Выходная мощность. Что такое выходная мощность.

Советы и вопросы
Что такое выходная мощность - DIN, RMS, AES, IEC и другие аббревиатуры Скорость нарастания выходного сигнала Перекрестные помехи Коэффициент гармонических искажений Коэффициент интермодуляционных искажений

Об основных особенностях и технических характеристиках колонок для ПК читайте здесь. Также рекомендую вам прочитать в этой теме о лучших брендах производителей колонок для ПК и об истории изобретения и развития колонок. Я буду признателен, если вы поделитесь этим постом в социальных сетях. До завтра!

Выходная мощность

,

Где U out — среднеквадратичное значение, а U m out — амплитудное значение выходного напряжения.

Выходная мощность — это активная мощность, развиваемая усилителем на резисторе нагрузки.

Увеличение выходной мощности усилителя ограничено искажениями, возникающими из-за нелинейных свойств усилительных элементов при больших амплитудах. По этой причине усилитель обычно характеризуется максимальной мощностью, которую он может выдать, при условии, что искажения не превышают заранее определенного (допустимого) значения.

Эта мощность называется номинальной выходной мощностью усилителя.

Коэффициент полезного действия

Этот показатель мощности особенно важен для усилителей средней и высокой мощности, поскольку он дает представление об их производительности. Арифметически, выход равен

где P o — мощность, поглощаемая источником питания усилителя.

Номинальное входное напряжение(чувствительность)

Номинальное входное напряжение — это напряжение, которое должно быть подано на вход усилителя для получения заданной выходной мощности. Входное напряжение зависит от типа источника усиленной вибрации. Чем меньше значение входного напряжения, обеспечивающего требуемую выходную мощность, тем выше чувствительность усилителя. Подача на вход усилителя напряжения, превышающего номинальное, приведет к значительному искажению сигнала и называется перегрузкой входа.

Когда усилитель рассчитан на несколько источников, его вход обычно рассчитан на самое низкое напряжение, подаваемое одним из источников, а остальные источники подключаются через делители напряжения.

Уровень собственных помех усилителя

Причины шума на выходе усилителя можно разделить на три основные группы:

1) тепловой шум, 2) шум от компонентов усилителя и 3) помехи от пульсаций напряжения питания и помехи от внешних электромагнитных полей.

Известно, что в проводниках и полупроводниках при обычной комнатной температуре (примерно C) электроны движутся хаотично, причем количество электронов, движущихся в одном направлении в любой момент времени, больше, чем количество электронов, движущихся в других направлениях. Преимущественное движение электронов в любом направлении представляет собой электрический ток, и, следовательно, в проводнике или полупроводнике возникает напряжение, которое не подчиняется какому-либо определенному закону.

Поскольку это напряжение впервые появилось в радио- и телевизионных приемниках, где оно достигало громкоговорителя после усиления и вызывало шум, его назвали шумовым напряжением.

Из-за своей случайности шумовые напряжения имеют широкий частотный и фазовый диапазон и, таким образом, охватывают практически всю полосу частот усилителя. Поэтому чем шире полоса пропускания усилителя, тем больше шум. Чем выше шум, тем выше температура и тем больше сопротивление цепи, генерирующей напряжение теплового шума.

При температуре 20-25°C напряжение шума может быть рассчитано по следующей формуле

U w ,

где Ustv — напряжение теплового шума, μV- fin, а fn — наибольшая и наименьшая частота, проходящая через цепь, кГц,

R — активная составляющая сопротивления цепи в диапазоне частот от f in до f n, кОм.

Все схемы усилителей генерируют напряжение теплового шума, но особенно большое влияние оказывает собственный шум первых каскадов усилителя, так как этот шум в дальнейшем усиливается всеми последующими каскадами. Например, если высокие и низкие частоты усилителя составляют 10 000 и 100 Гц, а входной импеданс равен 500 Ом, напряжение теплового шума составляет

U отн.м.с. ≈ 0,27 мкВ.

Приведенный выше расчет показывает, что напряжение теплового шума очень низкое. Поэтому тепловой шум в усилителях оказывает влияние только при высоких коэффициентах усиления.

Напряжение шума также может быть вызвано неравномерным движением носителей заряда через усилительный элемент. Это явление называется эффектом дробовика. Шум транзистора обычно оценивается коэффициентом шума в децибелах, т.е. количеством децибел, которые транзистор вносит в уровень шума по сравнению с тепловым шумом в схеме.

На общий уровень шума усилителя сильно влияют колебания напряжения питания, а также индуктивности, вызванные внешними электрическими и магнитными полями. Эти помехи можно уменьшить, используя дополнительные сглаживающие фильтры на сетевых выходах и тщательно экранируя наиболее важные цепи усилителя (особенно входы).

Величина напряжения общей помехи на выходе усилителя должна быть значительно меньше напряжения усиленного сигнала, иначе полезный сигнал невозможно отличить от хаотически колеблющегося напряжения помехи. Обычно предполагается, что полезный сигнал должен быть не менее высокого уровня, чем напряжение помехи.

Влияние общей выходной мощности на громкость

Удивительно, но высокая мощность громкоговорителя не всегда означает, что он играет громко и «тихо». Выбирая колонки для компьютера, помните, что, грубо говоря, ватты указывают на мощность, потребляемую аппаратурой.

В зависимости от мощности системы (которая иногда может быть крайне низкой), полученный объем может быть значительно изменен.

Объем — это субъективная характеристика. Она измеряется интенсивностью, которая пропорциональна квадрату амплитуды звукового давления. На него влияет чувствительность человеческого уха.

Разные люди могут по-разному воспринимать одни и те же частотные диапазоны. Кроме того, чувствительность снижается с возрастом.

Общая выходная мощность — не единственный параметр, влияющий на звуковое давление. Громкость всей системы также зависит от чувствительности динамиков и мощности усилителя.

Чем ниже чувствительность динамика, тем большая мощность усилителя требуется для его активации.

Системы измерения

Мощная колонка для концертов

Тем не менее, наиболее эффективным инструментом, доступным дилерам для продажи колонок для ПК, остается мощность, выраженная в ваттах. До недавнего времени, около 20 лет назад, единственными колонками на рынке были старые советские колонки и китайские устройства, которые только начинали захватывать мировой рынок.

Высококачественная европейская и американская электроника просто не поставлялась к нам из-за ее непомерной стоимости, которая была не по карману подавляющему большинству покупателей.

В паспортах советской, а затем и российской электронной техники указывалась номинальная мощность, которая до сих пор считается одним из наиболее объективных параметров. Эта характеристика определяется в среднем положении регулятора громкости.

Китайцы традиционно определяют PMPO — максимальную мощность, которую теоретически может выдержать громкоговоритель без механических повреждений, а сам усилитель «пропустить через себя», не сжигая и не расплавляя материал.

Нередко можно увидеть гордую наклейку мощностью 500 Вт на крошечной колонке. Разумеется, ни одна такая система не была оснащена силовым блоком, способным накопить такое количество энергии.

Эта система расчета получила название «китайские ватты». В ходе многочисленных испытаний было установлено, что мощность в 20-30 раз превышает номинальную. В настоящее время, к счастью, PMPO почти никогда не используется, а в спецификациях китайских электронных устройств указывается номинальная мощность.

Это и понятно: за исключением Китая и некоторых других азиатских стран, сегодня почти никто не производит аппаратное обеспечение. Борьба за рынок больше не имеет смысла при таких ловких манипуляциях — он давно завоеван и монополизирован.

Прочие стандарты

hi-fi-акустика высокого уровня

В этом контексте следует упомянуть стандарт DIN 45500, в котором впервые был классифицирован термин hi-fi оборудование. Согласно нормативам, мощность DIN измеряется здесь путем подачи сигнала 1 кГц на линейный вход в течение 10 минут.

При достижении 1 % THD измеряется мощность. Такая система полностью идентична японской EIAJ. Другим параметром является музыкальная мощность DIN, т.е. максимальный сигнал, который устройство может выдерживать в течение длительного времени без повреждений.

Этот показатель соответствует мощности IEC в соответствии со стандартом IEC 268-5 Международной электротехнической комиссии. Время зарядки составляет 100 часов.

RMS — это предельная мощность синусоидальной волны, т.е. мощность, при которой устройство может работать в течение часа без повреждений. Обычно это значение на 150-200% выше советской номинальной мощности и на 20-25% выше мощности по DIN. Этот стандарт близок к AES2-1984, который определяет период измерения в два часа.

Оцените статью