Основи підсилювача та джерела живлення

Щоб краще зрозуміти, як підсилювачі та пов'язане з ними джерело живлення працюють разом, нам потрібно трохи вивчити математику. Не хвилюйтеся, це прості рівняння, які могла зрозуміти навіть Сара Пейлін, тим більше, що вони можуть поміститися на долоні.

аудіоголіки

P = V * I (рівняння1)

Зліва вгорі картинка (обрізана синусоїда); Правий верхній знімок: потужність підсилювача проти спотворень

Нижній знімок: ШПФ-аналіз підсилювача у відсіканні

Як ви можете бачити на лівому зображенні вище, середній пік і падіння синусоїди обрізається або згладжується, як тільки перевищується напруга на рейці підсилювача. На малюнку праворуч показано вимірювання потужності підсилювача проти спотворень, яке я проводив. Коли підсилювач починає помітно затискатися, він наближається до 1% THD. Це явно чутна кількість спотворень, яку також можна побачити за допомогою осцилографа. (Осцилограф показує нам напругу проти часу). Якщо ви зробите ШПФ-аналіз спектра (показавши нам частотні компоненти в часовому сигналі, що відображається осцилографом), ви зможете побачити всі неприємні побічні гармонічні побічні продукти (множини початкової частоти або коротких гармонік), які додаються до оригінальний фундаментальний 1 кГц. Ця система створює сильні спотворення через відсікання. Це звучить не тільки погано, але і шкідникам.

Якщо джерело живлення приймача має достатню потужність подачі струму, а вихідний опір підсилювачів досить низький, тоді він може працювати досить тісно до ідеального джерела напруги, подвоюючи доступну вихідну потужність, оскільки опір навантаження зменшується вдвічі, а вихідна напруга залишається незмінною. (див. рівняння 2) (Пам’ятайте, що в хорошому підсилювачі на клем гучномовця присутня однакова напруга для гучномовця 8 Ом, 4 Ом або 1 000 000 Ом, і це залежить від амплітуди вхідного сигналу та коефіцієнта підсилення підсилювача., А НЕ приєднане навантаження) Отже, коли приймач 100 Вт на канал управляє 8-омним навантаженням, він забезпечує 28,3 Врм. (28,3 2/8 = 100), який при 4-омному резистивному навантаженні вироблятиме 200 Вт. (23,8 2/4 = 200) Однак більшість приймачів не працюють настільки ідеально, тому, хоча всі вони намагатимуться подавати більше енергії на нижчий імпеданс, у них може спочатку закінчитися напруга або, що ще гірше, наявний струм. Цей брак доступного струму призведе до того, що рейки напруги зменшаться, відсікаючи сигнал і, таким чином, генеруючи більше тепла як втрати в процесі.

Оскільки трансформатори та вихідні пристрої мають кінцеву величину опору, ці втрати відбуватимуться як I 2 * R, ампер в квадраті, поділений на опір. Обмотки і вихідні пристрої трансформатора також не мають постійних опорів. Оскільки вони обтяжені все більшими і більшими поточними вимогами, це нагрівання змушує їх опір зростати. Врешті-решт система або досягає статичної робочої температури, або вона просто згорає. Хоча завантаження підсилювача з меншим імпедансом навантаження гучномовця не є загально небезпечним, воно надзвичайно навантажує компоненти джерела живлення, які можуть перегрітися, якщо ця потреба триватиме протягом тривалого періоду часу. Про це далі.

Редакційна примітка про вартість силових трансформаторів
Якби розмір, вартість та вага не були проблемою, виробники могли б поставляти приймачі з власною електростанцією, і тоді обмежуючим фактором були б вихідні пристрої та радіатор. Вартість сталі та міді з Китаю різко варіювала протягом останніх кількох років, і виробники не хочуть, щоб їхні витрати раптово зростали або їх пропозиція висихала, оскільки вони домовились про низьку ціну, яка змушує продавця втрачати гроші, коли вартість матеріали, що використовуються стрімко! Це, мабуть, найдорожча частина всього підсилювача! (За винятком звичайно для маркетингу)

Що робить перемикач вибору імпедансу?

Він розлучає Червоне море, зупиняє витік нафти з ВР і зменшує вуглецевий слід. Зробити ці висновки було б легко, якби ви витратили достатньо часу на читання дезінформованих коментарів споживачів на форумах саме з цієї теми. Якби це насправді було правдою, Обама вже взяв би кредит за такий дивовижний винахід.

Давайте розглянемо деякі вимірювання потужності приймачів, які я вимірював у минулому, які включали перемикачі імпедансу, щоб точно визначити, що вони роблять. Вартість приймачів варіюється від 500 доларів аж до 5500 доларів.

Режим низького імпедансу (Z) - - це “низький” рівень приймачів, який виробник рекомендує використовувати при підключенні гучномовців із номіналом нижче 8 Ом. (Цей режим обмежує вихідну напругу, а отже, максимальний струм, який може вимагати будь-яка колонка).

Режим високого імпедансу (Z) - - це “високий” рівень приймачів, який виробник рекомендує використовувати при підключенні гучномовців з номіналом 6 Ом або вище. Зазвичай це типове налаштування, яке приймає приймач, і рейтинг, для якого виробник оптимізує свої деталі, оскільки їм потрібно оголосити лише ОДИН показник потужності, перш ніж споживач дістанеться до своєї чекової книжки або кредитної картки.

ПЛОС - Втрата потужності (%) визначається порівнянням чисел потужності Low і High Z для кожного приймача, використовуючи таке рівняння: (1 - LowZ/HighZ) * 100