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 napięcia nasycenia końcówki mocy audio

irek2 07 Gru 2017 19:00 3147 8
  • (IREK) Miernik napięcia nasycenia końcówki mocy audio

    Miernik napięcia nasycenia końcówki mocy audio.

    Urządzenie jest bardzo proste, a czasem bardzo przydatne, więc napisze wszystko jednym tchem..
    Służy ono do określenia napięcia nasycenia stopnia wyjściowego końcówki mocy, osobno dla napięcia dodatniego i ujemnego. Obsługa jest dość prosta. Miernik ma trzy przewody połączeniowe. Dwa z nich podłączamy do napięć zasilania, dodatniego i ujemnego (bez masy). Trzeci przewód podłączamy do wyjścia końcówki mocy. Do wejścia wzmacniacza podłączamy generator najlepiej 1kHz (może być muzyka), rozkręcając wzmocnienie, doprowadzamy do silnego przesterowania. Początkowo wskazówki przyrządu pokażą wartości poza skalą, ale zbliżając się do przesterowania, wskazówki opadną. Minimum na skali to będzie nasze napięcie nasycenia. Pomiar wykonujemy z obciążeniem i/lub bez niego.
    Budowa jest bardzo prosta. Omówię tylko jedną połówkę układu. Napięcie wyjściowe wzmacniacza jest prostowane przez diodę, następnie ładuje kondensator podłączony do napięcia zasilania. Tworzy on pewnego rodzaju filtr/układ zapamiętania napięcia, ponieważ sygnał z wyjścia wzmacniacza ma charakter impulsowy. Następnie napięcie to trafia na wtórnik, który wzmacnia prąd dla woltomierza analogowego. Na kondensatorze uzyskujemy napięcie wyjściowe wzmacniacza pomniejszone o spadek napięcia diody, czyli ok. 0,7V. Na wtórniku mamy sytuację odwrotną, podnosi on napięcie o ok. 0,7V (BE). Dzięki temu na jego wyjściu uzyskujemy napięcie stałe równe amplitudzie napięcia wyjściowego wzmacniacza.
    Sam woltomierz podłączony jest do napięcia zasilania dzięki temu mierzy różnicę między napięciem zasilania a szczytowym napięciem wyjściowym wzmacniacza, czyli jego napięcie nasycenia. Dodatkowo na wejściu znalazł się prosty filtr RC przydatny przy mierzeniu wzmacniaczy pracujących w klasie D. Bez niego kondensator filtrująco-pamiętający mógłby naładować się tętnieniami od nośnej. Dokładność nie jest wysoka, pewien błąd wprowadza różnica w przewodzeniu diody prostownika i napięcia złącza BE tranzystora wtórnika. Do tego dochodzą tętnienia na kondensatorze filtrującym. Czym silniej przesterowany wzmacniacz, tym dokładniej zmierzymy nasycenie. Ostatnim ogniwem jest dokładność zastosowanych mierników. Teoretycznie jest to 5%, ale praktyce wydaje się dużo gorsza. Nie polecam tego typu mierników, choć są one bardzo tanie. Aby uzyskać sensowną dokładność pomiarów, musiałem każdy z nich kalibrować, tworząc nowe skale. Nie bez znaczenia jest też ich duży prąd. W praktyce dokładność odczytu napięcia to ok 0,5V przy zakresie do 10V. Przy pomiarze napięcia nasycenia jest to zadowalająca dokładność.

    (IREK) Miernik napięcia nasycenia końcówki mocy audio(IREK) Miernik napięcia nasycenia końcówki mocy audio(IREK) Miernik napięcia nasycenia końcówki mocy audio
    (IREK) Miernik napięcia nasycenia końcówki mocy audio


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz pendrive 32GB.
  • Sklep HeluKabel
  • #2 07 Gru 2017 22:49
    mkpl
    Poziom 37  

    Zastępstwo oscyloskopu czy jak bo chyba nie łapię idei. Wykonanie jak zwykle na poziomie.
    W wzmacniaczach klasy D niema czegoś takiego jak nasycenie. Kończy się po prostu zakres regulacji 0 lub 100% PWM i tyle. Sam spadek na tranzystorach jest pomijalny (zawsze pracują miedzy zatkaniem a nasyceniem).

  • Sklep HeluKabel
  • #3 08 Gru 2017 20:22
    irek2
    Poziom 40  

    Może zacznę od początku. Temat mało interesujący ale może jak napisze o co chodzi to ktoś czegoś się dowie.

    Oczywiście chodzi o napięcie nasycenia końcówki mocy jako całego wzmacniacza. Po ludzku mówiąc jest to napięcie tracone na końcówce przy pełnym wysterowaniu. Osobno dla dodatniej i ujemnej połówki zasilania. Typowe nasycenie to ok. 5V Dla przykładu, słaba końcówka (holton) ma je na poziomie 10V. Tzn, ze przy zasilaniu +-40V na wyjściu amplituda sygnału osiągnie tylko +-30V. Stracimy po 10V, bo tyle wynosi nasycenie końcówki. Moc wyjsciowa wyniesie 112,5W Weśmy teraz końcówke o bardzo niskim nasyceniu czyli mojego n-mosfeta, nasycenie 2V. Przy +-40V na wyjsciu dostaniemy +-38V czyli 142,5W! I to dokładnie z tego samego zasilacza!

    A teraz pomiar nasycenia. Wbrew pozorom nie jest taki prosty. Dlatego powstał ten przyrząd.
    Jeśli mamy oscyloskop jednokanałowy to będzie to trudne, bo musimy najpierw obejrzeć przebieg zasilania, określić jego minimum a później przebieg sygnału, określić jego maksimum i odjąc jedno od drugiego. Przy 10-20V/dz dokładność określania napięcia będzie dość niska.
    Na dwukanałowym oscyloskopie jest prościej ale nadal mało dokładnie. Aby było dokładnie należy osobno mierzyć plus i minus przy 1-2V/dz ale konieczne jest wtedy zastosowanie ogranicznika na wejściu oscyloskopu. Ja stosuje 10k plus zenerke 12V do zasilania. Tetniące zasilanie i tak nie pozwoli dokładnie określić napięć nasycenia.
    No i wreszcie dwukanałowy oscyloskop cyfrowy. Teoretycznie na jeden kanał zasilanie na drugi sygnał. Pomiary auto min-max powinny napięcia z których obliczymy napięcie nasycenia. Ale nie tak do końca, bo tętnienia zasilania skutecznie uniemożliwią nam ten pomiar! Dlatego STOP, rozciągniecie przebiegu, ustawienie kursorów, odczytanie wartości dwóch napięc, odjęcie ich od siebie. No i zmiana zasilania na wejściu na przeciwne i drugi pomiar. No chyba, ze mamy czterokanałowca :)

    A ja lubie wygode więc mam miernik :)

  • #4 08 Gru 2017 20:40
    22053
    Użytkownik usunął konto  
  • #5 09 Gru 2017 18:55
    irek2
    Poziom 40  

    Ale to nie wiele zmienia! Nadal musisz zmiescic caly sygnal audio czyli nawet +-100V! Przy 8bitowej cyfrowce da to pomiar z mizerna rozdzielczoscia ok 1V.
    Dlatego trzeba sobie "jakos" radzic :)

    Ja mierze wzgledem napiecia zasilania. Masa sondy do plusa zasilania a drugi pomiar do minusa. Trzeba tylko zasilic oscyloskop z gniazdka bez uziemienia!
    A, zeby zmierzyc dokladnie potrzeba czulosci 1-2V/dz. 200V amplitudy przesteruje wtedy wejscie dlatego stosuje ogranicznik. Rezystor 10k plus zenerke 12V :)
    Ale teraz mam zewnetrzny miernik nasycenia i juz sie nie musza tak meczyc :)
    Temat i tak jest maly popularny, bo i jak ma byc jak od lat na forach a poznalem tylko kilku konstruktorow koncowek :)

  • #6 09 Gru 2017 19:35
    tzok
    Moderator Samochody

    irek2 napisał:
    Oczywiście chodzi o napięcie nasycenia końcówki mocy jako całego wzmacniacza.
    W/g mnie chodzi o napięcie wyjściowe w stanie nasycenia końcówki mocy (przesterowania) wzmacniacza, a właściwie o różnicę między tym napięciem, a napięciem zasilania. Wszystko ok, tylko w jakich warunkach jest wykonywany pomiar - na otwartym wyjściu, czy na obciążonym rezystancją równą nominalnej impedancji głośników? Jaki jest sens tego pomiaru. To napięcie będzie różne w zależności od impedancji/rezystancji jaką będzie obciążony wzmacniacz podczas pomiaru. Porządne wzmacniacze są projektowane tak, aby stopień wyjściowy nigdy nie wchodził w stan nasycenia, prędzej sygnał "przytnie" stopień wejściowy.

    irek2 napisał:
    Trzeba tylko zasilic oscyloskop z gniazdka bez uziemienia!
    Można też użyć stworzonej specjalnie do tego typu pomiarów sondy różnicowej.

  • #7 09 Gru 2017 20:41
    irek2
    Poziom 40  

    Ja jestem konstruktorem wzmacniaczy i ten pomiar jest mi potrzebny do oceny konstrukcji i ew dalszego jej poprawienia :)

    To przyciecie w stopniach wejsciowych to tzw limiter mocy. Wykrywa on zblizanie sie do przesterowania i zaczyna "sciszac" sygnal. Jest stosowany w prawei wszystkich wzmacniaczach estardowych. Bez niego po kazdym koncercie trzebaby wymieniac sporo spalonych glosnikow :)
    Limiter mocy nie latwo zaprojektowac, bo musi on dzialac tak aby za bardzo nie podnosci napiecia nasycenia koncowki. Trzeba wyczuc ta granice. Pamietam jak kiedys dopieszczalismy limiter w naszym wzmacniaczu. Poszedl na testy i byl wstyd bo zamiast deklarowanych 2x200W wyszlo tylko 2x140W. Limiter za wczesniej zaczynal sciszac sygnal. Dobor progu ograniczania limitera to kompromis miedzy moca a dopuszczonymi znieksztalceniami.

    W CAR audio ktorym sie zajmujesz, na szczescie sa juz limitery mocy. Na razie tylko w sprzecie wyzszej klasy. Pewnie w zawodach dB Drag unika sie takich wzmacniaczy, bo tam liczy sie jak najwiecej mocy a glosnik z prostokatem jakos sobie poradzi a to zawsze pare decybeli wiecej :)
    Ale nie moge zniesc jak malolaty rozkrecaja radia na przyslowiowego maksa i sluchaja chrypiacej muzyki, ze asz uszy puchna :( Podejzewam, ze limitery w popularnych radiach zmniejszylyby ich sprzedaz :)

    Sonda roznicowa to czesto wydatek wiekszy niz sam oscyloskop :) Zwykle wystarcza transformator separacyjny albo kupienie bateryjnego oscyloskopu ew zasilenie go z ups-a.

  • #8 12 Gru 2017 00:40
    simw
    Poziom 19  

    Czy jeśli najpierw zmierzę napięcie symetryczne, załóżmy na kondensatorach zasilacza wzmacniacza mocy, pracującego w klasie AB i otrzymam +-40V, następnie zmierzę amplitudę napięcia wyjściowego, aż zacznie obcinać wierzchołek sinusa i wyjdzie ona 28V dla każdej połówki, to napięcia nasycenia będzie wynosić 40-28 = 12V dla każdej połówki zasilania? Czy w ogóle to będzie właśnie to napięcie nasycenia, które mierzy Twój przyrząd?

    Pomiary które zaproponowałem, nie będą wykonane jednocześnie. Założenie upraszczające mówi, że nasycenie końcówki mocy nie wpłynie na stabilność napięcia zasilającego, zatem przy drugim pomiarze nadal będzie +-40V.

  • #9 12 Gru 2017 20:33
    irek2
    Poziom 40  

    simw napisał:
    Czy jeśli najpierw zmierzę napięcie symetryczne, załóżmy na kondensatorach zasilacza wzmacniacza mocy, pracującego w klasie AB i otrzymam +-40V, następnie zmierzę amplitudę napięcia wyjściowego, aż zacznie obcinać wierzchołek sinusa i wyjdzie ona 28V dla każdej połówki, to napięcia nasycenia będzie wynosić 40-28 = 12V dla każdej połówki zasilania? Czy w ogóle to będzie właśnie to napięcie nasycenia, które mierzy Twój przyrząd?


    Dokladnie tak :) Moj przyrzad pokaze wtedy po 12V dla dodatniego i dla ujemnego napiecia nasycenia.

    Oczywiscie zmierzenie napiecia zasilania musi byc oscyloskopem, bo chodzi o jego minimum. Nie moze to byc pomiar woltomierzem, bo bedzie zawyzony o napiecie tetnien. W dodatku musi byc wykonany pod obciazeniem czyli w takich samych warunkach jak drugi pomiar samej amplitudy wyjsciowej.
    Aby nie gotowac koncowki mocy w czasie przelaczania sie miedzy pomiarami mozna odlaczyc obciazenia. Albo odlaczyc (zewrzec) sygnal z generatora, oczywiscie tak aby nie zmienilo to amplitudy czyli przykrecenie volume czy poziomu wyjsicowego z generatora nie wchodzi w gre. Ja czesto robie to tak, ze koncowke rozkrecam na maksa a sygnalem z generatora ustawiam wlasciwy poziom (obcinanie sinusoidy) pozniej moge potkiem wolume wzmacniacza zejsc do zera, zeby pozniej wrocic na maksa czyli do ustalonego poziomu.