1.Wprowadzenie:
Ten krótki artykuł ma na celu uświadomienie, początkującym elektronikom i nie tylko elektronikom, a także użytkownikom wzmacniaczy audio, nie zdającym sobie sprawy z zasadami użytkowania tych urządzeń. Producenci wzmacniaczy i amplitunerów, bezustannie bombardują nas nowościami. Zalewa nas masa tanich urządzeń produkcji Chińskiej, o zawyżonych za fałszowanych parametrach tego sprzętu. Do tego dochodzą jeszcze użytkownicy, nabywcy tego typu urządzeń nie znających się na parametrach, dla których liczy się moc wzmacniacza „im więcej cyferek tym lepiej”. Właśnie takich ludzi chcę uświadomić.
2.Rodzaje mocy.
Tu dochodzimy do rodzai mocy wzmacniacza, opiszę kilka mocy stosowanych przez producentów:
A) Znamionowa moc wyjściowa (RMS)- jest to moc którą wzmacniacz może wydzielić na znamionowej impedancji obciążenia przy danej częstotliwości lub w danym paśmie częstotliwości, bez przekroczenia określonego współczynnika zniekształceń nieliniowych w ciągu 10 minut.
B) Muzyczna moc wyjściowa – określana jest identycznie, jak moc znamionowa. Różnica w wartości wynika z tego, że moc znamionowa wyjściowa mierzona jest przy trwałym wysterowaniu, natomiast muzyczna moc wyjściowa przy chwilowym wysterowaniu. Jeżeli wzmacnia zasilany jest z zasilacza stabilizowanego (o dobrych parametrach stabilizacji napięcia), to moc znamionowa i muzyczna będą sobie równe. Przy zasilaniu niestabilizowanym moc muzyczna będzie większa.
C) Moc PMPO (ang. peak music power output) – jest to moc , którą wzmacniacz może wyemitować w idealnych warunkach (nieosiągalnych w normalnym użytkowaniu) przez bardzo krótki czas np. 1ms (1 milisekundę). Sposób obliczania tej mocy nie definiuje dokładnie dla jakiego czasu jest ona obliczana może to być 1ms, ale może być też mniej. Jest to parametr używany jako chwyt marketingowy.
Czy narzucają się wam już jakieś wnioski? Na pewno tak , ale dla pewności jeszcze omówię ten podpunkt. Przy zakupie wzmacniacza elektroakustycznego powinniśmy zwrócić uwagę na znamionową moc wyjściową, bo to prawdziwa moc wzmacniacza (o ile producent jej nie zawyży).
3. Prosty sposób na obliczenie mocy wyjściowej wzmacniacza elektroakustycznego.
Poniżej przedstawiam prosty sposób określenia mocy wyjściowej wzmacniacza. Moc wyjściowa wzmacniacza jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy przebiegu wyjściowego zgodnie z wzorem:
RL- czyli nasze obciążenie(głośnik).
W warunkach idealnych maksymalna amplituda napięcia wyjściowego jest równa połowie napięcia zasilania czyli 0,5Ec. W rzeczywistości jednak nie udaje się uzyskać takiego napięcia zasilania, bowiem powstają nieuniknione straty (nie będę tu rozpatrywał tych strat).
Na podstawie powyższego wzoru i informacji możemy stwierdzić, że moc wyjściowa wzmacniacza będzie zależała od napięcia zasilania i impedancji głośnika.
4.Skutki związane z podłączeniem kolumn o nie właściwych parametrach do
wzmacniacza.
W poprzednim punkcie podałem prosty sposób na obliczenie mocy wzmacniacza. Teraz zajmiemy się uszkodzeniami wzmacniaczy mocy jak i kolumn głośnikowych jakie mogą powstać wskutek podłączenia do wzmacniacza mocy kolumn o niewłaściwych parametrach. Głównymi parametrami głośnika (kolumny głośnikowej) jest impedancja i jej moc. Jeżeli wzmacniacz jest przystosowany do kolumn o impedancji 8Ώ, nie powinniśmy podłączać do niego kolumn o mniejszej impedancji przykładowo 4Ώ. Pewnie zdziwicie się dlaczego. Wyjaśnię wam to w miarę prosto bez wzorów i w dużym uproszczeniu. Przy obciążeniu wzmacniacza kolumną 4Ώ przez końcówkę mocy płynie znacznie większy prąd i wzmacniacz potrafi osiągnąć większą moc niż przy obciążeniu 8Ώ, wiąże się to jednak z większymi stratami w końcówce mocy wzmacniacza, a w konsekwencji z większą
ilością wydzielanego ciepła, co może skutkować uszkodzeniem wzmacniacza jak i kolumn w pewnym przypadku. Jeśli jednak wzmacniacz jest przystosowany do kolumn o impedancji 4Ώ to możemy śmiało podłączyć kolumną 8Ώ, jednak musimy się liczyć z tym, że nasz wzmacniacz będzie wstanie oddać mniejszą moc. Wydaje wam się to dziwne? Myślę, że nie powinno jeśli jednak macie jakieś wątpliwości przeczytajcie to jeszcze raz dokładnie. Kolejną ważną sprawą jest odpowiedni dobór mocy kolumny głośnikowej do mocy wzmacniacza. Kolumna głośnikowa powinna mieć moc przynajmniej równą mocy wzmacniacza, jednak lepiej jak jej moc jest dwukrotnie większa od mocy wzmacniacza. Przy podłączeniu do wzmacniacza elektroakustycznego kolumny głośnikowej o mocy mniejszej niż moc wzmacniacza, może się uszkodzić kolumna (spalenie cewki głośnika), a nawet wzmacniacz jeśli zrobi się zwarcie wyjścia do masy.
5.Zakończenie.
Mam nadzieję, że tym krótkim artykułem rozwiałem wasze wątpliwości i problemy związane z mocą wzmacniacza jak i doborem kolumn głośnikowych do wzmacniacza. Przedstawiłem do dość skrótowo i starałem się, aby mój artykuł był łatwy do zrozumienia. Jeżeli jednak macie w dalszym ciągu jakieś wątpliwości to pytajcie na forum.
Artykuł napisany przez Jakuba Bubała (bubi89) za co mu dziękujemy.
Do opracowania tego artykułu posłużyłem się własnym doświadczeniem oraz oparłem się na dwóch tytułach:
a. „Układy amatorskich wzmacniaczy elektroakustycznych” praca zbiorowa pod kierunkiem Aleksandra Witorta.
b. „Wzmacniacze elektroakustyczne” Maciej Feszczuk.