Выходная мощность – Почему нельзя сравнивать усилители для наушников с позиции громкости по их мощности?

Содержание

Выходная мощность

При активном характере сопротивления нагрузки выходная мощность усилителя равна

,

где Uвых — действующее, а Um вых – амплитудное значение выходного напряжения.

Выходная мощность – это полезная мощность, развиваемая усилителем в нагрузочном сопротивлении.

Увеличение выходной мощности усилителя ограничено искажениями, которые возникают за счет нелинейности характеристик усилительных элементов при больших амплитудах сигналов. Поэтому чаще всего усилитель характеризуют максимальной мощностью, которую можно получить на выходе при условии, что искажения не превышают заданной (допустимой) величины.

Эта мощность называется номинальной выходной мощностью усилителя.

Коэффициент полезного действия

Этот показатель особенно важно учитывать для усилителей средней и большой мощности, так как он позволяет оценить их экономичность. Численно к.п.д. равен

где Ро – мощность, потребляемая усилителем от источника питания.

Номинальное входное напряжение (чувствительность)

Номинальным входным напряжением называется напряжение, которое нужно подвести к входу усилителя, чтобы получить на выходе заданную мощность. Входное напряжение зависит от типа источника усиливаемых колебаний. Чем меньше величина входного напряжения, обеспечивающего требуемую выходную мощность, тем выше чувствительность усилителя. Подача на вход усилителя напряжения, превышающего номинальное, приводит к значительным искажениям сигнала и называется перегрузкой со стороны входа.

Если усилитель предназначен для работы от нескольких источников, то его вход рассчитывается обычно на наименьшее напряжение, которое дает один из источников, а другие источники сигнала включаются через делители напряжения.

Диапазон усиливаемых частот

Диапазоном усиливаемых частот, или полосой пропускания, называется та область частот, в которой коэффициент усиления изменяется не больше, чем это допустимо по техническим условиям.

Допустимые изменения коэффициентов усиления в пределах полосы пропускания зависят от назначения и условий работы усилителя.

Уровень собственных помех усилителя

Причины возникновения помех на выходе усилителя можно разделить на три основные группы:

1) тепловые шумы, 2) шумы усилительных элементов, 3) помехи из-за пульсаций напряжения питания и наводок со стороны внешних электромагнитных полей.

Известно, что в проводниках и полупроводниках при нормальной комнатной температуре (порядка С) электроны движутся хаотически, причем в каждый данный момент количество электронов, движущихся в каком либо одном направлении, превышает количество электронов, движущихся в других направлениях. Преимущественное движение электронов в любом направлении является электрическим током и, следовательно, при этом на проводнике или полупроводнике создается напряжение, не подчиняющееся какому либо определенному закону.

Так как впервые с этим напряжением столкнулись при создании радиовещательных приемников, в которых оно после усиления попадало к громкоговорителю и создавало шум, то его назвали

напряжением шумов.

Шумовые напряжения, в силу своей случайности, имеют самые различные частоты и фазы и поэтому практически охватывают всю полосу частот усилителя. Следовательно, с увеличением полосы пропускания усилителя уровень шума возрастает. Кроме того, шум тем больше, чем выше температура и больше величина сопротивления цепи, которая создает напряжение тепловых шумов.

При температуре 20 — 25°С шумовое напряжение можно найти по формуле

Uт.ш ,

где Uт.ш – напряжение тепловых шумов, мкВ; fв и fн — высшая и низшая частоты, пропускаемые цепью, кГц;

R – активная составляющая сопротивления цепи в полосе частот от fв до fн, кОм.

Все цепи усилителя создают напряжение тепловых шумов, однако особенно большое влияние оказывают собственные шумы первых усилительных каскадов, так как эти шумы в дальнейшем усиливаются всеми последующими каскадами. Если, например, высшая и низшая рабочие частоты усилителя равны 10000 и 100 Гц, а активное сопротивление входной цепи составляет 500 Ом, то напряжение тепловых шумов будет равно

Uт.ш ≈ 0,27 мкВ.

Приведенные вычисления показывают, что величина напряжения тепловых шумов очень мала. Поэтому помехи от тепловых шумов в усилителях сказываются лишь при больших коэффициентах усиления.

Напряжения шумов может возникнуть также из-за неравномерности движения носителей электрических зарядов через усилительный элемент. Это явление называют дробовым эффектом. Уровень шумов транзисторов обычно оценивают коэффициентом шума, выраженным в децибелах и показывающим, на сколько децибел, включенный в цепь транзистор повышает уровень шумов по сравнению с тепловыми шумами цепи.

Большое влияние на общий уровень помех усилителя оказывают пульсации напряжений источников питания, а также наводки со стороны внешних электрических и магнитных полей. Уменьшение этих помех может быть достигнуто применением дополнительных сглаживающих фильтров на выходе источников питания и тщательной экранировкой наиболее ответственных цепей усилителя (главным образом входных).

Величина общих помех на выходе усилителя должна быть значительно меньше напряжения усиленного сигнала; в противном случае из хаотически изменяющегося напряжения помех нельзя будет выделить полезный сигнал. Обычно считают, что полезный сигнал должен превышать уровень помех не менее чем

в 2 – 3 раза (на 6 – 10 дБ).

Отношение амплитуд наиболее сильного и наиболее слабого сигналов на входе усилителя называют динамическим диапазоном амплитуд D. Динамический диапазон обычно выражают в децибелах

выходная мощность — это… Что такое выходная мощность?


выходная мощность

3.3 выходная мощность Р, Вт: Усредненная во времени ультразвуковая мощность излучения ультразвукового преобразователя в условиях свободного поля и в какой-то определенной среде, желательно в воде.

Смотри также родственные термины:

3.9 выходная мощность (для ВЭУ) [output power (for wind turbines)]: Электрическая активная мощность, вырабатываемая ВЭУ на ее зажимах.

60. Выходная мощность биполярного транзистора

D. Ausgangsleistung

E. Output power

65a. Выходная мощность в пике огибающей биполярного транзистора

Е Peak envelope power

Рвых,п.о

Мощность двухтонового сигнала в нагрузке биполярного транзистора, равная мощности однотонового, имеющего ту же амплитуду, что и двухтоновый сигнал в пике огибающей.

Примечание. Под двухтоновым сигналом понимают сигнал, состоящий из двух синусоидальных сигналов равной амплитуды с разными частотами

55. Выходная мощность генераторной лампы

*

Выходная мощность

Ндп. Мощность, отдаваемая генераторной лампой

E. Output power

F. Puissance de sortie

Мощность, отдаваемая генераторной лампой во внешнюю высокочастотную цепь

107 выходная мощность оптического излучения волоконно-оптического лазера: Мощность оптического излучения на выходном оптическом полюсе волоконно-оптического лазера в рабочем диапазоне длин волн.

194. Выходная мощность прибора СВЧ

Выходная мощность

Output power

Pвых

СВЧ мощность, отдаваемая прибором СВЧ в нагрузку с заданными параметрами

3.8 выходная мощность радиопередатчика: Активная мощность, передаваемая радиопередатчиком в АФУ или эквивалент нагрузки.

293. Выходная мощность радиопередатчика

101. Выходная мощность трансформатора малой мощности

Выходная мощность

D. Ausgangsleistung des Kleintransformators

E. Transformer output power

Сумма мощностей всех вторичных обмоток трансформатора малой мощности

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

  • Выходная кромка пера
  • выходная мощность (для ВЭУ)

Смотреть что такое «выходная мощность» в других словарях:

  • выходная мощность — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятияэлектротехника, основные понятия EN outputoutput powerPOPOUTpower output …   Справочник технического переводчика

  • Выходная мощность

    — – величина, определяемая вместе с входной мощностью, с учетом выполнения мероприятий по вводу в действие новых мощностей, новых организационно технических решений и выбытия существующего в результате мо­рального и физического износа… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • выходная мощность — išėjimo galia statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. output power; power output vok. abgegebene Leistung, f; Ausgangsleistung, f; Leistungsabgabe, f rus. выходная мощность, f pranc. puissance de sortie, f …   Automatikos terminų žodynas

  • выходная мощность — išėjimo galia statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Matavimo sistemos ar matuoklio išėjimo signalo galia. atitikmenys: angl. output power vok. Ausgangsleistung, f rus. выходная мощность, f pranc. puissance de sortie, f …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • выходная мощность — išėjimo galia statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. output power vok. Ausgangsleistung, f rus. выходная мощность, f pranc. puissance de sortie, f …   Fizikos terminų žodynas

  • выходная мощность генераторной лампы — выходная мощность Ндп. мощность, отдаваемая генераторной лампой Мощность, отдаваемая генераторной лампой во внешнюю высокочастотную цепь. Примечание Величина расчетная (непрсредственно не измеряемая). [ГОСТ 20412 75] Недопустимые, нерекомендуемые …   Справочник технического переводчика

  • выходная мощность интегральной микросхемы — выходная мощность Мощность, выделяемая на нагрузке интегральной микросхемы в заданном режиме. Обозначение Pвых PO [ГОСТ 19480 89] Тематики микросхемы Синонимы выходная мощность …   Справочник технического переводчика

  • выходная мощность прибора СВЧ — выходная мощность Рвых СВЧ мощность, отдаваемая прибором СВЧ в нагрузку с заданными параметрами. [ГОСТ 23769 79] Тематики приборы и устройства защитные СВЧ Синонимы выходная мощность EN output power …   Справочник технического переводчика

  • выходная мощность трансформатора малой мощности — Сумма мощностей всех вторичных обмоток трансформатора малой мощности [ГОСТ 20938 75] Тематики трансформатор Классификация >>> Синонимы выходная мощность EN transformer output power DE Ausgangsleistung des Kleintransformators …   Справочник технического переводчика

  • выходная мощность биполярного транзистора — Мощность, которую отдает транзистор в типовой схеме генератора (усилителя) на заданной частоте. Обозначение Pвых Pout [ГОСТ 20003 74] Тематики полупроводниковые приборы EN output power DE Ausgangsleistung …   Справочник технического переводчика

Выходная мощность — это… Что такое Выходная мощность?

Выходная мощность – величина, определяемая вместе с входной мощностью, с учетом выполнения мероприятий по вводу в действие новых мощностей, новых организационно-технических решений и выбытия существующего в результате мо­рального и физического износа оборудования или других причин.

[Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.]

Рубрика термина: Экономика

Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование

Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. — Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.

Характеристики усилителей

При выборе усилителя мощности покупатели часто допускают похожую ошибку, полагая, что указанные в паспорте технические характеристики позволят им понять, какого звука стоит ожидать от приобретаемого усилителя. Дело в том, что основные параметры не отражают «характер» усилителя, хотя бы потому, что они измерены в рафинированных лабораторных

условиях и вообще могут быть недостоверными. Равные по техническим характеристикам усилители могут звучать по-разному. А бывает, что усилитель с худшими характеристиками звучит гораздо лучше. Можно сделать предположение, что эти явления в основном связаны с субъективным восприятием звукового поля разными людьми. Однако правильнее предположить, что если при одинаковых «цифрах» имеются различия, это означает, что что-то измерить попросту забыли. В итоге получается, что оценивать усилитель по основным характеристикам – все равно, что оценивать человека лишь по его физическим параметрам.

К основным характеристикам усилителя мощности звуковой частоты относятся:
  1. Выходная мощность.
  2. Частотный диапазон.
  3. Коэффициент гармонических искажений.
  4. Отношение сигнал / шум.
  5. Демпинг-фактор (или коэффициент демпфирования).
Дополнительно могут указываться:
  1. Коэффициент интермодуляционных искажений.
  2. Скорость нарастания выходного напряжения.
  3. Перекрестные помехи.

Разумеется, в паспорте присутствуют и немаловажные эксплуатационные характеристики:

  1. Напряжение питания.
  2. Максимальная потребляемая мощность.
  3. Масса.
  4. Габаритные размеры.
Выходная мощность

Данный параметр имеет множество разновидностей и методик измерения, и некоторые производители используют это в рекламных целях, намеренно не указывая условия, при которых выходная мощность была измерена. Именно поэтому покупатель недоумевает, сравнивая в магазине крохотный музыкальный центр с наклейкой 2х1000W и увесистый усилитель мощности внушительных размеров с характеристикой 30 Вт на канал.

Для отечественных усилителей в основном использовались такие характеристики, как номинальная и максимальная выходная мощность:

Номинальная мощность – выходная мощность усилителя при заданном коэффициенте нелинейных искажений. Такая методика измерения предоставляет определенную свободу выбора изготовителю, который волен указать значение номинальной мощности, соответствующее наиболее выгодному значению нелинейных искажений. А ведь широко известно, что в усилителях класса АВ при малых уровнях выходной мощности, например 1Вт, уровень искажений может достигать огромных значений. Существенно уменьшаться он может только при увеличении выходной мощности до номинальной. В паспортах отечественными производителями указывались рекордные номинальные характеристики, с крайне низким уровнем искажений при высокой номинальной мощности усилителя. Тогда как наивысшая статистическая плотность музыкального сигнала лежит в диапазоне амплитуд 5-15% от максимального значения. Вероятно, поэтому советские усилители заметно проигрывали на слух западным, у которых оптимум искажений мог быть на средних уровнях громкости. В СССР же шла гонка за минимумом гармонических и иногда интермодуляционных искажений любой ценой на одном, номинальном (почти максимальном) уровне мощности.

Максимальная мощность – выходная мощность усилителя при ненормированном коэффициенте нелинейных искажений. Данный параметр является еще менее информативным, чем номинальная мощность и характеризует только запас прочности усилителя – способность работать длительное время при перегрузках по входу.

Среди зарубежных чаще всего используются характеристики RMS, PMPO и DIN POWER:

RMS (Root Mean Squared) – среднеквадратичное значение мощности при нормированном коэффициенте нелинейных искажений. Как правило, измерение проводится на 1 кГц при достижении коэффициента нелинейных искажений 10%. Этот показатель был заимствован из электротехники и, строго говоря, для описания звуковых характеристик непригоден. В музыкальных сигналах громкие звуки человек слышит лучше, чем слабые, поскольку на органы слуха воздействуют амплитудные значения, а не среднеквадратичные. Таким образом, усредненное значение будет мало о чем говорить. Стандарт RMS был одной из неудачных попыток описать параметры звуковой аппаратуры и имеет весьма ограниченное применение — усилитель, который выдает 10% искажений не на максимальной мощности нужно еще поискать. До достижения максимальной мощности, искажения не превышают зачастую сотых долей процента, а потом резко возрастают.

PMPO (Peak Music Power Output) — максимально достижимое пиковое значение сигнала независимо от искажений за минимальный промежуток времени (обычно за 10 mS). Как следует из описания, параметр PMPO — виртуальный и бессмысленный в практическом применении. Тем не менее, он очень часто встречается в описаниях на усилители, вводя в заблуждение многочисленных покупателей. В связи с этим можно лишь посетовать на отсутствие единых обязательных стандартов измерения выходной мощности и на недобросовестность производителей. 100 Вт PMPO зачастую соответствуют лишь 3 Вт номинальной мощности при 1% КНИ.

DIN POWER — значение выдаваемой на реальной нагрузке мощности при нормированном коэффициенте нелинейных искажений. Измерения проводятся в течении 10 минут с помощью сигнала частотой 1 кГц при достижении 1 % КНИ.

Данный параметр наиболее адекватно характеризует выходную мощность усилителя. Иногда он встречается в паспорте усилителя под обозначением IEJA. Его разновидность IHF определяет выходную мощность при 0,1% КНИ.

Строго говоря, есть и многие другие виды измерений, например, DIN MUSIC POWER, описывающая мощность не синусоидального, а музыкального сигнала. В последнее время из-за отсутствия единого стандарта производители стараются указывать выходную мощность вкупе с другими характеристиками, при которых она измерена. Например,

650 W (8 Ω, 20 – 20000 Hz, 0,1% THD)
750 W (8 Ω, 1000 Hz, 0,1% THD)

Учитывая тот факт, что музыкальный сигнал имеет большой частотный и динамический диапазон, правильнее проводить измерения с помощью музыкальных сигналов. И указывать не номинальную мощность, а график зависимости коэффициента нелинейных искажений от выходной мощности.

Можно добавить, что каждый усилитель рассчитан на определенное сопротивление нагрузки. Тем не менее, оно может варьироваться, и в технических паспортах указываются основные параметры для каждого допустимого сопротивления.

Частотный диапазон

Практически любой современный усилитель мощности звуковой частоты способен усиливать сигналы с частотой, выходящей далеко за рамки слышимого диапазона. Поэтому указывать в чистом виде частотный диапазон, например, от 5 Гц до 100 кГц – совершенно бессмысленно.

Назначение усилителя мощности звуковой частоты (если он не имеет специального назначения, как, например, гитарный усилитель) – формирование на выходе электрического сигнала, по форме в точности повторяющего входной сигнал, но имеющего большую мощность. Так как музыкальный сигнал, даже если он формируется одним музыкальным инструментом, далек от гармонического, то минимизации коэффициента нелинейных искажений в усилителях для качественного воспроизведения звука, недостаточно. Необходимо, чтобы в диапазоне слышимых частот от 16 до 20000 Гц амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики усилителя были абсолютно горизонтальными. На практике, этого добиться не удается, да и акустическая система имеет АЧХ с более существенными провалами и подъемами.

Частотный диапазон указывается при нормированной неравномерности амплитудно-частотной характеристике, выраженной в относительных величинах. Самые удачные модели усилителей имеют неравномерность АЧХ +/-0,1 дБ в диапазоне от 20 до 20000 Гц. Если при измерении принять стандартную неравномерность амплитудно-частотной характеристики 3 дБ, то частотный диапазон составит 10 – 100000 Гц.

Коэффициент гармонических искажений

Искажения сигнала вызваны нелинейностью входных и выходных характеристик усилительных элементов и присущи любым усилителям мощности. Если подать на вход усилителя синусоидальный сигнал, то в спектре выходного сигнала, кроме основной гармоники, обнаружатся дополнительные, частота которых кратна частоте полезного сигнала. Такие гармоники являются паразитными и их мощность, как правило, невелика. Однако их суммирование с полезным сигналом приводит к существенному искажению его формы, и как следствие, искаженному звучанию.

Коэффициент гармонических искажений (Total Harmonic Distortion) показывает слышимую составляющую гармонических искажений в выходном сигнале и определяется как отношение суммарной мощности паразитных сигналов к мощности полезного гармонического сигнала. Как правило, измерения проводятся на частоте 1 кГц.

При замерах обращается внимание на спектральное распределение и характер искажений. Слышимость паразитных гармоник зависит от относительного уровня по отношению к тестовому сигналу, от порядка гармоники, от типа (четная/нечетная), а так же от того, на какой громкости прослушивается тестовый фрагмент.

Типовое значение THD для Hi-Fi усилителя составляет 0,1%. Однако, уже не раз отмечалось: усилитель с THD 0,001% может оказаться хуже по звуку, чем другой, с THD 0,1%. Дело в том, что при таких малых значениях этого параметра, искажения сложно проследить в форме выходного сигнала или ощутить на слух. Поэтому, разницы между 0,1% и 0,001% слышно не будет.

Отношение сигнал / шум

Отношение сигнал / шум определяется как отношение мощности полезного гармонического сигнала к мощности собственных шумов усилителя мощности. Данный параметр для современной звукоусилительной техники превышает значение 100дБ. Это означает, что мощность собственных шумов усилителя в 10 миллиардов раз меньше мощности полезного музыкального сигнала. Можно с уверенностью сказать, что в настоящее время этот параметр – лишь предмет гордости производителя. Он не имеет для пользователя никакого значения. Кто сможет ощутить различия между ОСШ 95 и 100 дБ?!

Демпинг-фактор (коэффициент демпфирования)

Коэффициент демпфирования определяется как отношение номинального сопротивления нагрузки к выходному сопротивлению усилителя и характеризует способность подавлять паразитные напряжения, которые возникают в динамических головках при движении катушки в магнитном поле. Если демпфирование недостаточно, то диффузор будет совершать свои собственные «телодвижения», никак не связанные с музыкой, но зависящие от упругости подвески. Необходимо отметить, что в подавляющем большинстве моделей акустических систем эта проблема успешно решается. Можно считать достаточным, если значение коэффициента превышает 100.

Демпфирование зависит не только от выходного сопротивления усилителя и сопротивления акустической системы. Необходимо учитывать, что способность поглощать возвращаемую громкоговорителем энергию зависит от индуктивностей фильтров и от сопротивления разъемов и кабеля, которым подключены акустические системы.

Минимальным значением коэффициента демпфирования можно считать 20, хорошим — 150-400. Современные усилители высокого класса имеют значение этого параметра 150 и выше.

Коэффициент интермодуляционных искажений

Нелинейность характеристик усилительных элементов приводит к возникновению нелинейных искажений. Большинство производителей усилителей измеряют и указывают в паспорте только коэффициент гармонических искажений (THD). Измерения проводятся с помощью гармонического сигнала. При подобном тестировании на выходе усилительного тракта появляются высшие гармоники, частота которых кратна частоте основного тона. Однако, как уже упоминалось, музыкальный сигнал далек от гармонического. Более того, любой музыкальный инструмент воспроизводит не только основной тон, но «обертона», которые являются ярким примером гармонических искажений. Известно, что наличие в музыкальном сигнале «обертонов» вовсе не портят, а обогащают звук. Поэтому очень важно указывать не коэффициент гармонических искажений, а весь спектр выходного сигнала, из которого можно определить тип (четные или нечетные) паразитных гармоник и их уровень относительно полезного сигнала. С точки зрения психоакустики, например, наличие в выходном сигнале ощутимых по уровню четных гармоник воспринимается на слух лучше, чем наличие малых нечетных.

Наибольший вред музыкальному сигналу приносят интермодуляционные искажения (Inter Modulation Distortion), которые возникают при подаче на вход нелинейной системы мультитонового сигнала. При этом на выходе появляются паразитные сигналы с частотами, являющимися суммой или разностью частот входных сигналов, а также суммой или разностью частот сигналов, вызванных гармоническими искажениями и через обратную связь возвращенных на вход усилителя. Подобные искажения не соотносятся с основными тонами музыкального сигнала и привносят в него фоновый шум.

Необходимо отметить, что единых стандартов по измерению интермодуляционных искажений не существует, а результаты измерений существенно зависят от уровней входных сигналов и их частот. Чаще всего, IMD не указывается просто потому, что неизвестно как его измерять. Тем не менее, данный параметр является наиболее перспективным для оценки нелинейных свойств усилителя мощности.

Скорость нарастания выходного сигнала

Данный параметр характеризует уровень динамических искажений, которые возникают вследствие ограничения скорости нарастания выходного сигнала в усилителе, охваченного глубокой обратной связью. Введение ООС, как правило, приводит к нестабильности усилителя на высоких частотах. Это вынуждает применять частотную коррекцию. В свою очередь недостаточно высокая частота среза образуемого фильтра низких частот и вызывает динамические искажения.

В музыкальном сигнале всегда присутствуют резкие всплески по уровню, например, при работе ударных инструментов. Недостаточная скорость нарастания сигнала приводит к ухудшению звучания, которое выражается в потере энергичности.

Перекрестные помехи

Данный параметр определяет степень проникновения сигнала из одного канала в другой. Высокий уровень перекрестных помех приводит к незначительному ухудшению четкости восприятия стереобазы. Однако чуткий слушатель сразу ощутит, что звук не дает представления о взаимном расположении и размерах музыкальных инструментов, т.е. отсутствие или нечеткость звуковой 3D картинки.

Не в последнюю очередь при выборе усилителя обращается внимание на его внешний вид и удобство в эксплуатации. В силу субъективности эти показатели не поддаются никакому измерению и выражаются в виде звездочек в многочисленных рейтингах и наклеек типа «Gold Design» на корпусе устройства. Вне сомнений, это также является характеристикой усилителя мощности.

выходная мощность — это… Что такое выходная мощность?


выходная мощность

Тематики

  • электросвязь, основные понятия
  • электротехника, основные понятия

EN

  • output
  • output power
  • PO
  • POUT
  • power output

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

  • выходная монтажная точка
  • выходная мощность биполярного транзистора

Смотреть что такое «выходная мощность» в других словарях:

  • Выходная мощность — – величина, определяемая вместе с входной мощностью, с учетом выполнения мероприятий по вводу в действие новых мощностей, новых организационно технических решений и выбытия существующего в результате мо­рального и физического износа… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • выходная мощность — 3.3 выходная мощность Р, Вт: Усредненная во времени ультразвуковая мощность излучения ультразвукового преобразователя в условиях свободного поля и в какой то определенной среде, желательно в воде. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • выходная мощность — išėjimo galia statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. output power; power output vok. abgegebene Leistung, f; Ausgangsleistung, f; Leistungsabgabe, f rus. выходная мощность, f pranc. puissance de sortie, f …   Automatikos terminų žodynas

  • выходная мощность — išėjimo galia statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Matavimo sistemos ar matuoklio išėjimo signalo galia. atitikmenys: angl. output power vok. Ausgangsleistung, f rus. выходная мощность, f pranc. puissance de sortie, f …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • выходная мощность — išėjimo galia statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. output power vok. Ausgangsleistung, f rus. выходная мощность, f pranc. puissance de sortie, f …   Fizikos terminų žodynas

  • выходная мощность генераторной лампы — выходная мощность Ндп. мощность, отдаваемая генераторной лампой Мощность, отдаваемая генераторной лампой во внешнюю высокочастотную цепь. Примечание Величина расчетная (непрсредственно не измеряемая). [ГОСТ 20412 75] Недопустимые, нерекомендуемые …   Справочник технического переводчика

  • выходная мощность интегральной микросхемы — выходная мощность Мощность, выделяемая на нагрузке интегральной микросхемы в заданном режиме. Обозначение Pвых PO [ГОСТ 19480 89] Тематики микросхемы Синонимы выходная мощность …   Справочник технического переводчика

  • выходная мощность прибора СВЧ — выходная мощность Рвых СВЧ мощность, отдаваемая прибором СВЧ в нагрузку с заданными параметрами. [ГОСТ 23769 79] Тематики приборы и устройства защитные СВЧ Синонимы выходная мощность EN output power …   Справочник технического переводчика

  • выходная мощность трансформатора малой мощности — Сумма мощностей всех вторичных обмоток трансформатора малой мощности [ГОСТ 20938 75] Тематики трансформатор Классификация >>> Синонимы выходная мощность EN transformer output power DE Ausgangsleistung des Kleintransformators …   Справочник технического переводчика

  • выходная мощность биполярного транзистора — Мощность, которую отдает транзистор в типовой схеме генератора (усилителя) на заданной частоте. Обозначение Pвых Pout [ГОСТ 20003 74] Тематики полупроводниковые приборы EN output power DE Ausgangsleistung …   Справочник технического переводчика

Основные технические характеристики усилителей

5

Гершунский с.233

Важнейшими техническими показателями усилителя являются:

коэффициенты усиления (по напряжению, току и мощности), входное и выходное сопротивления, выходная мощность, коэффициент полезного действия, номинальное входное напряжение (чувствительность), диапазон усиливаемых частот, динамический диапазон амплитуд и уровень собственных помех, а также показатели, характеризующие нелинейные, частотные и фазовые искажения усиливаемого сигнала.

Коэффициенты усиления. Коэффициентом усиления по напряжению или просто коэффициентом усиления К, называется величина, показывающая, во сколько раз напряжение сигнала на выходе усилителя больше, чем на его входе:

К = .

Значение коэффициента усиления К у различных усилителей напряжения может иметь величину порядка десятков и сотен. Но и этого в ряде случаев недостаточно для получения на выходе усилителя сигнала требуемой амплитуды. Тогда прибегают к последовательному включению ряда усилительных каскадов:

К = К1К2∙ Кn.

Коэффициент усиления представляет собой безразмерную величину. Учитывая, что в современных усилительных схемах коэффициент, выраженный в безразмерных единицах, получается довольно громоздким числом, в электронике получил распространение способ выражения усилительных свойств в логарифмических единицах – децибелах (дБ). Коэффициент усиления, выраженный в децибелах, равен

К= 20lg = 20lgК

Обратный переход от децибел к безразмерной величине производится при помощи выражения

К = .

Если принять К= 1, то

К = =10= 1,12.

Следовательно, усиление равно одному децибелу, если напряжение на выходе усилителя в 1,12 раза (на 12%) больше, чем напряжение на входе. Коэффициент усиления многокаскадного усилителя, выраженный в децибелах, представляет собой сумму коэффициентов усиления отдельных каскадов усиления, выраженных в тех же единицах:

20lgК = 20lgК1 + 20lgК2 + …+20lgКn

Кроме коэффициента усиления по напряжению, пользуются коэффициентами усиления по току и по мощности, которые также могут быть выражены в децибелах. Например, если мощность сигнала на входе усилителя имела значение Рвх, а затем повысилась до Рвых, то коэффициент усиления по мощности в децибелах можно найти по формуле

.

Следует помнить, что для перехода к децибелам при логарифме отношения мощностей ставится множитель 10, а при логарифме отношения напряжений или токов ставится множитель 20. Это объясняется тем, что мощность пропорциональна квадрату напряжения или квадрату тока

.

Входное и выходное сопротивления

Усилитель можно рассматривать как активный четырехполюсник, к входным зажимам которого подключается источник усиливаемого сигнала, а к выходным сопротивление нагрузки. На рисунке показана одна из возможных эквивалентных схем усилительного каскада. Источник входного сигнала показан в виде генератора напряжения с э.д.с. Евх, имеющего внутреннее сопротивление Rг. Со стороны выхода усилитель представлен в виде генератора напряжения с э.д.с. Евых и внутренним сопротивлением Rвых. Усилитель одновременно является нагрузкой для источника сигнала и источником сигнала для внешней нагрузки Rн, причем нагрузкой усилителя может быть не только оконечное устройство (потребитель), но и вход следующего каскада усилителя.

Входное сопротивление усилителя в любом случае представляет собой сопротивление между входными зажимами усилителя. Оно равно

Выходное сопротивление Rвых определяют между выходными зажимами усилителя при отключенном сопротивлении нагрузки Rн.

В зависимости от соотношения внутреннего сопротивления источника Rг и входного сопротивления усилителя Rвх источник сигнала может работать в режиме:

холостого хода (Rвх >> Rг), короткого замыкания (Rвх << Rг), согласования (Rвх ≈ Rг).

Аналогичные режимы работы возможны и для выходной цепи:

(Rн >> Rвых) – холостой ход; (Rн << Rвых) – короткое замыкание; (Rн >> Rвых) – согласование.

В соответствии с этим различают как для входной, так и для выходной цепи режимы усиления напряжения, тока и мощности.

Правильная мощность

Журнал «Stereo&Video»  1997 г.  №6
Дмитрий Авхимков

Правильная мощность

Всякий раз, заинтересовавшись каким-либо аудиоаппаратом, мы, как правило, в первую очередь интересуемся его изготовителем и функциями. И если устройство предназначено для усиления или воспрозведения звука, то следующий наш вопрос будет о его выходной мощности, выражаемой в ваттах. Но лишь для знатока не возникнет никаких трудностей в сопоставлении количества этих самых ватт на канал с конструкцией, ценой и самое главное — с реальным качеством и характером звучания. Для подавляющего числа покупателей понятие мощности неоднозначно, изменчиво или вообще бессмысленно. Скажем, как понять, что усилитель в сто ватт весит 12 килограммов и стоит 400 долл., а мыльница-бумбокс (магнитолка) весит 2-5 кг.,стоит от 50 долл. и, как утверждает броская лейба (этикетка) на ней, имеет мощность, к примеру, ватт 150-200. Что это, китайские товарищи совершили грандиозный прорыв в области электронной технологии, а может, это совсем другие ватты (доллары ведь тоже разные бывают), какие-нибудь тайваньские или малайские, или все же это коварный рекламный обман, позволяющий всучить совсем неразбирающимся покупателям аппаратуру низшей стоимостной категории и низшей категории качества. Есть два относительно честных способа получить объективную информацию об аппаратуре такого рода. Во-первых, достаточно посмотреть на задней стенке количество требуемых элементов питания или снять крышку батарейного отсека. Это позволит вам определить напряжение внутреннего источника питания при работе от батарей. Ну, а во-вторых, вам нужно узнать потребляемую от сети мощность, о чем должно быть написано на той же стенке или в паспорте. Если эти данные по каким-либо причинам вам недоступны (нет паспорта, аппарат имеет только сетевое питание и т.п.), то можно снять крышку и оценить его начинку. Первым в порядке рассмотрения будет источник питания, то есть сетевой трансформатор. Во всех дешевых и малых по весу моделях (пусть даже больших по габаритам) применяются небольшие и маломощные трансформаторы, а именно способные выдать не больше 8-10 ватт, при напряжении 10-15 вольт и токе меньше одного ампера, граммов 500 весом и примерными размерами 5х5х5 см. Дальше по схеме идет одноамперный предохранитель, маломощные выпрямительные диоды и фильтрующий конденсатор малой емкости (что-нибудь около 1000 мкФ). Оконечный усилитель в таких аппаратах выполнен на однодолларовой микросхеме. Здесь абсолютно неважно, имеет ли микросхема паспортную выходную мощность: 4 или 8 или 15 ватт. Выходная мощность аппарата в целом (для стерео — сумма по двум каналам) полностью зависит от напряжения внутреннего источника питания и его максимального тока и в общем случае не может превышать потребляемую.

Для оценки нам будет достаточно вспомнить закон Ома, всеобщий, универсальный и единственным образом связываюищий воедино ток, напряжение и сопротивление нагрузки. Здесь очень важно понимание, что чем больше размах выходного сигнала, тем выше мощность, но в то же время амплитуда сигнала на выходе не только не сможет превысить напряжения питания, но и всегда на несколько вольт меньше.

В нашем случае размах сигнала будет меньше питания на примерно на 2-3 вольта и для 12-вольтного питания составит вольт 10, что в переводе в эффективное значение мощности для четырехомных динамиков составит меньше четырех ватт на канал, а при восьмиомных меньше двух ватт на канал. (Как пример, выход 15 ватт на четырехом-ную нагрузку требует напряжения питания в районе 30 вольт при потребляемом токе в 2 ампера.) Это при условии, что напряжение не просаживается (не уменьшается) под воздействием нагрузки. Но как правило, маломощный блок питания дает просадку даже при такой ничтожной нагрузке, и реальная выходная мощность будет еще меньше. Приведенный пример определяет верхнее предельное значение максимальной мощности для любого режима, что пикового, что постоянного. Большему значению просто физически неокуда взяться. Лишнее подтверждение этому — встроенные в корпус простецкие, малогабаритные двух-пятиваттные динамики, которые вряд ли выдержат даже кратковременную перегрузку. Общий уровень громкости таких аппаратов вполне соответствует указанным 2- 5 ваттам. Подобная конструкция характерна, в большей или меньшей степени для любой переносной или носимой аппаратуры. Разработчики для уменьшения веса аппарата вынуждены экономить на весе всех блоков, что равно уменьшению мощности.

А как же обозначенная в рекламе цифра в 100-200 ватт? Обозначенная как PMPO, что расшифровывается как пиковая музыкальная выходная мощность, эта цифра является по сути скрытым параметром, доступным для точной оценки лишь специалистам. Но в принципе прикинуть реальные возможности аппарата может любой, даже далекий от техники человек. Достаточно осмотреть заднюю панель или заглянуть в техописание. Там обязательно будет указана мощность потребляемая аппаратом от сети. Разделите ее пополам и получите предельное значение выходной мощности (что пиковой, что постоянной) на канал. Для большинства магнитол цифра будет та же: 2-5 ватт. А обещанные 100- 200 ватт — это, мягко говоря, плод творческого подхода к делу, рекламного отдела фирмы- производителя, для продвижения своей продукции на потребительском рынке. Говорить о полноценной пиковой мощности можно лишь в отношении аппаратуры высокого качества, класса Hi-Fi и Hi-End. Здесь данный параметр подразумевает возможность усилителя за очень короткий отрезок времени выдать в нагрузку (акустическую систему) сигнал максимальной амплитуды (всегда несколько меньше напряжения питания) при токе, в 2-4 раза превышающим номинальный, определяемый по формуле Uпит/R нагр.ном.

Такое увеличение тока обусловлено тем, что сопротивление колонки из-за индуктивной и емкостной составляющей на некоторых характерных частотах может уменьшиться в 2-4 раза от номинального. Конкретное минимальное значение сопротивления будет всецело зависеть от конструкции колонки и особенно от примененных разделительных фильтров. Но в наиболее тяжелом токовом режиме усилитель работает при резких изменениях амплитуды сигнала, а именно на его крутых фронтах. Таким образом пиковая мощность характеризует возможность неискаженной передачи усилителем пикфактора музыкального сигнала. Этот параметр, значительно влияя на верность звучания, не изменяет общего уровня громкости. Обеспечиваются такие токовые перегрузки за счет применения в конструкции мощного трансформатора, но все же наиболее важная роль принадлежит фильтру питания большой емкости, тоже, кстати, громоздкому и тяжелому. Именно он отвечает за постоянство питающего напряжения независимо от потребляемого тока, не допуская просадок напряжения. Естественно, выходные транзисторы рассчитаны на большой максимальный ток и установлены на массивные теплоотводы.

Небезынтересная деталь: в мощных усилителях (от 100 ватт), претендующих на предельно высокое качество звука, встроенная защита от перегрузок начинает срабатывать при выходных токах 20 ампер и больше. Это раза в четыре превышает максимальный ток, рассчитанный исходя из номинального сопротивления колонок. Если в таком усилителе защита будет срабатывать, например, при 5 амперах, ограничивая выходной ток, то о пиковой мощности можно и не вспоминать.

Ограничение усилителем выходного тока приводит к появлению переходных интермодуляционных искажений. Все пики сигнала окажутся срезанными, а фронты сглаженными. При использовании обычных колонок пиковая мощность усилителя никак не может превысить его четырехкратной максимальной мощности. Если же колонки имеют аномально большую емкость или индуктивность (например, из-за режекторных фильтров), то мощность в пике сигнала может непредсказуемо возрасти. Из всего выше сказанного следуют еще две причины, по которым совершенно несерьезно говорить о пиковой мощности в недорогой аппаратуре. Во-первых, выходные микросхемы имеют защиту от токовых перегрузок, срабатывающую на сравнительно небольших значениях выходного тока и соответственно гарантирующую интермодуляционные искажения. И во-вторых, звуковой тракт недорогих аппаратов почти всегда соответствует уровню качества ниже среднего (в моделях известных фирм в районе до 500 долл. дела обстоят не лучше), а значит, все фронты и пики сигнала будут безжалостно искажены и сглажены; и каким бы ни был выходной усилитель — просто нет условий для возникновения пикового режима.

Этих трех причин вполне достаточно, чтобы для аппаратов типа «большая мыльница» делать однозначное заключение: пиковая мощность равна максимальной и в большинстве аппаратов составляет те же 2-5 ватта на канал. В то же время любые ссылки на лабораторно измеряемую величину РМРО выглядят совершенно неуместно. Что касается всяких дорогих и престижных мини- и миди- комплексов со значением PMPO в одну-две тысячи ватт (на все каналы), то приблизительная оценка габаритов и массы усилительного блока наводит на мысль, что указанная чудовищная мощность — не что иное, как рекламный трюк производителей. В любом случае при покупке аппаратуры пиковая мощность не может быть ориентиром, так как достоверность этого параметра весьма трудно проверить. Гораздо надежнее доверять собственному слуху при прослушивании и экспертным оценкам специализированных журналов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *