Как узнать выходную мощность
Замер выходной мощности усилителя НЧ
В этой статье я попытаюсь рассказать, как объективно произвести замер выходной мощности усилителя НЧ. Для измерения нам понадобится осциллограф и низкочастотный генератор сигналов. К моему сожалению, без этих приборов невозможно объективно произвести измерение. Звуковой генератор может быть заменен компьютером или ноутбуком, с установленным на него программным обеспечением.
В разделе «Генераторы» представлено несколько бесплатных программ, которые позволят сделать из вашего ноутбука или ПК генератор сигналов.
Итак, нам понадобиться осциллограф, генератор синусоидального сигнала, резистор (эквивалент) сопротивлением 4Ома, сам усилитель и по возможности (необязательно) мультиметр.
В качестве «ослика» я использую свой любимый, одноканальный прибор С1-94. Генератором у меня служит китайский функциональный генератор, способный генерировать различные формы сигналов с регулировкой частоты, амплитуды и смещения.
Нагрузкой будет служить резистор сопротивлением 4Ома и мощностью 100Вт. Для надежности я установил его на радиатор с применением теплопроводной пасты.
Теперь про мультиметр. Сгодится не каждый. Он должен правильно измерять переменное напряжение на частоте 1000Гц-2000Гц. Если его нет, то можно обойтись и без него. Я использую UNI-T UT39C.
Я буду производить замер мощности на усилителе радиолы Элегия-102-стерео.
Перед измерением выходной мощности необходимо произвести прогон усилителя на умеренной мощности в течении минут 10-20.
На вход подключения магнитофона я подал сигнал с генератора. У вас может быть это вход «Универсальный», «Тюнер» или другой линейный вход. Сигнал должен быть синусоидальной формы, иметь частоту 1000Гц. Амплитуду на генераторе необходимо сделать нулевой.
Далее нужно ручки регулировки громкости вывернуть на максимум, а регуляторы тембра и баланса на середину.
К выходу усилителя, в гнездо подключения акустической системы, подключаем нагрузку в виде резистора, сопротивлением 4Ома. Резистор необходимо опустить в воду или установить на радиатор.
Параллельно резистору нужно установить щупы осциллографа и мультиметра. На осциллографе выбираем необходимую развертку. В моем случае это 0.2мс на клетку и 5В на клетку.
Включаем питание усилителя. Включаем генератор и осциллограф.
Плавно увеличиваем амплитуду сигнала на генераторе и смотрим его форму на экране осциллографа.
Форма должна быть чистой, синусоидальной. По мере увеличения амплитуды (на генераторе) необходимо ловить момент, когда верхушка синусоиды начнет обрезаться. Такое явление называют клиппингом.
После появления клиппинга, необходимо чуть уменьшить амплитуду, до появления чистой синусоиды.
Сейчас усилитель НЧ работает на максимальной (чистой) мощности.
Теперь необходимо измерить напряжение на нагрузочном резисторе и как говориться: «Дело в шляпе!».
Измерять напряжение можно мультиметром, который не «врет» при измерении на частоте 1кГц, либо с помощью осциллографа. Я буду измерять и тем, и этим.
На дисплее мультиметра у меня напряжение переменного тока составило 7.5В.
По экрану осциллографа я вижу размах синусоиды (или двойную амплитуду) 4.2 клетки. Одна клетка 5В. Итого, двойная амплитуда равна 21В. Как нам известно, размах больше действующего значения напряжения в 2?2 раз. Поэтому, 21В делим на 2?2.
21В/2.83=7.4В. Сходится? Сходится!
Расчет выходной мощности
Мощность считается по формуле P=U*I, где P – мощность, U – напряжение на резисторе, I — ток, протекающий через резистор.
Измерять ток не обязательно так, как из закона Ома известно, что I=U/R,
тогда P=U 2 /R.
Измеренное нами напряжение на нагрузочном резисторе возводим в квадрат и делим на 4Ома.
P=7.5*7.5/4= 56.25/4 = 14Вт.
Согласно инструкции по эксплуатации на Элегию-102-стерео, выходная номинальная мощность на каждый канал составляет 6Вт, а максимальная мощность 16Вт (на каждый канал).
Как посчитать мощность усилителя звука
Усилители звука используются как во многих бытовых приборах, автомобилях, так и профессиональной работе звукорежиссеров. Каждое устройство усиливающее звуковые колебания, передаваемые в нагрузку (в акустическую систему) имеет свою расчётную мощность, которая зависит от мощности радиодеталей используемых в ней.
Перед тем как узнать мощность усилителя звука нужно понимать от чего она зависит. В первую очередь, это сопротивление нагрузки, которой служит акустическая система или звуковоспроизводящие динамики. Сопротивление их бывает 2, 4, или 8 Ом. Чем меньше эта величина тем выше ток проходящий по цепи катушки динамика, а значит выше и мощность. Перед тем как подключать акустическую систему к усилителю звука, необходимо знать её параметры, для того чтобы продолжительность эксплуатации была максимальной.
Особенно важно знать максимальные параметры, так как при несоответствии мощности акустики и максимально выдаваемой мощности усилителя, выход из строя звуковоспроизводящего оборудования неизбежен.
Как измерить мощность усилителя звука
Существует два способа измерения выходной мощности усилителя звука, это выполняется с помощью следующих измерительных устройств:
Для проведения таких измерений обязательно понадобиться нагрузка, которой в стандартном применении является динамик или акустическая система. Ток без нагрузки не появится, а значить измерить мощность не получится. В качестве динамика, в случае его отсутствия под рукой, используется проволочное сопротивление (резистор) типа ПЭВ, мощностью от 10 до 100 Вт и величиной сопротивления от двух до 8 Ом. Не стоит обращать внимания, что мощность нагрузки всего 100 Вт, а заявленная мощность усилителя 200 или 300 Вт, такой резистор способен кратковременно рассеивать мощность в несколько раз превышающую номинальную.
Перед тем как подключать резистор в цепь, обязательно необходимо проверить значение его сопротивления с помощью омметра, чтобы избежать ненужной погрешности. Если в наличии нет резистора типа ПЭВ, то используется резистор с переменным значением сопротивления типа ОПЭВ. Если величина его полного сопротивления равна 8 Ом, то появляется возможность подключения его по следующей схеме и тем самым получить или 2, или же 4 Ома.
После подключения осциллографа и нагрузки как показано на рисунке, на вход усилителя подаётся обычный слабый звуковой сигнал, который необходимо усилить. Для более точных, лабораторных измерений рекомендуется использовать генератор синусоидального сигнала, частота которого от 100 до 200 Герц. Затем включить усилитель и постепенно, очень плавно увеличивать громкость, поворачивая встроенный регулятор. На осциллографе появиться усиленный сигнал, амплитуда которого будет увеличиваться до максимального значения выдаваемого усилителем. После достижения максимальной громкости и ограничения выходного сигнала по амплитуде, измеряется напряжение, которое потом подставляется в формулу:
На первом рисунке изображён усиленный синусоидальный сигнал, а на втором от обычного музыкального MP-3 плеера. Стрелкой указана та часть синусоиды, которую стоит учесть при расчёте мощности. Нельзя подавать на вход усилителя для измерения мощности выходного каскада сигнал высокой частоты, если вместо сопротивления будет использоваться многополосная акустическая система. Это приведёт к перегрузке средне частотного или высокочастотного динамика, что вызовет разрыв мембраны или обрыв их катушки.
Теперь узнаем, как узнать мощность усилителя звука мультиметром? При отсутствии осциллографа используется обычный вольтметр, имеющийся в наличии в каждом, даже дешевом мультиметре. Однако, для того чтобы увидеть на нём пиковую величину напряжения выходного каскада усилителя низкой частоты, соберем простейшую схему, состоящую из диода (рассчитанного на напряжение 50 Вольт) и конденсатора (от 0,47 до 1 µF, и напряжение выше 50 В).
Согласно закона Ома, зная напряжение и сопротивление вычисляется ток, который будет равен напряжению делённому на величину сопротивления. Мощность при этом равняется произведению напряжения и силы тока.
Как проверить мощность усилителя звука
Теперь знаем как определить мощность усилителя звука, тогда заявленные производителем характеристики легко вычислить вышеописанными методами. Часто несоответствие информации о мощности усилителей встречается у китайского изготовителя, привлекающего покупателя высокими показателями, которые в реальности сильно занижены.
замер мощности!
всем привет, многие хвастаются что у них саб на «килловат» или 1000ват
но на деле бывает совсем по другому, поэтому я вам хочу рассказать, как замерить мощность усилителя или мощность которая поступает на динамик
ну начнем с того что нам нужно всего лишь два прибора это
1. мультметр
2. токовые клещи
с первым думаю вопросов не должно возникнуть. а токовые клещи нужны для того чтобы измерять ток свыше 10А ( по сравнению с мультиметром) и вешается на один из проводов.
и так что такое вообще мощность, из уроков физики мы знаем что это
P=U*I а если словами, то мощность = напряжение умножить на ток
поэтому чтобы узнать мощность, нам нужно замерить напряжение и ток.
конечно чтобы замерить мощность усилителя нам вместо динамика нужно подключить сопротивления большой мощности, но это не наш случай, мы будем замерять мощность которая поступает на динамик. для этого щупы мультметра подключаем параллельно к проводам которые идут на динамик,
а токовые клещи цепляем на один любой из двух проводов, и включаем музыку, а точнее лучше синус, и синус подбираем такой, какую вы музыку слушаете, если слушаете низких негров то 30-35гц синус, а если клуб, дабстеп и подобные быстрые жанры то 40-50гц и собственно крутите ручку громкости, снимаете показания с приборов, умножаете их и получаете мощность которая поступает на ваш динамик.)
так же чтобы все более подробно и нагядно показать я снял видео
Комментарии 116
Для более продвинутых новичков достаточно иметь тестер, способный измерять переменное напряжение и знать простейшую, но забытую формулу, а не клещи бегать по соседним гаражам искать. Без обид.
Ну насколько я понимаю, методика автора имеет право на существование, а по терминам, их неточностям и обозначениям это уже не ко мне))
с кинапавскими динами в паре)))))
зато у тебя на 14ке 777 килоВатт )))
А проще всего, в этих Ваттах, и килоВаттах. Делить любую цифру на 10, и тогда все более реально получится! Динамик чтобы там не было написано не выдаст больше мощности чем его источник(усилитель). Если человек не знает что такое максимальная и номинальная мощность, то с ним о автозвуке можно не обсуждать ничего))
Сам не знаю для чего они это пишут, чтобы потом незнающие кричали что у них 800 или 1000 Вт. Я всегда спрашиваю «это максимальная, а номинальная сколько?», но даже в номинальную слабо верится.
Вот у меня к примеру Pмах — 1000Вт, Pном — 300, но я скидываю до того что может выдать усилитель 200Вт
Определение выходной мощности по таблице
Одним из важнейших параметров радиоаппаратуры является выходная мощность (P=UI). Для определения мощности часто бывает удобнее измерять только напряжение на нагрузке и, зная сопротивление используемой нагрузки, выполнять расчет по формуле:
Как известно, действующее значение напряжения (U) связано с амплитудным (Urn) соотношением: U=0,707Um.
Быстрее будет получен результат, если воспользоваться уже посчитанной табл. 6.4. В ней приводятся значения мощности при определенных наиболее часто используемых сопротивлениях нагрузки в зависимости от амплитуды напряжения сигнала на выходе усилителя (или значения действующего напряжения, см. вторую горизонтальную строчку таблицы). При этом шаг изменения значений напряжения выбран 0,5 В, что в большинстве случаев вполне достаточно.
Пользоваться таблицей можно следующим образом. В верхней горизонтальной графе находим значение амплитуды напряжения на нагрузке. В первом вертикальном столбце находим цифру со значением сопротивления нагрузки в омах [Ом]. На пересечении линий граф будет находиться величина выходной мощности в ваттах [Вт].
Иногда для известной выходной мощности требуется опреде лить действующее в нагрузке напряжение. В этом случае применяет ся формула:
Таблица 6.5 позволит получить результат быстрее. В ней показана зависимость выходного напряжения на разных сопротивлениях нагрузки при заданной мощности.
Вот как раз все 100% наоборот. Эта таблица действительна для классов A, B, AB и т.д. у которых на выходе синусоида.Для класса D это не правильно,т.к. у него всегда на выходе амплитуда сигнала +- U питания независимо от уровня громкости.Кстати я нигде не нашел вразумительного ответа по расчету выходной мощности усилителя D.
На самом деле нет никакой разницы какого класса усилитель, ибо мы измеряем мощность в нагрузке. Нас не интересуют процессы, происходящие внутри усилителя и по какому принципу он работает. В данном случае усилитель это «№черный ящик»
Сделай сам своими руками О бюджетном решении технических, и не только, задач.
Как измерить выходную мощность усилителя низкой частоты?
При подключении акустических систем (АС) к усилителю, параметры которого неизвестны, может потребоваться измерить его максимальную выходную мощность. Так же подобные измерения могут понадобиться при ремонте и настройке усилителя.
Ниже описаны два простых способа проведения таких измерений с использованием, либо осциллографа, либо мультиметра.
Самые интересные ролики на Youtube
Измерение выходной мощности усилителя с использованием осциллографа.
Для проведения измерения нужно подключить один из каналов усилителя, либо к колонке, если её расчётная мощность заведомо больше, либо к эквиваленту нагрузки сопротивлением равным сопротивлению колонки.
В качестве эквивалента нагрузки можно использовать резистор типа ПЭВ, мощностью 10 – 100 Ватт. (Ограниченное время резисторы марки ПЭВ могут рассеивать мощность в несколько раз больше расчётной).
Пример использования резистора ОПЭВ-50 (8Ω, 50 Ватт).
В зависимости от схемы соединения можно получить нагрузку в 2, 4 или 8 Ом.
На вход усилителя нужно подать синусоидальный сигнал частотой 100 – 200 Герц (можно обойтись и обычным музыкальным сигналом) и, постепенно увеличивая громкость, посмотреть по экрану осциллографа, при каком напряжении на выходе усилителя начнётся ограничение выходного сигнала по амплитуде.
При измерении максимальной выходной мощности, нельзя подавать на вход усилителя, подключенного к многополосным АС, сигнал высокой частоты от генератора, так как это может привести к перегрузке высокочастотного или среднечастотного динамика.
На картинке осциллограммы синусоидального «1» и музыкального «2» сигналов. Стрелкой отмечен уровень сигнала, который нужно использовать при расчёте мощности.
Затем можно подставить результат в формулу:
P = (U x U) : (2 x R)
P– выходная мощность усилителя в Ваттах,
U – выходное напряжение усилителя в Вольтах,
R – сопротивление нагрузки (колонки) в Омах.
[28 (Вольт) x 28 (Вольт)] : [2 x 4 (Ома)]= 98 Ватт
Измерение выходной мощности усилителя с использованием вольтметра.
В отсутствие осциллографа, для измерения выходной мощности усилителя, можно обойтись и любым вольтметром, например, стрелочным тестером или мультиметром.
Для этого достаточно собрать простую схему, которая превратит любой вольтметр, в измеритель пикового напряжения.
Правда, тогда в качестве источника сигнала придётся использовать задающий генератор низкой частоты, так как при музыкальном сигнале на входе, нельзя будет получить достоверные результаты.
Синусоидальный сигнал звуковой частоты можно получить при использовании программного генератора низкой частоты.
На картинке показано, как выглядит один из таких генераторов и каково положение органов его управления при измерении мощности.
Как подключить линейный выход звуковой карты компьютера ко входу звукового усилителя мощности описано здесь
Программу «Генератор низкой частоты», не требующую инсталляции, можно скачать отсюда (в архиве 352КБ).
Близкие темы.
Дополнительные материалы.
Комментарии (60)
Страниц: « 1 2 3 4 5 [6] Показать все
Владимир, ваш подход некорректен, поэтому я и удалил ссылку на ролик. Вы пытаетесь измерить мощность, выделяемую на реактивной, а не на активной нагрузке. А для этого бы понадобилось синхронно измерить пиковые значения тока и напряжения с частотой дискретизации, во много раз превышающей частоту сигнала. После этого, нужно было бы перемножить значения каждой полученной пары и вычислить из полученной последовательности среднеквадратичные значения.
В принципе, такие приборы существуют и стоят недорого. Называются Ваттметрами или Измерителями мощности. Работают они на основе АЦП и микропроцессоров, способных произвести подобные расчёты. Цена вопроса около 15$.
Но, вот только все эти бюджетные Power Meter-ы заточены под замер мощности бытовых приборов и рассчитаны на работу в качестве переходника между сетью и нагрузкой. Минимально-допустимое измеряемое напряжение у них 80-90 Вольт. Прибор же, способный работать в более широком диапазоне напряжений и частот сигнала, будет стоить на порядок дороже.
Когда я занимался схожим ремеслом, подобных приборов ещё не было и в помине. А Ваттметр теплового типа (тогда же тоже чем-то измеряли) я видел только раз в жизни в одной их лабораторий города. Кроме этого, в практике ремонта, использование активной нагрузки даже предпочтительнее, так как, скажем, при мощности 2х150 Ватт, сложно было бы устроить четырёхчасовые стендовые испытания усилителя на реальные динамики.
Возможно ли при помощи Вольтмерта и Токовых клещей переменного тока измерить мощность, которую усилитель выдает на динамик? И если можно, то как?
Я же вам выше писал, что вам тогда бы потребовалось узнать, при какой амплитуде выходного напряжения, сигнала начнёт ограничиваться. Там же напряжение в квадрате — это парабола. Даже при небольшой ошибке, результат будет сильно отличаться. Кроме этого, динамик — реактивная нагрузка. Ток и напряжение не совпадают по фазе.
Владимир, мне нетрудно отвечать и вам рассказал о методах измерений, с помощью которых можно получить вменяемый результат.
По логике, при расчёте мощности, исходя их сопротивления динамика и напряжения на нём, вы должны получить завышенные результаты, по сравнению с реальными. Как именно вы измеряете и что можете принять за точку отсчёта, мне совершенно непонятно. В технике такие понятия как «когда громкость уже добавлять опасно», использовать нельзя. В то же время, мы пока не знаем, насколько точны показания ваших приборов.
Вольтметр переменного тока можно проверит, измеряя напряжение сети. Затем, можно спаять делитель напряжения и проверить прибор на других пределах измерения переменного напряжения. С помощью резисторов, номиналы которых известны, можно проверить омметр и амперметр, сделав самые простые вычисления. Конечно, это не метрологические испытания, но хоть какая-то проверка.
Надеюсь, что синусоидальный сигнал действительно доходит до динамика в неискажённом виде.
1. Вы видимо не поняли, для чего нужна та самая дискретизация. Когда фазы тока и напряжения не совпадают, то можно замерить только пиковую мощность в кокой-то очень короткий промежуток времени. Чем короче этот промежуток, тем точнее измерение. В следующий промежуток, пиковые значения могут измениться и нужно снова делать замер. Например, когда напряжение синусоидального сигнала достигнет максимума, ток вовсе не будет максимальным из-за того самого сдвига фаз. Поэтому делать подобные замеры обычными приборами некорректно.
2. Так быть не должно. Мощность усилителя не должна превышать максимальную долговременную мощность динамиков. Но ещё предпочтительнее, чтобы динамики были раза в полтора мощнее. Причём, значения мощности должны быть в одних и тех же единицах. Сейчас придумали много разных терминов, вводящих в заблуждение. Лучше всего использовать действующую или среднеквадратичную мощность RMS (Root Mean Square).
3. Смотри пункт 2. Тогда можно устанавливать любую мощность на слух.
4. Вы заблуждаетесь. Мощность, это произведение тока на напряжение, поэтому очень важно, какой ток и какое напряжение воздействуют на нагрузку в каждый отдельный момент времени. Неважно это в тех случаях, когда ток постоянный, или, когда фазы переменного тока и напряжения совпадают.
Владимир, я не против вашего подхода и согласен, что относительную мощность в нагрузке можно замерить с помощью вольтметра. Именно на этом принципе основана работа индикаторов перегрузки, которые нередко встраивают в бытовые акустические системы, чтобы предотвратить их выход из строя при подключении УНЧ неизвестной мощности. Но эти индикаторы заточены на работу с конкретной нагрузкой. Вы тоже можете построить таблицу соответствий, где в одной графе будут значения мощности, полученные указанным в статье способом, а в другой — соответствующие значения напряжения на конкретной АС. Но, для этого нужно иметь некую точку отсчёта в метрологическом плане.
По поводу ваших экспериментов я уже писал выше и могу только повторить, с чего вам нужно начинать.
1. Проверить вольтметр. (Вы проверили точность показаний вольтметра?)
2. Проверить омметр. (Вы проверили точность показаний омметра?)
3. Замерить сопротивление динамика. Например, две четырёхтомные катушки могли быть подключены параллельно, а не последовательно, то есть там не 8 Ом, а всего 2 Ома. (Вы произвели этот замер?)
4. Замерить напряжение на динамике при разных положения регулятора громкости.
5. Посчитать мощность:
P = U²/R
6. При 500 Ватт мощности, вы должны получить, на активной нагрузке 8 Ом, значение действующего напряжения около:
U = √(P*R) = √(500*8) ≈ 63(Вольт RMS)
На реактивной нагрузке 8 Ом, по идее, должно быть чуть больше, может 70 или 80 Вольт RMS. Но, я таких сравнительных экспериментов не проводил.
На реактивной нагрузке 8 Ом, по идее, должно быть чуть больше, может 70 или 80 Вольт RMS.
Но, я таких сравнительных экспериментов не проводил.
Владимир, может быть вы с порядком числа ошиблись на шкале прибора. Вы для измерения на выходе УНЧ, использовали тот же диапазон измерений, что и при замере напряжения сети?
В конце концов, спросите к Клячина, раз вы уже до него добрались. Он гуру в этих вещах и наверняка встречал разные ошибки измерений.
В связи с превышением максимально-допустимого количества сообщений, обсуждение перенесено в форум>>>
Страниц: « 1 2 3 4 5 [6] Показать все