-RMS-Meter hilfreich, welches bei den entsprechenden Meßfrequenzen noch spezifiziert ist. Oder ein Oszilloskop. Oder doch "ausreichend Verstärkerleistung" für alle(!) Kanäle...

Gruß, der Übertreiber

[Susie Q]

Wenn ich richtig liege schafft ein 200Watt Verstärker nicht die Spannung eines 200Watt Verstärkers.

Andere Dinge würden mich eher nervös machen.
Ich weiß zwar nicht, wo die dynamischen Grenzen einer solchen Chassiskombination liegen oder liegen sollen, aber dennoch einmal schrittweise gedacht, einzelne Zahlenwerte dabei nicht auf die Goldwaage legen:

1. Haben alle Chassis ungefähr den gleichen Referenzwirkungsgrad (Norm: 2.83V/W/m/8Ohm), benötigen sie auch alle ungefähr die gleiche Spannung

2. übliche Programmquellen - z.B. ein CD-Player - sind/ist ist in der Lage, für alle Frequenzen unabhängig von irgendwelchen Amplitudenstatistiken des Tonträgers den gleichen 0dB-Pegel auszugeben, eine Differenz zwischen Nominal- und Spitzenpegel gibt es nicht

3. Die maximale Ausgangsspannung eines 200Watt-Amps für 4Ohm ausgelegt ist die gleiche, wie die eines 100Watt-Amps, der nur 8Ohm packt, nämlich 28.3Veff

4. Damit zwei ||-e TIW den gleichen Kennschalldruck des KE (8R?) erreichen, gleichgültig ob als Spitzen-, Dauer- oder normierte Leistung, werden sie vermutlich ungefähr die halbe Impedanz (4R) = den doppelten Strom = die doppelte Leistung an der gleichen Spannung benötigen, was zu einer ersten groben Einschätzung führt:
- als HT-Amp genügt ggü. dem Bassistenamp maximal ein Halb(so)starker
- beide Amps benötigen die gleiche Netzteilspannung, nämlich:
28.3Veff * sqr2 = +/-40VDC, plus mindestens +/-5VDC Spannungsabfall an den Endtransistoren (je nach Schaltungskonzept mehr oder weniger als 5V), also U,Netzteil ~ +/-45Volt

5. Aus 4. folgt eine Trafowechselspannung von rund 2x33V für den worst-case, die Volllast. Je nach Typ (Ring-, Schnittband-, M-Kern usw.) und Wattleistung kommen im Leerlauf/bei geringer Leistungsabgabe ca. 2...4V mehr aus den Wicklungen, so dass die gleichgerichtete Spannung an den Ladeelkos grob zwischen +/-50Volt ... +/-45V zwischen geringer Belastung und Spitzenbelastung schwankt

5. Weiterhin der worst-case-Fall angenommen: Die beiden TIW ziehen für 200Watt mit 28.3Veff an 4R 7 effektive Ampére, dh. der Trafo ist für mindestens 460 Watt Dauerlast zu dimensionieren. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Ladeströme für die Ladekondensatoren noch einmal höhere Ströme erfordern und der Trafo tunlichst nicht in die magnetische Sättigung geraten darf, damit er keine Oberwellen produziert, ist eher an ein Exemplar mit 750VA zu denken

Dies gilt wohlgemerkt für eine Dauerleistung von 200Watt alleine für die TIW pro Kanal, zusammen mit der halben Leistung des HT und vielleicht 2/3 der TT-Leistung für den TMT wären das rund 430Watt aufgenommene Leistung pro Box bei kontinuierlichem Spitzenpegel, erforderliche Trafogröße knapp 1kW.

Chassis - insbesondere der Hochtöner - und Zuhörer halten das natürlich keine paar Sekunden aus. Die Diskrepanz vermindert sich bereits beträchtlich, wenn von 200Watt Sinus-Dauerleistung pro Box die Rede ist. Und selbst das wird der HT nur unter Berücksichtigung der Annahme einer statistischen Verteilung eines breitbandigen Signals zeitlich unbegrenzt und ohne Hitzeschaden überstehen, wenn die ihm zugeführte Dauerleistung lediglich über einen einstelligen Wattbetrag nicht hinausgeht. Dass entsprechende Leistungstests mit großer Wahrscheinlichkeit die Chassis beschädigen können, steht auf jeder Test-CD.

Andererseits: wie lange eine Box dann ein Musiksignal mit Spitzensignalen und der relativ großen Unbekannten - der statistischen Verteilung der Frequenzen - kompressions-, klirr- und zerstörungsfrei überträgt, gibt und kann kein Hersteller angeben. Solche theoretischen Überlegungen werden ohrenfällig zur Makulatur, bevor der Amp auch nur einen Bruchteil der erhofften Lautsprecherleistung erzeugen muss. Hier kommt dann das Dynamikwort ins Spiel, und jeder weiß, dass dann der Moment der Entscheidung fällt, ob die Kombi aus Box und Amp die geforderten Pegel unverfälscht übertragen kann.

Fließen dann ökonomische Begrenzungen ein, gilt zwar nach wie vor, dass beispielsweise nur ein möglichst souverän überdimensioniertes Netzteil mit hohen Reserven genauso souverän der Box zumutbaren kontinuierlichen- und Spitzenpegel abzudecken in der Lage ist. Unterliegen die Ausgaben dafür aber Einschränkungen, kann man schwerlich sagen, ab welchem Mindestaufwand klanglich Abstriche zu machen sind, da technische Parameter kaum eher subjektiven Kriterien angepasst vorausberechenbar sind.

Wo liegt jetzt aber der persönlich zu entscheidende ökonomische Kompromiss für die Mittel-Hochtonmodule, wenn jemand ein 200Watt starkes für den Bass anvisiert?

Punkt 4. geht davon aus, dass alle Module an der gleichen DC-Netzteilspannung zu betreiben sind, damit wäre bereits eine Entscheidung gefallen:
Sie müssen für diese Spannung geeignet sein.

In der Regel ist damit die Auswahl für die Mittel- und Hochtonmodule eng eingegrenzt, da handelsüblich alle Module für mindestens 8Ohm ausgelegt sind, entsprechend einer Leistung von 100Watt an einer Betriebsspannung von +/-40VDC. Kurzfristig noch etwas mehr, wegen der unter 5. genannten Leerlaufspannung des Netzteils.

Mit anderen Worten: Die Vorgabe 28.3Veff an 4Ohm = 200Watt im Bass und die Befähigung eine Impedanz von wenigstens 8Ohm treiben zu können, bestimmt im vorliegenden Beispiel die Auswahlmöglichkeit an Modulen für dem Mittelhochtonbereich. Es sei denn, man konstruiert selbst oder nimmt (vernünftigerweise?) an, die 200Watt für die Baßsektion nicht auszureizen zu wollen/zu können.

Eine weitere geldwerte Komponente stellt der Kühlkörper dar. Hier ist ökonomisch gesehen immer ein einziger Großer vorzusehen, auf dem sämtliche Module gekühlt werden. Damit entfällt auch die Überlegung, wie groß oder genauer: wie winzig klein ein KK für die HT-Sektion sein müsste, verglichen mit der des Bassteils. Wie groß der nun werden muss, hängt davon ab, wie lange die Anlage am Stück unter Volldampf steht und wie man es mit der Betriebssicherheit und Lebensdauer nimmt: je größer desto kühler desto materialschonender. Ein kleines 1Watt-Gebläserchen kann einiges an Aluminium sparen und ist selbst nach Jahren unterm Strich in der Energiebilanz klar einem schweren Klotz Alu überlegen, wenn man sich die Erstehungs- und Energiekosten für Aluminium vor Augen führt.

Man stelle sich einmal vor, wenn das alles genau planbar wäre ...