Как найти мощность усилителя

Содержание:

Вступление

В современном мире автоэлектроники уже привычно видеть огромные цифры мощностей автомобильных усилителей. Как узнать сколько реальной мощности в усилителе простым способом не имея профессионального оборудования (токовых клещей и осциллографа) очень просто.

Метод расчета

Способ выявления номинальной мощности не является 100%, но является примерно близким к честной заявке мощности усилителя.
Такой способ расчета поможет выбрать усилитель при покупке и выявит на сколько производитель делает качественный товар.

Метод расчета:

1. Суммируем номинал предохранителей на усилителе
   • Если на самом усилителе нет предохранителей, значит необходимо смотреть руководство, где производитель должен указывать рекомендуемую емкость предохранителей.
2. Умножаем это число на напряжение 14,4 В
3. Умножаем полученное значение на КПД усилителя
   • КПД для AB-класса – приблизительно 50%
   • КПД для D-класса – приблизительно 70%
4. Делим полученное значение на кол-во каналов и получаем мощность в 2 Ом каждого канала
5. Делим еще на 1,5 и получаем мощность каждого канала в 4 Ом
6. Номинальная мощность мостового подключения – это сумма мощности 2-х каналов в 2 Ом.

Такого простого расчета более чем достаточно для выбора усилителя.

Пример расчета №1.

Возьмем четырехканальный усилитель бренда KICX – HeadShot-45

• Качественный и мощный усилитель AB класса.
• Номинал предохранителей в сумме 160 Ампер.
• Заявка мощности RMS в 4 Ом: 200 Вт на канал.
• Заявка мощности RMS в 2 Ом: 300 Вт на канал.
• Заявка мощности RMS (мост) в 4 Ом: 550 Вт на канал.

По формуле расчета:

1. 160 А x 14,4 В=2304 Вт – максимальная мощность потребления усилителя.
2. 2304 Вт x 0.5 КПД=1152 Вт – реальная выходная мощность усилителя где КПД брался 50%.
3. 1152 Вт ÷ 4 канала=288 Вт – номинальная мощность усилителя в 2 Ом на канал.
4. 288 Вт ÷ 1.5=192 Вт – номинальная мощность усилителя в 4 Ом на канал.
5. 288 Вт x 2 канала=576 Вт – номинальная мостовая мощность усилителя в 4 Ом.

Как видим, цифры очень близки к заводской заявке и для оценки мощности усилителя при выборе, более чем достаточно.

Пример расчета №2.

Возьмем четырехканальный усилитель бренда ORIS Electronics – Armada PA-250.4 LE

• Качественный и мощный усилитель D класса.
• Номинал предохранителей в сумме 250 Ампер.
• Заявка мощности RMS в 4 Ом: 250 Вт на канал.
• Заявка мощности RMS в 2 Ом: 420 Вт на канал.
• Заявка мощности RMS в 1 Ом: 650 Вт на канал.
• Заявка мощности RMS (мост) в 4 Ом: 850 Вт на канал.

По формуле расчета:

1. 250 А x 14,4 В=3600 Вт – максимальная мощность потребления усилителя.
2. 3600 Вт x 0.7 КПД=2520 Вт – реальная выходная мощность усилителя где КПД брался 70%.
3. 2520 Вт ÷ 4 канал=630 Вт – номинальная мощность усилителя в 1 Ом на канал.
4. 630 Вт ÷ 1.5=420 Вт – номинальная мощность усилителя в 2 Ом на канал.
5. 420 Вт ÷ 1.5=280 Вт – номинальная мощность усилителя в 4 Ом на канал.
6. 420 Вт x 2 канала=840 Вт – номинальная мостовая мощность усилителя в 4 Ом.

Как видим, снова простая формула доказывает, что усилитель по расчету почти схож с реальной заявкой. Но не забываем, что мы брали значение КПД – 70%. По факту КПД усилителя может быть совсем другим.

Пример расчета №3.

Возьмем одноканальный усилитель бренда URAL – Warhead 1.1800

• Усилитель D класса.
• Номинал предохранителей в сумме 175 Ампер.
• Заявка мощности RMS в 1 Ом: 1800 Вт на канал.
• Заявка мощности RMS в 2 Ом: 1200 Вт на канал.
• Заявка мощности RMS в 4 Ом: 650 Вт на канал.

По формуле расчета:

1. 175 А x 14,4 В=2520 Вт – максимальная мощность потребления усилителя.
2. 2520 Вт x 0.7 КПД=1764 Вт – реальная выходная мощность усилителя где КПД брался 70%.
3. 1764 Вт ÷ 1 канал=1764 Вт – номинальная мощность усилителя в 1 Ом на канал.
4. 1764 Вт ÷ 1.5=1176 Вт – номинальная мощность усилителя в 2 Ом на канал.
5. 1176 Вт ÷ 1.5=784 Вт – номинальная мощность усилителя в 4 Ом на канал.

Вывод

Стоит или не стоит придерживаться этого простого правила расчета мощности, решать конечно вам.
Как мы писали выше, способ выявления мощности не является 100%, но является примерно близким к честной заявке.

Обращаем внимание! Более точные результаты мощности можно получить не с идеального напряжения 14.4 вольт, а на повседневе в вашем авто, как правило это – 13.5 В.

Очень часто вступаю в споры с простыми обывателями которые верят в то, что написано на красивых этикетках их музыкальных центров и автомагнитол.
Приведу простой пример несоответствия заявленным характеристикам указанным не только на шильдиках аппаратов но и в паспортах на устройство (даташитах).
Подопытный сегодня Sony dav-dz30.

На сайте сказано, что выходная мощность аппарата 67Вт на нагрузке в 6Ом.
В паспорте же на устройство сказано, что всего 50Вт и на 3 Ома – кому верить?

А верить мы будем приборам.
Для измерения нам надо смастерить эквивалент нагрузки, – делать будем тот который указан в документе, то есть 3 Ома.

Такой эквивалент для измерения искажений и АЧХ естественно не подходит, ибо он из проволочных “катушек” и имеет какую-то индуктивность, а вот для замера мощности вполне сгодится.
Подключаем его к выходу устройства, параллельно вешаем мультиметр и осциллограф, – мультиметр ставим на измерение переменного напряжения, предел 20В.

Далее подаём синусоидальный, частотой 1кГц сигнал на вход аппарата и смотря на экран осциллографа добавляем громкость или увеличиваем уровень сигнала на входе.
Как только на экране осциллоскопа горбы синусоиды обрежутся вот так

“Откручиваем” ручку немного назад или уменьшаем уровень сигнала на входе. Получив правильную форму сигнала на экране, смотрим, что показывает мультиметр.

Некоторые могут возразить мол – мультиметр неправильно измеряет напряжение с частотой выше 50Гц. На что я отвечу – отнюдь, погрешность измерения между 50Гц и 1000Гц у таких приборов очень и очень мала. В подтверждение прикрепляю видео с тестом на 50 и 1000Гц.

И так – теперь мы узнали, что в нагрузку 3 Ом наш аппарат может выдавать не более 11,7В действующего напряжения, остается высчитать мощность по простой формуле, – U*U/R где U-напряжение, R сопротивление нагрузки.
11,7*11,7/3=45,6Вт.
В принципе, в данном случае производитель оказался немного честнее маркетологов, но всё равно наврал!!!!
С автомагнитолами с гордой надписью 45Х4 вообще отдельная тема, – наверное она у меня будет на канале, ибо там сказать – ВРАНЬЁ это ни чего не сказать вообще!!
Надеюсь, что кому-то эта статья будет полезна и писал я её не зря!
Всем добра.

Содержание

1. Как посчитать мощность усилителя звука
2. Как измерить 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:

1. осциллографа;
2. мультиметра.

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:

P = (U x U) : (2 x R)

• где P – выходная мощность усилителя в Ваттах;
• U – выходное напряжение усилителя в Вольтах;
• R – сопротивление нагрузки (колонки) в Омах.

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.