[HowTo] Schwingneigung durch kapazitive Last Aufioverstärker

[Beginner]

Hallo liebe Forumsexperten.
Ich habe mich hier angemeldet weil ich mit meinem Elektronikwissen nicht weiterkomme und ihr mir bestimmt weiterhelfen könnt
Es gibt ja Audio Verstärker die bei hohen kapazitiven Lasten zu schwingen anfangen und dann abschalten oder gar überhitzen und das zeitliche segnen. Bisher angelesen habe ich mir dass der Verstärker wohl zu schwingen anfängt.
Ich habe ein Lautsprecherkabel mit einer sehr hohen Kapazität,
8500 Pico ohne jegliche passive Bauelemente.
Um dieses nun an jedem Verstärker ohne Gefahr zu betreiben würde ich dieses gerne mit einem Kästchen ausstatten.
Betrieben wird zur Zeit ein Breitbandchassis ohne Frequenzweiche mit 8 Ohm.
Nun habe ich mir überlegt ob es eine Möglichkeit wäre sozusagen einen Tiefpass mit einer unteren Grenzfrequenz von zB 50khz zu nutzen um somit das aufschwingen des Verstärkers zu verhindern ?
Welche Werte wären hier sinnvoll oder ist das totaler Blödsinn weil es nicht hilft ?
Gelesen habe ich auch dass es Zobelglieder oder Boucherot Glieder gibt die da zur Anwendung kommen können.
Was würdet ihr mir empfehlen außer ein anderes Kabel zu nutzen , denn das ist für mich keine Option.
Es geht auch ein wenig darum mein Wissen zu erweitern.
Vielen Dank schon mal für Eure Antworten und Hilfe
Gruß der Beginner

[ONV78]

Moin Moin,

ich fange für die Allgemeinheit, die diesen Threat vielleicht liest erst mal mit dem an, was du nicht Hören möchtest:

Kauft euch bitte nicht solche Kabel, ein Lautsprecherkabel mit extrem hoher Kapazität bringt in der Praxis kaum (eigentlich nie) Vorteile, da die theoretischen Verbesserungen, wie die Dämpfung von Hochfrequenzstörungen, in den meisten Anwendungen kaum relevant sind. Stattdessen kann es den Verstärker instabil machen, Schwingungen verursachen und sogar zu Schäden führen, daher ist es empfehlenswerter, auf ein Kabel mit geringerer Kapazität zu setzen, das zuverlässig und klanglich unproblematisch (teilweise besser) ist.

Jetzt zum Thema:


Ein Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz oberhalb des Hörbereichs, also beispielsweise bei 50 kHz, kann helfen, die Hochfrequenzschwingungen zu unterdrücken, ohne das Nutzsignal zu stark zu beeinträchtigen, auch wenn ein Tiefpassfilter nicht unbedingt dafür gedacht ist.

Eine einfache Lösung wäre das von dir erwähnte Zobel-Glied, das oft verwendet wird, um Verstärker zu stabilisieren. Es besteht aus einem Widerstand und einem Kondensator, die parallel zur Last geschaltet werden. Dadurch wird die Impedanz im Hochfrequenzbereich angepasst, was die Wahrscheinlichkeit des Aufschwingens verringern kann. Typische Werte wären z. B. 10 Ohm in Serie mit 100 nF, aber das hängt von der spezifischen Anwendung ab, du könntest aber mit diesen Werten experimentieren und sie je nach Verhalten des Verstärkers anpassen, was bestimmt nötig ist.

Das Zobel-Glied und das Boucherot-Glied sind im Wesentlichen dasselbe, da sie sich beide auf eine einfache RC-Schaltung (Widerstand und Kondensator) beziehen, die am Ausgang eines Verstärkers verwendet wird, um Hochfrequenz-Schwingungen zu unterdrücken.

Welche Werte wären hier sinnvoll oder ist das totaler Blödsinn weil es nicht hilft ?

Zu den Werten habe ich oben ja bereits etwas geschrieben, Ein Zobel Glied kann schon wirksam helfen, das Aufschwingen eines Verstärkers zu verhindern und Hochfrequenzschwingungen abzudämpfen. Es sorgt hier quasi für Stabilität, ohne das Audiosignal zu beeinträchtigen. Wie alles haben solche Bauteile aber auch ihre Grenzen und ob es das Problem vollständig löst, müsstest du vermutlich testen. Es kann gut sein, dass das Problem bestehen bleibt und nur gemildert wird, wenn die Instabilität zu stark ist.

Gruß Daniel

[Beginner]

Hallo Daniel.
Vielen Dank für deine ausführliche Antwort.
Wie du dir bestimmt denken kannst wirft deine Antwort auch wieder fragen auf.
Zunächst würde mich interessieren was du für so einen Fall für effektiver hältst. Tiefpass oder Zobelglied ?
Beim Zobelglied wird ja ein Kondensator parallel zum Lautsprecher geschaltet.
Würde das für Kapazität nicht noch weiter in die Höhe treiben ?
Kann man das irgendwie ohne Oszi messen ob es genügend stabilisiert ?
Mein jetziger Verstärker hat tatsächlich kein Problem mit dem Kabel. Aber ich tausche Geräte öfter aus und möchte da kein Risiko eingehen.
Ich kann es also nicht durch try and Error probieren.
Gruß

[ONV78]

Moin moin,

Ein Zobelglied eignet sich generell besser zur Stabilisierung bei Hochfrequenzschwingungen, da es speziell darauf ausgelegt ist, die Impedanz im Hochfrequenzbereich zu kontrollieren. Ein Tiefpass wäre eher für die gezielte Begrenzung auf niedrige Frequenzen sinnvoll, greift aber stärker ins Nutzsignal ein. Für dein Ziel, Schwingungen ohne großen Eingriff ins Audiosignal zu dämpfen, ist das Zobelglied denke ich die bessere Wahl.

Die Kapazität erhöht sich dabei nur minimal, weil der Kondensator des Zobelglieds deutlich kleiner ist als die hohe Kapazität deines Kabels. Der Effekt auf die Stabilität ist daher eher positiv.

Ohne Oszilloskop oder ähnliches Messmittel ist so was immer schwierig, wenn man das ganze technisch wirklich richtig machen will.
Wenn du so etwas nicht hast, bleibt dir eigentlich nur dein persönliches Gefühl. Du müsstest also das Zobel Glied verbauen und dann die Lautstärke Schrittweise über längere Zeit erhöhen und dabei auf Anzeichen für Aufschwingen des Verstärkers achten.

Theoretisch kann auch ein Multimeter, das Spannungsschwankungen misst hilfreich für eine erste Einschätzung sein, ich schätze aber, dass das damit nicht unbedingt genau / verlässlich sein wird, aber es könnte zumindest für einen groben Vergleich dienen.

Da dein Aktueller Verstärker aber ja keine Probleme hat, fallen diese dinge ja ohnehin raus, da man diese Vergleiche nah Gefühl nur machen kann, wenn das Problem vorhanden ist. So ein Zobel Glied kannst du quasi als "Versicherung" für zukünftige Gerätewechsel einbauen, den Klang deiner momentanen Konfiguration wird es nicht verändern.

Gruß Daniel

[Beginner]

Hallo Daniel
Danke für deine erweiterten Ausführungen.
Das mit dem Parallelen Kondensator leuchtet mir nicht ganz ein.
Bei 100nano die ich zu 8,5 nano parallel schalte würde doch die Kapazität um ein Vielfaches erhöht. Das addiert sich doch. Oder ?
Oder meintest du einen 100 pico C ?

[ONV78]

Du hast recht sorry – die Kapazität von parallel geschalteten Kondensatoren addiert sich natürlich. Wenn dein Kabel bereits 8500 pF hat, würde ein 100-nF-Kondensator die Kapazität erheblich erhöhen und das Problem eher verstärken.

Deshalb wären kleinere Werte sinnvoller, etwa ein 100-pF-Kondensator oder noch weniger. Das Zobelglied nutzt typischerweise einen Kondensator im niedrigen Pico-Bereich, um Stabilität zu erhöhen, ohne die Gesamtkapazität stark zu beeinflussen.

Hab irgendwo anscheinen nf und pf durcheinander geworfen.

[Beginner]

Kein Problem.
Danke

Hallo liebe Forumsexperten.
Ich habe mich hier angemeldet weil ich mit meinem Elektronikwissen nicht weiterkomme und ihr mir bestimmt weiterhelfen könnt
Es gibt ja Audio Verstärker die bei hohen kapazitiven Lasten zu schwingen anfangen und dann abschalten oder gar überhitzen und das zeitliche segnen. Bisher angelesen habe ich mir dass der Verstärker wohl zu schwingen anfängt.
Ich habe ein Lautsprecherkabel mit einer sehr hohen Kapazität,
8500 Pico ohne jegliche passive Bauelemente.
Um dieses nun an jedem Verstärker ohne Gefahr zu betreiben würde ich dieses gerne mit einem Kästchen ausstatten.
Betrieben wird zur Zeit ein Breitbandchassis ohne Frequenzweiche mit 8 Ohm.
Nun habe ich mir überlegt ob es eine Möglichkeit wäre sozusagen einen Tiefpass mit einer unteren Grenzfrequenz von zB 50khz zu nutzen um somit das aufschwingen des Verstärkers zu verhindern ?
Welche Werte wären hier sinnvoll oder ist das totaler Blödsinn weil es nicht hilft ?
Gelesen habe ich auch dass es Zobelglieder oder Boucherot Glieder gibt die da zur Anwendung kommen können.
Was würdet ihr mir empfehlen außer ein anderes Kabel zu nutzen , denn das ist für mich keine Option.
Es geht auch ein wenig darum mein Wissen zu erweitern.
Vielen Dank schon mal für Eure Antworten und Hilfe
Gruß der Beginner

Moin Moin,

ich fange für die Allgemeinheit, die diesen Threat vielleicht liest erst mal mit dem an, was du nicht Hören möchtest:

Kauft euch bitte nicht solche Kabel, ein Lautsprecherkabel mit extrem hoher Kapazität bringt in der Praxis kaum (eigentlich nie) Vorteile, da die theoretischen Verbesserungen, wie die Dämpfung von Hochfrequenzstörungen, in den meisten Anwendungen kaum relevant sind. Stattdessen kann es den Verstärker instabil machen, Schwingungen verursachen und sogar zu Schäden führen, daher ist es empfehlenswerter, auf ein Kabel mit geringerer Kapazität zu setzen, das zuverlässig und klanglich unproblematisch (teilweise besser) ist.

Jetzt zum Thema:


Ein Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz oberhalb des Hörbereichs, also beispielsweise bei 50 kHz, kann helfen, die Hochfrequenzschwingungen zu unterdrücken, ohne das Nutzsignal zu stark zu beeinträchtigen, auch wenn ein Tiefpassfilter nicht unbedingt dafür gedacht ist.

Eine einfache Lösung wäre das von dir erwähnte Zobel-Glied, das oft verwendet wird, um Verstärker zu stabilisieren. Es besteht aus einem Widerstand und einem Kondensator, die parallel zur Last geschaltet werden. Dadurch wird die Impedanz im Hochfrequenzbereich angepasst, was die Wahrscheinlichkeit des Aufschwingens verringern kann. Typische Werte wären z. B. 10 Ohm in Serie mit 100 nF, aber das hängt von der spezifischen Anwendung ab, du könntest aber mit diesen Werten experimentieren und sie je nach Verhalten des Verstärkers anpassen, was bestimmt nötig ist.

Das Zobel-Glied und das Boucherot-Glied sind im Wesentlichen dasselbe, da sie sich beide auf eine einfache RC-Schaltung (Widerstand und Kondensator) beziehen, die am Ausgang eines Verstärkers verwendet wird, um Hochfrequenz-Schwingungen zu unterdrücken.

Welche Werte wären hier sinnvoll oder ist das totaler Blödsinn weil es nicht hilft ?

Zu den Werten habe ich oben ja bereits etwas geschrieben, Ein Zobel Glied kann schon wirksam helfen, das Aufschwingen eines Verstärkers zu verhindern und Hochfrequenzschwingungen abzudämpfen. Es sorgt hier quasi für Stabilität, ohne das Audiosignal zu beeinträchtigen. Wie alles haben solche Bauteile aber auch ihre Grenzen und ob es das Problem vollständig löst, müsstest du vermutlich testen. Es kann gut sein, dass das Problem bestehen bleibt und nur gemildert wird, wenn die Instabilität zu stark ist.

Gruß Daniel

Hallo Daniel.
Vielen Dank für deine ausführliche Antwort.
Wie du dir bestimmt denken kannst wirft deine Antwort auch wieder fragen auf.
Zunächst würde mich interessieren was du für so einen Fall für effektiver hältst. Tiefpass oder Zobelglied ?
Beim Zobelglied wird ja ein Kondensator parallel zum Lautsprecher geschaltet.
Würde das für Kapazität nicht noch weiter in die Höhe treiben ?
Kann man das irgendwie ohne Oszi messen ob es genügend stabilisiert ?
Mein jetziger Verstärker hat tatsächlich kein Problem mit dem Kabel. Aber ich tausche Geräte öfter aus und möchte da kein Risiko eingehen.
Ich kann es also nicht durch try and Error probieren.
Gruß

Moin moin,

Ein Zobelglied eignet sich generell besser zur Stabilisierung bei Hochfrequenzschwingungen, da es speziell darauf ausgelegt ist, die Impedanz im Hochfrequenzbereich zu kontrollieren. Ein Tiefpass wäre eher für die gezielte Begrenzung auf niedrige Frequenzen sinnvoll, greift aber stärker ins Nutzsignal ein. Für dein Ziel, Schwingungen ohne großen Eingriff ins Audiosignal zu dämpfen, ist das Zobelglied denke ich die bessere Wahl.

Die Kapazität erhöht sich dabei nur minimal, weil der Kondensator des Zobelglieds deutlich kleiner ist als die hohe Kapazität deines Kabels. Der Effekt auf die Stabilität ist daher eher positiv.

Ohne Oszilloskop oder ähnliches Messmittel ist so was immer schwierig, wenn man das ganze technisch wirklich richtig machen will.
Wenn du so etwas nicht hast, bleibt dir eigentlich nur dein persönliches Gefühl. Du müsstest also das Zobel Glied verbauen und dann die Lautstärke Schrittweise über längere Zeit erhöhen und dabei auf Anzeichen für Aufschwingen des Verstärkers achten.

Theoretisch kann auch ein Multimeter, das Spannungsschwankungen misst hilfreich für eine erste Einschätzung sein, ich schätze aber, dass das damit nicht unbedingt genau / verlässlich sein wird, aber es könnte zumindest für einen groben Vergleich dienen.

Da dein Aktueller Verstärker aber ja keine Probleme hat, fallen diese dinge ja ohnehin raus, da man diese Vergleiche nah Gefühl nur machen kann, wenn das Problem vorhanden ist. So ein Zobel Glied kannst du quasi als "Versicherung" für zukünftige Gerätewechsel einbauen, den Klang deiner momentanen Konfiguration wird es nicht verändern.

Gruß Daniel

Hallo Daniel
Danke für deine erweiterten Ausführungen.
Das mit dem Parallelen Kondensator leuchtet mir nicht ganz ein.
Bei 100nano die ich zu 8,5 nano parallel schalte würde doch die Kapazität um ein Vielfaches erhöht. Das addiert sich doch. Oder ?
Oder meintest du einen 100 pico C ?

Du hast recht sorry – die Kapazität von parallel geschalteten Kondensatoren addiert sich natürlich. Wenn dein Kabel bereits 8500 pF hat, würde ein 100-nF-Kondensator die Kapazität erheblich erhöhen und das Problem eher verstärken.

Deshalb wären kleinere Werte sinnvoller, etwa ein 100-pF-Kondensator oder noch weniger. Das Zobelglied nutzt typischerweise einen Kondensator im niedrigen Pico-Bereich, um Stabilität zu erhöhen, ohne die Gesamtkapazität stark zu beeinflussen.

Hab irgendwo anscheinen nf und pf durcheinander geworfen.

Kein Problem.
Danke