מדידת הספק המוצא של מגברי תדר שמע. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מדידת עוצמת המוצא של מגברי שמע. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מגברי כוח טרנזיסטור

ניקח מגבר רגיל בתדר נמוך עם מתח אספקה של +12 וולט, התנגדות עומס של 4 אוהם, נחבר אוסילוסקופ לעומס, ומחולל אותות סינוסואידי לכניסה, (תאנה. מספר)

(לחץ להגדלה)

בואו נפעיל הכל ונצפה ב"תמונות מצחיקות" על מסך האוסילוסקופ - סינוסואיד עד שיגיע לעיוות גלוי (אורז. 2א). (הערה מ-Scientist Cat: פחות מ-3% עיוות אינו מורגש בעין בלתי מזוינת. על מהו עיוות נדבר במאמר אחר).

מדידת הספק המוצא של מגברי תדר שמע. סינוסואיד

ניתן לחשב (או למדוד) את השטח התפוס על ידי גל סינוס ולהחליף אותו במתח DC שווה ערך של אותו שטח (אורז. 2ב).

מדידת הספק המוצא של מגברי תדר שמע. סינוסואיד

המתח הזה נקרא מתח RMS - SCR (ראשי תיבות באנגלית - RMS), בשפה הדיבורית - "יעיל". בדרך זו ניתן למצוא את המתח המקביל לכל צורת זרם (אורז. 2ג, ד, ה).

גל סינוס

מדידת הספק המוצא של מגברי תדר שמע. סינוסואיד

עבור זרם משולש, מלבני, סינוסואיד, אקספוננציאלי, ישנם ביטויים מתמטיים להמרה המקבילה. כדי להקל על ההבנה, הדמויות מציגות חצאי תקופות של אותות סימטריים. הופעתה של הקלטת מחשב מאפשרת לבצע אינטגרציה מספרית של כל פונקציה מבלי לחפש את הביטוי המתמטי שלה. בשביל מה כל זה? הזרם הישיר המקביל שנמצא יפיק את אותה עבודה תרמית כמו הזרם הנחקר שלנו.

כל זרם חילופין יכול להיות מאופיין בסוגי המתח הבאים:

אמפליטודה - חיצים כחולים (ברור מהשם והתמונות);

ממוצע - ממוצע אריתמטי של כל ערכי האות המיידי עבור התקופה הנמדדת (לא מוצג באיורים);

RMS - חיצים אדומים (נדון למעלה).

כדי להקל על הבנת סוגי המתח הללו, ניתן לצייר אותם על נייר גרף ולסכם באופן עצמאי את ערכי המתח המספריים (עבור מתח סינוסואידי, מלבני ומשולש). לרוב מדי מתח AC יש מעגל יישור AC התואם למתח הממוצע - כפשוטם ביותר, וסולם המצביע מכויל ב-VMS. בעת מדידת זרמים ומתחים סינוסואידים, הדבר אינו גורם לקשיים, אך אם הזרם או המתח שונים מסינוסואיד, יהיה צורך להכניס גורמי תיקון.

עכשיו בואו נזכור את תחילת ההתחלה - חוק אוהם: I=U/R, כמו גם נוסחאות לחישוב הספק DC - P=U*I=I2R=U2/R.

עבור זרם סינוסואידי (ומתח), הנוסחה לחישוב הספק ממתח המשרעת הנמדד על ידי אוסילוסקופ תיראה כך:

P = (0,707U)2/Rн = U2/4Rн

כאשר 0,707 הוא מקדם ההמרה של מתח המשרעת U של זרם סינוסואיד למתח זרם ישר שווה ערך.

המצאנו דרך מעשית למדוד את הספק המוצא של מגבר על ידי מדידת משרעת האות על מסך האוסילוסקופ (אורז. 2ב). כוח מכני הוא עבודה שנעשתה תוך שנייה אחת. הספק החשמלי אינו מכיל פרמטר זמן מפורש; משתמע (אך לא נצפה, במיוחד כאשר מודדים את ההספק של מגברים בתדר נמוך) שזה גם שנייה אחת. לדוגמה, עבור פיתול עם תדר של 1 הרץ בזמן של 1 שניות בכל רגע של ה-SCR, המתח שווה לערך המשרעת שלו (אורז. 2ג)

ומי מונע ממך להרחיב את הגישה הזו לאות הסינוסואידאלי? עבור חלק סינוס של 100Hz בזמן של 1ms (אורז. 2) אנו מקבלים למעשה מלבן, שעבורו מקדם ההמרה של מתח המשרעת ל-SCR שווה ל-1, ובהתאם ההספק המיידי גדול פי שניים מכל חצי המחזור של 10 אלפיות השנייה.

מדידת עוצמת המוצא של מגברי שמע

אבל זה לא הכל! ניתן למדוד את תנודת המתח במהלך המעבר מהערך המינימלי למקסימום (אורז. 2 גרם) בפרק זמן קצר מאוד ולקבל אפילו יותר כוח! הנה הם - עשרות וואט מבום בוקס ומאות וואט ממגבר ביתי!

מדידת עוצמת המוצא של מגברי שמע

בואו נסכם את התוצאות בטבלה.

מתח שורש מרובע Uskv=2v. הספק ב-Rn 4 אוהם Pout = 1 וואט	משרעת U=2.83v. הספק ב-Rn 4 אוהם Rout = 2 וואט	נדנדה (משרעת כפולה) U \u5.66d 4v. הספק ב-Rн 8 Ohm Pout = XNUMX וואט
RMS Usv = 3,54v. הספק ב-Rн 4 Ohm Pout = 3.12 וואט	משרעת U=5v. הספק ב-Rn 4 אוהם Pout = 6,25 וואט	שיא לשיא (p-p) 10 וולט. הספק ב-Rн 4 Ohm Pout = 25 וואט
שורש ממוצע ריבוע Uskv=10v. הספק ב-Rн 6 Ohm Pout = 16,7 וואט	משרעת U=14,14v. הספק ב-Rn 6 אוהם Pout = 33,3 וואט	שיא לשיא (p-p) 28,3 וולט. הספק ב-Rн 6 Ohm Pout = 133,2 וואט

בדקנו מדידת הספק על פני עומס התנגדות (כגון נגד מתפתל חוטי בעל הספק גבוה) הנפוץ בבדיקת מגבר. חובב רדיו קשוב, שמודד את התנגדות הרמקולים בעזרת אוהם דיגיטלי, יגלה שהיא תהיה פחות מ-4 אוהם, למשל, 3,8 אוהם. "כן, זה אומר שאקבל יותר ממה שרשום בטבלה!" – יצעק – ויצדק, אך לא לגמרי. העובדה היא שלרמקול שני רכיבי התנגדות - אקטיביים, שניתן למדוד אותם בכל אוהםמטר, ואינדוקטיבי - בהתאם למספר הסיבובים של סליל הרמקול ותכונותיו המגנטיות (נמדד עם מד RCL). ניקח כדוגמה רמקול 3GD-32-75 עם התנגדות סליל DC נומינלית של R=4 אוהם; השראות L=150 microHenry. העכבה Z של הרמקול מורכבת משני רכיבים - אקטיביים Rx ואינדוקטיבי XL. בוא נחשב אותם עבור שני תדרים:

תדיר	1000 הרץ	10 кГц
תגובה אינדוקטיבית מחושבת על ידי הנוסחה	0,94 אוהם	9,4 אוהם
עכבה - לפי הנוסחה	4,11 אוהם	10,21 אוהם

אנו רואים שב-10 קילו-הרץ ההתנגדות של העומס בפועל גדלה פי 2,5, וההספק הנמסר לעומס זה ירד בהתאמה באותה פי 2,5 (אורז. 3 ב). עכשיו תזכרו שיש קבל בכניסה של המגבר (וביציאה).

מדידת הספק המוצא של מגברי תדר שמע. לוח זמנים

נניח Rin = 100 kOhm, קיבול הקבל Swx = 0,1 μF. בתדר של 1 קילו-הרץ ההתנגדות שלו תהיה 1,6 קילו אוהם; בתדר של 100 הרץ - 16 קילו אוהם; בתדר של 10 הרץ - 160 קילו אוהם, כלומר. המתח המסופק לכניסה של השלב הראשון של המגבר יקטן פי 0,38, וביחס לכך, הספק המוצא יקטן (אורז. 3ג).

חישוב דומה להשפעת קיבול המוצא Cout = 1000 μF נותן: 1 kHz - 0,16 אוהם; 100 הרץ - 1,6 אוהם; 10 הרץ - 16 אוהם. במקרה האחרון, העומס של 4 אוהם יקבל רק 0,2 מתח מוצא, והספק המוצא יירד ל-1/25 מהמקסימום האפשרי (אורז. 3 גרם). לכן, אל תתעצלו לחשב את הקיבולים המינימליים הנדרשים של קבלי הקלט והיציאה כדי להשיג תגובת תדר נתונה באזור התדר הנמוך.

אבל זה לא הכל! אם הרמקול שלנו הוא דו או תלת כיווני, די קשה לחזות את התנהגות עכבת הרמקול עקב השפעת השראות, קבלים ונגדי מסנן מוצלבים; קל יותר לבצע מדידות (אורז. 3). (הערה של חתול חכם. כן, באופן כללי, זה לא ממש הכרחי.)

לסכם

1.עדיף למדוד את הספק המוצא על ידי התבוננות באות סינוסואידי לא מהודק במסך האוסילוסקופ, ולחשב מחדש את הערך הנמדד של מתח המשרעת ל-RMS (כדי לקבל הספק סינוסואידי), או להשאיר אותו כפי שהוא (לשיא הספק). מדידת מתח עם מד מתח AC אינה מומלצת, שכן לא נראה עיוות אות קרוב לעוצמה המקסימלית, ולרוב איננו יודעים כיצד מרכיבים ומכוילים את מד המתח. המדידה של הספק שיא המשרעת מוטלת בספק - ניתן לקבל אותה גם רק על ידי חישוב. הנוסחה לחישוב משוער של הספק של אות סינוסואיד היא כדלקמן: Р = (מעלה:3)2/Rн, כאשר Up הוא מתח האספקה, Rн הוא התנגדות העומס בתדר נתון. חובבי דיוק יכולים להחסיר את מפל המתח על פני טרנזיסטורי המוצא מ-Up ולקחת בחשבון את הירידה של Up כאשר אספקת הכוח אינה יציבה.

2.כעת אנו יודעים כיצד להתייחס להספק המוצהר על לוחית השם של קולנוע ביתי "מגניב": "ההספק הכולל של כל הערוצים הוא 400 וואט" כאשר ההספק הנצרך מהרשת הוא 100 וואט. 3.הדרך הנכונה ביותר תהיה לומר: הספק מגבר נמדד - X וואט בעיוות הרמוני Y% ותדר Z הרץ בעומס R Ohm. (עבור הסקרנים, GOSTs הישנים רמזו על מקדם הרמוני של 1% בהספק מדורג ו-10% לכל היותר). לגבי המקדם ההרמוני (נדבר בהמשך, עכשיו אני צריך אוכל בצורת דגים, לא זרם חשמלי! - הערה מחתול רעב).

4."אבל זה לא הכל!" (בוס, אתה יכול לדבר בלי להשתמש בסיסמאות פרסומות? הערה של חתול יודע קרוא וכתוב). ההספק המופץ על ידי הטרנזיסטורים הסופיים של המגבר אינו קבוע (עבור מגברים מסוג AB הנפוצים ביותר), ומגיע למקסימום בטווח של 0,25..0,5 הספק מוצא. בהתבסס על זה, יש צורך לחשב את שטח הרדיאטור הנדרש.

פרסום: radiokot.ru

ראה מאמרים אחרים סעיף מגברי כוח טרנזיסטור.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

כוס מגנטית לכלוב 19.02.2008

מדענים אמריקאים לומדים כיצד להשתמש במגנטים כדי לשלוט בהתנהגות התאים. כדי לגרום לתא לעשות עבודה - לנצח חיידק אויב או לייצר אינסולין - יש צורך לפעול על הקולטן המתאים לו. ככלל, רופאים עושים זאת בעזרת הורמונים המנוהלים באופן מלאכותי.

"אנחנו מציעים ללכת בדרך אחרת לגמרי - להשתמש בננומגנטים", אומר ד"ר דון אינגבר מבית החולים לילדים בבוסטון. בניסויים הראשונים שלהם, המדענים יצרו חלקיקים מגנטיים בגודל 30 ננומטר עם ליבה פנימית בקוטר של 5 ננומטר בלבד. חלקיקים בגודל כזה התבררו במצב סופר-פראמגנטי, כלומר על ידי הפעלת שדה מגנטי, ניתן היה להעביר אותם פעמים רבות הן למצב מגנטי והן למצב לא מגנטי. כל חלקיק שולב עם מולקולת אנטיגן אחת התואמת לקולטן של תאי מערכת החיסון.

"אנטיגן אחד לכל חלקיק חשוב מאוד", אומר עמיתו לעבודה ד"ר רוברט מניקה. "רצינו לצרף כל חלקיק לקולטן אחד בלבד כדי שנוכל לשלוט בתא בודד". כפי שהראו הניסויים, ניתן היה לארגן בקרה כזו: תאים, שלקולטנים שלהם חוברו ננומגנטים, בהשפעת שדה מגנטי, פתחו תעלות למעבר יוני סידן פנימה. וללא שדה מגנטי לא נצפה דבר כזה.

"אנו מקווים שבעתיד, בעזרת ננו-חלקיקים מגנטיים, ניתן יהיה לשלוט בתהליכים רבים באורגניזם חי ובמקביל להסתדר ללא תרופות. למשל, אדם חולה סוכרת, לאחר אכילת ממתקים, יהיה מסוגל לעורר תאים מייצרי אינסולין שהושתלו מתחת לעור שלו באמצעות מגנט", אומר דון אינגבר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ אוזניה מתפתלת עצמית

▪ בטון שעליו נמס קרח

▪ רוקר עשן

▪ פאנל OLED בגודל 40 אינץ' עבור צגים וטלוויזיות דקים במיוחד

▪ מסגרת פחמן תלת מימדית תשפר אנודות של סוללת ליתיום-יון

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר הגנת ברקים. בחירת מאמרים

▪ מאמר שטיפת מוח. ביטוי עממי

▪ כתבה איזה דגל מנופף הכי הרבה ספינות? תשובה מפורטת

▪ מאמר הספגה ושטיפת מסנני אוויר. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר חיבור רדיו של שני פקסים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר דרך נוספת ליצור מעגל מודפס. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר