Technik-Wiki: EPDR – Equivalent Peak Dissipation Resistance

Die übliche Darstellung der Impedanzkurve von Lautsprechern als reine Betragsfunktion ermöglicht nur eine wage Einschätzung, wieviel Impulsleistung die Boxen dem treibenden Verstärker tatsächlich abverlangen. Basierend auf früheren Arbeiten von Eric Benjamin und Douglas Self, stellte der britische Audio-Messtechnik-Spezialist Keith Howard daher im Jahre 2007 eine aussagekräftigere Methode vor: Equivalent Peak Disspiation Resistance – kurz EPDR.

Zur Ermittlung des EPDR wird neben dem Betrag auch der Phasenverlauf der zu untersuchenden Lautsprecherimpedanz herangezogen. Dies berücksichtigt zum Beispiel den Sachverhalt, dass ein Impedanzwert von 8 Ohm bei einer Phasenverschiebung von 60 Grad mehr Verlustleistung an den Endtransistoren des Verstärkers produziert als ein Impedanzwert von 4 Ohm bei 0 Grad Phasenverschiebung. Solche Tatsachen lässt die klassische Impedanzkurve nicht erkennen.

EPDR: Betrag und Phase zählen

Wie der Begriff „Resistance“ schon andeutet, wird der EDPR ebenso wie die Impedanz in Ohm angegeben. Praktisch: Da er sich aus deren Betrag und Phase errechnet, ist er im gleichen Diagramm darstellbar. Vereinfacht gesagt, zeigt er den phasenkompensierten Verlauf der Impedanz, dargestellt als reeller, ohmscher Widerstand – und damit die vom Verstärker unter realen Bedingungen „gesehene“ Spitzenlast. EPDR ist derjenige Widerstand, welcher bei der betrachteten Frequenz die gleiche Spitzen-Verlustleistung an den Endtransistoren hervorruft wie der zu testende Lautsprecher.

EPDR Elac Debut Reference
Dan neue LowBeats-Impedanzprofil kombiniert Impedanz- und Phasenverlauf sowie EPDR: Auffallend beim EPDR (punktierte, schwarze Kurve) sind die deutlichen Senken beispielsweise unter- und oberhalb von Tieftöner- und Bassreflex-Resonanz. Die EPDR-Werte liegen oftmals deutlich unterhalb der Lautsprecher-Nennimpedanz (hier: 5,1 Ohm bei 204 Hz). Ursache hierfür sind kräftige Phasenverschiebungen, wie sie in den steil ansteigenden (induktiven) und abfallenden (kapazitiven) Flanken vor und nach der Resonanz auftreten – zu erkennen am Phasenverlauf (blaue Kurve) der Impedanz. Lediglich an den wenigen Punkten, an denen der EPDR die Impedanzkurve (rot) berührt, ist diese reell, sprich rein ohmsch. Bei einer rein ohmschen Last – beispielsweise niederohmige Planarwandler-Kopfhörer – verlaufen Impedanz und EPDR daher auf der gleichen Linie. (Messung: J. Schröder)

Aus praktischer Sicht zeigen Senken im EPDR-Verlauf eines Lautsprechers potenzielle Bereiche im Frequenzspektrum, in denen der treibende Verstärker „schwächeln“ könnte. Entweder, weil seine Betriebsspannung nachgibt (weiches Netzteil), oder weil die Strombegrenzung hier schützend eingreift, um die Endtransistoren vor Schlimmerem zu bewahren. Beides kann die Ursache für Klangprobleme sein.

Streng genommen gilt der EPDR nur bei Gegentakt-Class-B- oder zumindest Class-AB-Verstärkern, da bei diesen der Spannungshub an den Lautsprecher-Klemmen den doppelten Wert der Betriebsspannung des einzelnen Endstufentransitors einnehmen kann. Das ist bei Single-Ended-Verstärkern prinzipbedingt nicht der Fall.

Autor: Jürgen Schröder

Jürgen Schröder
Tonmeister, Mess-Chef und technische Gewissen von LowBeats. Kümmert sich am liebsten um Wissens-Themen, Kopfhörer und den spannenden Bereich zwischen Studio und HiFi.