DIR Return Create A Forum - Home
---------------------------------------------------------
ZenAudio Forum
HTML https://zenaudio.createaforum.com
---------------------------------------------------------
*****************************************************
DIR Return to: Versterkers en receivers
*****************************************************
#Post#: 5--------------------------------------------------
Hoe kies je een versterker?
DIR By: BlackMonk
Date: August 30, 2015, 8:45 am
---------------------------------------------------------
HOE KIES JE EEN VERSTERKER?
[*] Bepaal welk vermogen je minimaal nodig hebt en elimineer
alle toestellen die daaraan niet voldoen.
[*] Een versterker hoort een zeer lage vervorming te hebben en
een groot frequentiebereik op dat maximumvermogen, plus de
laagste impedantie van je luidsprekers te ondersteunen.
Uiteraard mag er geen enkel stoorgeluid (ruis, brom, ...) te
horen zijn, ook met het volume op maximum gedraaid. En als je
luidsprekers grote impedantiewisselingen of faseverdraaiingen
veroorzaken, moet je versterker dat ook ondersteunen.
Versterkers die hieraan niet voldoen elimineer je.
[*] Haal alle overblijvende versterkers die je bevallen in huis
en beluister ze. Kies er dan de meest muzikale uit. Muzikaliteit
is niet in cijfers te gieten en hangt af van je smaak.
Welke versterkervermogen je nodig hebt, hangt af van je
luidsprekers en je luisterruimte.
Luidsprekers hebben een aantal specificaties. De fabrikant geeft
deze op op de website of in een document. Voor de berekening van
het versterkervermogen heb je alvast twee gegevens nodig uit die
luidsprekerspecificaties: de gevoeligheid en de
minimumimpedantie.
De gevoeligheid is de geluidsdruk die de luidspreker produceert
met 2,83 V (of 1 Watt bij 8 Ohm) op zijn ingang en gemeten op 1
m afstand. Een B&W 683 vloerstaander heeft bijvoorbeeld een
opgegeven gevoeligheid van 90 dB bij een ingangssignaal van 2,83
V en 1 m afstand.
De minimumimpedantie is de laagste wisselstroomweerstand die
voorkomt bij een bepaalde frequentie. Dat gegeven kan even
zoeken zijn, want veel luidsprekerfabrikanten geven een
gemiddelde impedantie op en verder niks. Zoals je wellicht weet
kun je perfect verdrinken in water van gemiddeld één meter diep.
We moeten dus echt de minimumimpedantie weten. Bij de eerder
genoemde B&W 683 is dat 4 Ohm. Als de fabrikant niks opgeeft en
je kunt het ook nergens anders vinden, neem dan voor de
veiligheid de helft van de gemiddelde impedantie als minimum.
Hoe groter de luisterruimte, hoe meer vermogen je gaat nodig
hebben. Dat spreekt vanzelf. Voor de berekening van het
versterkervermogen hebben we maar twee parameters nodig: de
luisterafstand en de gewenste geluidsdruk op die afstand.
De meeste mensen luisteren op ca 2 tot 4 meter afstand van de
luidsprekers. Grotere afstanden zijn natuurlijk ook mogelijk.
Vergeet niet dat je best een gelijkzijdige driehoek maakt met de
luidsprekers en je luisterplaats voor het beste stereobeeld!
Er is een vrij ingewikkelde formule waarmee je kunt berekenen
wat het maximaal continu vereiste vermogen is als je de vier
parameters hierboven vermeld opgeeft.
P = 8/Z∙10(L-S+20∙log D)/10
met
Z = minimumimpedantie van de luidspreker in Ω (Ohm)
S = gevoeligheid luidspreker in dB / 2,83 V / 1 m
D = luisterafstand in m
L = gewenste geluidsdruk op luisterafstand in dB
dan geeft
P = het vereist vermogen in W
De formule leggen we verderop in detail uit. Je kunt ook deze
spreadsheet
HTML http://www.vanwesten.net/audio/vereistvermogen.xls
invullen.
Welke geluidsdruk moet je hebben?
We proberen een begroting van vermogen te maken, dus meer dan we
eigenlijk nodig hebben. Versterkers hebben een piekvermogen dat
meestal het dubbel van het continuvermogen is. Dat piekvermogen
kan echter vaak maar enkele seconden volgehouden worden. Wat als
een piek langer duurt? We pikken even een term uit de klassieke
muziek en noemen een piek die meerdere seconden tot meerdere
minuten kan aanhouden een crescendo. Klassieke muziek (en ook
soundtracks van films) kan langdurige stille passages hebben en
dan plots uitbarsten in zo'n crescendo. Als je het volume
gekozen had om die stille passages goed te kunnen horen, zou je
wel eens onaangenaam verrast kunnen worden door zo'n crescendo.
Onder meer omdat je versterker dan gaat vervormen als hij het
niet aankan. Bij metingen die verschillende mensen (waaronder
ikzelf) uitgevoerd hebben blijkt, dat bij vrij luid spelen je al
gauw boven de 80 dB(C) gemiddelde geluidsdruk zit. Bij muziek
met veel dynamiek maten we crescendo's van wel 102 tot 103 dB(C)
op de luisterplaats. Om nog wat marge te hebben ronden we dat af
naar 105 dB(C). Dat is dus zeker niet iets waar we voortdurend
naar gaan luisteren (dat zou tot gehoorbeschadiging leiden!),
maar het kan wel voorkomen in een duur van ettelijke seconden
tot ruim een minuut. Voor zoiets kun je dus niet vertrouwen op
het piekvermogen van je versterker, vermits die dat hooguit maar
een paar seconden kan volhouden. In die crescendometing van 105
dB(C) op de luisterplaats zit de bijdrage van de tweede
luidspreker in een stereosysteem (dat voegt 3 dB toe) en ook de
bijdrage van de kamerakoestiek (nog eens 3 dB toevoegen). Die
twee bijdragen moeten we er nu voor onze berekening van af
trekken, want voor deze 6 dB moeten we immers geen vermogen
leveren. Als het om muziek gaat die geen sterk geprononceerd
centrum heeft (klassieke muziek zonder solist, instrumentale
muziek, jazz met wisselende solisten, noem maar op) dan valt de
bijdrage van die tweede luidspreker af en moet je geen 6 maar
slechts 3 dB aftrekken. Voor deze berekening doen we het wel,
maar afhankelijk van je muziekkeuze kun je 3 dB extra in
rekening brengen. Let wel: dit verdubbelt het benodigde
vermogen!
Dus 105 - 3 -3 = 99 dB. Dit getal vul je best in in de tabel of
de formule voor 'gewenste geluidsdruk' om de net genoemde
redenen. Daar luisteren we zeker niet langdurig naar, maar onze
versterker moet die crescendo's van 99 dB(C) wel aankunnen. Dan
zal hij ons niet teleurstellen met zijn vermogen. Als je nooit
aan dat soort volume komt en nooit een feestje bouwt waarop je
versterker en luidsprekers moeten spelen, kun je hier ook 94 of
95 dB(C) kiezen. Als je echt zeker wil zijn, neem dan 99 dB. Ga
zeker niet lager dan 94 dB, want daaronder stijgt de kans steeds
meer dat je die geluidsdruk vaker en langduriger zult
tegenkomen.
Hou ook in gedachten dat we immers niet proberen te berekenen
hoeveel vermogen we exact nodig zullen hebben. We maken een
begroting voor het vermogen en dat zal dus hoger uitkomen dan
wat we ooit nodig hopen te hebben. Het advies blijft dus om
zoveel mogelijk 99 dB in te vullen als gewenste geluidsdruk voor
de berekening van het versterkervermogen.
Naar welke versterker moet je nu zoeken?
Als je weet hoeveel vermogen vereist is in de minimumimpedantie
van de luidspreker, dan krijg je met de formule of de tabel een
getal terug dat niet altijd netjes overeenkomt met een
versterkervermogenspecificatie. Zo zul je bijvoorbeeld zien dat
je voor een B&W 685 en 99 dB op 3 m afstand maximaal 247 W in
3,7 Ω nodig hebt. Rond dat naar boven af naar het
eerstvolgend op de markt beschikbaar versterkervermogen. Dat zou
250 W in 4 Ω zijn. Versterkervermogens worden echter vaak
geadverteerd in 8 Ω. Je moet minstens het vermogen in de
minimumimpedantie halen, dan heb je genoeg ongeacht wat de
versterkerfabrikant bij 8 Ω opgeeft. Voor een versterker
van 250 W in 4 Ω zou een vermogen tussen 125 en 150 W in 8
Ω opgegeven kunnen staan. Als er 125 W in 8 Ω en 250 W
in 4 Ω staat, is de versterker een zogenaamde verdubbelaar.
Die hebben de beste voedingen aan boord. Maar een versterker die
niet verdubbelt is ook prima hoor, zolang hij maar het vereiste
vermogen in de minimumimpedantie van de luidspreker kan leveren.
Genoeg vermogen is genoeg vermogen, ongeacht hoe de versterker
dat bereikt. Als je luidsprekers hebt die tijdens hun werking
allerlei fasedraaiingen vereisen (zoals elektrostaten), moet je
versterker dit natuurlijk ook aankunnen. De meeste
versterkerfabrikanten vermelden dit niet, dus kijk je best of
andere mensen succes gehad hebben met jouw soort luidsprekers op
de versterkers die je interesseren en die genoeg vermogen
hebben. Van de versterkers die nu overblijven, onderzoek je de
specificaties. Als iets onduidelijk is, contacteer dan de
importeur of desnoods de fabrikant zelf. Geldt het
frequentiebereik van de versterker voor heel weinig tot het
maximum vermogen? Geldt het opgegeven vervormingscijfer ook voor
het hele frequentiebereik en op alle vermogens tot maximum? Is
dat vervormingscijfer dan kleiner dan één tiende procent? Is het
frequentiebereik minstens van 2 Hz tot 50 kHz (eventueel met
lichte afwijkingen, hooguit ± 3 dB, hoe minder hoe beter)?
Elimineer alle versterkers die niet hieraan voldoen. Eentje die
20 Hz tot 20 kHz ± 3 dB doet, is echt niet meer van deze tijd!
Van de versterkers die nu overblijven, probeer je elk toestel in
huis te halen zodat je het kunt beoordelen. Als een versterker
stoorgeluiden blijkt te produceren (brom of ruis), vraag dan
meteen een ander. Krijg je er geen of doet de tweede hetzelfde,
elimineer hem. Beluister de aldus overblijvende versterkers op
je gemak in je eigen luisterruimte en met je eigen favoriete
muziek en kies degene die je het meest bevalt qua klank en qua
uiterlijk. Luister of de versterker op zeer lage volumes alles
correct weergeeft zonder enige storing en luister of hij dat ook
kan als je zeer luid speelt.
Kan het ook met minder?
Als je zoekt naar een versterker die het berekende vermogen kan
leveren in de minimumimpedantie van de luidspreker, bijvoorbeeld
250W in 4 Ω voor een B&W 685 of minstens 150 W in 4 Ω
voor een B&W 683 of 684, dan lijkt dat soms hoog. En duur. Een
versterker die minder dan dit biedt, zou je kunnen
teleurstellen. Niet als je altijd heel zacht speelt, maar wel
als het volume flink omhoog gaat. Wat versterkers betreft, koop
je beter een te krachtige versterker dan een die ondermaats is.
Die ondermaatse kan, als hij gaat clippen, je luidsprekers kapot
spelen. Met een te krachtige versterker zal je dat nooit
overkomen.
Niet alle luidsprekers hebben honderden Watts nodig.
Hoogrendemente luidsprekers komen met weinig toe. Een Klipsch
Palladium p-37f, bijvoorbeeld, heeft een gevoeligheid van 96 dB
/ 2,83 V / 1 m, een gemiddelde impedantie van 4 Ω en een
minimumimpedantie van 2 Ω. Dat vereist slechts 38 W in 4
Ω en 76 W in 2 Ω om 99 dB op 3 m afstand te halen. Een
versterker van 25 W in 8 Ω, 50 W in 4 Ω en 100 W in 2
Ω stuurt deze luidsprekers dus perfect aan. Let wel: die
100 W in 2 Ω is het belangrijkste! Een gewone goedkope
versterker van 30 of 40 W zou dus niet goed presteren met zo'n
Klipsch!
Waarom is die minimumimpedantie zo belangrijk?
Dat is de laagste wisselstroomweerstand die je luidsprekers aan
de versterker zullen presenteren. Die zal van de versterker het
meeste stroom vragen. Die minimumimpedantie kan bij slechts één
frequentie voorkomen (meestal een basfrequentie), maar het
kunnen er ook meerdere zijn. En deze frequentie hoeft ook niet
superlaag te zijn. Er zijn genoeg luidsprekers op de markt die
hun minimumimpedantie bereiken ergens tussen 60 en 80 Hz (en dat
komt heel erg vaak voor in muziek). Er kunnen daarnaast meerdere
punten in de frequentiecurve voorkomen waarop de impedantie dat
minimum benadert. Om zeker te zijn dat je versterker deze
impedantiewisselingen perfect kan volgen, moet hij die laagste
impedanties van je luidspreker goed en met marge kunnen
ondersteunen. Als de fabrikant opgeeft hoeveel Watt de
versterker kan produceren in een impedantie in de buurt van dat
minimum van je luidsprekers, heb je een gegeven waarmee je
verder kunt. Als de versterkerfabrikant niets opgeeft (hij geeft
bijvoorbeeld een aantal W in 4 Ω op, maar niets onder 4
Ω terwijl je luidsprekers zakken tot of onder 2 Ω),
dan is het een gok. Als de versterker een royale voeding heeft
en dus zwaar is, zal de kans groter zijn dat hij dit toch
aankan. Om zeker te zijn moet je het dan gewoon uitproberen. Een
zogenaamde verdubbelaar (een versterker die in 4 Ω exact
het dubbel vermogen kan leveren van wat opgegeven staat voor 8
Ω) heeft de beste voeding en, zeker als die ook nog zwaar
is, de grootste kans om een ruime marge onder 4 Ω aan te
kunnen. De beste versterkers hebben een vermogensspecificatie in
8 Ω, het dubbel daarvan in 4 Ω, nog eens het dubbel
daarvan in 2 Ω en de allerbeste doen dan nog eens het
dubbel in 1 Ω. Daarmee kun je dan zowat alles aansturen!
Hoe zit het met stroomsterkte (Ampères)?
Een versterker die veel vermogen in de lagere impedanties kan
leveren, biedt noodzakelijkerwijze een grote stroomsterkte aan.
Een merk dat reclame maakt met Ampères moet er ook bij vermelden
aan welke maximumspanning die maximumstroom geleverd kan worden:
dan pas weet je welk het vermogen is dat geleverd kan worden en
in welke impedantie. Of ze moeten vermelden bij welke
minimumimpedantie dat maximumvermogen geleverd kan worden. Ook
dan heb je alle benodigde informatie. Als een versterkerbouwer
zegt dat een bepaald model in staat is 35 A af te leveren, dan
weet je niet veel. Theoretisch komt dat overeen met 1200 W in 1
Ω, maar deze uitgangsstroomsterkte werd bijvoorbeeld
opgegeven voor een Harman Kardon Signature 1.5 eindversterker
(2x200W/8Ω en 2x325W/4Ω, maar niets opgegeven voor
lagere impedanties). Dan is die 35 A dus nietszeggend want voor
de opgegeven vermogens kom je daar nooit aan (respectievelijk 5
en 9 A). Je zou dus denken dat die 35 A betekent dat de Harman
Kardon behoorlijk wat reserve aan boord heeft voor lagere
impedanties. Maar ik heb er zelf eens een 1 Ω belasting aan
gehangen en toen vloog hij in beveiliging. Die 35 A kan dus
alleen slaan op het piekvermogen. Maar bij 4 Ω zouden we
dan aan 4.900 W zitten! Dat kan dus ook niet kloppen. De
specificatie van Harman Kardon is dus nietszeggend en dient dus
met grote waarschijnlijkheid alleen voor de marketing. De
fabrikant moet er echt bij zeggen dat de opgegeven stroomsterkte
geldt voor elke impedantie tot vrijwel kortsluiting, dan is dat
een heel ander paar mouwen. Zo'n versterker willen we dan zeker
hebben.
Als een andere versterkerbouwer zegt dat zijn versterker 1200 W
in 1 Ω kan leveren, dan weet je vanaf het begin wel meer.
1200 W in 1 Ω betekent immers, vermits P = I²∙R en I
= √(P/R) dat dat zo'n 34,6 A vereist (en ook zo'n 34,6 V).
Stroomsterkte en vermogen hangen dus samen.
Hoe zit het met buizenversterkers? Die geven in elke impedantie
hetzelfde vermogen op!
Een buizenversterker van 50 W is evenwaardig aan een
transistorversterker van 50 W als er in beide gevallen een
keurige 8 Ω belasting aangehangen wordt. Als de aangesloten
belasting gaat dalen, dan zorgt de uitgangstrafo van de
buizenversterker ervoor dat die lagere belasting nog steeds
keurig gevoed kan worden. Bij een transistorversterker moet de
voeding genoeg vermogen in de eindtrappen kunnen leveren voor
die lagere belastingen en als die voeding niet sterk genoeg is,
klapt de weergave ineen. Dat laatste is vaak inderdaad het geval
en heus niet alleen bij de goedkoopste versterkers.
Merk wel op dat zo'n buizenversterker van 2x 50 W vele malen
duurder is dan vrijwel eender welke transistorversterker van 2x
50 W. Als je een transistorversterker van dezelfde prijs als die
buizenversterker neemt, vind je er ook wel een die de lagere
impedanties keurig aankan hoor.
Het Amerikaanse versterkermerk McIntosh maakt
transistorversterkers met een uitgangstrafo net voor de
luidsprekeraansluitingen. Daardoor geeft dat merk, net als bij
een buizenversterker, in elke impedantie hetzelfde vermogen op.
Ook hier moet je dus gewoon letten of het opgegeven vermogen zou
volstaan in de minimumimpedantie van de luidspreker. In het
geval van McIntosh zul je zo'n versterker beslist moeten
uitproberen om te weten of hij het effectief goed doet met je
luidsprekers. Het is bijna onmogelijk om dat aan de weet te
komen puur op basis van de vermogensspecificaties van McIntosh
omdat ze meestal erg karig daarmee zijn.
Hoe zit die formule nu ineen?
We vertrekken van de door de fabrikant opgegeven
luidsprekergevoeligheid. Die definieert welke geluidsdruk de
luidspreker genereert op 1 m afstand als je 2,83 V aan de ingang
zou invoeren. Dat komt overeen met 1 W voor een 8
Ω-luidspreker en 2 W voor een 4 Ω-luidspreker. We
veronderstellen voor de formule en de berekening 8 Ω en 1 W
voor de gevoeligheid en corrigeren dat later voor de juiste
impedantie. De formule berekent dan welke vermogensstijging je
nodig zou hebben voor de gewenste geluidsdruk op de
luisterafstand ten opzichte van die opgegeven
luidsprekergevoeligheid. Eigenlijk berekent de formule welke de
vereiste geluidsdrukcompensatie vanaf de luidsprekergevoeligheid
op 1 m en die zetten we dan om naar een vereist vermogen.
P = 8/Z∙10(L-S+20∙log D)/10
Uiteraard speelt hier de gewenste geluidsdruk een belangrijke
rol. We berekenen eerst het verschil in geluidsdruk tussen
gewenst en geleverd op 1 W op 1 m afstand. Dat verschil geeft
dus aan hoeveel meer (of minder) geluidsdruk vereist is om dat
verschil te compenseren. Vandaar L-S: gewenste geluidsdruk -
opgegeven geluidsdruk bij 1 W en 1 m. Als we 99 dB wensen maar
88 dB gevoeligheid opgegeven is, moeten we dus compenseren voor
11 dB geluidsdrukstijging op 1 m.
Daarnaast speelt uiteraard ook de luisterafstand een cruciale
rol. Als we ons verder verwijderen dan de opgeven afstand van 1
m, moeten we ook voor die afstand compenseren. We weten dat de
geluidsdruk invers proportioneel is met de afstand: p ~ 1/r. We
weten dus dat een verdubbeling van de afstand een
geluidsdrukvermindering van ca. 6 dB tot gevolg heeft.
De geluidsdrukdaling voor een afstand van D meter is
20∙log D. Als de afstand verdubbelt ten opzichte van de
oorspronkelijke 1 m, krijg je dus een geluidsdrukdaling van
20∙log 2 = 6,02 dB. Verdubbelt de afstand nogmaals, krijg
je een daling van 12,04 dB (20∙log 4). Bijgevolg wordt de
totale geluidsdrukcompensatie: gewenst - opgegeven +
afstandsbepaald of L-S+20∙log D.
Voor 99 dB gewenst, 88 dB luidsprekergevoeligheid en 2,4 meter
afstand is dat dus 99 - 88 + 20 ∙ log 2,4 = 18,6 dB meer
geluidsdruk dan het origineel opgegeven door de
luidsprekerfabrikant! Om dat om te rekenen naar vermogen in Watt
gebruiken we 10p/10, waarbij p de geluidsdrukcompensatie in dB
is. Voor die 18,6 dB extra ten opzichte van de 1 W die de
luidsprekerfabrikant in zijn gevoeligheidsspecificatie opgeeft,
heb je dus 1018,6/10 of 72,44 W extra nodig.
Vermits dit het verschil ten opzichte van de 1 W in 8 Ω van
de oorspronkelijke luidsprekergevoeligheid opgeeft, is de
vermogensstijging van 72,44 W uiteraard ook alleen geldig voor 8
Ω. Wil je weten welk vermogen je nodig hebt in een andere
impedantie (zoals de gemiddelde of de minimumimpedantie Z van de
luidspreker), dan moet P1 = U²/8 en P2 = U²/Z dus P2 =
8/Z∙P1. Een vermogen van 72,44 W in 8 Ω wordt dus
geheel volgens deze natuurkundige wetten 193,18 W in 3 Ω.
Dat ronden we dan af naar praktische versterkervermogens van 80
W in 8 Ω en 160 W in 4 Ω (en de versterker moet dan
een ruime marge onder 4 Ω hebben).
Dat was het!
*****************************************************
Page 1 of 1