Как измерить выходную мощность усилителя низкой частоты?


Как измерить выходную мощность усилителя низкой частоты?

Измерение мощности

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

Смотреть на Youtube Смотреть на Youtube Смотреть на Youtube Смотреть 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.

Измерение мощности осциллографом

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.

Осциллограммы. Синусоида и музыка.

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.


Пример:


[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.

Измерение мощности вольтметром.

Схема подключения.

Схема измерения мощности.

R1 - 4 или 8 Ω (в зависимости от сопротивления колонок);

VD1 - любой диод на напряжение 50 Вольт и выше;

С1 - 0,47 - 1,0 µF любой «сухой» конденсатор на напряжение 50 Вольт и выше;

PV1 - любой вольтметр постоянного тока на напряжение 50 – 100 Вольт.


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.


НЧ сигнал-генератор.

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.

Как правильно подключить и сфазировать колонки.

Самодельный усилитель и колонки для компьютера, плеера или мобильного телефона из доступных деталей. Часть 1.

Бюджетные колонки и усилитель для компьютера.


Дополнительные материалы.

Скачать программу «Генератор низкой частоты», не требующую инсталляции (352КБ).





Нашли ошибку в тексте?Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
Спасибо за помощь!

Комментарии (60)

ВладиславМарт 8th, 2009 at 16:49

При измерении мощности Вы измеряете амплитудное значение мощности, а это неправильно. Нужно сначала определить действующее значение напряжения на выходе УНЧ, разделив амплитуду выходного сигнала на 1,41 (корень из2)
А за генератор спасибо(скачал) пригодится. :-)
С уважением звукооператор лицея №141 Картамышев Владислав UR4LWY.

adminМарт 10th, 2009 at 00:19

Владислав

.

С мощностью там всё правильно.

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

Двойка, это и есть корень из двух, только перемноженный сам на себя, так как U встречается два раза.
Мощность легко считать в уме:

Квадрат напряжения делить на удвоенную нагрузку.

DanilaMasterАвгуст 1st, 2009 at 14:26

Спасибо за генератор!

adminАвгуст 1st, 2009 at 15:23

DanilaMaster

Спасибо за генератор!

Мне-то за что? V. Burel-у спасибо говорите! :)

ГеннадийСентябрь 20th, 2009 at 18:29

Владислав пишет:
Нужно сначала определить действующее значение напряжения на выходе УНЧ, разделив амплитуду выходного сигнала на 1,41 (корень из2)….
Я позволю уточнить определение действующего значения из того,что мы наблюдаем на экране осциллографа=двойного амплитудного значения.Надо сначала видимый на экране двойной размах разделить на 2,а вот потом ещё и разделить на корень из 2 — это и будет действующим значением.Ещё добавлю — мощность обозначается буквой P,а не W,а вот значение её и правда W или вт. P=Uквадрат делить на R-сопротивление нагрузки… Благодарю за генератор…

adminСентябрь 20th, 2009 at 19:12

Геннадий

Геннадий, за коммент спасибо, но что вы хотели им сказать?

Значение букв описано радом с формулой.

Вы не согласны с формулой или с её интерпретацией или и с тем и с другим?

Если с формулой, то во втором посте сверху, я объяснил что и почему, для тех, кто привык видеть её в другом платье.

Буквы специально подобраны, чтобы было понятно. …чтобы было понятно не Вам, кому и так всё понятно, а тем, кому совсем ничего не понятно. :)

И писать я стараюсь всё очень упрощённо, с учётом тех вопросов, которые я получаю в блоге, а теперь и в форуме.

А вот если укажете на реальную ошибку, буду весьма признателен!

Сергей_ЕСентябрь 8th, 2010 at 18:01

Запутали совсем.
admin
W = (U x U) : (2 x R)

Геннадий-
P=Uквадрат делить на R-сопротивление нагрузки…
Так делить на Удвоенное Rнагр

В паспорте к советской 10Вт 4Ом акустике писали:
Не превышать 6,3 Вольта. 6,3х6,3/ 4 =10Вт
Так где правильно?

adminСентябрь 8th, 2010 at 18:35

Сергей_Е

В статье всё правильно, не сомневайтесь.

Если делить на сопротивление нагрузки, то получите пиковое значение мощности, а если на удвоенное сопротивление, то действующее. Это всё из-за того, что √2*√2=2. Именно это обстоятельство, видимо, и ввело в заблуждение Геннадия.

арнольдСентябрь 24th, 2010 at 07:12

при измерении мультиметром и осциллографом одного и того же сигнала получены следующие значения: Uосц=7в, Uмулт=5в, чем объяснить такое расхождение результатов.

adminСентябрь 24th, 2010 at 08:33

арнольд

Если Вы всё делали, как описано в статье, то подключите осциллограф с открытым входом к измерительной схеме вместе с мультиметром. На экране осциллографа должна быть прямая линия. Сравните показания приборов. Если они будут отличаться, то неточности измерений вызваны одним из приборов. Если показания будут одинаковыми, то что-то не так, либо с измерительной схемой, либо с формой сигнала. Убедитесь, что на выходе усилителя синусоидальный сигнал низкой частоты.

На самом деле, показания действительно могут отличаться примерно на 0,6 Вольта, что связано с падением напряжения на диоде, но это не должно так сильно влиять на результат, как в Вашем случае.

ЕвгенийЯнварь 9th, 2011 at 18:02

Спасибо Admin за ценную инфу. 10 лет назад собрал стереофонический усилитель высокой верности Сухова Н. в новом корпусе от усилителя Одиссей-у-010 стерео. И при измерении мощности я использовал проволочный резистор на 5,1 Ом.(другого под рукой не оказалось). Охлаждал я их в стакане с водой. Вода даже закипела. При измерении я использовал звуковой сигнал от магнитофона. Цешкой включённой на измерение переменного напряжения я получил результат 25 вольт на выходе. Получилась выходная мощность около 100 Вт. При этом подключив АС уши закладывало, но искажений звука я почему-то не услышал. Прочитав Вашу статью, снова измерил мощность и получил достоверный результат своих трудов. Pном=150 Вт, Рмакс=200 Вт, то что и было указано в параметрах усилителя.
Большое Вам спасибо!!!!!

ПашаМай 19th, 2011 at 21:02

Спасибо!!! давно искал как измерить мощность УЗЧ…

СеменДекабрь 23rd, 2011 at 19:54

Можете еще раз мне разьяснить. Сделал я ламповый усилитель и подключил его к 10гдш1 (Паспортная мощность 10 Вт; Кратковременная мощность 20 Вт;) Сделал приставку (ПЭВ отрегулировал на 4,5 Ома с учетом собственного сопротивления щупов тестера) и померял тестером, получилось 7,4 В. Считаем по формуле и получается примерно 6,845 Вт. Какая это мощность? Паспортная? А в RMS это сколько?

adminДекабрь 23rd, 2011 at 21:34

Семен, в статье описано как измерить действующую или, как её ещё называют, синусоидальную мощность. Ну, а если сигал таки синусоидальный, то эта мощность будет равно и RMS тоже.

.

Некоторые проблемы, возникающие при измерении выходной мощности лампового УНЧ.

1. Мощность любительских ламповых УНЧ, обычно, невелика. Поэтому, чтобы сократить относительную погрешность измерения, нужно учитывать, что на диоде падает примерно 0,6 Вольта (точнее, можно узнать по паспорту диода).

2. Если тестер не имеет расширенной области частот, то обычно для измерения выбирают частоту 50Гц. Но, у ламповых УНЧ с трансформаторным выходом, как правило, имеется завал в области НЧ. Поэтому, для корректного измерения, нужно сначала проверить тестер на частоте хотя бы 1кГц и выбрать эту частоту для измерения мощности.

Только нужно учитывать, что на низком напряжении проверять тестер, особенно стрелочный нежелательно, так как в нём, при измерении переменного напряжения и тока могут использоваться диоды, которые тоже могут внести серьёзную погрешность.

.

Намного проще сделать замер при помощи осциллографа, даже такого простого, как этот.

тимофейФевраль 27th, 2012 at 19:11

здравствуйте, я нашел динамик от сабвуфера (китайского), усилок сгорел и потерялся. как определить мощность динамика для того, чтобы подобрать к нему усилитель?

злойкотФевраль 27th, 2012 at 20:10

тимофей, а на самом динамике разве не написано? и какого типа сабвуфер был: компьютерная акустика, домашний кинотеатр, автомобильный…
можно косвенно определить по величине магнитной системы, подвесу. можно проверить, если найдёшь готовый усилитель ватт на 50. повышай громкость, пока не появятся призвуки. всё. с больше мощностью эксплуатировать его уже нельзя. только делать это надо в его родном ящике. в противном случае этот метод не подойдёт.

СергейФевраль 6th, 2013 at 16:11

Подскажите пожалуйста, какой резистор использовать в качестве нагрузки для измерения мощности усилителя с заявленной 1200Вт@4Ом (Dynacord DSA 8212).

adminФевраль 6th, 2013 at 16:54

Сергей, если будете использовать резисторы типа ПЭВ, то можно выбрать мощность резистора (или резисторов) в десть раз меньше расчётной. Но, резистор (или резисторы) во время измерений нужно погрузить в воду.

константинФевраль 28th, 2013 at 13:42

поскажите, могу ли я измерить мощность усилителя на катушечном магнитофоне комета 212-с1???? в какое положение выставлять темброблок?

adminФевраль 28th, 2013 at 13:59

Константин, положения регуляторов тембра не оказывают влияние на результаты при измерении мощности. Мощность усилителя магнитофона «Комета 212-С1″ по паспорту 2х12 Ватт.

константинФевраль 28th, 2013 at 14:09

это понятно что 2 по 12 если соит все родное. но там меняли транзисторы на оконечнике, другой номинал, и немного изменили схему. штатные встроение динамики стояли 3 гд, теперь стоят 15 гд. вот и хотелось бы померить мощь

adminФевраль 28th, 2013 at 14:16

Константин, мощность зависит от напряжения питания и сопротиления нагрузки. На всё осталное можно внимания не обращать.

константинФевраль 28th, 2013 at 14:25

понятно, спасибо!

ЕвгенийМай 16th, 2013 at 17:03

Синусода должна быть без обрезаний, иначе это уже не совсем синусода. а следовательно и другая мощность.

adminМай 17th, 2013 at 14:03

Евгений, здесь речь идёт не о испытании усилителя или акустической системы, а только о измерении мощности. «Обрезание» синусоиды позволяет определить уровень питающего напряжения в реальных условиях, под номинальной нагрузкой.

сашаИюнь 12th, 2013 at 08:38

Как приделать к колонкам от компьютера усилитель (он у меня есть) к 2-й колонке, потому что на первой есть.

adminИюнь 12th, 2013 at 09:28

Саша, если это небольшие компьютерные колонки, то в одной из них, обычно, установлен стерео усилитель, к которому можно подключить обе колонки.
Если речь идёт о произвольных колонках (не из одного комплекта) и произвольном усилителе, то нужно знать параметры этих устройств, что бы после подключения ничего не вышло из строя. А именно, усилитель должен быть согласован по мощности с акустическими системами. Акустические системы, по возможности, должны иметь сходные характеристики. В зависимости от того, будете Вы использовать или нет встроенный усилитель, будет зависеть и схема подключения всех этих девайсов между собой и к компьютеру.

В конце этой статьи в «Близких темах» есть ссылки, которые частично могут ответить на ваши вопросы.

АлександрАвгуст 5th, 2015 at 18:26

Амплитуду сигнала нужно брать не по отметкам осциллографа, а среднеквадратичную! Получается 19,86 вольт. дальше по формуле получается 49.3 ватт.

adminАвгуст 5th, 2015 at 22:19

Александр, чувствую, вы уже обзавелись цифровым осциллографом. Поздравляю!

ГеоргийСентябрь 20th, 2015 at 19:04

Админ, а если усилителю не достает тока на большой громкости, что актуально для китайской активной мультимедиа акустики со слабыми транформаторами. Тогда верхушки синусоиды обрезаются не горизонтально, а под спадающим углом. Так?

adminСентябрь 20th, 2015 at 21:25

Георгий писал: Тогда верхушки синусоиды обрезаются не горизонтально, а под спадающим углом. Так?

Да, если рассматривать ограничение низкочастотного сигнала, то наклон верхнего среза будет соответствовать снижающемуся между зарядами напряжению на конденсаторах фильтра. На СЧ и ВЧ сигналах это не так заметно.

ГеоргийСентябрь 20th, 2015 at 21:38

Спасибо. Время от времени посещаю ваш сайт.

adminСентябрь 20th, 2015 at 21:42

Георгий, милости просим!

2476Ноябрь 12th, 2015 at 23:56

мудрейший админ,прошу совета..
имеется генератор Г3-104,поврежден стрелочный прибор (вольтметр на канал 1). Есть намеренье заменить его щитовым вольтметром(цифровым).Так как схемный вывод генератора на вольтметр похоже поврежден,хочу подсоединиться на выходе генератора. Частота на выходе будет меняться от 0 до 20кгц. Напряжение от 0 до 30в.
Вопрос: какие доработки нужно произвести(выпрямление,фильтрация,развязка) для корректного отображения вольтажа на выходе генератора?

adminНоябрь 13th, 2015 at 05:13

Здравствуй человек под номером 2476!
Вам нужно найти подходящую измерительную головку. Желательно подобрать похожую по конструкции, чтобы можно было переставить шкалу. Если по старой головку ток полного отклонения определить нельзя, то лучше искать более чувствительную, например, на 100мкА. Тогда можно будет откалибровать прибор с помощью балластного резистора.
Называется оригинальная головка — М906-1 кл. 1,0.

2476Ноябрь 13th, 2015 at 12:57

этот путь мне известен,но хочется исключить стрелочные приборы.. Если брать сигнал непосредственно с выхода,потребуется однополупериодный выпрямитель и вольтметр постоянного напряжения или достаточно поставить вольтметр переменного напряжения?

adminНоябрь 13th, 2015 at 14:04

2476, Судя по схеме генератора, измерительный прибор подключается между выходом оконечного усилителя и входм аттенюатора. Такая схема включения повышает точность измерения. При использовании аттенюатора с делителем более 1:1, показанию нужно будет тоже делить. Для измерения сгодится любой вольтметр переменного тока с расширенным диапазоном измеряемых частот. Если такой информацией о приборе вы не располагаете, то можно проверить прибор прямо с помощью этого генератора. Все более или менее приличные генераторы имеют ровную АЧХ во всём диапазоне частот. Сначала нужно измерить уровень выходного напряжения на частоте 50Гц, а потом увеличить частоту до граничной частоты генератора и проследить за результатом измерения. Если прибор будет показывать намного меньшие значения выходного напряжения, значит он работает в более узком диапазоне частот, чем генератор.

Например, мой тестер «ТЛ-4М» измеряет напряжение в диапазоне указанной точности только до 10кГц. Это не значит, что он не станет измерять напряжение более высокой частоты, просто его АЧХ будет иметь заметный спад после значения 10кГц.

Если использовать прибор постоянного тока, то да, можно использовать выпрямитель. Использование фильтра снизит требования к прибору по частотному диапазону. Точность измерения а начале диапазона несколько снизится, из-за ненулевого порогового значения отпирания диода. При повышении измеряемого напряжения, погрешность будет снижаться. Чтобы снизить её ещё больше, можно применить германиевый диод. Но, прибор будет измерять амплитудное значение напряжения. Придётся откалибровать прибор под действующее значение напряжения, так как им удобнее пользоваться. Калибровку можно произвести с помощью балласта.

2476Ноябрь 13th, 2015 at 15:03

Подведя итог о прочитанном, вольтметр можно использовать как переменного, так постоянного напряжения. Просто заказывая измерительную цифровую голову, предпочтение какому виду измеряемого напряжения отдать?

adminНоябрь 13th, 2015 at 15:47

2476, вам выбирать. Если найдёте стрелочный прибор, охватывающий весь диапазон частот генератора, то можно выбрать вольтметр переменного тока. Если не найдёте, то можно подобрать вольтметр постоянного тока. Если бы я выбирал, то искал бы микроамперметр со шкалой, отградуированной до 30 единиц, чтобы не пришлось его разбирать. Дело в том, что современные головки часто делают неразборными.

Что касается всяких цифровых шкал, то их тоже можно успешно использовать, но с учётом выше описанных требований.

2476Ноябрь 13th, 2015 at 16:23

весьма признателен, за оказанное внимание моему вопросу..

АнатолийИюнь 7th, 2016 at 22:25

Здравствуйте. Наткнулся случайно на ваш сайт и нашёл немало интересного. У меня вопрос. Услитель на динамики 4 ома (1 канал) Есть 2 динамика на 4 ома. параллельно, будет 2 ома, последовательно 8 ома. И то и это не годится. Как подключить запараллеленные динамики к выходу, но что бы они не сгорели? Последовательно с ними сопротивление на 2 ома? С учётом мощности конечно…. Я в этом деле валенок. Спасибо.

adminИюнь 12th, 2016 at 14:48

Анатолий, имеет значение не только сопротивление динамиков и расчётное сопротивление нагрузки усилителя, но и мощность динамиков и усилителя. Сообщите мощность усилителя и каждого их динамиков, чтобы можно было дать более или менее обстоятельный ответ.

АнатолийАвгуст 5th, 2016 at 14:45

Был в отпуске и командировке, потому долго не отвечал… Усилитель ламповый не более 6 ватт и усилитель на TDA 2003, 2004 не более 10 ватт. С запасом по моще, но с ограничением мощности на динамики % на 30, что бы избежать искажений на выходе. Динамики 4 ваттные.

adminАвгуст 5th, 2016 at 15:42

Анатолий, вы можете использовать любую их микросхем в линейке TDA2030, TDA2040, TDA2050, подключив динамики последовательно (4+4=8 Ом). Рассчитать напряжение питания можно по этой статье>>>

АнатолийАвгуст 6th, 2016 at 22:19

Спасибо, админ, но я исхожу из того, что у меня есть…. Значит буду сопротивление пробовать
или постараюсь набрать 4 динамика на канал……

РинатАвгуст 19th, 2016 at 22:14

Посоветуйте пожалуйста осцилограф для замера мощности моноблоков.Присмотрел себе jds3012a но не знаю хватит ли его мощности.

adminАвгуст 19th, 2016 at 23:11

Ринат, моноблоками обычно называют импульсные источники света, используемые в фотографии. Их характеризует не мощность, а энергия вспышки, которая измеряется в Джоулях.

Если вы называете моноблоками усилители низкой частоты, то для измерения их мощности можно и вовсе обойтись без осциллографа.

Если вы непременно хотите использовать осциллограф, то подойдёт любой самый дешёвый. Однако, для измерения мощности особо мощных усилителей может понадобиться делитель, или щуп с делителем. Дело в том, что у некоторых осциллографов максимально-допустимое напряжение усилителя вертикального отклонения может оказаться ниже, пикового значения напряжения на выходе усилителя.

РинатАвгуст 23rd, 2016 at 18:38

Спасибо!
Вот это то что нужно?
P4100 Осциллограф Зонд 100:1 Высокого Напряжения Выдерживать 2KV 100 МГц

ВладимирСентябрь 8th, 2016 at 13:48

Уважаемый Админ,
Возможно, вы поможете мне разрешить одну проблему :)

Моя задача выглядит несложно: понять (проведя измерение) какая мощность подается с усилителя на акустическую систему. Это актуальный вопрос для небольшой студии, в которой имеется несколько усилителей и несколько пар акустических систем разной мощности.
Перерыв интернет нашел весьма простой способ.
Суть метода проста (учитывая, что под рукой нет осциллографа): подаем на вход усилителя 50Гц, на выходе меряем AC напряжение, меряем АС силу тока, умножаем — получаем примерную мощность.
Я все это проделал в точности с указанной в видео схемой и получил V=10,5 I-1, соответственно мощность — примерно 10 ватт. Сопротивление аккустических систем — 8 Ом. Можно допустить, что реактивное сопротивление подскочило с 8 до 10,5.

Но вот, главная проблема… Эти «скромные» замеры я получил на следующем оборудовании: Усилитель Crown XTI 2000 (475 ватт на канал при 8 Омах),
Акустика JBL MRX515 (380 Ватт, 8 Ом).
При этом при подаче на вход 50 герц и этих измерениях, громкость на усилителе была выставлена примерно на 75% мощности, динамики «дрожали» очень сильно (дальше побоялся накручивать громкость, чтобы ничего не спалить).

Вопрос: почему в кабеле между усилителем и акустикой я не вижу соответствующей силы тока и напряжения? Что я не так меряю или какой нюанс не учитываю в замере?

Если у вас есть идеи по этому поводу, ПОЖАЛУЙСТА, подскажите.

Заранее благодаре :)

adminСентябрь 8th, 2016 at 15:25

Владимир писал:…подаем на вход усилителя 50Гц, на выходе меряем AC напряжение, меряем АС силу тока, умножаем — получаем примерную мощность.

Таким образом можно измерить мощность, выделяемую на согласованной нагрузке и то, если у вас в распоряжении имеется осциллограф, который поможет определить момент ограничения сигнала. Ведь чтобы определить ограничение сигнала на слух, вам всё равно потребуется согласованная нагрузка. Вот только зачем замерять мощность УНЧ, когда уже имеется согласованная нагрузка… Возможно, в вашем случае, и вовсе достаточно почитать мануалы на имеющуюся технику.

Обычно подобные измерения приходится делать именно для согласования УНЧ, параметры которого неизвестны, с нагрузкой, параметры которой можно определить по типу динамиков, задействованных в акустических системах.

Чем собственно вам не нравится метод, предложенный в статье?

ВладимирСентябрь 8th, 2016 at 16:21

Мне нравится метод, предложенный вами, но… В первом случае нужен осциллограф, во втором — «собрать простую схему». Ни того ни другого у меня нет…
Поэтому я нашел (как мне казалось) способ. который демонстрировалась на видео в Ю-Тьюб :)
Все сделал именно так, как там показано: подал частоту 50 Гц, вольтметр переменнотого тока подключил параллельно на выход на выход усилителя, токовыми клещами замерил силу тока и а одном из проводов идущих на динамик… Я не понял, что я получил в итоге. Ток = 1 ампер, напряжение — 10 Вольт… Почему тогда динамик «резонирует» на полную катушку? Я ожидал увидеть там что-то в пределах 300 Ватт. Например, 6 ампер * 50 вольт (параметры примерно соответствующие сопротивлению 8 Ом) = 300 Ватт. Это как-то понятно.
Я не совсем понял Ваши замечания про «согласованную нагрузку» — знаний не хватает…
Мануалы я все перечитал :) Но это не решает моей задачи — определить какая мощность идет на акустическую систему.
Я «обрадовался», узнав, что ее можно померять с помощью Вольтметра и Токовых клещей, но… Я уже написал, чем это у меня закончилось :(
Извините, что много текста :) :) :)
А понять эти мощности мне нужно для следующего случая. Когда я подаю «неэквализированнй» сигнал с усилителя на акустику, тут вопросов не возникает: мощности усилителя и акустики — сопоставимы и даже на слух все слышно (300 ватт на слух я представляю).
Но, когда я эквализирую (при помощи кроссовера) и «развожу» сигналы на разные акустические системы (убираю низкие частоты из Фронтальной акустики — порталов и отправляю на саб-вуферы), то на слух уже абсолютно непонятно, какие мощности и куда пошли. В это время в студии гремят примерно 2,5-3 кВт.
Особенная проблема возникает в сабвуфере. В нем вообще на слух непонятно, сколько на него подается мощности: Саб-вуфер — 800 Ватт, усилитель — 1,5 кВт (оба на 8 Ом). Вот, тут и понадобилось замерить, что именно идет на динамик… И тут, как вы понимаете, у меня и появились проблемы, с которыми я к вам обратился.
Надеюсь, это проясняет вам те проблемы, с которыми я к вам и обратился :)
Заранее благодарен :)

ВладимирСентябрь 8th, 2016 at 16:30

Иными словами мой вопрос кратко звучит так:
Возможно ли при помощи Вольтмерта и Токовых клещей переменного тока измерить мощность, которую усилитель выдает на динамик? И если можно, то как? :)

adminСентябрь 8th, 2016 at 18:08

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.

ВладимирСентябрь 8th, 2016 at 19:32

Уважаемый Админ (к сожалению, не знаю вашего имени).
Если я вас утомил, то можете игнорировать мое сообщение и даже удалить его :) Но мне очень хочется разобраться в данном вопросе.
Из всего, что вы поведали я не могу понять, что не так в замерах, представленных на видео и главное ПОЧЕМУ, когда я делаю точно такие же замеры, я вижу абсолютно другие показатели. Кстати, если воспользоваться вашим методом №2, то по идее они будут отличаться от моих на 1.44 (корень из 2) от тех, которые я бы увидел на своем вольтметре. Но я и примерно не вижу таких напряжений, подключив сабвуфер в 800 ватт (на вашей картинке это 28 вольт). Да, я подключаю динамик, а не резистор. Но это не может изменить показатели на порядок.
Согласен, что замер не корректен (но я не ищу абсолютной точности) и вопросы остаются:
1. Я подаю синусоиду в 50 Гц, а не музыкальный фрагмент. Следовательно нет большой необходимости делать замеры с очень высокой дискретизацией.
2. Я не меряю «пики». Мой сабвуферный усилитель (1,5 кВт), значительно мощнее сабвуфера (800 Ватт) и вряд ли начнет пиковать… Раньше «вылетит» динамик на сабвуфере, чего я собвственно и хочу избежать — это главная цель — понять какие ПРИМЕРНО мощности летят на динамик.
3. Я пытаюсь понять по напряжению на выходе усилителя, на каком уровне громкости он из своих 1.5 кВт на канал уже отдал динамику, необходимые ему 600 Ватт? То есть я ловлю не пики, а тот момент, когда громкость уже добавлять опасно для динамика. Например, выйти и не превысить уровнеь в 600 Ватт. При 8 Омном динамике (даже с учетом реактивного сопротивления) это должно быть примерно 8 ампер и 80 ватт. Никак не 10 Ватт, которые я вижу при своем замере.
4. Амперы я меряю не дешевыми (как на видео) токовыми клещами, а теми, которые вычисляют True RMS (среднеквадратичные значения). Амперметр, грубо говоря, «не знает», что я меряю еще и напряжение. Поэтому ему не важно, что ток и напряжение не совпадают по фазе. Он должен показать ток, соответствующий 8 или 10 амперам. Вопрос — почему я не вижу на приборе этот ток! Вот, это меня и сбивает с толку абсолютно… И я начинаю искать тех, кто возможно знает «какой-то секрет» :)
Извините, если вас уже замучали мои расспросы…
Спасибо.

adminСентябрь 8th, 2016 at 21:39

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.

ВладимирСентябрь 9th, 2016 at 12:02

Уважаемый Админ :)
Согласен, что в данным замерах может присутствовать некорректность.. В отсутствии осциллографа о точности говорить не приходится, но… Как человек с «математическим складом ума» я понимаю, что какая-то зависимость даже при не совсем корректных замерах должна быть.
Давайте попробуем пойти методом от обратного :)
Если мы возьмем за основу ваш второй способ (Измерение выходной мощности усилителя с использованием вольтметра), то можно предположить некоторые альтернативные подходы.
Допустим, что у меня нет под рукой «простой схемы», чтобы отловить пики… Убираем этот компонет. По теории, на вольтметре в вашем случае на вашем усилителе я должен буду увидеть не 28 Вольт, а 28/1,41=19.9 Вольт или что-то близкое к этому. Правильно?
Насколько я вижу, вы очень хорошо разбираетесь в теории :)
Что мы увидим на вольт-метре, если мы резистер заменим на акустическую систему с сопротивлением 8 Ом? Не дешевенькую, а в хорошем исполнением, с высоким демпфированием, которая не подразумевает радикального отклонения от своих заявленных характеристик. Я думаю, там определенно будет что-то в пределах все тех же 19,9 вольт (точно не 10 и не 30). Речь идет о 100 Ваттном усилителе в вашем случае.
Теперь — о моем случае. Я беру усилитель, который на 8 Омах по паспорту выдает номинально 1,5 кВт. Допускаю мысть, что он может дать меньше, но не намного. Это достаточно мощный и дорогой студийный усилитель. Подключаю к нему сабвуфер (800 ватт при тех же 8 Омах). Подаю на вход усилителя синусоиду 50 Гц и кручу уровень громкости до половины. Я понимаю, что звук словами не опишешь, но я действую как аналитик: звук нарастает (на слух) равномерно. Где-то на середине (я так думаю, что это в пределах 500-600 Ватт) в студии начинают дрожать окна, «подпрыгивать» большие барабаны, микрофоны скачут по столу :) Это то, что я называл странным для вас термином «когда громкость уже добавлять опасно», имея в виду, что динамик может уже и повредиться… Но давайте для чистоты эксперимента отбросим эту лирику…
Итак, практический эксперимент: 50 Герц, половина громкости усилителя в 1,5 кВт, диманик 800 ватт и вольтметр, подключенный к выходу усилителя (или клемам динамика). Сколько при этом Вольт ТЕОРИТИЧЕСКИ покажет вольт-метр?
Возможно, это некорректно, возможно не совсем понятно, но он ТОЧНО покажет какое-то стабильное число (как в вашем случае на экране застыло 28 вольт).
Может мне и кажется, но это число, в отсутствии осциллографа и других возможностей, мне поможет ОЧЕНЬ ПРИМЕРНО понять, что просходит в акустических системах.
Вопрос: в каких пределах это число должно быть в теории?
СПАСИБО :)
P.S. Про проверку своих измерительных инструментов — мысль очень здравая. Она мне сразу пришла на ум :) Я брал у друзей другие приборы, сверял показатели и т.п. Аномалий не выявлено :) Жаль ни у кого нет осциллографа :) Но я продолжаю поиски…

adminСентябрь 9th, 2016 at 13:23

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.

И последнее. Чудес не бывает. Это доказал наш профессор Преображенский. :) Если вы уверены, скажем, что мощность огромная, а на выходе слишком маленькое напряжение, значит куда-то закралась ошибка, либо в методику измерений и вычислений, либо в работу измерительной аппаратуры. Закон Ома обычно помогает понять, где скрыта ошибка.

ВладимирСентябрь 9th, 2016 at 14:17

1. — Проверил. На входе усилителя он честно показывает 223 Вольта :) Для разнообразия потыкал его в другие приборы :) и подключал рядом другой вольт-метр. Аномалий не выявил.

2. — Проверил. Токовые клещи (Uni-T UT204) чуток ошибались на мили-амперных изремениях, но на токах побольше (от 0.5 амперов) работают как часы :) Подключал рядом «обычный» вольт/ампер метр (до 10А) — показывает тоже самое. Собственно и брал токовые клещи с учетом того, что ток по идее может быть в кабеле >10А, но не нашел его там :(

3. — Смотрел и на характеристики и внуть сабвуфера. . Там — один сабвуферный динамик без фильтров на базе динамика MAG 1880. Мощность в 800 ватт, видимо, заявляли для сабвуферного исполнения. Сопротивление «покоя» 6 Ом. Заявляют 8, видимо, тоже для «активного» состояния? Но это все ровно не внесло бы значительных (в разы!) изменений в замеры…

4. — пробовал…
это на середине громкости было 10.6 вольт (и 1 ампер). Громкость на слух у меня никак не увязывалась в голове с 10-15 ваттами :)
Кстати, в этот же момент я замерял данные на входе усилителя. Ну, понятно, напряжение было 220 Вольт и 1.5 ампера. Работал один канал. То есть потреблял усилитель примерно 330 ватт. Вот, тут, померяв вольты/апмеры на выходе я и не понял, куда он их дел??? :) Усилитель класса D c высоким КПД :)
так же замерял синусоиду 100 герц. Регулятор громкости — чуть больше середины, получил 7.1 вольт и 0.86 ампер…

5. — в моем случае на половине громкости было 10*10/8 = аж 12 ватт :)
Либо 12 ватт — это ОЧЕНЬ громко :) Либо…
Тут у меня начались «глюки» в понимании процесса :)

6. — Да. Я бы не удивился, если бы увидел не 10 вольт, а хотя бы 25-30 :)

На реактивной нагрузке 8 Ом, по идее, должно быть чуть больше, может 70 или 80 Вольт RMS.

Но, я таких сравнительных экспериментов не проводил.

Чудес не бывает… Закон Ома обычно помогает понять, где скрыта ошибка…
- Либо таки бывают чудеса, но заком Ома мне как-то не помог :) :) :)

Я уж думал, что какой-то «электро-волшебник » мне скажет — «Дружище, тут же нужно применить коэфиициент такой-то и умножить все на 7 !!!»… Но, увы… Нет там никаких таких значительных коэффициентов, что вы и подтвердили :) Спасибо. Закон Ома должен даже с погрешностями моих измерений, но соответстовать заявленным мощностям…

Ну. или 12 ватт, а точнее 10 вольт и 1 амрер поданые на динамик — это ОЧЕНЬ громко! :)
Я тогда даже не могу представить, что должен выдать динамик, если на него подать 50 вольт :) :) :)

В любом случае, СПАСИБО вам за идеи, алгоритм и ВРЕМЯ…
В ближайшее время попробую еще раз добраться до студии с инструментами и все там перемерять еще раз :)

adminСентябрь 9th, 2016 at 14:39

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.

adminСентябрь 13th, 2016 at 19:48

В связи с превышением максимально-допустимого количества сообщений, обсуждение перенесено в форум>>>

Загрузка...