Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Sklep HeluKabel
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych

irek2 03 Gru 2017 21:20 5463 36
  • (IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych

    Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych

    Wstęp
    Każdy miłośnik sprzętu grającego zna siłę rażenia mocy wyjściowej posiadanego wzmacniacza. Jest to jedyny parametr, na który patrzymy w tabeli. Może to i dobrze, bo reszta jest zupełnie bezużyteczna. Moc wyjściowa nic nie mówi o brzmieniu wzmacniacza ale pozwala dopasować go do posiadanych kolumn głośnikowych. Efektywność kolumn i moc wzmacniacza informuje nas o potencjalnych możliwościach głośności całego systemu. Jest to szczególnie ważne w nagłośnieniu estradowym i to tam moc wzmacniacza zawsze musi być mniejsza lub równa mocy kolumn. Sprzęt estradowy prawie zawsze gra na maksa i jeśli jest źle dobrany, to po imprezie albo pakuje się go na następną albo zbiera się to co z niego zostało. Z tego też względu zawyżanie mocy wzmacniaczy jest bezpieczniejsze niż ich zaniżanie. Widziałem kilka konstrukcji podobnych mierników ale żaden nie nadawał się do praktycznego zastosowania. Dlatego postanowiłem sam skonstruować taki przyrząd.

    Do czego służy
    Jak sama nazwa wskazuje miernik mierzy moc wyjściową wzmacniacza w tym przypadku stereofonicznego, nie pracującego w konfiguracji mostkowej. Umożliwia pomiar mocy niezależnie w dwóch kanałach na typowym obciążeniu 4 lub 8 Ohmów. Dodatkowo mierzone jest napięcie stałe oraz temperatura za pomocą zewnętrznego termistora do umieszczenia na radiatorze. Miernik sygnalizuje dwa zagrożenia: zbyt wysoką temperaturę oraz za duże napięcie stałe na wyjściu wzmacniacza.

    Jak mierzymy moc?
    Muszę zacząć od podstaw, bo wiem, że do tej pory są o to kłótnie na forach. Na wyjściu wzmacniacza pojawia się sygnał zmienny o znacznej amplitudzie. Pomiaru mocy dokonujemy zawsze dla przebiegów ciągłych, czyli dla sinusoidy zwykle przy 1 kHz. Często jest to mylone z mocą ciągłą wzmacniacza. Wzmacniacz audio nie posiada mocy ciągłej! Jest przeznaczony do wzmacniania muzyki, która sama w sobie niesie nie więcej niż 30 % mocy średniej w stosunku do maksymalnej. Przy pełnej mocy ciągłej wzmacniacz powinien wytrzymać minimum 10 minut. Długotrwale obciążenie zwykle powoduje jego wyłączenie albo spalenie zasilacza!
    Kontynuując, wzmacniacz musi być obciążony sztucznym obciążeniem. Sztucznym, bo nie głośnikiem tylko rezystorem o wartości znamionowej - może to być 4, 6 czy 8 Ohmów. Wysterujemy go tak aby na oscyloskopie zaobserwować delikatne obcinanie wierzchołków sinusoidy tzw. CLIP. Normy określają to dokładnie jako poziom zniekształceń. Przy przesterowaniu charakteryzującym się właśnie obcinaniem wierzchołków sinusoidy, rosną zniekształcenia. Typowy poziom pomiaru mocy wyznaczamy dla zniekształceń o wartości 1 %. Nie są to zniekształcenia wzmacniacza, jak niektórzy myślą a zniekształcenia przy których dokonywany jest pomiar mocy. 1% jest to odpowiednik delikatnego obcinania wierzchołków sinusoidy. Normy przewidują tu wartości z przedziału 0,05 % do 1 % a nawet 10 % (tzw moc muzyczna). Przy zniekształceniach rzędu 10% sinus wygląda jak trapez i do pomiaru wymaga specjalnego woltomierza AC TrueRMS. Jednak nie musimy wykonywać pomiaru przy takich zniekształceniach wystarczy, że wartość mocy dla 1% przemnożymy przez współczynnik 1,4. Norma samochodowa dopuszcza badanie nawet prostokątem, czyli zniekształcenia około 30 %! Tak więc aby poprawnie zmierzyć moc powinniśmy dysponować przynajmniej oscyloskopem a najlepiej miernikiem zniekształceń. Proponuję skupić się na mierzeniu przy zniekształceniach 1 %, gdyż jest to najbardziej praktyczne. Tylko dla wzmacniaczy lampowych stosujemy ulgę w postaci zniekształceń 3 – 5 %. Wzmacniacze tego typu nie mają wyraźnie zauważalnego przesterowania. Jak już ustawimy odpowiedni sygnał należy dokonać pomiaru napięcia zmiennego. Później wystarczy odczytaną wartość podnieść do kwadratu i podzielić przez rezystancje sztucznego obciążenia. Dla różnych impedancji obciążenia i różnej ilości wysterowanych kanałów wyniki będą znacząco się różnić. Jeśli dodamy do tego jeszcze normę pomiaru w pełnym paśmie audio czyli 20 Hz – 20 kHz (niższe wyniki) sprawa mocno się skomplikuje. Co ciekawe mało kto zwraca uwagę na to aby zapewnić idealnie stabilizowane napięcie sieci zasilającej! A to właśnie ono ma istotny wpływ na wyniki pomiarowe! Już sam pomiar napięcia zmiennego o dokładności < 1 % jest mało realny. Z tych względów amatorskie pomiary mocy nigdy nie będą dokładne! Ale i nie muszą takie być! Co za różnica czy wzmacniacz ma 27, 30 czy 35 W? Ważne czy ma 50, 100, 200, 500 a może nawet 1000 W!





    Budowa
    Wydawałoby się, że budowa miernika jest prosta. Zwykły woltomierz do tego procesor obliczający za nas moc plus sterowanie obciążeniem. I tak jest w rzeczywistości tylko, że skala problemu jest dość duża. Mierzone napięcia sięgają +/- 100 V, prądy 20 A a moce rozpraszane w obciążeniu ponad tysiąca wat!
    Na zdjęciach widzimy schemat blokowy oraz dwa schematy ideowe. Układ podzielony został na część sterującą oraz wykonawczą. Sztuczne obciążenie w postaci ośmiu rezystorów 15 Ohmów 50 W każdy zostało przykręcone do radiatora chłodzonego dwoma wentylatorami. Włączają się one automatycznie po nagrzaniu radiatora i przyspieszają wraz z dalszym wzrostem jego temperatury. Przekaźniki załączają sekcjami obciążenie 4 (wszystkie rezystory) lub 8 Ohmów (polowa z nich). Znamionowa moc obciążenia to 2 x 4 Ohmy 200 W. W praktyce znoszą one krótkotrwałe przeciążenia do około 2 x 1000 W, co umożliwia pomiar takich mocy. Długotrwałe testy na sygnałach muzycznych nie stanowią problemu. Dodatkowe przekaźniki umożliwiają dołączenie głośników odsłuchowych oraz zwarcia wyjścia wzmacniacza w celu przetestowania jego zabezpieczeń.
    Skupmy się na części pomiarowej. Pomiar napięcia zmiennego realizowany jest przez zwykły jedno połówkowy prostownik diodowy. Na jego wejściu znajduje się prosty filtr RC, przydatny przy pomiarach końcówek pracujących w klasie D. W dzielniku napięcia znajdują się PR-ki kalibracyjne. Takie rozwiązanie umożliwia kalibrację wskazań za pomocą znanego napięcia stałego. Po filtracji uzyskujemy napięcie stałe, które trafia na przetwornik ADC procesora. Zajmuje się on skalowaniem oraz kompensacją wpływu diody prostowniczej. Ze względu na tę diodę pomiary małych napięć byłyby mało wiarygodne lub wręcz niemożliwe. Dlatego wyświetlanie wyników zaczyna się dopiero > 2 V. Pomiary napięcia stałego umożliwiają dwa wzmacniacze operacyjne pracujące w konfiguracji odwracającej i wzmocnieniu 1. W sprzężeniu znajduje się kondensator silnie tłumiący składową zmienną. Dodatkowo wprowadzony jest offset o wartości około 1,27 V, co umożliwia pomiar napięcia wejściowego również w zakresie ujemnym (+/-2,5 V). Na schemacie znajdziemy jeszcze dwa termistory, wewnętrzny do pomiaru temperatury radiatora służący do sterowania wentylatorami. Odbywa się ono za pomocą sygnału PWM, po filtracji trafia on na dwu tranzystorowy wzmacniacz. Zewnętrzny termistor służy do pomiaru temperatury radiatora mierzonego wzmacniacza. Silnie nieliniowa charakterystyka termistora jest kompensowana programowo za pomocą trzech prostych. Teoretycznie dając dokładność rzędu +-1stopnia Celsjusza. Całością steruje mikroprocesor Atmega8.

    Obsługa
    Dołączenie sygnału prądowego realizują dwie pary terminali sprężynkowych. Do obsługi przewidziane są dwa przyciski, zmieniają one sekwencyjnie wartość obciążenia w cyklu 4 Ohmy, 8 Ohmów, odłączone. Dla odłączonego obciążenia miernik pokazuje wartość zmierzonego napięcia, dla załączonego obliczoną moc. Cały czas wyświetlane jest mierzone napięcie stałe osobno dla każdego kanału oraz temperatura termistora zewnętrznego. Dodatkowo pokazana jest animowana ikonka pracy wentylatora i stopień ich prędkości obrotowej (0 - 9). Przytrzymując wybrany przycisk lub oba załącza się odliczanie do próby zwarciowej. Krótkie wciśnięcie obu przycisków załączy zewnętrzne głośniki. Długie przytrzymanie obu przycisków włączy kalibracje (zerowanie) pomiaru DC. Informacja o tym jest wyświetlana przez chwilę, zaraz po włączeniu miernika. Później miernik zachęca do ustawienia przewidywanego napięcia sieci, domyślnie 230 V. Przy pomiarach dużej mocy zawsze dochodzi do jego spadku, co zaniży zmierzoną moc. Spadek napięcia o 10 % zaniży wynik pomiaru mocy o aż 20 %! Stąd próba kompensacji tego zjawiska. Wpisana w mierniku wartości napięcia sieci zostanie proporcjonalnie uwzględniona przy obliczeniach mocy. Wynik pomiaru napięcia zmiennego (bez obciążenia) nie jest korygowany.

    Dokładność pomiarowa
    Pomiarów dokonuje 10 bitowy przetwornik ADC procesora. Źródłem odniesienia jest mało precyzyjne wewnętrzne napięcie referencyjne (2,56 V). Tor pomiaru napięcia stałego nie jest kalibrowany stąd jego dość niska dokładność. Wynika to z tolerancji zastosowanych rezystorów oraz tolerancji napięcia referencyjnego. Pomiar napięcia zmiennego jest kalibrowany dwoma PR-kami. W pewnym stopniu kompensowany jest wpływ spadku napięcia na diodzie prostowniczej. Jednak z powodu małej precyzji mojej aparatury pomiarowej napięć AC jest to zrobione mało dokładnie. I tu baaaaaardzooooo przydałby mi się miernik będący nagroda w konkursie :)

    Parametry miernika
    Pomiar napięcia zmiennego: 2 – 70 V z rozdzielczością 0,1 V (>100 Hz)
    Pomiar napięcia DC: +/- 1 V z rozdzielczością około 2,5 mV (alarm > 1 V)
    Pomiar mocy: 0 – 999 W z rozdzielczością 1 W
    Pomiar temperatury termistorem zewnętrznym: 0 – 115 stopni Celsjusza
    (IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych(IREK) Miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych


    Fajne!
  • Sklep HeluKabel
  • #2 03 Gru 2017 21:40
    mkpl
    Poziom 37  

    Fajny sprzęt.

    Pomiar napięcia faktycznie jest nieco trudny w tym przypadku, ale jest na to sposób. Dla poprawnego odwzorowania napięcia powinieneś użyć prostownika aktywnego na wzmacniaczu operacyjnym. Uśrednianie wartości też jest kłopotliwe.

    Rozdzielczość 10bit da się łatwo poprawić do 12bit oversamplingiem. Źródło referencyjne w AVR jest takie sobie i lepiej dołączyć je do zasilania procesora i zastosować stabilizator LP2951. Da się go połączyć tak że daje 5V bez dodatkowych rezystorów dzielnika napięcia.

    Dodatkowo przyjmując, że robisz pomiar napięcia dla dużych napięć wyjściowych wzmacniacza i dla stałego tonu sinusoidalnego o jakieś częstotliwości można zastosować prosty myk. Na wejściu pomiarowym napięcia stosujesz komparator np LM211, którego wyjście dołączasz do jednego z przerwań procesora. Sam procesor mierzy sobie timerem czas pomiędzy impulsami i dzieli przez 2 (przepisuje do 2 timera przez obcięcie jednego bitu LSB). Teraz przy nastepnym przerwaniu odpalasz ten drugi timer i od niego wyzwalasz jednokrotny pomiar przetwornika ADC. Dzięki temu bez względu na częstotliwość zawsze mierzysz szczyt sinusa a dodatkowo nie musisz filtrować tego sygnału na DC.

    Ekskluzywnym rozwiązaniem było by dodanie przetwornika RMS. Podajesz na niego sygnał AC otrzymujesz wprost RMS jako DC ale to rozwiązanie jest drogie.

    Pomiar prądu można zrealizować identycznie. Dodatkowo zastosować przekłądniki prądowe firmy LEMM lub vacuumschmelze. Mierzą one w zależności od modelu do 100A w paśmie do 250kHz. Są to oczywiście przekładniki magnetyczne więc przekładasz przez nie tylko kabelek sygnałowy.

  • #3 03 Gru 2017 21:51
    irek2
    Poziom 40  

    Ja to wszystko wiem :) Tylko idziesz nie w ta stronę :) To o czym piszesz jest skomplikowane i drogie w dodatku zupełnie nie potrzebne! Po co Ci pomiar prądu??

    Idealnym rozwiązaniem byłoby wprowadzenie całego sygnału audio na procesor i jego obróbka tylko w domenie cyfrowej. Możnaby wtedy przeprowadzić FFT żeby okreslić poziom zniekształceń przy przesterowaniu co jest najbardziej kluczowe w pomiarach mocy a jak na razie nikt nie zrealizował tego w prosty sposób. Moje zdolności programistyczne są tu za krótkie. Pomijam posiadanie miernika znieksztalceń czy kłopotliwe podłączanie sygnału do karty muzycznej komputera. Dalej zostanie tylko kompensacja od napięcia zasilania sieci, często pomijana a tak samo ważna jak sam pomiar napięcia. Precyzyjne mierzenie napięcia AC o dużej wartości i częstotliwosci 1khz nie jest tu tak ważne. Paradoksalnie lepiej mięrzą mierniki za 10-20zl niz te drozsze. One maja "głupi" prostownik diodowy który radzi sobie z częstotliwosciami dużo powyżej 1khz. Za to te niby lepsze mierniki ze względu na aktywny prostownik maja dość wąskie pasmo pomiarowe. TrueRMS nie jest potrzebny, bo mierzymy czysty sinus!

  • #4 03 Gru 2017 22:19
    mkpl
    Poziom 37  

    Wszystko kwestią oczekiwań w stosunku do układu. Kiedyś po głowie chodził mi przyrząd

    Z tym pomiarem prądu masz rację. Jakoś mi umknęło, że masz wbudowane obciążenie o znanej rezystancji.

    Pasmo pomiarowe aktywnego prostownika zależy tak naprawdę od wzmacniacza operacyjnego. Układy do 5zł spokojnie sobie radzą po 500kHz. Tu bym nie dramatyzował. Mam taki układ zbudowany wraz z czujnikiem prądu LA55P do pomiaru prądu pobieranego przez wzmacniacze Car audio.

  • Sklep HeluKabel
  • #5 03 Gru 2017 22:31
    irek2
    Poziom 40  

    Moje motto to minimum układu maksimum korzyści :)

    W szumofonie, zamieszczony też w tym dziale. Zastosowałem aktywny prostownik na NE5532, radzi sobie do 300khz jesli amplituda nie przekroczy 3V, później slew rate nie wyrabia. Znalezienie opampa który ma pełne pasmo mocy >100khz to jest sztuka a jakbyś chciał zrobić generator na 1Mhz +-10V to już musisz szukać w wysokich półkach cenowych :)

    Car audio czyli duży prąd stały to oczywiście, ze czujnik LEM. Leży u mnie LEM100 od wielu lat i czeka aż się nim zainteresuje :) W praktyce jednak częściej używa się niskoomowych rezystorów i precyzyjnych wzmacniaczy operacyjnych. LEM-y to juz domena energetyki, bo konieczna jest izolacja.. Na płycie głównej komputera masz prądy blisko 100A czy zasilacza 20-30A i tam są po prostu rezystory.

  • #6 03 Gru 2017 22:47
    mkpl
    Poziom 37  

    Ja wiem, że można rezystorami ale... rezystory serii PBV (o zgrozo po 50zł...) czy dobre przekładniki prądowe są drogimi rozwiązaniami. W praktyce kiedyś zdarzyło mi się robić przekładniki z blachy, którą nacinałem do kalibracji. Niestety wszystkie te metody płyną z temperaturą dosyć znacznie.

    Dlatego przekładnik LEM jest bardzo wygodny. Odpada cięcie i zarabianie przewodów specjalnie do pomiaru w samochodzie. Po prostu przewlekam i mierzę. Dodatkowo opcjonalnie traktuję go jako sondę prądową do oscyloskopu. Oryginalne są bardzo drogie wiec trzeba sobie jakoś radzić chcąc robić zasilacze impulsowe w domu.

    Miernik szumu widziałem ale jako, że brakuje skali to jest to wskaźnik co nie umniejsza przydatności przyrządu.

    Pozdrawiam i powodzenia w konkursie bo to jedne z lepiej dopracowanych projektów.

  • #7 03 Gru 2017 22:57
    irek2
    Poziom 40  

    Oj tak, głupie rezystorki SMD niby po groszu ale te niskoomowe po kilka zlotych licza i cieżko je kupić. Rezystory z blachy niestety trzeba mieć specjalną blachę do tego celu. Chyba ze chcesz mierzyć temperaturę i uwzględniać zmianę rezystancji. Takie urządzenie też tu zaprezentowałem :) Miernik temperatury cewki głośnika wysokotonowego :)

    Co masz na myśli, że brakuje skali? Mowa o szumofonie wiec to nie miejsce na dyskusje ale możemy w wątku o nim pogadać.

  • #8 03 Gru 2017 23:10
    yogi009
    Poziom 42  

    mkpl napisał:
    lepiej dołączyć je do zasilania procesora i zastosować stabilizator LP2951. Da się go połączyć tak że daje 5V bez dodatkowych rezystorów dzielnika napięcia.


    Może Kolega rozwinąć ten temat? Zaciekawiła mnie ta informacja.

  • #9 03 Gru 2017 23:20
    mkpl
    Poziom 37  

    LP2951 jest precyzyjnym mikro-mocowym stabilizatorem napięcia. Jego stabilność i dokładność jest wielokrotnie większa niż typowego LM7805. Pomijając już to, że 7805 potrzebuje koło 1,5mA na potrzeby własne a LP pobiera mniej niż 0.2mA. Wersja w SO08 posiada dodatkowe wyprowadzenia jak Vtab, Feedback i Sense. Sense łączymy z OUT a Feedback z Vtab. Wyprowadzenia Vtab i Sense są wyprowadzeniami wewnętrzego precyzyjnego dzielnika napięcia, który daje praktycznie idealne 5V na wyjściu stabilizatora. Odpadają problemy z tolerancją zewnętrznych rezystorów itp.

    Dodatkowo niski pobór prądu i możliwość logicznego wyłączania czynią ten stabilizator idealny do układów mikromocowych pracujących z sieci przy zasilaniu z układów zasilaczy bez transformatorowych czy też z baterii.

    Takie napięcie jest też wielokrotnie dokładniejsze i równie stabilne (jak nie lepiej) od Ref wewnątrz atmegi. Co prawda sam ref jest dosyć stabilny ale jego napięcie to już loteria. Dlatego dołączam ref atmegi do zasilania. Nie jestem też pewien czy nie pozostaje to bez wpływu na pobór prądu przez procesor.

    Dla dodatkowego zmniejszenia poboru prądu przez procesor nieużywane nogi ustawiamy jako wyjścia. Najlepiej z stanem wysokim (najmniejszy pobór prądu).

  • #10 03 Gru 2017 23:23
    yogi009
    Poziom 42  

    mkpl napisał:
    LP pobiera mniej niż 0.2A


    Rozumiem, że chodziło o mA? Bardzo ciekawa aplikacja, muszę wypróbować. I nie zamieścili tego w żadnej nocie katalogowej...

  • #12 04 Gru 2017 17:42
    irek2
    Poziom 40  

    Co prawda nie w temacie ale dolacze sie do LP2951, bo go uzywam. To regulowany stabilizator z Vref 1,2V jednak kupujac go wybieramy wbudowane w niego dzielnik i to moze byc 3,0, 3,3V czy 5V. Czy uzyjemy dzielnika czy nie to juz od nas zalezy.

    W moich, przedstawionych tu, konstrukcjach LP2951 by sie nie sprawdzil bo ma za mala moc. W mierniku impedancji owszem ale jest za duzy. Uzylem tam wynalazku z odzysku kalkulatora w obudowie TO92 ktory ma pobor pradu 7uA! :) Niestety impedancja wyjsciowa wszystkich LDO mikropower jest wrecz tragiczna :(

  • #13 04 Gru 2017 17:50
    yogi009
    Poziom 42  

    irek2 napisał:
    Uzylem tam wynalazku z odzysku kalkulatora w obudowie TO92 ktory ma pobor pradu 7uA!


    Możesz podać oznaczenia tegoż wynalazku?

  • #14 04 Gru 2017 17:50
    mkpl
    Poziom 37  

    Impedancję wyjściową tak naprawdę określają kondensatory na wyjściu takiego LDO. Poza tym to jest do zasilania procesora i preryferiów wiec 100mA to aż nadto. Do obwodów mocy są osobne stabilizatory.

  • #15 04 Gru 2017 20:39
    irek2
    Poziom 40  

    Dla w.cz impedancje okreslaja kondensatory ale do klilkudziesieciu-set khz szybkosc wzmacniacza bledu stabilizatora. Jak cos jest szybkie to musi pobierac duzo pradu dlatego uklady mikropower sa wolne czyli wysoka impedancje. Mam pomierzone charakterystyki impedancji roznych stabilizatorow w pasmie 20hz -20khz jak jestescie zainetresowani to mzoemy zalozyc o tym nowy temat.

    A uklad to HT7150A, mam ich cale wiadro z demontazy wiec jak ktos ma chec to prosze adresik na PW i wysle garsc gratis :)

  • #16 06 Gru 2017 22:16
    Thunderacer
    Poziom 15  

    irek2 napisał:
    dokonujemy zawsze dla przebiegów ciągłych, czyli dla sinusoidy zwykle przy 1 kHz. Często jest to mylone z mocą ciągłą wzmacniacza. Wzmacniacz audio nie posiada mocy ciągłej! Jest przeznaczony do wzmacniania muzyki, która sama w sobie niesie nie więcej niż 30 % mocy średniej w stosunku do maksymalnej. Przy pełnej mocy ciągłej wzmacniacz powinien wytrzymać minimum 10 minut. Długotrwale obciążenie zwykle powoduje jego wyłączenie albo spalenie zasilacza!
    Kontynuując, wzmacniacz musi być obciążony sztucznym obciążeniem. Sztucznym, bo nie głośnikiem tylko rezystorem o wartości znamionowej - może to być 4, 6 czy 8 Ohmów. Wysterujemy go tak aby na oscyloskopie zaobserwować delikatne obcinanie wierzchołków sinusoidy tzw. CLIP. Normy określają to dokładnie jako poziom zniekształceń. Przy przesterowaniu charakteryzującym się właśnie obcinaniem wierzchołków sinusoidy, rosną zniekształcenia. Typowy poziom pomiaru mocy wyznaczamy dla zniekształceń o wartości 1 %. Nie są to zniekształcenia wzmacniacza, jak niektórzy myślą a zniekształcenia przy których dokonywany jest pomiar mocy. 1% jest to odpowiednik delikatnego obcinania wierzchołków sinusoidy. Normy przewidują tu wartości z przedziału 0,05 % do 1 % a nawet 10 % (tzw moc muzyczna). Przy zniekształceniach rzędu 10% sinus wygląda jak trapez i do pomiaru wymaga specjalnego woltomierza AC TrueRMS. Jednak nie musimy wykonywać pomiaru przy takich zniekształceniach wystarczy, że wartość mocy dla 1% przemnożymy przez współczynnik 1,4. Norma samochodowa dopuszcza badanie nawet prostokątem, czyli zniekształcenia około 30 %!



    Możesz rozwinąć ten wątek? Jakie konkretnie normy określają takie warunki pomiaru, bo te do których mam dostęp sugerują co innego. Podobnie rzecz się ma częstotliwości, dla których mierzy się moc i zniekształcenia.

  • #17 07 Gru 2017 19:44
    irek2
    Poziom 40  

    Normy pomiarowe to zaglerka producentow, przez to moga dowolnie manipulowac parametrami. Dlatego sa w praktyce bez znaczenia. Ostatnio modne jest, jesli mozna tak napisac, mierzenie mocy przy 1khz i 1% THD. Tak robi wiekszosc i taki pomiar najsensowniej oddaje moc wyjsciowa wzmacniacza. A jakie sa to konkretne normy to pytaj producentow ktorzy zamieszczaja wyniki pomiarow. Ja tylko widze, ze przy wartosci mocy podaja czestotliwosc i THD przy ktorych byla mierzona. No i oczywiscie rezystancja obciazenia, czesto zapominajac o ilosci wysterowanych kanalow :)

    Idiotyczna stara norma przewidywala pomiar mocy przy THD 0,05% :) A jak zmierzyc wzmacniacz ktory w calym zakresie mocy ma THD >0,05%? :)
    No i jeszcze ciekawe sa moce samochodowe, mierzone prostokatem 100hz :)
    A na koniec, zaden producent (domowych wzmacniaczy audio) nie podaje pelnej tabeli mocy czyli mocy jednego i wielu kanalow na roznych obciazeniach.
    To samo z szumami, podaja jakas wartosc w decybelach okreslajac referencje na wymyslonym poziomie. W dodatku nie uwzgledniajac polozenia galki volume ktore ma ogromny wplyw na szumy..

    Dlatego parametrow od dawna nikt nie czyta, bo to nie ma sensu. Na moc to tylko warto zerknac, choc w domu tez jest bez znaczenia.

  • #18 07 Gru 2017 19:55
    Thunderacer
    Poziom 15  

    irek2 napisał:
    Normy pomiarowe to zaglerka producentow, przez to moga dowolnie manipulowac parametrami.



    Nie ma czegoś takiego jak "norma pomiarowa". Norma to norma. Producenci mogą mieć procedury wewnętrzne, które najczęściej opiera się na normach.

    irek2 napisał:
    A na koniec, zaden producent (domowych wzmacniaczy audio) nie podaje pelnej tabeli mocy czyli mocy jednego i wielu kanalow na roznych obciazeniach.


    Producent podaje moc dla dopuszczalnych obciążeń konkretnego kanału.

    irek2 napisał:
    To samo z szumami, podaja jakas wartosc w decybelach okreslajac referencje na wymyslonym poziomie. W dodatku nie uwzgledniajac polozenia galki volume ktore ma ogromny wplyw na szumy..



    O czym Ty piszesz? Przecież poziom szumów, a konkretnie SNR mierzy się albo dla P znamionowej, albo dla niższej, ale określonej.

    irek2 napisał:
    Dlatego parametrow od dawna nikt nie czyta, bo to nie ma sensu. Na moc to tylko warto zerknac,


    Może Ty nie czytasz parametrów, ale są tacy, którzy się znają i czytają. Moc jest ostatnim parametrem na który się patrzy.

  • #19 07 Gru 2017 20:49
    irek2
    Poziom 40  

    Producenci nic nie musza! Moga napisac co chca! Moze Tobie sie wydaje, ze cos musza, bo Ci kaza czytac i uczyc sie norm..

    Moc w poszczegolnych kanalach spada wraz z obciazaniem kolejnych kanalow. Pomiar amplitunera z napisam 5x100W. W jednym kanale 120W w dwoch 2x100W ... w pieciu 5x27W!? Myslisz, ze producent gdziekolwiek w instrukcji napisal, 5x27W?

    Stosunek sygnal szum. Stara polska norma mowila o odniesieniu do 50mV a teraz podaja dla 1W dla 5W dla pelnej mocy (ciekawe dla ilu kanalow i jakiej impedancji?)
    A wystarczyloby napisac ile w mikrowoltach mamy szumu na wyjsciu!
    Moze o tym nie wiesz ale szum na wyjscu wzmacniacza zalezy od polozenia tlumika volume i jest najwiekszy przy tlumieniu -6dB. Dodatkowo wplyw ma dolaczenie barwy czy innych peryferiow. Gdyby zmierzyc wszystkie warianty to trzebaby zrobic setke pomiarow i potem meczyc nimi uzytkownika. Wiec co podaja producenci? Najlepsza zmierzona wartosc! no comments..

    Zaden parametr nie mowi o brzmieniu wzmacniacza!! W katalogi i parametry to ja patrzylem jak mialem 20lat i tylko marzylem o sprzecie grajacym.
    A moc to jedyny uzyteczny parametr, mowi nam co mozemy uzyskac i czy sie martwic, ze przypalimy kolumny :) Choc nie! Najwazniejszy parametr to czy wzmacniacz dopuszcza obciazenie kolumnami 4omowymi. Ale na temat oszustw z impedancja glosnikow to juz moznaby ksiazke napisac.

    Ile Ty masz kolego lat, ze tak spytam? Jak chcesz pogadac o dzwieku i muzyce to zapraszam na coroczny Audio Video Show na ktorym od lat jestem w pokoju diyaudio.pl Ale Ty chyba na razie sluchasz parametrow :)

  • #20 07 Gru 2017 22:30
    mkpl
    Poziom 37  

    Z tym kinem domowym to akurat nie jest oszustwo po prostu dla 5 kanałów nie wydala zasilacz. W praktyce ma wystarczyć na pełne wysterowanie jednej kolumny i np subwoofera. Dźwięk 5 kanałowy jest tak zorganizowany, że po uwzględnieniu współczynnika szczytu i zsumowaniu poziomów pozwala na wysterowanie właśnie jednego kanału na 100%.

    Stąd też się właśnie bierze moc muzyczna określona współczynnikiem szczytu dla sygnału muzycznego gdzie bardziej operuje się na sygnale impulsowym niż ciągłym. Z szumem to głównie spotykałem się z parametrem odstępu szumu od sygnału w dB.
    Natomiast prawdą jest, że producenci się wycwanili i kombinują z jednostkami. Co prawda jedno idzie przeliczyć w drugie (poza PMPO) ale to by już gorzej wyglądało na papierze.

    Obecnie nowe wzmacniacze maja mizerne brzmienie i ja np preferuję sprzęt z lat 90. Przed zakupem mogę go przeanalizować po instrukcji serwisowej co daje dużo więcej wiedzy natemat konkretnego modelu niż najlepsze katalogi z wszystkimi parametrami.

  • #21 08 Gru 2017 00:00
    Thunderacer
    Poziom 15  

    irek2 napisał:
    Producenci nic nie musza!


    Nie muszą, ale klienci też nie muszą od nich kupować.

    irek2 napisał:
    Moc w poszczegolnych kanalach spada wraz z obciazaniem kolejnych kanalow. Pomiar amplitunera z napisam 5x100W. W jednym kanale 120W w dwoch 2x100W ... w pieciu 5x27W!? Myslisz, ze producent gdziekolwiek w instrukcji napisal, 5x27W?


    Obecnie producenci podają moce kanałów, które znacznie przewyższają maksymalną moc pobierają z sieci. Jest jednak coś takiego, jak współczynnik jednoczesności.

    irek2 napisał:
    Stosunek sygnal szum. Stara polska norma mowila o odniesieniu do 50mV a teraz podaja dla 1W dla 5W dla pelnej mocy (ciekawe dla ilu kanalow i jakiej impedancji?)
    A wystarczyloby napisac ile w mikrowoltach mamy szumu na wyjsciu!


    Możesz mi podać nr tej Normy, to się zapoznam?

    irek2 napisał:
    Wiec co podaja producenci? Najlepsza zmierzona wartosc! no comments..


    Skąd wiesz co podają, jak wcześniej pisałeś, że nie wiadomo co podają? Podobnie, jak w przypadku Twojej karty dźwiękowej, którą uznałeś za referencyjną przy pomiarach.

    irek2 napisał:
    Zaden parametr nie mowi o brzmieniu wzmacniacza!! W katalogi i parametry to ja patrzylem jak mialem 20lat i tylko marzylem o sprzecie grajacym.
    A moc to jedyny uzyteczny parametr, mowi nam co mozemy uzyskac i czy sie martwic, ze przypalimy kolumny


    A dla mnie np istotnym parametrem jest pasmo przenoszenia, SNR, THD+N i kilka innych. Nie tylko moc.

    irek2 napisał:
    Ile Ty masz kolego lat, ze tak spytam?


    A jakie to ma znaczenie w dyskusji?

    mkpl napisał:
    Obecnie nowe wzmacniacze maja mizerne brzmienie i ja np preferuję sprzęt z lat 90


    Typowe opowiadania, że stare było lepsze. Współczesny wzmacniacz wysokiej klasy, dobrego producenta, zagra znacznie lepiej niż wzmacniacz wysokiej klasy z lat 90. I nie ma co wmawiać sobie, że jest inaczej.

  • #22 08 Gru 2017 00:09
    mkpl
    Poziom 37  

    Struktura końcówek mocy AB się nie zmienia a klasa D jakoś mnie odstrasza. Może o to "typowe" opowiadania aczkolwiek sprzęt w podobnych wykonaniach jest stosunkowo drogi. Natomiast systemy wielokanałowe są raczej do dużych ustawnych pomieszczeń a w typowych blokowiskach stereo sprawdza się jednak najlepiej. Zauważ, że trendy audio w dzisiejszych czasach idą w dziwnym kierunku bo ludziom wystarczają głośniki bluetooth mono...

  • #23 08 Gru 2017 00:59
    Thunderacer
    Poziom 15  

    mkpl napisał:
    Struktura końcówek mocy AB się nie zmienia a klasa D jakoś mnie odstrasza. Może o to "typowe" opowiadania aczkolwiek sprzęt w podobnych wykonaniach jest stosunkowo drogi. Natomiast systemy wielokanałowe są raczej do dużych ustawnych pomieszczeń a w typowych blokowiskach stereo sprawdza się jednak najlepiej. Zauważ, że trendy audio w dzisiejszych czasach idą w dziwnym kierunku bo ludziom wystarczają głośniki bluetooth mono...



    Masz rację, ale my rozpatrujemy sprzęt klasy wyższej, czyli stereofoniczny. Wielokanałowe systemy, szczególnie dedykowane zestawom kinowym, to przeciętne parametry i jak wspomniałeś słusznie - klasa D.

  • #24 08 Gru 2017 17:02
    irek2
    Poziom 40  

    Jeden amplituner z napisem 5x100W ma realnie we wszystkich tylko 27W a drugi ma napisane 5x60W czyli jest "gorszy" ale przy pomiarach faktycznie ma 5x60W. Ktory lepiej kupic?
    Ja nie jestem zwolennikiem stosowania zbyt dużego, ciężkiego i drogiego trafa zasilającego. Od lat tłumacze ludziom, że moc średnia dla sygnału muzycznego to tylko 30% mocy maksymalnej i do klasy AB wystarczy zasilacz o mocy 80% mocy wzmacniacza. W klasie D poszło jeszcze dalej i stosuje się tylko 30%!! A, że często są to zasilacze impulsowe to nie da się ocenić ich mocy po gabarycie więc nie ma problemu :)

    W starej książce o wzmacniaczach Witorta są podane jakieś normy które zakładały mierzenie odstępu sygnał/szum przy 50mW itp. Z tego co widzę w katalogach producentów jedni podają dla 1W z tym, ze nie wiadomo czy dla 4 czy 8om!? A inni postanowili poprawić parametry i podają dla 5W :) Oczywiście można podać dynamikę dla pełnej mocy i tu wyjdzie najwięcej decybeli :) Głupota normowo/pomiarowa :)

    Pasmo, przenoszenia, SNR, THD?? Znasz jakis przykład wzmacniacza który ma te parametry tak "złe", że go to dyskwalifikuje w odłuchu?? Lampowce często nie spełniają "normy hi-fi", bo ledwo sięgają pasma 20khz. Tylko dziwnym trafem ludzie coraz częsciej ich sluchają :) Gdybym potrafił to bym zrobił wzmacniacz ze zniekształceniami na poziomie 2-3% ale tylko z drugą harmoniczna. W papierach wyglądałoby to paskudnie ale by pięknie gralo! :)

    Wiek ma takie znaczenie, że ja od ponad 25lat zajmuje sie praktycznie sprzętem grającym :) Łatwo gadać o suchych parametrach ale to co konstruowałem (wzmacniacze, kolumny) gra w wielu krajach na świecie. Wynalazki, prototypy to się robi w domu z ciekawości ale jak się ma coś produkować to dopiero pojawiają się schody. Od lat sledze forumowe konstrukcje wzmaków i jeszcze nie widziałem żadnego który nadawałby się do seryjnej produkcji. Chcecie zobaczyć zdjęcie spalonego wzmacniacza haj-end który zapalił się żywym ogniem? Bo zamiast bezpieczników producent postanowił wsadzić zwory a zamiast zabezpieczeń wydal kasę na marketing :)

    Parametry jakościowe są bez znaczenia, byle udało się przenieść 20hz-20khz ale użytkowe i funkcjonalne są najważniejsze. Czy zabezpieczenia zwarciowe są wymagane przez normy? Czy może normy to tylko stek głupot których i tak nie trzeba badać. Wystarczy podpisać deklaracje CE..

    Głosniki bluetooth mono to chyba najlepsze podsumowanie dzisiejszych czasów :)

    A co do klasy D to nie znam nikogo kto by na słuch potrafił powiedzieć czy gra wzmacniacz liniowy czy pracujący w klasie D! Zasilacze liniowe już dawno zostały wyparte przez impulsowe wiec wcześniej czy później nastąpi to ze wzmacniaczami! Oczywiście wszystko ma wady i zalety na wzmacniacz liniowy można dać 5-10lat gwarancji a na klasę D góra 2lata :) I jak się zepsuje to zero szans na jego naprawę :)
    Wiedza/ literatura o wzmacniaczach klasy D jest praktycznie zerowa o wzmacniaczach klasy AB, mierna.

    Co do wzmacniaczy z 90lat i nowoczesnych to obaj macie racje! solidnosc konstrukcji z lat 90 mniej więcej odpowiada solidności obecnych wzmacniacz wyższej klasy. Ale lata 90te to głównie solidne obudowy, duże radiatory i spore zasilacze ale układowo i jakościowo podzespoły były słabe.

  • #25 08 Gru 2017 17:20
    yogi009
    Poziom 42  

    irek2 napisał:
    Pasmo, przenoszenia, SNR, THD?? Znasz jakis przyklad wzmacniacza ktory ma te parametry tak "zle, ze go to dyskwalifikuje w odluchu?? Lampowce czesto nie spelniaja normy hi-fi bo ledwo siegaja pasma 20khz. Tylk odziwnym trafem ludzie coraz czesciej ich sluchaja :) Gdybym potrafil to bym zrobil wzmacniacz ze zneiksztalceniami o poziomie 2-3% ale tylko druga harmoniczna. W papierach wygladaloby to paskudnie ale by pieknie gralo!


    I to jest istotą sprawy i powodem wiecznych dyskusji fanatyków dźwięku z fanatykami tabel.

  • #26 09 Gru 2017 13:27
    simw
    Poziom 16  

    irek2 napisał:

    W starej książce o wzmacniaczach Witorta


    Prawdopodobnie mylisz Witorta z Feszczukiem, bo ten pierwszy, nie miał dedykowanej książki o wzmacniaczach, jeśli dobrze pamiętam. Znam ogólnie o jedną elektroakustyce, i drugą o głośnikach.

    irek2 napisał:

    "Wiek ma takie znaczenie, że ja od ponad 25lat zajmuje sie praktycznie sprzętem grającym :)

    Również uważam, że wiek to mały argument. Można mieć 100 i nic nie wiedzieć lub przez całe życie być w błędzie.
    Autorytet może mieć znaczenie, ale nie koniecznie. Zwykle jak ktoś nie ma już argumentów to powołuje się na swój autorytet.

    Mój komentarz nie dotyczy oczywiście Waszego sporu, jest tylko ogólny.

  • #27 09 Gru 2017 17:14
    irek2
    Poziom 40  

    Tak to o te ksiazki chodzi, niestety nie ma nic sensownego do polecenia i to nadal one ucza podstaw elektroakustyki. Sa juz mocno stare a swiat poszedl szybko do przodu. Dlatego bez podparcia sie literatura zagraniczna nie ma szans.

    Ja nie widze tu zadnego sporu. Konstruowanie wzmacniaczy i kolumn glosnikowych to byl moj zawod. Ja po prostu wiem co pisze. Dlatego jestem ciekaw jakie ma doswiadczenie kolega od Tych norm, bo chyba dopiero sie uczy a tak to wyglada po tym co pisze.

    Ja przedstawiam merytoryczne argumenty ale jak widac dowody nie do kazdego trafiaja. Pokazalem wykres znieksztalcen mojego generatora. Jak ktos nie wierzy w to co pokazalem to chetnie wysle mu generator na dokladne pomiary. Sa chetni co maja dostep do laboratoryjnego sprzetu pomiarowego??

    A co do pomiaru mocy to wszyscy podaja moc przy 1khz i THD 1% i to jest jasno napisane w danych kazdego wzmacniacza. Ile mam przedstawic zdjec z instrukcji obslugi wzmacnaiczy?

    Dla mnie dyskusja jest smieszna, bo to sa podstawy. To jak jak dyskutowanie z elekrykiem samochodowym o tym czy mierzymy na akumulatorze pard czy napiecie. Wszystkich ucza, ze te 14,4V to jest pard ladowania i po prostu nic na to nie poradzisz!! A, ze sie mierzy w woltach czyli jednak napiecie to chyba predzej dadza Ci w pysk niz beda chcieli zrozumiec :)

  • #29 09 Gru 2017 19:00
    yogi009
    Poziom 42  

    irek2 napisał:
    Ja przedstawiam merytoryczne argumenty ale jak widac dowody nie do kazdego trafiaja. Pokazalem wykres znieksztalcen mojego generatora. Jak ktos nie wierzy w to co pokazalem to chetnie wysle mu generator na dokladne pomiary. Sa chetni co maja dostep do laboratoryjnego sprzetu pomiarowego?


    Irek, naprawdę nie ma sensu, żebyś udowadniał, że nie jesteś żółtodziobem. Twoje konstrukcje świadczą o poziomie wiedzy. Nawet nie wnikając w jakość merytoryczną tych rozwiązań każdy "kumaty" czytelnik forum zebrawszy kilka tych Twoich DIY z łatwością wywnioskuje, że siedzisz w temacie dość głęboko :-) Sorrki, że tak łopatologicznie i anormatywnie piszę :-) Mnie też sprowadzali do poziomu audio voodoo po pytaniu o dobrej jakości zasilanie dla lepszej jakości wzmacniacza słuchawkowego. Po prostu z punktu widzenia standardowej elektroniki nie ma dobrych kondensatorów, nie ma takich pojęć, jak ciemniejsze i jaśniejsze brzmienie, poziom dynamiki dźwięku, panorama, selektywność i kilka innych śmiesznych pojęć. A kondensatory elektrolityczne z naturalną bawełną w środku i miedzianymi wyprowadzeniami (np. najwyższa seria Elny) to fanaberia.

    Fakt, że obecnie z różnych względów projektuje się inaczej, nie oznacza że dzisiejsze konstrukcje grają "lepiej". Prawdopodobnie jeszcze trochę wody w Wiśle upłynie, zanim doczekamy się wiernego cyfrowego modelu opisującego analogowe brzmienia. Dla mnie takim prostym przykładem były chociażby zawodowe gitary Line 6 Acoustic 700, które mimo że miały zaimplementowany komputerek i w nim opisane zdigitalizowane brzmienia 16 instrumentów akustycznych (kilka rodzajów gitar, mandolina, banjo, sitar...) po prostu nie brzmiały tak, jak ich pierwowzory. Tylko i aż tyle.

  • #30 11 Gru 2017 01:49
    simw
    Poziom 16  

    irek2 napisał:
    Tak to o te ksiazki chodzi, niestety nie ma nic sensownego do polecenia i to nadal one ucza podstaw elektroakustyki. Sa juz mocno stare a swiat poszedl szybko do przodu. Dlatego bez podparcia sie literatura zagraniczna nie ma szans.

    No właśnie niestety tak to wygląda. Najgorsze są niedopowiedzenia. Zresztą nawet w tytule postu jest pewne niedopowiedzenie logiczne. To nie jest miernik mocy wzmacniaczy elektroakustycznych tylko miernik mocy wyjściowej wzmacniaczy, choć właściwie miernik mocy wydzielanej na obciążeniu wzmacniacza.
    Takie trochę czepianie się słówek zarazem klasyczna metoda pośrednia pomiaru. Warto by zrobić pomiar mocy pobieranej przez wzmacniacz i obliczać również moc strat.

    Co do mocy ciągłej, o której pisano wyżej, to taką również charakteryzują się wzmacniacze, to właśnie moc strat (ta spowodowana prądem spoczynkowym dla niektórych klas wzmacniaczy), to coś jak składowa stała przy pomiarze napięcia zmiennego. Tak bym to opisał. Oczywiście mocy ciągłej, użytecznej nie ma, bo wzmacniacz musiałby przenosić składową stałą, co niema sensu oczywiście.

    Co do stabilizacji zasilania zgoda, w końcu to tak naprawdę zasilacz "gra", tranzystory mocy to tylko klucze, które odkładają właściwy przebieg napięcia na obciążeniu. Stabilne zasilanie oraz dokładne źródło napięcia dopiero dadzą odpowiedniej jakości źródło prądowe na wyjściu wzmacniacz. W końcu taki wzmacniacz to właśnie źródło prądowe sterowane napięciowo, od tego powinno się zaczynać wykłady o wzmacniaczach.