Audióerősítők kimeneti teljesítményének mérése

Audióerősítők kimeneti teljesítményének mérése

Egy hagyományos alacsonyfrekvenciás erősítőt viszünk fel +12 V tápfeszültséggel, 4 ohm terhelésimpedanciával, oszcilloszkóppal a terheléshez és egy szinuszos jelgenerátort a bemenethez (1. Ábra)

kapcsolja be mindent, és figyeli az oszcilloszkóp képernyőn a "vicces képeket" - egy szinuszos, amíg el nem éri a látható torzulást (2a ábra). (Az Academic Cat megjegyzése: a torzítás kevesebb mint 3% -a nem látható egyszerű szemmel.) Ami a torzítás, beszéljünk egy másik cikkben.)

A szinuszos terület által elfoglalt terület kiszámítható (vagy mérhető), és azonos egyenértékű egyenfeszültséggel helyettesíthető (2b. Ábra).

Ezt a feszültséget a SQUARE feszültségnek nevezik - SCR (angol nyelvű rövidítés - RMS), a közös beszédben - "hatékony". Így megtalálható az egyenértékű feszültség minden aktuális forma számára (2c, d, d ábra).

Egy háromszög alakú, téglalap alakú, szinuszos, exponenciális áramhoz matematikai kifejezések léteznek az egyenértékű transzformációhoz. Az egyszerűség kedvéért a rajzok félig szimmetrikus jeleket mutatnak. A számítógépes regisztrálás megjelenése lehetővé teszi bármely funkció számszerű integrálását anélkül, hogy matematikai kifejezéseit keresné. Mi ez az egész? A talált egyenértékű egyenáram ugyanazt a hőkezelést eredményezi, mint a jelenlegi vizsgálatunk.

Minden váltakozó áramot a következő típusú feszültség jellemezhet:

Amplitúdó - kék nyilak (érthető a névből és a képekből);

Átlag - a jel pillanatnyi értékeinek számtani középértéke a mért időtartamra (az ábrákon nem látható);

RMS - piros nyilak (fent tárgyalt).

Az ilyen típusú feszültségek megértéséhez könnyebben megrajzolhatja őket egy milliméteres skálán, és összegezni tudja a feszültség számértékét (szinuszos, téglalap és háromszög feszültség esetén). A legtöbb AC voltmérő rendelkezik AC egyenirányító áramkörrel, amely megfelel az átlagos feszültségnek - a legegyszerűbbnek és a jelző skála kalibrálásának - az SLE-ben. A szinuszos áramok és feszültségek mérése során ez nem okoz nehézséget, és ha az áram vagy a feszültség eltér a szinuszosodástól, korrekciós tényezőket kell megadnia.

Most emlékezzünk a kezdet kezdetére - Ohm törvénye: I = U / R. valamint a DC teljesítmény - P = U * I = I2R = U2 / R kiszámítására szolgáló képleteket.

Egy szinuszos áram (és feszültség) esetén az oszcilloszkóp által mért amplitúdófeszültség teljesítményszámítási képlete így fog kinézni:

P = (0,707U) 2 / R n = U 2 / 4R n

ahol 0,707 az U amplitúdófeszültség konverziós tényezője egy szinuszos áramnak egyenértékű egyenfeszültségre.

Az erősítő kimeneti teljesítményének mérésére praktikus módon jöttünk az oszcilloszkóp képernyőn lévő jel amplitúdójának mérésével (2b. Ábra). Mechanikus teljesítmény a munka 1 másodperc alatt. Az elektromos áram nem tartalmazza az időparamétert explicit módon; implicit (de nem figyelhető meg, pontosan az alacsony frekvenciájú erősítők teljesítményének mérésekor), hogy ez egy másodperc is. Például 100 Hz-es frekvenciájú, 10 ms-os időtartamú meanderhez az SCR-feszültség megegyezik az amplitúdó értékével (2c. Ábra)

És ki akadályozza ezt a megközelítést egy szinuszos jelre? A része 100Hz sine alatt 1 ms (ábra. 2e) kapnak, lényegében egy négyszög, amelyre a konverziós tényező a feszültség amplitúdója az SLE értéke 1, és ennek megfelelően a pillanatnyi teljesítmény a két szer több, mint egy fél időszak 10 ms.

De ez nem minden! Lehetőség van a feszültség ingadozásának mérésére a minimális értékről a maximális értékre (2g ábra) egy nagyon rövid idő alatt, és még több energiát nyerhet! Itt vannak - több tíz watt a boom dobozból és több száz watt egy hazai erősítőből!

Csökkentse az eredményeket az asztalra.

A gyökér-négyzet alakú feszültség Usc = 2v. Áramellátás Rn 4 ohmos csatlakozókon = 1 watt

Látjuk, hogy 10 kHz-en a valós terhelés ellenállása 2,5-szeresére nőtt, és a terheléshez adott teljesítmény 2,5-szeresére csökkent (3b. Ábra). És most emlékezz rá, hogy az erősítő bemenetén (és a kimeneten) van kondenzátor.

Tegyük fel, hogy R x = 100 kOhm, kondenzátor kapacitása Cx = 0,1 uF. 1 kHz frekvencián ellenállása 1,6 kΩ; 100 Hz - 16 kΩ frekvencián; 10 Hz - 160 kΩ frekvencián, azaz kb. Az erősítő első szakasza bemenetére alkalmazott feszültség 0,38-szorosára csökkenthető, és ezzel arányosan - és a kimeneti teljesítménynél (3c. Ábra).

A C kimeneti kapacitás hatásának hasonló kiszámítása = 1000 uF esetén: 1 kHz - 0,16 Ohm; 100 Hz - 1,6 Ohm; 10 Hz - 16 Ohm. Az utóbbi esetben a 4 ohmos terhelésnél csak 0,2 kimeneti feszültséget fognak felvenni, és a kimeneti teljesítmény a lehető legnagyobb mértékben 1/25-re csökken (3d. Ábra). Ezért ne lusta számítani a bemeneti és kimeneti kondenzátorok minimálisan szükséges kapacitását, hogy egy adott frekvenciaválaszt elérhessen az alacsony frekvenciájú tartományban.

De ez még nem minden! Ha a hangszóró két- vagy trehpolosnyy-, impedancia viselkedés miatt hatására a tekercsek, kondenzátorok és ellenállások megjósolni elválasztás szűri nehéz, könnyebb mérni (ábra. 3e). (Megjegyzés a bölcs macskának: Igen, általában ez nem túl sok.)

1. A kimeneti teljesítmény mérésének legjobb módja megfigyelésével nem korlátozódik szinuszos jelet oszcilloszkópon, és a számlált érték a mért feszültség amplitúdója az SLE-ben (szinuszos teljesítmény), vagy balra, mint az (a csúcsteljesítmény). Az AC voltmérő feszültségmérése nem kívánatos, mivel a maximumhoz közel álló teljesítménynél nem fogunk látni a jelek torzulását, és általában nem tudjuk, hogy a voltmérő áramkörének összeállítása és kalibrálása mi volt. Az amplitúdó csúcs teljesítményének mérése kétséges - pusztán számítással nyerhető. A szinuszos jel teljesítményének kiszámítására szolgáló képlet a következő: P = (U n: 3) 2 / R n. ahol U n a tápfeszültség, R n a terhelési ellenállás a megadott frekvencián. A precíziós bírák kivonhatják az U n feszültségcsökkenést a kimeneti tranzisztorokon és figyelembe veszik az U lapát un stabilizált tápegységgel.

2. Most már tudjuk, hogyan kell kezelni a "hűvös" házimozi névtábláján szereplő teljesítményt: "az összes csatorna teljes teljesítménye 400 watt", a hálózat által fogyasztott energia pedig -100 watt. 3. A legmegfelelőbb módja annak, hogy ezt mondjam: az erősítő mért teljesítménye X watt az Y% harmonikus arányával és a Z hertz frekvenciájával az R ohm terhelésnél. (A kíváncsi - régi GOST esetében a harmonikus arány 1% névleges teljesítményen és maximum 10% -ban értendő). A harmonikusok koefficienséről (később beszélünk, most halak formájában kell élelem, nem elektromos áram! - éhes macska megjegyzése).

Publikáció: www.radiokot.ru, www.cxem.net