Celkový výstupný výkon vo wattoch Výkonové normy a iné koncepcie zvukovej techniky

S aktívnou povahou odporu zaťaženia výstupný výkon zosilňovač sa rovná

kde UVÝCHOD- aktívny, a Um out - hodnota amplitúdy výstupného napätia.

Výstupný výkon je užitočný výkon vyvinutý zosilňovačom v zaťažovacom odpore.

Nárast výstupného výkonu zosilňovača je obmedzený skresleniami, ktoré vznikajú v dôsledku nelineárnosti charakteristík zosilňovacích prvkov pri veľkých amplitúdach signálu. Preto sa zosilňovač najčastejšie vyznačuje maximálnym výkonom, ktorý je možné získať na výstupe za predpokladu, že skreslenie nepresiahne danú (prípustnú) hodnotu.

Táto sila sa nazýva nominálny výstupný výkon zosilňovača.

Efektívnosť

Tento indikátor je obzvlášť dôležité zvážiť pre zosilňovače stredného a vysokého výkonu, pretože vám umožňuje vyhodnotiť ich účinnosť. Číselne efektívnosť rovná sa

kde R o je výkon spotrebovaný zosilňovačom zo zdroja energie.

Menovité vstupné napätie (citlivosť)

Menovité vstupné napätie je napätie, ktoré musí byť privedené na vstup zosilňovača, aby sa získal daný výkon na výstupe. Vstupné napätie závisí od typu zdroja zosilnených kmitov. Čím nižšie je vstupné napätie, ktoré poskytuje požadovaný výstupný výkon, tým vyššia je citlivosť zosilňovača. Privedenie napätia vyššieho ako menovité napätie na vstup zosilňovača vedie k výraznému skresleniu signálu a nazýva sa preťaženie zo vstupnej strany.

Ak je zosilňovač navrhnutý tak, aby pracoval z viacerých zdrojov, potom sa jeho vstup zvyčajne počíta na najnižšie napätie, ktoré jeden zo zdrojov dáva, a ostatné zdroje signálu sa zapínajú cez napäťové deličy.

Zosilnený frekvenčný rozsah

Rozsah zosilnených frekvencií alebo šírka pásma je frekvenčný rozsah, v ktorom sa zosilnenie nemení viac, ako povoľujú technické podmienky.

Prípustné zmeny zosilnenia v rámci šírky pásma závisia od účelu a prevádzkových podmienok zosilňovača.

Úroveň hluku zosilňovača

Príčiny rušenia na výstupe zosilňovača možno rozdeliť do troch hlavných skupín:

1) tepelný šum, 2) šum zosilňovacích prvkov, 3) rušenie v dôsledku zvlnenia napájacieho napätia a rušenie vonkajšími elektromagnetickými poľami.

Je známe, že vo vodičoch a polovodičoch pri normálnej izbovej teplote (rádovo
C) elektróny sa pohybujú náhodne av každom danom momente počet elektrónov pohybujúcich sa v akomkoľvek smere prevyšuje počet elektrónov pohybujúcich sa v iných smeroch. Prevládajúci pohyb elektrónov v akomkoľvek smere je elektrický prúd, a preto v tomto prípade vzniká napätie na vodiči alebo polovodiči, ktoré sa neriadi žiadnym konkrétnym zákonom.

Šumové napätia majú vďaka svojej náhodnosti širokú škálu frekvencií a fáz, a preto pokrývajú prakticky celé frekvenčné pásmo zosilňovača. Preto, keď sa zvyšuje šírka pásma zosilňovača, zvyšuje sa hladina hluku. Okrem toho je hluk väčší, čím vyššia je teplota a tým väčšia je hodnota odporu obvodu, čo vytvára napätie tepelného šumu.

Pri teplote 20 - 25 ° C možno napätie šumu nájsť podľa vzorca

U t.sh
,

kde U t.sh – napätie tepelného šumu, μV; f v a f n - najvyššia a najnižšia frekvencia prechádzajúca obvodom, kHz;

R- aktívna zložka odporu obvodu vo frekvenčnom pásme od f do f n, com.

Všetky zosilňovacie obvody generujú tepelné šumové napätie, ale vlastný šum prvých zosilňovacích stupňov má obzvlášť veľký vplyv, pretože tieto šumy sú ďalej zosilnené všetkými nasledujúcimi stupňami. Ak sú napríklad najvyššie a najnižšie prevádzkové frekvencie zosilňovača 10 000 a 100 Hz a aktívny odpor vstupného obvodu je 500 ohmov, potom sa napätie tepelného šumu bude rovnať

U t.sh
≈ 0,27 uV.

Vyššie uvedené výpočty ukazujú, že veľkosť napätia tepelného šumu je veľmi malá. Preto rušenie z tepelného šumu v zosilňovačoch ovplyvňuje iba vysoké zisky.

Šumové napätia môžu vzniknúť aj v dôsledku nerovnomerného pohybu nosičov elektrického náboja cez zosilňovací prvok. Tento jav sa nazýva výstrelový efekt . Hladina hluku tranzistorov sa zvyčajne meria pomocou šumového čísla vyjadreného v decibeloch, ktoré ukazuje, o koľko decibelov tranzistor zahrnutý v obvode zvyšuje hladinu hluku v porovnaní s tepelným šumom obvodu.

Veľký vplyv na všeobecná úroveň Rušenie zosilňovača je spôsobené zvlnením napätia napájacích zdrojov, ako aj snímaním vonkajších elektrických a magnetických polí. Zníženie týchto šumov je možné dosiahnuť použitím dodatočných vyhladzovacích filtrov na výstupe napájacích zdrojov a starostlivým tienením najdôležitejších obvodov zosilňovača (hlavne vstupov).

Veľkosť celkového šumu na výstupe zosilňovača musí byť podstatne menšia ako napätie zosilneného signálu; inak nebude možné extrahovať užitočný signál z chaoticky sa meniaceho rušivého napätia. Všeobecne sa verí, že užitočný signál musí prevyšovať úroveň šumu aspoň o

2 - 3 krát (o 6 - 10 dB).

Pomer amplitúd najsilnejších a najslabších signálov na vstupe zosilňovača sa nazýva dynamický rozsah amplitúd D. Dynamický rozsah sa zvyčajne vyjadruje v decibeloch.

Rozmanitosť štandardov používaných na meranie výstupného výkonu zosilňovačov a výkonu reproduktorov môže zmiasť každého. Tu je blokový zosilňovač od renomovanej spoločnosti s 35 wattmi na kanál, ale tu je lacné hudobné centrum s nálepkou 1 000 wattov. Takéto porovnanie spôsobí u potenciálneho kupca zjavný zmätok. Je čas na štandardy...

V Rusku sa používajú dva parametre výkonu - nominálny a sínusový. To sa odráža v názvoch akustických systémov a označení reproduktorov. Navyše, ak sa skôr používal hlavne menovitý výkon, teraz je častejšie sínusový. Napríklad reproduktory 35AC boli následne označené S-90 (35W nominálny výkon, 90W sínusový výkon)

Menovitý výkon- výkon pri strednej polohe ovládača hlasitosti zosilňovača, pri ktorej zostávajúce parametre prístroja zodpovedajú tým, ktoré sú uvedené v technickom popise.

Sínusová sila- výkon, pri ktorom dokáže zosilňovač alebo reproduktor dlhodobo fungovať so skutočným hudobným signálom bez fyzického poškodenia. Zvyčajne 2 - 3 krát vyššia ako nominálna hodnota.

Západné štandardy sú širšie, zvyčajne ich používajú DIN, RMS a PMPO.

DIN- približne zodpovedá sínusovému výkonu - výkonu, pri ktorom môže zosilňovač alebo reproduktor dlhodobo pracovať so signálom "ružového šumu" bez fyzického poškodenia.

RMS(Rated Maximum Sinusoidal) - Maximálny (obmedzujúci) sínusový výkon je výkon, pri ktorom môže zosilňovač alebo reproduktor fungovať jednu hodinu so skutočným hudobným signálom bez fyzického poškodenia. Typicky o 20 až 25 percent vyššia ako DIN.

PMPO(Peak Music Power Output) - Hudobný výkon (nad :-)) - výkon, ktorý reproduktor reproduktora vydrží 1-2 sekundy na nízkofrekvenčnom signále (asi 200 Hz) bez fyzického poškodenia. Zvyčajne 10 - 20 krát vyššia ako DIN.

Seriózni západní výrobcovia spravidla označujú silu svojich produktov v DIN a výrobcovia lacných hudobných centier a počítačových reproduktorov v PMPO.

100 W (PMPO) = 2 x 3 W (DIN)

Nezabudnite na impedanciu reproduktorov. Väčšinou sú na trhu reproduktory s odporom 4, 6, 8 ohmov, menej bežné sú 2 a 16 ohmy. Výkon zosilňovača sa bude líšiť, keď pripojíte reproduktory s rôznou impedanciou. V návode k zosilňovaču je väčšinou uvedené, na akú impedanciu reproduktora je určený, prípadne výkon pre rôzne impedancie reproduktorov. Ak zosilňovač umožňuje prevádzku s reproduktormi s rôznou impedanciou, tak jeho výkon rastie s klesajúcim odporom. Ak použijete reproduktory s odporom nižším, ako je špecifikovaný pre zosilňovač, môže to spôsobiť jeho prehriatie a poruchu, ak je vyšší, nedosiahne sa špecifikovaný výstupný výkon. Na hlasitosť akustiky má samozrejme vplyv nielen výstupný výkon zosilňovača, ale aj citlivosť reproduktorov, ale o tom niekedy nabudúce. Hlavnou vecou je nezabudnúť, že výkon je len jedným z parametrov, zďaleka nie najdôležitejším pre získanie dobrého zvuku.

Naši zákazníci, ktorí vidia čísla v názve stabilizátora, ich často berú ako výkon vo wattoch. V skutočnosti výrobca spravidla udáva celkový výkon zariadenia vo voltampéroch, čo sa ani zďaleka nerovná výkonu vo wattoch. Kvôli tejto nuancii je možné pravidelné preťaženie stabilizátora, čo následne povedie k jeho predčasnému zlyhaniu.

Elektrická energia zahŕňa niekoľko pojmov, z ktorých budeme považovať za najdôležitejšie:

Zdanlivý výkon (VA)- hodnota rovnajúca sa súčinu sily prúdu (Ampéry) a napätia v obvode (Volty). Merané vo voltampéroch.

Aktívny výkon (W)- hodnota rovnajúca sa súčinu intenzity prúdu (Ampéry) a napätia v obvode (Volty) a faktor zaťaženia (cos φ). Merané vo wattoch.

Účiník (cos φ)- hodnota charakterizujúca súčasného spotrebiteľa. rozprávanie jednoduchý jazyk, tento koeficient ukazuje, koľko plného výkonu (Volt-Amp) je potrebné na „strčenie“ požadovaného výkonu na dokončenie užitočná práca výkon (Watty) na aktuálneho spotrebiteľa. Tento pomer možno nájsť v Technické špecifikácie spotrebiteľské zariadenia. V praxi môže nadobúdať hodnoty od 0,6 (napríklad perforátor) do 1 (ohrievače). Cos φ môže byť blízko k jednote v prípade, že súčasní spotrebitelia sú tepelné (ohrievače atď.) a svetelné zaťaženie. V iných prípadoch sa jeho hodnota bude líšiť. Pre jednoduchosť sa predpokladá, že táto hodnota je 0,8.

Aktívny výkon (Watty) = zdanlivý výkon (voltampéry) * účinník (Cos φ)

Tie. pri výbere regulátora napätia pre dom alebo vidiecky dom ako celok by sa mal jeho celkový výkon vo voltampéroch (VA) vynásobiť účinníkom Cos φ = 0,8. V dôsledku toho dostaneme približné výkon vo Wattoch (W), pre ktorý je tento stabilizátor určený. Pri výpočtoch nezabudnite vziať do úvahy štartovacie prúdy elektromotorov. V momente spustenia môže ich spotrebovaná kapacita troj- až sedemnásobne prekročiť nominálnu.

Pre všeobecný rozvoj a „byť“:

Najväčší počet nezrovnalostí pri výbere reproduktorov je spôsobený výkonom uvedeným v pasových údajoch. V súčasnosti existuje niekoľko noriem na meranie výkonu dynamických hláv. Samozrejme, každý štandard má svoje pre a proti a líšia sa aj hodnoty získané meraním výkonových charakteristík reproduktorov.
Je len prirodzené, že z komerčných dôvodov majú spoločnosti vyrábajúce reproduktory záujem špecifikovať silu v tých štandardoch, ktoré umožňujú klásť vysokú hodnotu bez toho, aby sa dostali proti vlastnému svedomiu. Výsledkom všetkých týchto nezrovnalostí je spravidla nekonzistentnosť výkonového zosilňovača a reproduktorového systému, čo následne vedie k jeho zlyhaniu.
Väčšina výrobcov zosilňovačov uvádza výstupný výkon v RMS, zatiaľ čo väčšina výrobcov reproduktorov uvádza výstupný výkon v teraz trendovom štandarde AES.
Tu sú porovnávacie konverzné faktory výkonu pre dva vyššie uvedené štandardy.
AES 1 W. = RMS 1 W. x 1,43.
Výkon programu (hudba): Výkon programu 1 W.= RMS 1 W. x2.
Špičkový výkon - krátkodobá hodnota, nie viac ako 10 ms, pri ktorej sa reproduktor nezničí:
Špičkový výkon 1W.= RMS 1W. x4.
Príklad: *Vezmite najčastejšie uvádzané údaje o výkone reproduktora Eighteen Sound 18LW1400.
******** 18LW1400 - 1000W.
Dostaneme:
******* RMS = 1 000/1,43 = 700 W.
******** Výkon programu* = 700 x 2 = 1400 W.
******** Špičkový výkon = 700 x 4 = 2 800 W.
Čo je mimochodom úprimne povedané v rodnom talianskom katalógu.
UPOZORNENIE: Všetky údaje označujúce výkon reproduktorov P.AUDIO sú uvedené v štandarde RMS.

Prevzaté z webu P.audio