Clipping (war: Meine Erfahrung mit Emotiva und Nubert)

[nubi2011]

@ Thomas

Dein Fall A hat aber nichts mit der übersteuerten Aufnahme zu tun. Den Lautsprechern wird schlicht zuviel Leistung abverlangt. Klassisches Bsp.: zu großer Verstärker an zu kleinen Lautsprechern (falls diese Sicherungen haben, lösen die, ganz ohne Clipping, aus).

Noch ein Denkfehler: Es kann nicht sein, dass auf einer Aufnahme ein zu hohes, schädliches Signal ist, das durch die Vor- und Endstufe an den Lautsprecher gelangt und diesen in Gefahr bringt.

[horch!]

Fall A) Aufnahme clippt: Sieht dann in etwa aus wie bei dir im Bild, 11kHZ massiv überhöht

Die 11kHz selbst sind nicht erhöht; es ist der ganze Rest der zusätzlich entsteht. Das gezeigte Frequenzspektrum entsteht ausschließlich aus diesem einen Sinus (vom Grundrauschen mal abgesehen). Das sieht mal am Vergleich zwischen ungeclippten und geclippten Sinus:

Ungeclippter und geclippter Sinus:




Spektrum des ungeclippten Sinus:




Spektrum des geclippten Sinus:



(Quelle der Abbildungen: http://www.sengpielaudio.com/HeadroomUn ... uerung.htm)

[ThomasB]

@ Thomas

Dein Fall A hat aber nichts mit der übersteuerten Aufnahme zu tun. Den Lautsprechern wird schlicht zuviel Leistung abverlangt. Klassisches Bsp.: zu großer Verstärker an zu kleinen Lautsprechern (falls diese Sicherungen haben, lösen die, ganz ohne Clipping, aus).

Moin,

Wenn die Aufnahme clippt, meines Verständnisses nach, kommt am Hochtöner eine höhere Spannung/Leistung an, in dem Fall gibt der Hochtöner auf bevor es der Verstärker tut denn die Spannung die dort anliegt ist im Vergleich zur Gesamtleistung des Verstärkers noch immer gering.

Großer Amp, kleine Boxen: Genau wie du es gesagt hast.

Dem Hochtöner wird zuviel Leistung abverlangt, die beruht aber darauf dass der Verstärker durch die Aufnahme bedingt, zuviel Leistung "schickt".

Noch ein Denkfehler: Es kann nicht sin, dass auf einer Aufnahme ein zu hohes, schädliches Signal ist, das durch die Vor- und Endstufe an den Lautsprecher gelangt und diesen in Gefahr bringt.

Warum nicht? Nicht jeder Verstärker hat eine Funktion die das Clippen vermeidet. Das Signal wird auch erst dann schädlich, wenn der Pegel zu hoch wird, bei geringen Lautstärken ist das natürlich ungefährlich und nichts anders als eine Frequenzüberhöhung.

Sollte bereits auf der Aufnahme diese Signale n-ter Ordnung zusätzlich drauf sein, verstärkt der Verstärker seiner Aufgabe gemäß es einfach mit. Der Verstärker kann ja keine guten oder schlechten Aufnahmen unterscheiden.

Gruß Thomas

[ThomasB]

Fall A) Aufnahme clippt: Sieht dann in etwa aus wie bei dir im Bild, 11kHZ massiv überhöht

Die 11kHz selbst sind nicht erhöht; es ist der ganze Rest der zusätzlich entsteht. Das gezeigte Frequenzspektrum entsteht ausschließlich aus diesem einen Sinus (vom Grundrauschen mal abgesehen). Das sieht mal am Vergleich zwischen ungeclippten und geclippten Sinus:

Ehm, im Vergleich zum Rest sind die 11kHZ im ungeclippten Sinus schon überhöht. So wars gemeint.

Beim Clippen siehst doch dann wie n-ter Ordnung zusätzliche Überhöhungen dazu kommen, der Hochtöner gibt mehr wieder als auf der Aufnahme drauf ist.

//EDIT: Aaah , jetzt hab ich gecheckt was du meinst. Einfach ignorieren.

[nubi2011]

Noch ein Denkfehler: Es kann nicht sin, dass auf einer Aufnahme ein zu hohes, schädliches Signal ist, das durch die Vor- und Endstufe an den Lautsprecher gelangt und diesen in Gefahr bringt.

Warum nicht? Nicht jeder Verstärker hat eine Funktion die das Clippen vermeidet. Das Signal wird auch erst dann schädlich, wenn der Pegel zu hoch wird, bei geringen Lautstärken ist das natürlich ungefährlich und nichts anders als eine Frequenzüberhöhung.

Langsam wird es etwas anstrengend. Deine These, dass ein auf der Aufnahme enthaltenes Clipping für einen Lautsprecher vergleichbar schädlich ist, wie das Clipping eines Verstärkers, ist falsch!

Das Clipping einer Aufnahme ist für den Verstärker ein Signal wie jedes andere auch. Dem Verstärker ist es komplett egal, was er verstärkt. Übersteuerte Aufnahme, verzerrte Gitarre, Heino, bellender Hund, es ist egal!!!

[ThomasB]

Ich sag doch nichts anderes Nubi.

Deine These, dass ein auf der Aufnahme enthaltenes Clipping für einen Lautsprecher vergleichbar schädlich ist, wie das Clipping eines Verstärkers, ist falsch!

In Relationen hab ich das nie gelegt, das ist deine Interpretation. Eine Aussage wie "Verstärkerclipping ist 50% tödlicher als Aufnahmenclipping" würde ich nie treffen.

Was ich (vorallem für Horch) versucht hab zu erklären ist was Aufnahmenclipping ist und was da passiert. Ob es dabei zu (mehr oder weniger als bei Leistungsclipping) Schäden kommen kann ist für mich irrelevant.

Das hier aber:

Das Clipping einer Aufnahme ist für den Verstärker ein Signal wie jedes andere auch. Dem Verstärker ist es komplett egal, was er verstärkt. Übersteuerte Aufnahme, verzerrte Gitarre, Heino, bellender Hund, es ist egal!!!

Ist genau das Gegenteil von:

Noch ein Denkfehler: Es kann nicht sin, dass auf einer Aufnahme ein zu hohes, schädliches Signal ist, das durch die Vor- und Endstufe an den Lautsprecher gelangt und diesen in Gefahr bringt.

Denn ohne Sicherung(en) kann ein übersteuertes Signal, irrelevanter Ursache, unter gegebenen Umständen zu Schäden führen. Fakt.

[horch!]

@nubi2011:

Wenn du dir die Spektren des ungeclippten und des geclippten Sinus anschaust - leuchtet es dir dann nicht ein, dass der Hochtöner im zweiten Fall mehr Energie abbekommt?

Und natürlich könnte man das ganze auch bei 1000 Hz statt 10000 Hz betrachten - dann würde der HT vom ungeclippten Sinus gar nichts sehen, vom geclippten aber eine ganze Menge.

[nubi2011]

Ich sag doch nichts anderes Nubi.

Deine These, dass ein auf der Aufnahme enthaltenes Clipping für einen Lautsprecher vergleichbar schädlich ist, wie das Clipping eines Verstärkers, ist falsch!

In Relationen hab ich das nie gelegt, das ist deine Interpretation.

Doch, hast du, zum Beispiel hier:

Ein kleiner Verstärker der sagen wir bei 20 W anfängt zu clippen, ist genauso viel oder wenig schädlich für den Hochtöner wie ein 200 W Verstärker der auch bei 20W läuft und durch eine clippende Aufnahme clippt.
Das hat nichts mit der möglichen Abgabeleistung eines Verstärkers zu tun.

Das hier aber:

Das Clipping einer Aufnahme ist für den Verstärker ein Signal wie jedes andere auch. Dem Verstärker ist es komplett egal, was er verstärkt. Übersteuerte Aufnahme, verzerrte Gitarre, Heino, bellender Hund, es ist egal!!!

Ist genau das Gegenteil von:

Noch ein Denkfehler: Es kann nicht sin, dass auf einer Aufnahme ein zu hohes, schädliches Signal ist, das durch die Vor- und Endstufe an den Lautsprecher gelangt und diesen in Gefahr bringt.

Eventuell ist es in deiner Welt das Gegenteil.

[ThomasB]

Das ist ja auch so in absoluten Zahlen. Clipping bleibt Clipping wenn es genau soviel Übersteuert. Ursache wieder irrelevant. Die Folgen sind die selben. Warum auch nicht?

[M. Pedal]

Der höchste aller Töner……

Wenn man die Signalkette von Hinten aufdröselt, erscheint der Sachverhalt deutlich einfacher.
Es wurde die Zahl von 5 Watt bzw. sogar 20 Watt genannt in Verbindung mit der Belastbarkeit von Nubert Hochtönern.
Die Wahrheit liegt wie so oft dazwischen.
20 Watt wären bei einem 5 Ohm-Scheinimpedanz Hochtöner stolze 10 V effektiv. Unter Berücksichtigung eines um teilweise 10 dB besseren Wirkungsgrades, von Hochtöner zu Tieftöner, stellen sich bei solchen Leistungen an einem Nubert typischen Hochtöner im Bereich der übertragbaren Frequenzen schon enorme, wenn nicht sogar unerträgliche Pegel ein.
Tatsache ist, wie auch schon an einer Stelle geschrieben wurde, dass vor jedem Nubert Hochtöner eine Frequenzweiche mit höherer Ordnung liegt. Daher sind Gleichspannungen, verursacht von DC-Offset, auszuschließen. Worauf es allein ankommt, ist die tatsächliche Leistung am Hochtöner. Diese wird mit einem Schutzelement auf den maximal zulässigen Strom durch die Schwingspule begrenzt.
Egal, ob nun ein reines Rechtecksignal mit angenommen 2 kHz oder eben ein sauberer Sinus gleicher Frequenz den Hochton speißt. Das Schutzelement spricht immer bei gleicher Leistung an.


Wenn ein Verstärker clippt (übersteuert), dann kann die Leistung nochmals deutlich über der Nennleistung liegen. Betrachtet man den Übersteuerungsfall
(clipping) bei einem Verstärker, so stellt man fest, dass ein Sinus-Signal mehr und mehr zu einem Rechtecksignal wird. Aus der Gesetzmäßigkeit, dass ein Rechtecksignal die maximale Fläche (sprich RMS-Leistung) hat, geht hervor, dass ein clippender Verstärkerausgang über die Angaben der Nennleistung hinausgeht.
Es kann dem Hochtöner in einem Nubert Lautsprecher egal sein, wenn wir beispielsweise einen Verstärker mit angeschlossenem Funktionsgenerator bei 50 Hz Sinus stark ins Clipping aussteuern. Entscheidend ist das Frequenzspektrum, das wiedergegeben wird. Ist dieses nicht wie üblich ausgewogen, sondern eben Hochtonlastig, erreicht man auch bei geringeren Gesamtpegeln als sonst üblich das Abschalten des Hochtöners.
-Es gibt übrigens überall „clippendes“ Quellmaterial. So sind beispielsweise E-Gitarren über alle Maßen übersteuert und so aufgenommen, um eben den gewohnten Rocksound zu erhalten. Nicht zu vergessen unsere allseits beliebten Dire Straights. Deren Gitarre lebt von Clipping im Signal. Es entspricht auch nicht der Realität, dass „staubtrockene“ Gesangsstimmen rein und verzerrungsfrei sind. Gerade hier behilft man sich im Tonstudio moderner, leicht „clippender“ Röhren-Mikrofone, um den Klang Ausdrucksstärke zu verleihen.


Softclipping bei Verstärkern:
Die Softclipping Funktion an Verstärkern findet bis auf wenige Ausnahmen mit „Regelbaren Operationsverstärkern“ statt. Diese sind in verschiedenen Ausführungen bekannt als z.B. „VCA“ ( Voltage controlled amplifier ) oder auch OTA ( Operational Transconductance amplifier ).
Diese Operationsverstärker ermöglichen es relativ simpel, den eingehenden Pegel nicht über einen bestimmten Wert schreiten zu lassen.
Kennt man die Spezifikationen des Verstärkers, so lässt sich bestimmen, ab welchem Pegel eine Übersteuerung eintritt. Dieser wird als Grenzwert genommen um den Clipper nun so einzustellen, dass auch bei mehrfachem Überschreiten dieser Grenze der Pegel steht’s unter dem Clipping Level des Verstärkers bleibt.
Das Clipping wird also gar nicht erst erzeugt und dann detektiert, sondern von Anfang an vermieden!

Digitales Clipping:
Im digitalen Bereich spielt Clipping im Bereich der A/D Wandler oder auch D/A Wandler eine gewichtige Rolle.
Es gibt einen fest definierten Dynamikumfang, den es gilt möglichst optimal auszuschöpfen. Liegt nun ein Eingangssignal an, das die Dynamik des A/D Wandlers überschreitet, kann eben nur der maximale Wert für das Signal angenommen werden. Die Folge ist ein „wundervoll“ beschnittenes Signal. Dies muss unter allen Umständen vermieden werden, da sämtliche Dynamik oberhalb des A/D Wandler fähigen Bereiches einfach komprimiert würde.
Die Detektion findet hier allermeist mit einer einfachen LED statt, die mit entsprechender Peripherie den Eingang überwacht und bei zu hohem Spannungspegel zu leuchten beginnt.

Beste schwäbsiche Grüsse!