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Clipping und dessen Folgen  
Geschrieben von Keijin am Samstag, 06. November 2010

Einbau

Hier soll erklärt werden was Clipping ist, wodurch es entsteht und was die Folgen sind.


Vorwort: 

Dieser Text soll erläutern was Clipping ist und die Folgen klar machen. 


Grundlagen:

Ein Verstärker hat eine maximale Ausgangsspannung. Diese steigt im gleichen Maßstab zur Eingangsspannung. Denn ein Verstärker ist "doof". Denn er nimmt die Eingangsspannung und multipliziert diese mit dem Verstärkungsfaktor.


Da verschiedene Signalquellen verschiedene Ausgangsspannungen haben, muss der Verstärkungsfaktor eingestellt werden. Da man aber den Verstärker für einen möglichst breiten Eingangs-Spannungsbereich auslegen möchte, hat man sich die Mühe gemacht und den alt bekannten GAIN-Regler eingeführt. Zum Beispiel haben günstige Radios einen 2 Volt - Vorverstärker-Ausgang, bessere 4, teilweise 5 Volt Vorverstärker-Ausgänge. 

Diese Angabe beschreibt den maximalen Wert zwischen komplett leise und laut (maximale Amplitude).

Hierfür nun ein kleines Beispiel:

Der Verstärker hat eine maximale Ausgangsspannung von 40 Volt. (Dies ist seine "Leistung", nicht der Verstärkungsfaktor)

Jemand hat ein Radio mit 2 Volt - Vorverstärkerausgang. Somit muss das Signal um maximale Verstärkerleistung zu erreichen um den Faktor 20 verstärkt werden. 

Denn:

2 Volt * 20 = 40 Volt

Jemand anderes hat ein Radio mit einem 5 Volt - Vorverstärkerausgang. Somit muss das Signal für die maximale Verstärkerleistung um den Faktor 8 verstärkt werden.

Denn:

5 Volt * 8 = 40 Volt

Somit haben wir 2 mal die selbe Leistung aber bei verschiedenen Verstärkungsfaktoren.


Clipping

Was ist nun Clipping: Es gibt 2 Arten von Clipping. Die seltene Art des Clipping ist die, dass das Eingangssignal schon clippt. Ursache hierfür sind schlechte Aufnahmen von Liedern und weitere Gründe ( siehe Schlagwort Loudness-Race).

Die viel häufigere Ursache ist die, dass der Verstärker oberhalb seiner Spezifikation betrieben wird. Sprich er müsste eine Ausgangsspannung erzeugen, die er gar nicht erzeugen kann. Ursache hierfür ist eine zu hohe Eingangsspanung bei zu hohem Verstärkungsfaktor.

Wie sieht nun ein Clippendes Signal aus ? 

Nehmen wir ein normales Sinussignal : (ich bediene mich hier einfach mal an Wikipedia)

<img border="0" alt="" src="/media/images/Sinus.jpg">

So sieht ein normales Signal aus.

Bei Clipping sieht es nun wie folgt aus :

<img border="0" alt="" src="/media/images/Clipping.jpg">

Das schlimme an dem clippenden Signal ist der Gleichspannungsanteil (das gerade Stück).


Folgen des Clippings

Diese Gleichspannungsanteile bewirken zwar eine Leistungsabgabe des Verstärkers, jedoch keine Bewegung der Membran. Dadurch gehen 100% der dabei erzeugten Energie in Wärme über. Dadurch heizt sich die Schwingspule des Lautsprechers extrem stark auf. Dadurch kann es zu folgenden Schäden kommen:

-Der Schutzlack des Drahtes schmilzt und es kommt zu einem Kurzschluss der Schwingspule

-Der Kleber zwischen Schwingspule und Schwingspulenträger schmilzt, dadurch löst sich die Schwingspule vom Schwingspulenträger.

-Der Schutzlack des Drahtes schmilzt und einzelne Wicklungen lösen sich aus dem Verbund und die scheuern am Magneten, dies führt letztendlich auch zu einem Kurzschluss.

In den meisten Fällen ist dies der Tot für jeden Lautsprecher. Es gibt nur wenige Ausnahmen, dort können dann die Lautsprecher mit einer neuen Membran und Schwingspule versehen werden (Wird auch Reconen genannt).


Hierzu noch ein Bildchen: Vor- und Nachher

<img border="0" alt="" src="/media/images/clipp.jpg">

Clipping und dessen Folgen

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