Мені подобається метод, запропонований вами, але ... У першому випадку потрібен осцилограф, у другому - «зібрати просту схему». Ні того ні іншого у мене немає ...
Тому я знайшов (як мені здавалося) спосіб. який демонструвалася на відео в Ю-Тьюб
Все зробив саме так, як там показано: подав частоту 50 Гц, вольтметр переменнотого струму підключив паралельно на вихід на вихід підсилювача, струмовими кліщами заміряв силу струму і а одному з проводів що йдуть на динамік ... Я не зрозумів, що я отримав в результаті. Струм \u003d 1 ампер, напруга - 10 Вольт ... Чому тоді динамік «резонує» на повну котушку? Я очікував побачити там щось в межах 300 Ватт. Наприклад, 6 ампер * 50 вольт (параметри приблизно відповідні опору 8 Ом) \u003d 300 Ватт. Це якось зрозуміло.
Я не зовсім зрозумів Ваші зауваження про «узгоджене навантаження» - знань не вистачає ...
Мануали я все перечитав Але це не вирішує мого завдання - визначити яка потужність йде на акустичну систему.
Я «зрадів», дізнавшись, що її можна поміряти за допомогою Вольтметра і струмів кліщів, але ... Я вже написав, ніж це у мене закінчилося
Вибачте, що багато тексту
А зрозуміти ці потужності мені потрібно для наступного випадку. Коли я подаю «нееквалізірованнй» сигнал з підсилювача на акустику, тут питань не виникає: потужності підсилювача і акустики - можна порівняти і навіть на слух все чутно (300 ват на слух я представляю).
Але, коли я еквалізірую (за допомогою кросовера) і «розводжу» сигнали на різні акустичні системи (Прибираю низькі частоти з Передньої акустики - порталів і відправляю на саб-вуфери), то на слух вже абсолютно незрозуміло, які потужності і куди пішли. В цей час в студії гримлять приблизно 2,5-3 кВт.
Особлива проблема виникає в сабвуфере. У ньому взагалі на слух незрозуміло, скільки на нього подається потужності: Саб-вуфер - 800 Ватт, підсилювач - 1,5 кВт (обидва на 8 Ом). Ось, тут і знадобилося заміряти, що саме йде на динамік ... І тут, як ви розумієте, у мене і з'явилися проблеми, з якими я до вас звернувся.
Сподіваюся, це пояснює вам ті проблеми, з якими я до вас і звернувся
Заздалегідь вдячний
Іншими словами моє запитання коротко звучить так:
Чи можливо за допомогою Вольтмерта і струмів кліщів змінного струму виміряти потужність, яку підсилювач видає на динамік? І якщо можна, то як?
Володимир, ваш підхід є некоректним, тому я і видалив посилання на ролик. Ви намагаєтеся виміряти потужність, що виділяється на реактивної, а не на активному навантаженні. А для цього б знадобилося синхронно виміряти пікові значення струму і напруги з частотою дискретизації, у багато разів перевищує частоту сигналу. Після цього, потрібно було б перемножити значення кожної отриманої пари і обчислити з отриманої послідовності середньоквадратичні значення.
В принципі, такі прилади існують і коштують недорого. Називаються ватметр або Вимірниками потужності. Працюють вони на основі АЦП і мікропроцесорів, здатних призвести подібні розрахунки. Ціна питання близько 15 $.
Але, ось тільки всі ці бюджетні Power Meter-и заточені під завмер потужності побутових приладів і розраховані на роботу в якості перехідника між мережею і навантаженням. Мінімально-допустима вимірюється напруга у них 80-90 Вольт. Прилад же, здатний працювати в більш широкому діапазоні напруг і частот сигналу, буде коштувати на порядок дорожче.
Коли я займався подібним ремеслом, подібних приладів ще не було і в помині. А Ватметрів теплового типу (тоді ж теж чимось вимірювали) я бачив тільки раз в житті в одній їх лабораторій міста. Крім цього, в практиці ремонту, використання активного навантаження навіть краще, так як, скажімо, при потужності 2х150 Ватт, складно було б влаштувати чотиригодинні стендові випробування підсилювача на реальні динаміки.
Чи можливо за допомогою Вольтмерта і струмів кліщів змінного струму виміряти потужність, яку підсилювач видає на динамік? І якщо можна, то як?
Я ж вам вище писав, що вам тоді б треба було дізнатися, при якій амплітуді вихідної напруги, сигналу почне обмежуватися. Там же напруга в квадраті - це парабола. Навіть при невеликій помилку, результат буде сильно відрізнятися. Крім цього, динамік - реактивне навантаження. Струм і напруга не збігаються по фазі.
Шановний Адмін (на жаль, не знаю вашого імені).
Якщо я вас втомив, то можете ігнорувати моє повідомлення і навіть видалити його Але мені дуже хочеться розібратися в даному питанні.
З усього, що ви розповіли я не можу зрозуміти, що не так у вимірах, представлених на відео і головне ЧОМУ, коли я роблю точно такі ж виміри, я бачу абсолютно інші показники. До речі, якщо скористатися вашим методом №2, то по ідеї вони будуть відрізнятися від моїх на 1.44 (корінь з 2) від тих, які я б побачив на своєму вольтметрі. Але я і приблизно не бачу таких напружень, підключивши сабвуфер в 800 ват (на вашій картинці це 28 вольт). Так, я підключаю динамік, а не резистор. Але це не може змінити показники на порядок.
Згоден, що завмер не коректне (але я не шукаю абсолютної точності) і питання залишаються:
1. Я подаю синусоїду в 50 Гц, а не музичний фрагмент. Отже немає великої необхідності робити виміри з дуже високою дискретизацією.
2. Я не міряю «піки». Мій сабвуферний підсилювач (1,5 кВт), значно потужніший сабвуфера (800 Ватт) і навряд чи почне пікованной ... Раніше «вилетить» динамік на сабвуфере, чого я собвственно і хочу уникнути - це головна мета - зрозуміти які ПРИБЛИЗНО потужності летять на динамік.
3. Я намагаюся зрозуміти по напрузі на виході підсилювача, на якому рівні гучності він зі своїх 1.5 кВт на канал уже віддав динаміку, необхідні йому 600 Ватт? Тобто я ловлю НЕ піки, а той момент, коли гучність вже додавати небезпечно для динаміка. Наприклад, вийти і не перевищити уровнеь в 600 Ватт. При 8 омном динаміці (навіть з урахуванням реактивного опору) це має бути приблизно 8 ампер і 80 ват. Ніяк не 10 Ватт, які я бачу при своєму вимірі.
4. ампери я міряю не дешево (як на відео) струмовими кліщами, а тими, які обчислюють True RMS (середньоквадратичні значення). Амперметр, грубо кажучи, «не знає», що я міряю ще й напруга. Тому йому не важливо, що струм і напруга не збігаються по фазі. Він повинен показати струм, відповідний 8 або 10 ампер. Питання - чому я не бачу на приладі цей струм! Ось, це мене і збиває з пантелику абсолютно ... І я починаю шукати тих, хто можливо знає «якийсь секрет»
Вибачте, якщо вас вже замучили мої розпитування ...
Спасибі.
Володимир, мені неважко відповідати і вам розповів про методи вимірювань, за допомогою яких можна отримати нормальний результат.
За логікою, при розрахунку потужності, виходячи їх опору динаміка і напруги на ньому, ви повинні отримати завищені результати, в порівнянні з реальними. Як саме ви вимірюєте і що можете прийняти за точку відліку, мені абсолютно незрозуміло. У техніці такі поняття як «коли гучність вже додавати небезпечно», використовувати не можна. У той же час, ми поки не знаємо, наскільки точні свідчення ваших приладів.
Вольтметр змінного струму можна перевірить, вимірюючи напругу мережі. Потім, можна спаяти дільник напруги і перевірити прилад на інших межах вимірювання змінної напруги. За допомогою резисторів, номінали яких відомі, можна перевірити омметр і амперметр, зробивши найпростіші обчислення. Звичайно, це не метрологічні випробування, але хоч якась перевірка.
Сподіваюся, що синусоїдальний сигнал дійсно доходить до динаміка в неспотвореному вигляді.
1. Ви мабуть не зрозуміли, для чого потрібна та сама дискретизація. Коли фази струму і напруги не співпадають, то можна заміряти тільки пікову потужність в кокой-то дуже короткий проміжок часу. Чим коротший цей проміжок, тим точніше вимір. Наступного проміжок, пікові значення можуть змінитися і потрібно знову робити завмер. Наприклад, коли напруга синусоїдальної сигналу досягне максимуму, ток зовсім не буде максимальним з-за того самого зсуву фаз. Тому робити подібні виміри звичайними приладами некоректно.
2. Так бути не повинно. Потужність підсилювача не повинна перевищувати максимальну довгострокову потужність динаміків. Але ще краще, щоб динаміки були рази в півтора могутніше. Причому, значення потужності повинні бути в одних і тих же одиницях. Зараз придумали багато різних термінів, що вводять в оману. Найкраще використовувати діючу або середньоквадратичне потужність RMS (Root Mean Square).
3. Дивись пункт 2. Тоді можна встановлювати будь-яку потужність на слух.
4. Ви помиляєтеся. Потужність, цей твір струму на напругу, тому дуже важливо, який струм і яка напруга впливають на навантаження в кожен окремий момент часу. Неважливо це в тих випадках, коли струм постійний, або, коли фази змінного струму і напруги співпадають.
Шановний Адмін
Згоден, що в даних вимірах може бути присутнім некоректність .. У відсутності осцилографа про точність говорити не доводиться, але ... Як людина з «математичним складом розуму» я розумію, що якась залежність навіть при не зовсім коректних вимірах повинна бути.
Давайте спробуємо піти методом від зворотного
Якщо ми візьмемо за основу ваш другий спосіб (Вимірювання вихідної потужності підсилювача з використанням вольтметра), то можна припустити деякі альтернативні підходи.
Припустимо, що у мене немає під рукою «простої схеми», щоб відловити піки ... Прибираємо цей компонент. За теорією, на вольтметрі в вашому випадку на вашому підсилювачі я повинен буду побачити не 28 Вольт, а 28 / 1,41 \u003d 19.9 Вольт або щось близьке до цього. Правильно?
Наскільки я бачу, ви дуже добре розбираєтеся в теорії
Що ми побачимо на вольт-метрі, якщо ми резистор замінимо на акустичну систему з опором 8 Ом? Чи не дешеву, а в хорошому виконанням, з високим демпфуванням, яка не має на увазі радикального відхилення від своїх заявлених характеристик. Я думаю, там безумовно буде щось в межах все тих же 19,9 вольт (точно не 10 і не 30). Йдеться про 100 ватний підсилювач в вашому випадку.
Тепер - про мій випадок. Я беру підсилювач, який на 8 Омах за паспортом видає номінально 1,5 кВт. Допускаю мисть, що він може дати менше, але не набагато. Це досить потужний і дорогий студійний підсилювач. Підключаю до нього сабвуфер (800 ват при тих же 8 Омах). Подаю на вхід підсилювача синусоїду 50 Гц і кручу рівень гучності до половини. Я розумію, що звук словами не опишеш, але я дію як аналітик: звук наростає (на слух) рівномірно. Десь на середині (я так думаю, що це в межах 500-600 Ватт) в студії починають тремтіти вікна, «підстрибувати» великі барабани, мікрофони скачуть по столу Це те, що я називав дивним для вас терміном «коли гучність вже додавати небезпечно », маючи на увазі, що динамік може вже і пошкодитися ... Але давайте для чистоти експерименту відкинемо цю лірику ...
Отже, практичний експеримент: 50 Герц, половина гучності підсилювача в 1,5 кВт, діманік 800 ват і вольтметр, підключений до виходу підсилювача (або клем динаміка). Скільки при цьому Вольт теоритических покаже вольт-метр?
Можливо, це некоректно, можливо не зовсім зрозуміло, але він ТОЧНО покаже якийсь стабільний число (як у вашому випадку на екрані застигло 28 вольт).
Може мені і здається, але це число, в відсутності осцилографа і інших можливостей, мені допоможе ДУЖЕ ПРИБЛИЗНО зрозуміти, що походить в акустичних системах.
Питання: в яких межах це число повинне бути в теорії?
СПАСИБІ
P.S. Про перевірку своїх вимірювальних інструментів - думка дуже здорова. Вона мені відразу прийшла на розум Я брав у друзів інші прилади, звіряв показники і т.п. Аномалій не виявлено Шкода ні у кого немає осцилографа Але я продовжую пошуки ...
Володимир, я не проти вашого підходу і згоден, що відносну потужність в навантаженні можна заміряти за допомогою вольтметра. Саме на цьому принципі заснована робота індикаторів перевантаження, які нерідко вбудовують в побутові акустичні системи, щоб запобігти їх вихід з ладу при підключенні УНЧ невідомої потужності. Але ці індикатори заточені на роботу з конкретною навантаженням. Ви теж можете побудувати таблицю відповідностей, де в одній графі будуть значення потужності, отримані зазначеним у статті способом, а в іншій - відповідні значення напруги на конкретній АС. Але, для цього потрібно мати якусь точку відліку в метрологічному плані.
З приводу ваших експериментів я вже писав вище і можу тільки повторити, з чого вам потрібно починати.
1. Перевірити вольтметр. (Ви перевірили точність показань вольтметра?)
2. Перевірити омметр. (Ви перевірили точність показань омметра?)
3. Виміряти опір динаміка. Наприклад, дві чотиритомного котушки могли бути підключені паралельно, а не послідовно, тобто там не 8 Ом, а всього 2 Ома. (Ви зробили цей завмер?)
4. Виміряти напругу на динаміці при різних положення регулятора гучності.
6. При 500 Ватт потужності, ви повинні отримати, на активному навантаженні 8 Ом, значення діючої напруги близько:
U \u003d √ (P * R) \u003d √ (500 * 8) ≈ 63 (Вольт RMS)
На реактивної навантаженні 8 Ом, по ідеї, повинно бути трохи більше, може 70 або 80 Вольт RMS. Але, я таких порівняльних експериментів не проводив.
І останнє. Чудес не буває. Це довів наш професор Преображенський. Якщо ви впевнені, скажімо, що потужність величезна, а на виході занадто маленьке напруга, значить кудись закралася помилка, або в методику вимірювань і обчислень, або в роботу вимірювальної апаратури. Закон Ома зазвичай допомагає зрозуміти, де прихована помилка.
1. - Перевірив. На вході підсилювача він чесно показує 223 Вольта Для різноманітності потикав його в інші прилади і підключав поруч інший вольт-метр. Аномалій не виявив.
2. - Перевірив. Струмові кліщі (Uni-T UT204) трохи помилялися на милі-амперних ізременіях, але на токах побільше (від 0.5 амперів) працюють як годинник Підключав поруч «звичайний» вольт / ампер метр (до 10А) - показує те ж саме. Власне і брав струмові кліщі з урахуванням того, що струм по ідеї може бути в кабелі\u003e 10А, але не знайшов його там
3. - Дивився і на характеристики і внут сабвуфера. . Там - один сабвуферний динамік без фільтрів на базі динаміка MAG 1880. Потужність в 800 ват, мабуть, заявляли для сабвуферного виконання. Опір «спокою» 6 Ом. Заявляють 8, мабуть, теж для «активного» стану? Але це все рівно не внесло б значних (в рази!) Змін в виміри ...
4. - пробував ...
це на середині гучності було 10.6 вольт (і 1 ампер). Гучність на слух у мене ніяк не узгоджується в голові з 10-15 ват
На реактивної навантаженні 8 Ом, по ідеї, повинно бути трохи більше, може 70 або 80 Вольт RMS.
Але, я таких порівняльних експериментів не проводив.
Чудес не буває ... Закон Ома зазвичай допомагає зрозуміти, де прихована помилка ...
- Або таки бувають чудеса, але Заком Ома мені якось не допоміг
Я вже думав, що якийсь «електро-чарівник» мені скаже - «Друже, тут же потрібно застосувати коефііціент такий-то і помножити все на 7 !!!» ... Але, на жаль ... Ні там ніяких таких значних коефіцієнтів, що ви і підтвердили Дякую. Закон Ома повинен навіть з похибками моїх вимірювань, але соответстовать заявленим потужностям ...
Ну. або 12 ват, а точніше 10 вольт і 1 амрер подані на динамік - це ДУЖЕ голосно!
Я тоді навіть не можу уявити, що повинен видати динамік, якщо на нього подати 50 вольт
У будь-якому випадку, СПАСИБІ вам за ідеї, алгоритм і ЧАС ...
Найближчим часом спробую ще раз дістатися до студії з інструментами і все там переміряти ще раз
Володимир, може бути ви з порядком числа помилилися на шкалі приладу. Ви для вимірювання на виході УНЧ, використовували той же діапазон вимірювань, що і при вимірі напруги мережі?
Зрештою, запитайте до Клячина, раз ви вже до нього дісталися. Він гуру в цих речах і напевно зустрічав різні помилки вимірювань.
При активному характері опору навантаження вихідна потужність підсилювача дорівнює
де Uвих - чинне, а Um вих - амплітудне значення вихідної напруги.
Вихідна потужність - це корисна потужність, що розвивається підсилювачем в опорі навантаження.
Збільшення вихідної потужності підсилювача обмежена спотвореннями, які виникають за рахунок нелінійності характеристик підсилювальних елементів при великих амплітудах сигналів. Тому найчастіше підсилювач характеризують максимальною потужністю, яку можна отримати на виході за умови, що спотворення не перевищують заданої (допустимої) величини.
Ця потужність називається номінальної вихідною потужністю підсилювача.
Коефіцієнт корисної дії
Цей показник особливо важливо враховувати для підсилювачів середньої і великої потужності, так як він дозволяє оцінити їх економічність. Чисельно к.к.д. дорівнює
де Рпро - потужність, споживана підсилювачем від джерела живлення.
Номінальна вхідна напруга (Чутливість)
Номінальним вхідною напругою називається напруга, яке потрібно підвести до входу підсилювача, щоб отримати на виході задану потужність. Вхідна напруга залежить від типу джерела підсилюються коливань. Чим менше величина вхідної напруги, що забезпечує необхідну вихідну потужність, тим вище чутливість підсилювача. Подача на вхід підсилювача напруги, що перевищує номінальну, призводить до значних спотворень сигналу і називається перевантаженням з боку входу.
Якщо підсилювач призначений для роботи від декількох джерел, то його вхід розраховується зазвичай на найменше напруження, яке дає один з джерел, а інші джерела сигналу включаються через подільники напруги.
Діапазон підсилюються частот
Діапазоном підсилюються частот, або смугою пропускання, називається та область частот, в якій коефіцієнт посилення змінюється більше, ніж це допустимо за технічними умовами.
Допустимі зміни коефіцієнтів посилення в межах смуги пропускання залежать від призначення і умов роботи підсилювача.
Рівень власних перешкод підсилювача
Причини виникнення перешкод на виході підсилювача можна розділити на три основні групи:
1) теплові шуми, 2) шуми підсилюючих елементів, 3) перешкоди через пульсацій напруги живлення і наведень з боку зовнішніх електромагнітних полів.
Відомо, що в провідниках і напівпровідниках при нормальній кімнатній температурі (близько 
С) електрони рухаються хаотично, причому в кожен даний момент кількість електронів, що рухаються в будь-якому одному напрямку, перевищує кількість електронів, що рухаються в інших напрямках. Переважне рух електронів в будь-якому напрямку є електричним струмом і, отже, при цьому на провіднику або напівпровіднику створюється напруга, що не підкоряється якогось певного закону.
Шумові напруги, в силу своєї випадковості, мають найрізноманітніші частоти і фази і тому практично охоплюють всю смугу частот підсилювача. Отже, зі збільшенням смуги пропускання підсилювача рівень шуму зростає. Крім того, шум тим більше, чим вище температура і більше величина опору кола, яка створює напругу теплових шумів.
При температурі 20 - 25 ° С шумова напруга можна знайти за формулою
Uт.Ш 
,
де Uт.Ш - напруга теплових шумів, мкВ; fв і fн - вища і нижча частоти, Що пропускалися ланцюгом, кГц;
R - активна складова опору ланцюга в смузі частот від fв до fн, кОм.
Всі ланцюга підсилювача створюють напругу теплових шумів, проте особливо великий вплив мають власні шуми перших каскадів, Так як ці шуми надалі посилюються усіма подальшими каскадами. Якщо, наприклад, вища і нижча робочі частоти підсилювача рівні 10000 і 100 Гц, а активний опір вхідного ланцюга становить 500 Ом, то напруга теплових шумів дорівнюватиме
Uт.Ш 
≈ 0,27 мкв.
Наведені обчислення показують, що величина напруги теплових шумів дуже мала. Тому перешкоди від теплових шумів в підсилювачах позначаються лише при великих коефіцієнтах посилення.
Напруги шумів може виникнути також через нерівномірність руху носіїв електричних зарядів через підсилювальний елемент. Це явище називають дробовим ефектом . Рівень шумів транзисторів зазвичай оцінюють коефіцієнтом шуму, вираженим в децибелах і показує, на скільки децибел, включений в ланцюг транзистор підвищує рівень шумів в порівнянні з тепловими шумами ланцюга.
Великий вплив на загальний рівень перешкод підсилювача надають пульсації напруг джерел живлення, а також наведення з боку зовнішніх електричних і магнітних полів. Зменшення цих перешкод може бути досягнуто застосуванням додаткових згладжуючих фільтрів на виході джерел живлення і ретельної екрануванням найбільш відповідальних ланцюгів підсилювача (головним чином вхідних).
Величина загальних перешкод на виході підсилювача повинна бути значно менше напруги посиленого сигналу; в іншому випадку з хаотично змінюється напруги перешкод можна буде виділити корисний сигнал. Зазвичай вважають, що корисний сигнал повинен перевищувати рівень перешкод не менше ніж
в 2 - 3 рази (на 6 - 10 дБ).
Ставлення амплітуд найбільш сильного і найбільш слабкого сигналів на вході підсилювача називають динамічним діапазоном амплітуд D. Динамічний діапазон зазвичай висловлюють в децибелах
Вимірювання вихідної потужності підсилювачів звукової частоти.
Візьмемо звичайний підсилювач НЧ з напругою живлення 12 Вольт, опором навантаження 4 Ом, приєднаємо до навантаження осцилограф, а до входу - генератор синусоїдального сигналу, ( рис.1)
включимо все і спостерігаємо на екрані осцилографа "веселі картинки" - синусоїду, поки вона не досягне видимих \u200b\u200bспотворень ( рис.2). (Примітка Вченої кота: менше 3% спотворення простим оком не помітні. Про те, що таке спотворення, поговоримо в іншій статті.)
Площа, яку займає синусоїдою, можна обчислити (або виміряти) і замінити еквівалентним напругою постійного струму тієї ж площі ( рис.2б).
Ця напруга називається середньоквадратичної напруги - ВКВ (англомовна абревіатура - RMS), в просторіччі - "ефективним". Таким чином можна знайти еквівалентне напруження для будь-якої форми струму ( ріс.2в, г, д).
|
|
Для трикутного, прямокутного, синусоидального, експоненціального струму є математичні вирази для еквівалентного перетворення. Для простоти розуміння на малюнках зображені половини періодів симетричних сигналів. Поява комп'ютерної реєстрації дозволяє виконати чисельне інтегрування будь-якої функції без пошуку його математичного виразу. Для чого все це треба? Знайдений еквівалентний постійний струм буде виробляти ту ж теплову роботу, що і наш досліджуваний струм.
Будь-змінний струм можна характеризувати наступними видами напруги:
амплітудне - сині стрілки (зрозуміло з назви і малюнків);
середнє - середньоарифметичне усіх миттєвих значень сигналу за вимірюваний період (на малюнках не показано);
середньоквадратичне - червоні стрілки (розглянуто вище).
Для полегшення розуміння зазначених видів напруги можна намалювати їх на міліметрівці і самостійно підсумувати чисельні значення напруги (для синусоїдального, прямокутного і трикутного напруги). Більшість вольтметрів змінної напруги мають схему випрямлення змінного струму, відповідну середньому напрузі - як найпростішу, а градуювання показує шкали - у ВКВ. При вимірюванні синусоїдальних струмів і напруг це не викликає ніяких труднощів, а якщо струм або напруга відрізняються від синусоїди - доведеться вводити поправочні коефіцієнти.
Тепер згадаємо початку начал - Закон Ома: I \u003d U / R, А також формули для обчислення потужності постійного струму - P \u003d U * I \u003d I2R \u003d U2 / R.
Для синусоїдального струму (і напруги) формула обчислення потужності по виміряним осциллографом амплітудному напрузі буде виглядати так:
P \u003d (0,707U) 2 / Rн \u003d U2 / 2Rн
де 0,707- коефіцієнт перекладу амплітудного напруги U синусоїдального струму в еквівалентну напругу постійного струму.
Ми прийшли до практичного способу вимірювання вихідної потужності підсилювача за допомогою вимірювання амплітуди сигналу на екрані осцилографа ( рис.2б). Механічна потужність - це робота за 1 секунду. Електрична потужність не містить параметра часу в явному вигляді; мається на увазі (але не дотримується, причому саме при вимірюванні потужності підсилювачів низької частоти), що це - теж 1 секунда. Наприклад, для меандру частотою 100 Гц за час 10 мс в будь-який момент ВКВ напруга дорівнює його амплітудному значенням ( ріс.2в)
А хто заважає поширити такий підхід і до синусоидальному сигналу? Для частини синуса 100Гц за час 1мс ( рис.2) Отримаємо практично прямокутник, для якого коефіцієнт перекладу амплітудного напруги у ВКВ дорівнює 1, і відповідно миттєву потужність в два рази більше, ніж за цілий напівперіод 10 мс.
Але це ще не все! Можна виміряти розмах напруги при переході від мінімального до максимального значення ( ріс.2ж) За дуже невеликий період часу і отримати потужність ще більше! Ось вони - десятки ват від бумбокса і сотні ват від побутового підсилювача!
|
|
Зведемо отримані результати в таблицю.
Середньоквадратичне напруга Uскв \u003d 2в. Потужність на Rн 4 ом Рвих \u003d 1 ват |
Амплітудне U \u003d 2.83в. Потужність на Rн 4 ом Рвих \u003d 2 вати |
Розмах (подвійна амплітуда) U \u003d 5.66в. Потужність на Rн 4 ом Рвих \u003d 8 ват |
Середньоквадратичне Uскв \u003d 3,54в. Потужність на Rн 4 ом Рвих \u003d 3.12 ват |
Амплітудне U \u003d 5в. Потужність на Rн 4 ом Рвих \u003d 6,25 ват |
Розмах (подвійна амплітуда) 10 вольт. Потужність на Rн 4 ом Рвих \u003d 25 ват |
Середньоквадратичне Uскв \u003d 10в. Потужність на Rн 6 ом Рвих \u003d 16,7 ват |
Амплітуда U \u003d 14,14в. Потужність на Rн 6 ом Рвих \u003d 33,3 ват |
Розмах (подвійна амплітуда) 28,3 вольт. Потужність на Rн 6 ом Рвих \u003d 133,2 ват |
Ми розглянули вимірювання потужності на активному навантаженні (наприклад, на потужному дротовому резисторі), зазвичай застосовується при випробуванні підсилювачів. Уважний радіоаматор, вимірюючи опір динаміка цифровим омметром, виявить, що воно виявиться менше, ніж 4 ома, наприклад, 3,8 ом. "Ага, значить, я отримаю більше, ніж вказано в таблиці!" - вигукне він - і буде правий, але не зовсім. Справа в тому, що динамік має дві складові опору - активну, яку можна виміряти будь-яким омметром, і індуктивну - залежить від числа витків котушки динаміка і його магнітних властивостей (вимірювану вимірником RCL). Візьмемо для прикладу динамік 3ГД-32-75 з номінальним опором котушки по постійному струму R \u003d 4 Ома; індуктивністю L \u003d 150 мікрогенрі. Опір Z динаміка складається з двох компонент - активної Rx і індуктивної XL. Розрахуємо їх для двох частот:
Бачимо, що на 10 кГц опір реального навантаження виросло в 2,5 рази, а потужність, що віддається в це навантаження, відповідно зменшилася в ті ж 2,5 рази ( рис.3 б). А тепер згадаємо, що на вході підсилювача (і на виході) присутній конденсатор.
Припустимо Rвх \u003d 100 кОм, ємність конденсатора Свх \u003d 0,1 мкФ. На частоті 1 кГц його опір буде 1,6 кОм; на частоті 100 Гц - 16 кОм; на частоті 10 Гц - 160 кОм, тобто напруга, що надходить на вхід першого каскаду підсилювача, зменшиться в 0,38 рази, а пропорційно до цього - і вихідна потужність ( ріс.3в).
Аналогічний розрахунок для впливу вихідний ємності Свих \u003d 1000 мкФ дає: 1 кГц - 0,16 Ом; 100 Гц - 1,6 Ом; 10 Гц - 16 Ом. В останньому випадку на навантаження 4 Ом буде надходити всього 0,2 вихідної напруги, і віддається потужність знизиться до 1/25 від максимально можливої \u200b\u200b( ріс.3г). Тому не лінуйтеся розрахувати мінімально необхідні ємності вхідного і вихідного конденсаторів для отримання заданої частотної характеристики в області низьких частот.
Але це знову таки ще не все! Якщо наш гучномовець -двух- або трёхполосний- поведінку повного опору гучномовця через вплив індуктивностей, конденсаторів і резисторів розділових фільтрів передбачити досить складно, простіше провести вимірювання ( рис.3). (Примітка премудрого кота. Так, в загальному, це не дуже то і потрібно.)
Підведемо підсумки.
1. Вимірювання вихідної потужності найкраще проводити, спостерігаючи синусоїдальний необмежений сигнал на екрані осцилографа, і перерахувати виміряне значення амплітудного напруги у ВКВ (для отримання синусоїдальної потужності), або залишити як є (для пікової потужності). Вимірювання напруги вольтметром змінного струму небажано, оскільки ми не побачимо спотворення сигналу при потужності, близькій до максимальної, і зазвичай не знаємо, за якою схемою зібраний і проградуирован вольтметр. Вимірювання амплітудної пікової потужності викликає сумнів - її можна отримати і чисто розрахунковим шляхом. Формула для прикидочного розрахунку потужності синусоїдального сигналу виглядає наступним чином: Р \u003d (U п: 3) 2 / Rн, Де U п - напруга живлення, Rн-опір навантаження на заданій частоті. Ревнителі точності можуть відняти з Uп падіння напруги на вихідних транзисторах і врахувати просідання Uп при нестабілізованому харчуванні.
2. Тепер ми знаємо, як ставитися до потужності, заявленої на табличці "крутого" домашнього кінотеатру: "сумарна потужність всіх каналів складає 400 ват" при потужності, споживаної від мережі -100 ват.
3. Найбільш правильно буде говорити так: виміряна потужність підсилювача - Х ват при коефіцієнті гармонік Y% і частоті Z герц на навантаженні R Ом. (Для допитливих - старі ДСТ на увазі коефіцієнт гармонік 1% при номінальної потужності і 10% - при максимальній). Про коефіцієнт гармонік ( будемо говорити пізніше, зараз мені потрібно харчування у вигляді риби, а не електричного струму! - примітка голодного кота).
4. "Але це знову таки ще не все!" ( Господар, можеш говорити без вживання рекламних слоганів? примітка грамотного кота). Потужність, що розсіюється на кінцевих транзисторах підсилювача, величина непостійна (для найбільш поширених підсилювачів класу АВ), і досягає максимуму в діапазоні 0,25..0,5 вихідної потужності. Виходячи з цього, і треба розраховувати необхідну площу радіаторів.
У наступній статті розглянемо, що таке спотворення, і чим їх вимірюють.
Всі питання в, заходите.
Хай щастить.
сер Мурр
ID: 633
Всім привіт і хороших вихідних, у нас погода просто шепоче!
В даний час в сфері caraudio і не тільки, дуже часто виробники вказують в характеристиках захмарні значення потужностей підсилювачів. Сьогодні я хочу розповісти, як в домашніх умовах можна заміряти реальну потужність підсилювача. Для її розрахунку існують формули, які ми знаємо з уроків фізики P \u003d U² / R \u003d I² * R \u003d U * I.
У мережі, особливо на Youtube можна знайти ролики, в яких потужність вимірюють за допомогою струмових кліщів, заміряючи струм, що йде на котушку динаміка, але опір її дуже сильно залежить від частоти. Сам я працюю електриком і знаю, що похибка вимірювання струму струмовими кліщами дуже велика. Потрібно застосовувати або амперметр з шунтом, або скористатися більш простим способом, Про який я розповім нижче.
1. Потрібно знайти або виготовити потужний резистор. Для тестування моїх саморобних підсилювачів потрібен резистор 4 ома потужністю понад 500ватт, такий складно знайти в магазинах, але можливо виготовити в домашніх умовах. Беремо ніхромовий дріт достатнього перетину
точне опір дроту неможливо виміряти за допомогою звичайного мультиметра, тому застосовуємо спосіб пропускання струму через ніхром. Суть його полягає в наступному: збираємо ось таку просту схему, і заміряємо 2 величини: що протікає струм і напруга, далі за допомогою формули R \u003d U / I обчислюємо опір. У мене вийшли такі цифри:
Але голий ніхром при подачі на нього великої потужності буде швидко нагріватися, проблему можна вирішити охолодженням спіралі.
Виготовляємо опалубку з лінолеуму
Знизу заклеїв скотчем
Я залив спіраль розчином бетону, його коефіцієнт теплопровідності (1,75) більше коеф. тепл-ти води (0,6) і тим тепліший-ти повітря (0,022). Для інтересу наведу коеф. теплопровідності деяких матеріалів: графен - 5000, алмаз - 2000, мідь - 401, залізо - 92, вакуум - 0.
Через пару днів розпаковуємо. Ось такий вийшов резюка.
2. Тепер нам необхідний тестер, здатний вимірювати змінну напругу, більшість тестерів розраховані на вимір напруги частотою 50 Гц, при інших значеннях частоти, показання будуть невірними. Звідси робимо висновок, що для чистоти експерименту вимірювати потужність будемо рівно на 50Гц, чистий тон можна знайти в мережі інтернет, або завантажити програму-генератор на телефон або комп'ютер (я скачав з плей-маркету безкоштовну програму Function Generetor).
3. Далі нам потрібно навчитися визначати, коли сигнал на виході почне спотворюватися. Найкращий спосіб - знайти осцилограф, якщо ж його немає - не біда, можна виготовити осцилограф зі звичайного комп'ютера або ноутбука. Досить для лінійного або мікрофонного входу комп'ютера зібрати простий шнурок і завантажити програму-осцилограф.
Наприклад, програма Soundcard Scope вміє не тільки малювати амплітуду вхідного сигналу, але і вимірювати його спотворення.
4. Заміри. Вирішив потестить свій саморобний підсилювач, Про який я вже розповідав раніше в групі Підключаємо потужний резистор на вихід підсилювача, фіксуємо на ньому напруга і спотворення за допомогою мультиметра і осцилографа, на вхід подаємо сигнал 50Гц.
Фіксуємо максимальне чинне напруга мультиметром, далі за формулою P \u003d U² / R обчислюємо потужність, яку підсилювач зможе віддати в навантаження.
Дивимося на сигнал
Отже перший завмер на заведеній машині: потужність 351вт, напруга живлення просіло аж до 10,1в, пішов з'ясовувати причину таких диких просадок. Заліз під капот і заміряв тестером, що на клеми з генератора втрачається близько 2х вольт
Вихідна потужність.
| Найменування параметру | значення |
| Тема статті: | Вихідна потужність. |
| Рубрика (тематична категорія) | електроніка |
Класифікація підсилювачів їй.
Класифікація підсилювачів їй повинна бути проведена за кількома ознаками:
I. За призначенням: Напруги, струму, потужності.
Підсилювач напруги:
Підсилювач струму:
Підсилювач потужності:
II. За типом підсилюючих елементів: напівпровідникові, лампові, магнітні, ізолюючі, оптоелектронні і ін.
III. По виду підсилюються сигналів: Гармонійних сигналів, імпульсні.
IV. За кількістю каскадів: Однокаскадні, багатокаскадні.
V. За діапазону частот електричних сигналів - ϶ᴛᴏ один з найбільш істотних ознак класифікації.
За цією ознакою розрізняють такі основні типи підсилювачів їй:
1. Підсилювачі низької частоти (УНЧ) - призначені для посилення безперервних періодичних сигналів, частотний спектр яких від десятків Гц до десятків кГц. характерна особливість: - велике, від декількох десятків до десятків тисяч (наприклад, звуковий діапазон: 20Гц ÷ 20 кГц).
2. Підсилювачі постійного струму (ППС) - більш точно: підсилювачі повільно мінливих напруг і струмів. Посилення від до - десятки і сотні кГц. Підсилюють як змінну, так і постійну складову сигналу.
3. Виборчі (або сіл єктивні) підсилювачі - працюють в дуже вузькій смуг е частот (зазвичай). Можуть використовуватися як на низьких, так і на високих частотах в якості частотних фільтрів, що виділяють або пригнічують заданий діапазон частот. Це досягається в більшості випадків за рахунок використання одного або декількох коливальних (резонансних) контурів. У зв'язку з цим їх часто називають резонансними, або смуговими.
4. широкосмугові підсилювачі - працюють в дуже широкому смуг е частот (від одиниць кГц до декількох МГц і вище). Такі сигнали часто відтворюються на екранах і реєструються візуально - в зв'язку з цим їх часто називають відеопідсилювачів.
Основні технічно показники підсилювачів їй (параметри).
1. Коефіцієнт перетворення або коефіцієнт передачі - ϶ᴛᴏ відношення значення вихідного сигналу до значення вхідного сигналу.
В окремому випадку, коли вхідний і вихіднийзначення сигналу є однорідними, коефіцієнт перетворення називають коефіцієнтом посилення (Наприклад: - коефіцієнт перетворення U в I;
Коефіцієнт перетворення I в P)
– коефіцієнт посилення по напрузі;
- коефіцієнт посилення по току;
Коефіцієнт посилення по потужності.
У багатьох випадках коефіцієнти посилення висловлюють в логарифмічних одиницях - децибелах (ДБ).
Для багатокаскадних підсилювач їй з n-каскадів:
З огляду на, що в загальному випадку вихідний сигнал може відрізнятися від вхідного сигналу не тільки по величин е, але і по фазі, в зв'язку з цим - величини комплексні.
;
;
де φ - зсув фаз між вхідними та вихідними сигналами.
2. Вхідний і вихідний опору ()