Messwerte vs. Klang am Beispiel STAX

[j!more]

Elektrostaten waren schon vor hundertfünfzig Jahren am Start - nicht mit Mylar-Folie, sondern mit Schweinedarm. "Es bleibt noch anzumerken, dass es Elektrostaten bereits seit ca. 1870 gibt ! Das Funktionsprinzip ist bis heute unverändert, aber neue Technologien haben große Fortschritte ermöglicht. Heute braucht man zum Glück keine Schweinedärme mehr, um damit die Schall erzeugende Membran zu realisieren."*

In den 50ern hat Peter Walker das Prinzip für Quad wieder entdeckt. Und 75 Jahre später gibt es uns immer noch Rätsel auf. Die grundlegenden Probleme (extrem anspruchsvolle Last) konnten bisher nicht gelöst werden. Weshalb die in der Fertigung auch nicht trivialen Magnetostaten im Markt bei den Flächenstrahlern die Nase vorn haben.

*http://www.nacl.de/capaciti/downloads/f ... staten.pdf

[kds315]

Wie sieht das dann mit einem Verlängerungskabel aus?
oder verbietet sich ein solches, bei so einem Verhalten oder wird das irgendwie kompensiert (es gibt ja Verlängerungskabel von Stax)?

Hier mal Messungen dazu - die kapaz. Last steigt mit der Verlängerung deutlich an (+42%), was den Verstärker natürlich mehr fordert und vermutlich zu Hochtonabfall führt...

OHNE Verlängerung:

STAX ohne Verlängerung IMG_0348.JPG (421.09 KiB) 476 mal betrachtet

MIT 2.5m Verlängerung:

STAX-Verlängerung IMG_0374.JPG (506.66 KiB) 476 mal betrachtet

Bilder (C) Dr Joachim Becker - used with permission

Mal ganz zu schweigen davon, dass es sicher keine gute Idee ist, ZWEI KH parallel zu betreiben an einem AMP!

[mbrennwa]

Was ich nicht verstehe: einige der kürzlichen Posts (z.B. hier viewtopic.php?p=41558#p41558, Anm. d. Mod) scheinen die verbesserte Fähigkeit zur Stromlieferung der SRPP-Schaltung in Zusammenhang zu bringen mit besserem Bass. Bei dynamischen Lautsprechern oder Kopfhöhrern könnte ich diese Überlegung nachvollziehen, aber bei Elektrostaten? Da braucht's im Bass kaum Strom, sondern eher bei hohen Frequenzen. Was hat es damit auf sich?

[kds315]

Nochmals also, vielleicht wird das beim nochmaligen lesen klarer...

(Zitat) Push-Pull Modifikation

Bei einer Push-Pull Ausgangsstufe werden die Anoden-Widerstände durch Push-Pull Module ersetzt. Im Gegensatz zu einem CCS-Modul, welches einen konstanten Strom, unabhängig von Last und Aussteuerung zur Verfügung stellt, kann die Push-Pull Schaltung einen bei Bedarf praktisch unbegrenzten Strom zur Verfügung stellen. Ein am Ausgang auftretender Fehler kann somit sehr viel schneller und effektiver korrigiert werden. Das hat eine erhebliche Auswirkung auf den Klang. Die Auflösung wird sehr viel feiner und detailreicher, der Bass wird kräftiger und bekommt mehr Struktur, ausserdem erhöht sich die maximale Ausgangspannung um 60-70V....(Zitat Ende)

Stichwort(e) zum Nachdenken: Impulsantwort (zB. Kesselpauke) - nicht eingeschwungener Zustand (Sinuston etc.).

Vereinfacht mal die Induktivität der Zuleitung vernachlässigt und Kabel + KH nur als RC-Glied gesehen, was passiert denn wenn so ein Impuls (Kesselpauke zB.) kommt?

Das hier...[ähnlich, Werte stimmen natürlich nicht, ist nur ein Beispiel]



Und was macht der Strom dann bzw was will der machen...wenn der AMP das liefern kann oder eben nicht (blaue Linie)??
Einen mords Impulsstrom will der machen um diesen Spannungsimpuls abbilden zu können - wenn der Amp das denn liefern kann, und wenn nicht geht das ganze in die Knie (= die Spannung am KH) und der geforderte Impuls wird eben nicht korrekt abgebildet. Und das hört man eben....

Darum kann man das Impulsverhalten eines Verstärkers sehr gut mit einem Rechteck-Signal testen, siehe die gezeigten Beispiele der SRPP-Schaltung, die bis zu hohen Frequenzen in der Lage ist, solche Rechteckimpulse präzise wiederzugeben!

[mbrennwa]

Was du beschreibst ist die Slew Rate. Das Diagramm zeigt das Einschwingverhalten am Beispiel eines 22 nF Kondensators. Die relevanten Zeitskalen liegen in diesem Beispiel bei ein paar hundert Nanosekunden, was einer Frequenz von 1/100 ns = 10 MHz entspricht. Ein elektrostatischer Kopfhörer hat typischerweise eine Kapazität von ca. 0.1 nF (siehe https://www.diyaudio.com/community/thre ... st-7567130), da geht dann alles ca. 220x schneller als in deinem Beispiel. Das wären dann also 220 x 10 MHz, oder etwa 2 GHz. Es dürfte klar sein, dass ein Menschenohr sowas nicht wahrnehmen kann.

Mir geht es darum zu verstehen, wie die Stromlieferfähigkeit einen Effekt auf den Bass haben kann, also in der Grössenordnung von ungefähr 20...300 Hz. Zum Vergleich: die 100 nS Zeitskala in deinem Beispiel (mit 22 nF) entspricht gerade mal 1/100'000 der Periode eines 100 Hz Tons, bei einem typsichen Elektrostatenkopfhörer (mit 0.1 nF) wären es dann nochmal 200x weniger. Ich verstehe nicht, wie die Slew Rate einen wahrnehmbaren Effekt im Bass haben soll.

Oder anders Ausgedrückt: die Impedanz eines typischen Elektrostaten (0.1 nF) ist bei 100 Hz ca. 16 MΩ. Wenn da ein Signal mit 1000 V Amplitude anliegt (was wahnsinnig laut wäre), würde dies einen Strom von lächerlichen 60 μA bedingen. Ganz anders sieht es bei hohen Frequenzen aus; z.B. würde bei 10 kHz ein Strom von ca. 6 mA fliessen. Bei einer vertretbaren Hörlautstärke (Amplitude um 100...300 V) wären es dann eher 2 mA oder weniger für ein 10 kHz Testsignal. In normalen Musiksignalen sind die Amplituden von so hohe Frequenzen allerdings sehr gering, und der Strombedarf ist entsprechend nochmal deutlich geringer.

Etwas unabhängige Information zu diesem Thema (via Google Translate): https://www7b-biglobe-ne-jp.translate.g ... r_pto=wapp

Die High-Amp Röhrenverstärker können meines Erachtens auch ohne "Push-Pull Modul" problemlos genügend Strom liefern, um normale Musik problemlos wiederzugeben. Ich vermute, die Vorteile der "Push-Pull Module" (oder auch von Konstantstromquellen) liegen zu einem grossen Teil eher darin, dass diese die Verstärkerröhren vom Restbrumm des Netzteils entkoppeln. Ob/wie dies einen "besseren Bass" bewirkt, weiss ich allerdings nicht -- und genau dies möchte ich besser verstehen.

[kds315]

Was schrieb ich denn da: Das hier...[ähnlich, Werte stimmen natürlich nicht, ist nur ein Beispiel]

"Transferleistung" heisst das in der Forschung wenn ich mich nicht irre...
Nun denn, genug gesagt. Werde mir solche Erklärungsversuche in Zukunft ersparen

[ZeeeM]

Mein Gedanke, Lautstärke ist Schalldruck, Schalldruck ist Schallenergie, Energie ist Produkt aus Strom und Spannung.
Bei niedrigen Frequenzen bräuchte ich eine höhere Spannung.
Irgendwo ist da ein Gedankenfehler, wenn man auf die Systemimpedanz guckt.

[mbrennwa]

Was schrieb ich denn da: Das hier...[ähnlich, Werte stimmen natürlich nicht, ist nur ein Beispiel]

Ja, genau. Deshalb habe ich die Zahlen auf die Kapazität eines typischen Elektrostatenkopfhörers angbepasst. Damit sind die Ergebnisse nur noch viel extremer, als sie in deinem Beispiel schon waren.

"Transferleistung" heisst das in der Forschung wenn ich mich nicht irre...
Nun denn, genug gesagt. Werde mir solche Erklärungsversuche in Zukunft ersparen

Ich bin jetzt grad nicht sicher, ob du von Elektroakustik sprichst, oder von der "Leistung" der Neuronen zwischen meinen Ohren. Wie auch immer: es gibt keinen Grund frustriert zu sein. Ich habe lediglich erklärt, warum ich deine Antwort auf meine Frage nicht nachvollziehen kann. Alles schön sachlich. Wenn ich da einen Überlegungsfehler gemacht habe, bin ich froh um Aufklärung.

Mein Gedanke, Lautstärke ist Schalldruck, Schalldruck ist Schallenergie, Energie ist Produkt aus Strom und Spannung.

Diese Überlegung ist nicht ganz verkehrt. Der Trick dabei ist allerdings, dass die Spannung und der Strom über die komplexe (!) Impedanz des Kopfhörers miteinander verknüpft sind. Der reelle Anteil der Impedanz bewirkt einen Leistungsumsatz, so wie du es beschrieben hast. Der imaginäre Anteil bewirkt eine Speicherung oder Verschiebung der Energie im Kondensator (bzw. im Elektrostaten); die Spannung und der Strom werden also so eingesetzt, dass dabei Elektronen auf die Elektroden des Kondensators (den Membranen) geschoben werden, ohne dass dadurch Energie "verbrutzelt" wird. Man spricht dann von "wattlosen" Spannungen und Strömen.

Die Impedanz eines Elektrostaten ist überwiegend imaginär, weshalb der überwiegende Teil der vom Verstärker erzeugten Spannung und Strom wattlos wirkt. Um diesen wattlosen Teil der Impedanz zu "bedienen", muss der Verstärker für eine gegebene Wechselspannung den nötigen Strom erzeugen, ohne zu verzerren. Der wattlose Teil der Kondensatorimpedanz sinkt mit steigender Frequenz. Bei gegebener Spannung steigt der Strombedarf bei steigender Frequenz. Dies ist nicht nur graue Theorie, sondern ist auch mit Messungen belegt: https://www.diyaudio.com/community/thre ... st-7567130

[ZeeeM]

Man darf auch die Akustik nicht vergessen. Frei Luft ohne Seal sieht es anders aus.
Im Prinzip muss man wohl sagen, dass die umgesetzte Wirkleistung recht klein ausfällt.

[mbrennwa]

Was ich gerade mit Verwunderung feststelle: mein Post wurde vom Rauenbühler-Thread hierhin verschoben. Was soll denn der Quatsch? Meine Frage bezieht sich ja konkret auf die Neuerungen bei den Rauenbühlern. Bitte schiebt das wieder dahin zurück wo's herkommt damit der Kontext wieder stimmt. Danke.

[Firschi]

Keine Sorge, die kontext-bildenden Posts wurden direkt mit verschoben, siehe oben. An den richtigen Stellen befinden sich Querverweise vom einen zum jeweils anderen Thread.

Ich bin mir sicher, das überfordert niemanden

[mannitheear]

@Klaus:
Was für ein Oszi verwendest du da? Gibt es da was bezahlbares?

[kds315]

Na ja, ist relativ das: ich verwende den leider nur monochromen 2 kanaligen FLUKE SCOPEMETER 105B, mein Freund den farbigen 199C; beide mit 10:1 Tastkopf und mit beiden Kanälen + Masse isoliert und hochspannungsfähig.

Hab meinen gebraucht gekauft auf EK, neu sind die recht teuer…
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So sieht der Fluke 105B aus:
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IMG_7212.jpeg (401.75 KiB) 190 mal betrachtet

[kds315]

Nur mal so, bei EK steht gerade ein FLUKE SCOPEMETER 105B drinne (komplett mit allem)...