Як виміряти максимальну і перевірити номінальну потужність підсилювача

Сучасні підсилювачі дуже часто рясніють барвистими написами в 1000 Ватт або навіть в 3000 Ватт. При цьому мають досить помірні ціни. Давайте ж разом перевіримо чи відповідають заявлені характеристики реальним.

Для прикладу ми взяли двоканальний підсилювач потужності Power Acoustik LT1920 / 2.

Пікова потужність даного підсилювача була вказана просто фантстіческая - 1920 watts.
При цьому підсилювач може працювати як на навантаження в 4 Ома так і 2 Ома.

Технічні характеристики підсилювача Power Acoustik LT1920 / 2

RMS потужність (RMS Power) @ 4 ohms 370 watts x 2 канали
RMS потужність (RMS Power) @ 2 ohms 440 watts x 2 канали
Потужність при мостовому підключенні (Bridged RMS Power) 880 watts x 1 channel
Пікова потужність (Peak Power Output) 1920 watts

Фактори що вказують на потенційну потужність підсилювача

- запобіжники харчування на вході підсилювача. Кожен напевно знає що на сьогоднішній день ще не винайшли пристрої яке на виході давало б більше потужності ніж на вході. Такий пристрій могло б живити саме себе, ще й здійснювати корисну роботу - вічний двигун.
Найчастіше потужність на вході треба буде ще помножити на коефіцієнт втрат і отримати більш низьку потужність на виході.

Клеми і чотири запобіжника на 20 Ампер по харчуванню на вході підсилювач Power Acoustik LT1920 / 2

У нашому випадку на вході підсилювача стоять 4 запобіжника по 20 (по парі запобіжників на канал).
Що за потужністю становить (20 Ампер * 4 шт) * 14 Вольт = 1120 Ватт. В принципі цього цілком достатньо для отримання на виході обіцянки номінальних 880 Ватт але ніколи не вистачить для пікових 1920 Ватт.

- Клеми для проводів харчування. Не забувайте що для проходження великих струмів необхідні великі перетину проводів. У нашому випадку клемники встановлені під більш ніж товсті дроти, які з легкістю забезпечать ток до 80 Ампер.

- Розмір радіаторів охолодження. Не забувайте що в процесі роботи підсилювач розсіює частину тепла на силових транзисторах. Для цього підсилювача необхідні великі радіатори (великої площі, з великими ламелями, ребрами виготовлені бажано з алюмінію, а ще краще з міді).

- вага підсилювача. За вагою ми можете не тільки визначити масивність корпусу підсилювача і можливість розсіювання тепла. Так само ви можете приблизно оцінити кількість транзисторів, потужність феромагнітною серцевиною встановлених в трансформаторах блоків живлення підсилювача, розміри електролітичних конденсаторів і багато іншого.
Наш підсилювач має дуже пристойний вагу, воно й не дивно, завдання перед ним стоїть просто непосильне.

Якщо ваш підсилювач не нова, у вас є всі шанси виміряти потужність підсилювача не вдаючись до особливих складнощів.

Все що вам необхідно, зняти з нього кришку і всередині звичайним мультиметром виміряти напругу на вихідних електролітичних конденсаторах, після трансформаторів блоку живлення і випрямних діодів. Трансформатори зазвичай схоже на круглі котушки з проводами, а електролітичні конденсатори зазвичай стоять стрункими рядами прямо за ними, підносячись круглими бочечками.

Тороїдальний трансформатори і конденсатори блоку живлення усередині підсилювача Power Acoustik LT1920 / 2

Напруга живлення 45,7 на конденсаторах після трансформатора блоку живлення усередині підсилювача

У нашому випадку на електролітичних конденсаторах нашого підсилювача ми наміряли напруга 47 Вольт (напруга живлення між двома плечима підсилювача).

Для підсилювачів класу A / B приблизну потужність на виході можна розрахувати за формулою

де
U напруга живлення підсилювача на вході (тобто сума напруга кожного плеча підсилювача)
R - опір навантаження (в нашому випадку динаміка)

Отже приблизна потужність нашого підсилювача

P = 47 ^ 2/4 Ома = 552 Ватта
P = 47 ^ 2/2 Ома = 1104 Ватта

Припустимо що ви не можете заглянути всередину підсилювача або просто хочете перевірити розраховані дані.

В першу чергу найпоширеніша помилка, що потужність можна виміряти прямо на фізичному навантаженні у вигляді динаміка.

На жаль динамік має індуктивну складову і має різні опору на різних частотах. Тому навантаження обов'язково повинна бути не індуктивної. Наприклад це може бути пасивні елемент - резистор.

У нашому випадку ми вирішили використовувати нихромовую нитку товщиною 1 мм, розраховану на потужність кілька кіловат. Ніхромовий нитка дозволяє відрегулювати необхідний опір і при цьому маючи велику товщину може без проблем розсіяти у вигляді тепла додається потужність.

Для тестування вам необхідно записати на диск трек з сигналом синусоїдальної форми частотою 50 Гц.

Чому саме 50 Гц? тому що змінний струм в мережі електроживлення має частоту 50 Гц а вимірювання ми будемо проводити промисловим мультиметром, який швидше за все краще вимірює саме цю частоту.

Етапи вимірювання максимально потужності підсилювача

- Для початку виміряйте напругу на виході підсилювача на холостому ходу. Для цього від'єднайте від одного виходу підсилювача навантаження у вигляді динаміка і подсоеденіте мультиметр в режимі вимірювання напруги.

Напруга на виході підсилювача на холостому ходу (без навантаження) при повній гучності з синусоїдальним сигналом на входу

Спотворення при яких підсилювач досяг максимальної потужності ви можете почути в динаміці другого підключеного каналу. Для запобігання пошкодження динаміка ви можете підключити його через опір 100 Ом потужністю 5 Ватт або більше.

Для більш достовірного визначення максимальної потужності ви можете використовувати осцилограф. Повертаючи ручку гучності на виході підсилювача зі згладжування синусоїдальної форми ви зможете помітити зрізання (спотворення сигналу).
Якщо вам не потрібна понад висока точність, ви можете визначити спотворення і на слух.

На нашому підсилювачі, на виході при повній гучності і холостому ходу ми отримали 47 Вольт. Що відповідає напрузі харчування на вході підсилювача від блоку живлення.

- Виміряйте напругу на виході підсилювача з підключеним навантаженням. У нашому випадку це нихромовая нитка опором 3,2 Ома.

Напруга до перевантаження - трохи менше 30 Вольт

Необхідно враховувати що під навантаженням на виході підсилювача падає напруга. Власне це і говорить про його потенціал. Зверніть також увагу на напругу на вході підсилювача, якщо воно просідає як в нашому випадку від 13,7 Вольта до 12 Вольт - це означає що вам не вистачає потужності на вході. Причиною тому можуть бути тонкі дроти, мало потужний генератор, маленький накопичувальний конденсатор.

Напруга бортової мережі автомобіля 13,4 Вольта на конденсаторі харчування підсилювача

- Виміряйте силу струму що протікає в ланцюзі навантаження на виході підсилювача.

Сила струму до перевантаження - трохи менше 10 ампер

Разом на виході 30В * 10А = 300 Вт

Чи не забагато але і не мало 300Вт * 2 каналу = 600 Ватт (в нашому випадку виробник заявляв 1 кВт)

Ось так просто за кілька хвилин ми провели всі необхідні виміри і переконалися в потужний потенціал нашого підсилювача.