Как узнать выходную мощность усилителя

Как можно проверить честная ли мощность указана на коробке усилителя или это просто наглая ложь?! Раскрываем секреты производителей!

Раз Вы сейчас читаете данную статью и находитесь на сайте посвященном бюджетному авто звуку наверняка Вы являетесь счастливым обладателем какого либо усилителя. Смею предположить, что перед покупкой или уже во время эксплуатации усилителя Вы не один раз задавались себе вопросом а настоящая ли мощность указана в технических характеристиках? или на красивой коробке с не менее красивыми цифрами?

Сейчас все станет понятно уверяю Вас, это совсем не сложно и под силу абсолютно любому человеку, а уж любителю авто звука тем более.

В первую очередь к надписям на коробках и самом усилителе нужно относиться с определенной осторожностью, в большинстве случаев там указана завышенная мощность. Главной целью, которой является — привлекать внимание покупателя. Поверить таким цифрам сможет только слишком оптимистичный :))) человек или человек который не обладает необходимым уровнем знаний он же новичок 🙂

Так вот, как же проверить честные ли цифры указаны или нет?! Оказывается все очень просто и даже существуют специальные формулы для расчетов. Но обо все по порядку до формул мы доберемся чуть позже, а пока рассмотрим несколько важных уточнений:

1) Мощность раньше в олдскульных усилителях например выпускаемых в Японии или Германии указывалась при напряжении питания 12 Вольт или 12,6 Вольт и при низком проценте искажений T.H.D не более 0,05%. В настоящее время ситуация несколько другая мощность замеряют при входном напряжении питания равным 14,4 Вольт и при 1% искажений T.H.D.

2) Исходя из пункта 1 автомобильный усилитель который например развивает мощность 50 Ватт Х 2 при напряжении питания 14,4 Вольт (это при заведенном двигателе автомобиля) выдаст примерно на 15% меньше при напряжении питания 12,6 Вольт (когда Вы заглушите двигатель). И наоборот, усилитель мощность которого 50 Ватт Х 2 измерена при напряжении 12,6 Вольт способен выдать больше на 15% при напряжении 14,4 Вольт. Это означает разницу в мощности в целых в 15 Ватт между двумя усилителями, на коробке которых написано « 50W Х 2».

Разжевываю 🙂 олдскульные усилители типа Pioneer Carrozzeria, Alpine и прочее которые выпускались в 90-х сейчас соответственно не выпускаются вообще, но на вторичном рынке они по прежнему еще присутствуют. Так вот если Вам достался усилок в родной упаковке (да Вы счастливчик я Вам скажу :)) или перевернув сам усилитель Вы увидите надпись что-то типа 2 Х 35 Ватт 12,6 Вольт 0,05%. Это то что было раньше. Сейчас в 90% случаев а может и больше указывают мощность при 14,4 Вольт и искажениях 1% или 10% :))

ВЫВОД: Старый усилитель с мощностью 2 Х 35 Ватт (T.H.D=0,05%) будет так же звучать (чаще даже лучше) как современный с заявленными параметрами 2 Х 50 Ватт (T.H.D=1%) потому что замеры производились при разном напряжении питания. А это самое питание очень важно уже много раз говорили про это.

Все это важно знать при сравнении усилителей разных производителей т.к в индустрии автозвука нет единого стандарта измерений.

Например некоторые производители используют в своей оценке метод «RMS» многие новички слышали но возможно не знают как это расшифровывается, а расшифровывается оно так — Rated Maximum Sinusoidal Power. По русски — долговременная максимальная синусоидальная мощность с которой усилитель может работать 1 час и более с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения.

Другие производители заявляют «максимальную» или «пиковую» мощность это маркетинговый ход, в результате которого мы видим мощность вдвое превышающую ту, которая была измерена по методу RMS. Цифра на коробке становится в два раза красивее. Кто смотрит на красивые цифры в 10 000 Ватт за 10 000 тенге? — пардон но только ЛОХИ. Если есть там честных 300 Ватт RMS — это супер гуд! Хотя за эту цену врятли :))

ВЫВОД: Берите в расчет только мощность указанную со значениями RMS на все остальное не обращайте внимание. Ну пару раз взглянуть на енти циферки Вы можете конечно)) но не принимайте это всерьез что пиковая мощность к примеру указана 3800 Ватт, а на деле там не более 4 Х 80 Ватт RMS. Вот такие дела. Или еще пример моноблок D-classa выдает 400 Ватт в 4 Ома RMS, 800 Ватт в 2 Ома RMS, 1200 Ватт максимальная мощность в 1 Ом. Вот это нормальные честные цифры так и должно быть)).

Важно так же знать при каком сопротивлении нагрузки измерена данная мощность. Вот я продаю усилители б/ушные звонит человек спрашивает у меня «усилитель сколько Ватт?» и что я должен отвечать? Киловатник??))) Но ведь всего 1 человек из 100 спросит при какой назрузке он эти Ватты выдает. Обычно если продается моноблок и не плохой то человек который его покупает уже в курсе всего о чем говорится в данной статье и он конечно же спрашивает о реальных цифрах, импендансе (сопротивление нагрузки), а скорее всего уже прочитал всю инфу в интернете по всем параметрам и отзывам)).

Ну да ладно статья у нас не для профи, а для «чайников» прошу не обижаться :)) поэтому продолжаем.

Б ольшинство производителей измеряют при сопротивлении нагрузки 4 Ом. Так как именно такое номинальное сопротивление имеет большая часть автомобильной акустики. Но если произвести измерения при более низком сопротивлении, например 2 Ом то мощность получится в два раза больше!

ВЫВОД: Читайте надписи мелким шрифтом и сравнивайте мощность усилителей при одних и тех же условиях измерений.

Ну а теперь когда Вы уже многое поняли, немножко по полочкам инфа в голове разложилась приступим непосредственно к предварительным расчетам. Обращаю Ваше внимание что расчеты все ориентировочные просто прикидка.

Итак, возьмем какой-нибудь усилитель пусть это будет например 4-х канальный усилитель Kicx KAP-49. Усилитель АВ класса. Среднее значение КПД=50% обычно оно может варьироваться от 30% до 60% но мы для расчета возьмем среднее значение. Все расчеты справедливы для любого типа авто усилителей, необходимо лишь менять значение КПД для усилителей Д-класса нужно подставлять КПД=0,9

1) Первое, что Вы должны сделать — это обратить свое внимание на предохранители данного усилителя.

2) Считаем их количество и номинал. В данном случае 3 Х 40 Ампер. Получаем 40 А + 40 А + 40 А = 120 Ампер — это суммарный ток который выдерживают предохранители.

3) Производитель делает замеры при напряжении питания 14,4 Вольт то есть берет по максимуму. Так вот получается 14,4 В * 120 А * 0,5 КПД=864 Ватт суммарная мощность всех каналов.

4) Теперь суммарную мощность 864 Ватта делим на количество каналов. В данном усилителе их 4. 864 Ватта/4 канала = 216 Ватт на канал при номинальной нагрузке 2 Ома. Чтобы посчитать для 4 Ом нужно полученную цифру разделить на два. 216 Ватт / 2 = 108 Ватт на канал при 4 Ом. Но наверняка многие уже заглянули или заглянут в тех. характеристики и увидят несколько другие циферки а именно 4 Х 150 Ватт при нагрузке 4 Ома. Как же так спросите Вы?!

Дело в том что производитель утверждает что этот усилитель имеет КПД=66%. Пересчитываем. 14,4 В*120 А*0,66 КПД = 1140,48 Ватт / 4 = 285,12 Ватт / 2 = 142,56 Ватт как видите практически все совпадает.

5) Помните, что это всего лишь приблизительные расчеты. На практике может быть все по-другому. Не забывайте, что не честные производители могут специально и преднамеренно установить предохранители большего номинала, чем требуется. Положено к примеру 20 Ампер, а не хай стоит например 40А)). Подумаешь) сгорит чучуть :)))

Надеюсь, данная статья поможет подобрать новичкам усилитель в магазине или на вторичном рынке и избежать не хороших консультантов готовых втюхать Вам что угодно и конечно же за большие деньги! Им это выгодно.

Спасибо всем за просмотр! Хорошего Вам настроения 🙂

Источник

Как узнать выходную мощность усилителя

Как измерить мощность усилителя

Подключая акустическую систему к усилителю, желательно проверить его максимальную выходную мощность. Подобные измерения также могут понадобиться при настройке или ремонте оборудования. Это необходимо для того, чтобы обеспечить хорошую работоспособность всей системе. Статьи по теме:

• — осциллограф;
• — мультиметр;
• — стрелочный тестер.

Инструкция
1 Подключите один из каналов усилителя к колонке, если вам известно, что ее расчетная мощность предположительно больше. Также можно использовать эквивалент нагрузки, сопротивление которого равно сопротивлению колонок. В этом случае воспользуйтесь резистором типа ПЭВ с мощностью 10-100 Вт.
2 Используйте осциллограф для измерения выходной мощности усилителя. Подайте на вход усилителя синусоидальный сигнал с частотой 100-200 Гц, к примеру, можете просто воспроизвести какую-нибудь музыкальную композицию. Начните постепенно увеличивать громкость, при этом наблюдая за показаниями осциллографа.
3 Зафиксируйте момент, когда на выходе усилителя выходной сигнал начнет ограничиваться по амплитуде и замерьте напряжение. Помните, что измеряя максимальную выходную мощность таким способом, нельзя на вход усилителя, который подключен к многополосным акустическим системам, подавать от генератора сигнал высокой частоты. Это может стать причиной перегрузки среднечастотного или высокочастотного динамика.
4 Рассчитайте мощность усилителя, которая равна квадрату выходного напряжения, умноженному на двойное сопротивление нагрузки или колонки.
5 Воспользуйтесь для измерения мощности усилителя любым вольтметром, если под рукой нет осциллографа. К примеру, возьмите мультиметр или стрелочный тестер. При этом необходимо собрать схему, которая позволит любому вольтметру стать измерителем пикового напряжения. Источником сигнала в этом случае будет выступать задающий генератор низкой частоты, т.е. музыкальный сигнал на входе не сможет дать достоверного результата.
6 Подключите к усилителю параллельно эквивалент нагрузки и конденсатор на 0,47-1,0 мкФ, а последовательно диод на напряжение от 50 Вт, после чего измерьте выходное напряжение и рассчитайте мощность. Видео по теме

Источник

Как узнать выходную мощность усилителя

Измерение выходной мощности усилителей звуковой частоты.

Автор:
Опубликовано 14.04.2006

Возьмём обычный усилитель НЧ с напряжением питания +12 Вольт, сопротивлением нагрузки 4 Ом, присоединим к нагрузке осциллограф, а к входу — генератор синусоидального сигнала, (рис.1)

включим всё и наблюдаем на экране осциллографа «весёлые картинки» — синусоиду, пока она не достигнет видимых искажений (рис.2а). (Примечание Учёного кота: менее 3% искажения простым глазом не заметны. О том, что такое искажения, поговорим в другой статье.)

Площадь, занимаемую синусоидой, можно вычислить (или измерить) и заменить эквивалентным напряжением постоянного тока той же площади (рис.2б).

Это напряжение называется СреднеКвадратичным напряжением — СКВ (англоязычная аббревиатура — RMS), в просторечии — «эффективным». Таким образом можно найти эквивалентное напряжение для любой формы тока (рис.2в,г,д).

Для треугольного, прямоугольного, синусоидального, экспоненциального тока есть математические выражения для эквивалентного преобразования. Для простоты понимания на рисунках изображены половины периодов симметричных сигналов. Появление компьютерной регистрации позволяет выполнить численное интегрирование любой функции без поиска его математического выражения. Для чего всё это надо? Найденный эквивалентный постоянный ток будет производить ту же тепловую работу, что и наш исследуемый ток.

Любой переменный ток можно характеризовать следующими видами напряжения:
Амплитудное — синие стрелки (понятно из названия и рисунков);
Среднее — среднеарифметическое всех мгновенных значений сигнала за измеряемый период (на рисунках не показано);
Среднеквадратичное — красные стрелки (рассмотрено выше).
Для облегчения понимания указанных видов напряжения можно нарисовать их на миллиметровке и самостоятельно просуммировать численные значения напряжения (для синусоидального, прямоугольного и треугольного напряжения ). Большинство вольтметров переменного напряжения имеют схему выпрямления переменного тока, соответствующую среднему напряжению — как самую простую, а градуировку показывающей шкалы — в СКВ. При измерении синусоидальных токов и напряжений это не вызывает никаких затруднений, а если ток или напряжение отличаются от синусоиды — придётся вводить поправочные коэффициенты.

Теперь вспомним начала начал — Закон Ома: I=U/R, а также формулы для вычисления мощности постоянного тока — P=U*I=I2R=U2/R.
Для синусоидального тока (и напряжения) формула вычисления мощности по измеренному осциллографом амплитудному напряжению будет выглядеть так:
P = (0,707U) 2 /R н = U 2 /2R н
где 0,707- коэффициент перевода амплитудного напряжения U синусоидального тока в эквивалентное напряжение постоянного тока.
Мы пришли к практическому способу измерения выходной мощности усилителя с помощью измерения амплитуды сигнала на экране осциллографа (рис.2б). Механическая мощность — это работа за 1 секунду. Электрическая мощность не содержит параметра времени в явном виде; подразумевается (но не соблюдается, причём именно при измерении мощности усилителей низкой частоты), что это — тоже 1 секунда. Например, для меандра частотой 100 Гц за время 10 мс в любой момент СКВ напряжение равно его амплитудному значению (рис.2в)
А кто мешает распространить такой подход и к синусоидальному сигналу? Для части синуса 100Гц за время 1мс (рис.2е) получим практически прямоугольник, для которого коэффициент перевода амплитудного напряжения в СКВ равен 1, и соответственно мгновенную мощность в два раза больше, чем за целый полупериод 10 мс.
Но это ещё не всё! Можно измерить размах напряжения при переходе от минимального до максимального значения (рис.2ж) за очень небольшой период времени и получить мощность ещё больше! Вот они — десятки ватт от бумбокса и сотни ватт от бытового усилителя!

Сведём полученные результаты в таблицу.

Среднеквадратическое напряжение Uскв=2в. Мощность на Rн 4 ом Рвых = 1 ватт

Амплитудное U=2.83в. Мощность на Rн 4 ом Рвых=2 ватта

Размах (двойная амплитуда)U=5.66в. Мощность на Rн 4 ом Рвых=8 ватт

Среднеквадратическое Uскв= 3,54в. Мощность на Rн 4 ом Рвых=3.12 ватт

Амплитудное U=5в. Мощность на Rн 4 ом Рвых=6,25 ватт

Размах (двойная амплитуда) 10 вольт. Мощность на Rн 4 ом Рвых=25 ватт

Среднеквадратическое Uскв=10в. Мощность на Rн 6 ом Рвых=16,7 ватт

Амплитуда U=14,14в. Мощность на Rн 6 ом Рвых=33,3 ватт

Размах (двойная амплитуда) 28,3 вольт. Мощность на Rн 6 ом Рвых=133,2 ватт

Мы рассмотрели измерение мощности на активной нагрузке (например, на мощном проволочном резисторе), обычно применяемой при испытании усилителей. Внимательный радиолюбитель, измеряя сопротивление динамика цифровым омметром, обнаружит, что оно окажется меньше, чем 4 ома, например, 3,8 ом. «Ага, значит, я получу больше, чем указано в таблице!» — воскликнет он — и будет прав, но не совсем. Дело в том, что динамик имеет две составляющие сопротивления — активную, которую можно измерить любым омметром, и индуктивную — зависящую от числа витков катушки динамика и его магнитных свойств (измеряемую измерителем RCL). Возьмём для примера динамик 3ГД-32-75 с номинальным сопротивлением катушки по постоянному току R=4 Ома; индуктивностью L=150 микроГенри. Полное сопротивление Z динамика состоит из двух компонент — активной R x и индуктивной X L . Рассчитаем их для двух частот:

Частота

1000 Гц

10 кГц

Индуктивное сопротивление рассчитывается по формуле

Полное сопротивление — по формуле

Видим, что на 10 кГц сопротивление реальной нагрузки выросло в 2,5 раза, а мощность, отдаваемая в эту нагрузку, соответственно уменьшилась в те же 2,5 раза (рис.3 б). А теперь вспомним, что на входе усилителя (и на выходе) присутствует конденсатор.

Предположим R вх =100 кОм, ёмкость конденсатора С вх = 0,1 мкФ. На частоте 1 кГц его сопротивление будет 1,6 кОм; на частоте 100 Гц — 16 кОм; на частоте 10 Гц — 160 кОм, т.е. напряжение, поступающее на вход первого каскада усилителя, уменьшится в 0,38 раза, а пропорционально этому — и выходная мощность (рис.3в).
Аналогичный расчёт для влияния выходной ёмкости С вых = 1000 мкФ даёт: 1 кГц — 0,16 Ом; 100 Гц — 1,6 Ом; 10 Гц — 16 Ом. В последнем случае на нагрузку 4 Ом будет поступать всего 0,2 выходного напряжения, и отдаваемая мощность снизится до 1/25 от максимально возможной (рис.3г). Поэтому не ленитесь рассчитать минимально необходимые ёмкости входного и выходного конденсаторов для получения заданной частотной характеристики в области низких частот.
Но это опять таки ещё не всё! Если наш громкоговоритель -двух- или трёхполосный- поведение полного сопротивления громкоговорителя из-за влияния индуктивностей, конденсаторов и резисторов разделительных фильтров предсказать достаточно сложно, проще провести измерения (рис.3е). (Примечание премудрого кота. Да, в общем, это не слишком то и нужно.)
Подведём итоги.

1.Измерение выходной мощности лучше всего проводить, наблюдая синусоидальный не ограниченный сигнал на экране осциллографа, и пересчитать измеренное значение амплитудного напряжения в СКВ (для получения синусоидальной мощности), либо оставить как есть (для пиковой мощности). Измерение напряжения вольтметром переменного тока нежелательно, поскольку мы не увидим искажения сигнала при мощности, близкой к максимальной, и обычно не знаем, по какой схеме собран и проградуирован вольтметр. Измерение амплитудной пиковой мощности вызывает сомнение — её можно получить и чисто расчётным путём. Формула для прикидочного расчёта мощности синусоидального сигнала выглядит следующим образом: Р = (U п :3) 2 /R н , где U п — напряжение питания, R н -сопротивление нагрузки на заданной частоте. Ревнители точности могут вычесть из U п падение напряжения на выходных транзисторах и учесть просадку U п при нестабилизированном питании.

2.Теперь мы знаем, как относиться к мощности, заявленной на шильдике «крутого» домашнего кинотеатра: «суммарная мощность всех каналов составляет 400 ватт» при мощности, потребляемой от сети -100 ватт.

3.Наиболее правильно будет говорить так: измеренная мощность усилителя — Х ватт при коэффициенте гармоник Y% и частоте Z герц на нагрузке R Ом. (Для любознательных — старые ГОСТы подразумевали коэффициент гармоник 1% при номинальной мощности и 10%- при максимальной). О коэффициенте гармоник (будем говорить позже, сейчас мне нужно питание в виде рыбы, а не электрического тока! — примечание голодного кота).

4.«Но это опять таки ещё не всё!» (Хозяин, можешь говорить без употребления рекламных слоганов? примечание грамотного кота). Мощность, рассеиваемая на оконечных транзисторах усилителя, величина непостоянная (для наиболее распространённых усилителей класса АВ), и достигает максимума в диапазоне 0,25..0,5 выходной мощности. Исходя из этого, и надо рассчитывать необходимую площадь радиаторов.

В следующей статье рассмотрим, что такое искажения, и чем их измеряют.

Все вопросы в Форум, заходите.
Удачи.
Сэр Мурр

Источник