Kalkulačka napájení zesilovače třídy B a AB | Blog Egora Zalesskyho
Výkon zesilovače je nejdůležitějším ukazatelem jeho pracovní kapacity. Jak ale poznáte, jak výkonný je váš zesilovač? Pomocí multimetru můžete zkontrolovat skutečný výkon zesilovače bez použití složitých a drahých speciálních zařízení.
Než začnete s testováním, ujistěte se, že znáte minimální jmenovitý výkon vašeho zesilovače. Pokud tento limit překročíte, můžete zesilovač vážně poškodit. Buďte tedy opatrní a pozorní!
Testování výkonu zesilovače pomocí multimetru je jednoduchý úkol, který zvládne každý. K tomu budete potřebovat multimetr s funkcí měření střídavého proudu a stejnosměrného napětí a také znalost několika vzorců a pravidel fyziky. Jste připraveni začít? Pak pojďme krok za krokem zjistit, jak zkontrolovat výkon vašeho zesilovače pomocí multimetru.
Jak měřit výkon zesilovače pomocí multimetru
Měření výkonu zesilovače pomocí multimetru může být užitečné pro určení jeho skutečného výkonu a účinnosti. Tento test vám pomůže zjistit, jak dobře váš zesilovač funguje a jak splňuje uvedené specifikace.
Pro měření výkonu zesilovače pomocí multimetru budete potřebovat následující:
- Multimetr schopný měřit AC a DC napětí, proud a odpor.
- Předpřipravený testovací signál, který bude přehráván přes zesilovač.
Nejprve si připravte testovací signál. Může to být hudební stopa, speciálně navržený signál nebo jednoduše zvukový signál s konstantní amplitudou a frekvencí.
Připojte multimetr k výstupu zesilovače tak, aby změřil napětí na výstupu. Zapněte zesilovač a začněte přehrávat testovací signál.
Nastavte multimetr do režimu měření střídavého napětí a zkontrolujte jeho připojení, abyste se ujistili, že správně měří napětí na výstupu zesilovače. Zaznamenejte hodnoty multimetru.
Poté přepněte multimetr do režimu měření stejnosměrného napětí a znovu zkontrolujte jeho připojení. Zaznamenejte hodnoty multimetru.
Nyní můžete vypočítat výkon zesilovače. Zesilovač obvykle pracuje se zátěžovou impedancí, jako jsou reproduktory nebo PA systémy. Pro výpočet výkonu použijte vzorec P = U² / R, kde P je výkon, U je napětí a R je odpor.
Upozorňujeme, že naměřený výkon nemusí odpovídat deklarovaným charakteristikám zesilovače. Skutečný výkon může záviset na mnoha faktorech, včetně kvality zdroje zvuku, kvality kabelů atd. Nicméně měření výkonu pomocí multimetru je snadný způsob, jak získat představu o výkonu vašeho zesilovače.
Potřeba měření
Měření výkonu zesilovače umožňuje určit jeho skutečné charakteristiky a porovnat je se zadanými. To je důležité pro výběr správného zesilovače pro konkrétní aplikaci. Nesprávné napájení zesilovače může způsobit zkreslení zvuku nebo přetížení reproduktorů.
Multimetr je univerzální nástroj pro měření výkonu zesilovače. Umožňuje měřit napětí a proud na výstupu zesilovače a vypočítat výkon pomocí vzorce P = U * I, kde P je výkon, U je napětí, I je proud.
Měřením výkonu zesilovače multimetrem můžete určit jeho skutečný výkon a porovnat jej s výkonem uvedeným ve specifikaci. To vám umožní vyhodnotit jeho kvalitu a efektivitu v práci.
Příprava na měření
Než začnete měřit výkon zesilovače pomocí multimetru, musíte provést určitou přípravu. Je důležité zajistit, aby byl zesilovač odpojen od napájení a zcela vypnutý. Doporučuje se také zkontrolovat stav multimetru a jeho poháněných prvků.
Nejprve je třeba nastavit zamýšlený rozsah měření – stejnosměrný proud (DC) nebo střídavý proud (AC), který se používá v zesilovači. Poté nastavte multimetr do příslušného režimu měření a vyberte požadovaný rozsah. Pokud se například očekává kaskáda měření stejnosměrného proudu, měl by být vybrán stejnosměrný proud a nejvyšší rozsah (např. 10 ampér).
Pohodlnou možností je použití krokosvorek k uchycení vodičů a umožnění bezpečného připojení vodičů ke kontaktům multimetru. Je také nutné zkontrolovat neporušenost vodičů a jejich připojení k zařízení.
Před zahájením měření se doporučuje zkontrolovat zesilovač, zda není viditelně poškozen. Pokud jsou zjištěny nějaké závady, je třeba je opravit nebo vyhledat pomoc odborníka.
Je důležité, aby se: Neprovádějte měření výkonu ve vlhkých prostorách nebo za podmínek, které mohou poškodit měřič nebo zesilovač. Měli byste také dodržovat všechna bezpečnostní opatření uvedená v návodu k vašemu multimetru a zesilovači.
Příprava na měření je důležitým krokem před tím, než začnete testovat výkon zesilovače pomocí multimetru. To pomůže vyhnout se chybám a zajistit bezpečnost při práci se zařízeními.
Připojení multimetru k zesilovači
Nejprve se před připojením multimetru k zesilovači musíte ujistit, že jsou obě zařízení vypnutá a odpojená od zdroje energie.
Vezměte dva testovací vodiče, jeden pro připojení kladného pólu a jeden pro připojení záporného pólu.
Zapojte kabel pozitivního testeru do pravého konektoru zesilovače a kabel negativního testeru do levého konektoru. Ujistěte se, že jsou vodiče bezpečně zasunuty do zásuvek.
Pokud potřebujete určit výkon zesilovače, ujistěte se, že je váš multimetr nastaven na měření napětí. Pokud chcete měřit odpor, nastavte režim měření odporu.
Nyní, když jsou multimetr a zesilovač připojeny, zapněte obě zařízení a ujistěte se, že fungují správně.
Nastavení multimetru do režimu napájení
Testování výkonu zesilovače pomocí multimetru lze provést nastavením multimetru do režimu napájení. Tento režim umožňuje měřit činnou spotřebu elektrického obvodu.
Chcete-li nastavit multimetr do režimu napájení, musíte provést následující:
- Zapněte multimetr a nastavte jej do režimu měření stejnosměrného proudu.
- Vyberte maximální rozsah měření proudu (např. 10 A).
- Sledujte hodnoty multimetru a ujistěte se, že výkon zesilovače je v rozsahu měření multimetru. Pokud výkon zesilovače překročí maximální hodnotu rozsahu, přepněte na nižší rozsah měření.
Je důležité si uvědomit, že při práci s vysokovýkonnými zesilovači je nezbytné dodržovat bezpečnostní opatření a dodržovat pokyny výrobce. Nastavení multimetru do režimu napájení je nezbytné pro kontrolu výkonu zesilovače a může být užitečné při nastavování nebo opravách audio zařízení.
Měření výkonu zesilovače
Chcete-li začít, budete potřebovat multimetr, který dokáže měřit střídavý proud (AC) a několik drátových svorek pro připojení multimetru k zesilovači.
Měření výkonu zesilovače spočívá v měření napětí a proudu pomocí multimetru a poté použití vzorce P = UI, kde P je výkon, U je napětí a I je proud.
Zde jsou kroky k měření výkonu zesilovače:
| Krok | popis |
|---|---|
| 1 | Použijte izolační podložku, abyste zabránili poškození multimetru a zařízení. |
| 2 | Zapněte zesilovač a připojte multimetr k výstupu zesilovače paralelně s reproduktory nebo zátěží. |
| 3 | Nastavte multimetr na měření střídavého proudu. |
| 4 | Přepněte zesilovač do režimu maximálního výkonu a nastavte úroveň hlasitosti tak, aby multimetr ukazoval úroveň napětí asi 0.7 voltu. |
| 5 | Zaznamenejte hodnoty multimetru, představují hodnoty napětí a proudu. |
| 6 | Pomocí vzorce P = UI vynásobte naměřené hodnoty napětí a proudu, abyste získali hodnotu výkonu. |
Nyní máte přesné měření výkonu vašeho zesilovače! Tyto informace mohou být užitečné při nastavování audio zařízení nebo výběru nového zesilovače pro váš systém.
Interpretace výsledků
Po změření výkonu zesilovače pomocí multimetru je nutné získané hodnoty správně interpretovat. Níže uvedená tabulka ukazuje možné výsledky a jejich význam:
| Výsledek měření | Hodnota výkonu | Výklad |
|---|---|---|
| 0 W | Zesilovač je odpojený nebo nefunguje | Je nutné zkontrolovat zapojení zesilovače a jeho funkci. |
| Méně než 10W | Nízký výkon | Zesilovač může být neefektivní nebo vadný. |
| 10-50 W | Průměrný výkon | Zesilovač pracuje v rámci běžných očekávání. |
| Více než 50 W | Vysoký výkon | Zesilovač pracuje s vysokou účinností. |
Je důležité si uvědomit, že získané hodnoty výkonu jsou přibližné a mohou se mírně lišit od skutečného výkonu zesilovače. Pro přesnější výsledky se doporučuje provést několik měření a získané hodnoty zprůměrovat.
Vzorce jsou převzaty z článku o TDA2050 a byly mnou ověřeny s jinými zdroji. Výpočtové vzorce naznačují nejvyšší hodnoty, které lze teoreticky získat. Tyto údaje jsou důležité pro pochopení kapacitních stropů. Vždy je možné vzít slabší zdroj s ohledem na špičkový faktor hudby, přítomnost výkonných kondenzátorů a skutečnost, že lidé zřídka poslouchají hudbu na maximální hlasitost.
| Celkový výstupní výkon zesilovače, W (Po) (tlačítka nahoru a dolů změní hodnotu na 1) | |
| Impedance reproduktoru, Ohm (RL) | |
| Špičkové (amplitudové) výstupní napětí, (Vneprůhledný) | |
| Root Mean Square (RMS) Výstupní napětí, (Vorms) | |
| Pokles napětí o >, (Vod) | |
| Klidový proud na >, mA (Qdc) | |
| Velikost nárůstu napětí během odstávky transformátoru, % (regulace) | |
| Koeficient nestability napětí napájecí sítě 220V, % | |
| Maximální stejnosměrné napětí napájecího zdroje, ±V, (Vmax. napájení) | |
| Maximální jmenovité střídavé napětí jednoho ramena transformátoru (při zatížení) AC, V, (Vmax napájení AC) | |
| Maximální proud střídavého napětí jednoho ramene transformátoru (při zatížení) AC, A (Imax napájení AC) | |
| Činný výkon transformátoru na kanál zesilovače (na jedno rameno zdroje), W (Pzásobování) | |
| Činný výkon transformátoru na kanál zesilovače (celkem pro obě ramena), W (Pzásobování) | |
| Plný výkon transformátoru na kanál zesilovače (na jedno rameno zdroje), VA (Szásobování) | |
| Plný výkon transformátoru na kanál zesilovače (celkem pro obě ramena), VA (Szásobování) | |
| Citlivost reproduktoru, dB/W/m (SPL) | |
| Hlasitost ve vzdálenosti 1 m od jednoho reproduktoru, dB | |
| Vzdálenost od reproduktoru, m | |
| Hlasitost ve vzdálenosti > m od jednoho reproduktoru, dB | |
| Hlasitost ve vzdálenosti > m od stereo reproduktorů, dB | |
| co je to za objem? |   |
Odkud tato čísla pocházejí?
1. Výpočet výkonu amplitudy napětí pro sinusovou vlnu.
Efektivní hodnota napětí v (sqrt) je menší než jeho amplituda: (U = frac ) nebo ( = U krát sqrt).
Um = Vopeak – špičkové napětí
U – efektivní (odmocnina) napětí
2. Špičkové výstupní napětí
( V_ = pm( V_+ V_)(1+Regulace)(1.1) V_= špičkové výstupní napětí V_= úbytek napětí na zesilovači Regulace= nárůst napětí při odstávce transformátoru, % 1.1= koeficient nestability napětí napájecí sítě 220V (10%) )
Zde hloupě vypočítáme maximální napájecí napětí, abychom v případě napěťového rázu nebo zvýšení napětí transformátoru na volnoběh nespálili náš mikroobvod.
Přeměna střídavého proudu na stejnosměrný proud se provádí pomocí ideálního koeficientu 1.41, bez zohlednění úbytku napětí na diodách.
3. Výpočet výkonu transformátoru z výkonu zesilovače
Každá třída B a AB má výkonnostní strop určený principy. Existuje vzorec, který tvůrci LM3886 poskytují v datovém listu: (P_ = 2 krát V_(frac> +QDC) V_=Napětí jednoho napájecího ramene bez zátěže (při transformátoru bez zátěže) V_= špičkové výstupní napětí QDC = klidový proud zesilovače R_ = impedance reproduktoru )
V článku o TDA2050 autor v tomto vzorci používá maximální napětí bez zátěže, i když při zátěži v každém případě klesne. To se provádí pro jistotu a nalezení maximálních hodnot. Vždy se od nich můžete odchýlit.
Tento vzorec zajímavě navazuje na různé jiné. Nechám zde pár snímků, které vás donutí přemýšlet.
4. Převod činného výkonu na zdánlivý výkon
Průměrný koeficient 1.5 byl hloupě vzat (0.66 s inverzní transformací).
5. Výpočet hlasitosti na dálku
A vzorec pro hlasitost na dálku vypadá takto:
( P_ = P_ — 20 krát log_ (L) L — vzdálenost v metrech)
Pro snadné učení jsem na internetu našel tento návod na navrhování varovných systémů. Jediná věc je, že nikde není uvedeno, že musíte provést logaritmus na základnu 10.