La potencia del amplificador de audio no coincide con las especificaciones

Repetí el primer experimento anterior, pero reemplacé la resistencia de 1 ohmio de 100 W con una resistencia de 1 ohm 1 kW . Esto me permitiría pasar corrientes más grandes a través del circuito sin que ninguna de las resistencias se queme. (Uno de los resistores de 100 W se quemó durante mis experimentos, lo que podría haber llevado a resultados erróneos). El inductor se bobinó con un cable de calibre 16 y, por lo tanto, asumí que sería capaz de manejar grandes corrientes durante un minuto sin calentamiento excesivo. También tenía a mano un resistencia de 0,1 ohmios 200 W que puse en serie con el resto del circuito para medir la corriente a través del circuito. (Mi tarjeta NI USB-6225 tiene un rango de -10 V a +10 V, y como la caída de voltaje en la resistencia de 0.1 ohmios sería una décima que a través de la resistencia de 1 ohmio, podría aumentar la ganancia el amplificador más antes de saturar mi NI-DAQ.) También giré la frecuencia hasta 140 Hz para que la impedancia total del circuito fuera de $ Z = \ sqrt {(1.1 + 1 + 0.1). ^ 2 + (2 \ pi (140) (0.003)) ^ 2} \ = 3.44 \ $ ohmios, más cerca de los 4 ohmios recomendados para operar el amplificador de audio en modo puenteado. (En modo puenteado, el amplificador es capaz de suministrar 2800 W de potencia máxima). Mi circuito se ilustra a continuación.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Por razones que no estoy seguro, una vez que la ganancia del amplificador de audio va más allá de cierto punto, el NI-DAQ comienza a dar mediciones erróneas, con picos y saturaciones inusuales que no son realistas. Por esa razón, decidí cambiar a realizar mediciones utilizando un osciloscopio digital independiente. El osciloscopio se configuró con una sonda amplificadora diferencial. A medida que subo la ganancia en el amplificador de audio, la lectura de amplitud en el osciloscopio aumenta linealmente, tanto para VM1 como para VM2. Me acerco al recorte en el amplificador de audio cuando VM1 en el osciloscopio lee aproximadamente 115 V. Además, en este punto, VM2 es aproximadamente 4 V. Esto da una potencia de \ $ P = IV = \ frac {4} {0.1} (115) = 4600 \ $ vatios, que es mucho más que los 30 vatios que estaba obteniendo antes. Obviamente, no es seguro operar el amplificador con esta potencia, pero el experimento muestra que los cambios que realicé (es decir, obtener una resistencia de mayor vataje y medir el voltaje con el osciloscopio en lugar de con el NI-DAQ) me permitieron extraer más energía del amplificador.

  

Alimenté una señal sinusoidal de 50 Hz y encendí el amplificador hasta justo antes de que se encendiera la luz de -20 dB.

Lo que has medido es la potencia de salida "justo antes de que se encienda la luz -20dB". ¿Qué te hace pensar que la luz está calibrada correctamente y qué nivel crees que debe representar?

¿Qué tal si mide la potencia de salida máxima real? Tenga en cuenta que no intente medir la potencia máxima en un altavoz multidireccional, ya que el recorte puede quemar el tweeter, utilice una carga ficticia.

Hay varias formas de definir la potencia de salida máxima. El criterio habitual es alguna medida de distorsión, ya sea el recorte de la forma de onda visible en un osciloscopio, o un THD medido en un analizador de sonido. Si no tiene ninguno de estos, entonces una medición del voltaje de salida le dará alguna indicación de cuándo tiene que recortar. Si está midiendo el voltaje máximo (ha construido un detector de pico), entonces, en el recorte, el voltaje de salida se detiene a medida que aumenta la entrada. Si está midiendo la media rectificada (DMM baratos) o RMS (DMM de mejor calidad), habrá una reducción abrupta en la pendiente de la salida a la ganancia de voltaje de entrada al inicio del clip.

Otra forma es hacer lo mismo, pero con ráfagas de tono en lugar de potencia continua, que se dice que representa mejor la dinámica musical. Esto requiere un generador adecuado, así como un osciloscopio. Por lo general, resulta en una medida más grande que para el poder continuo, y hay mucho debate sobre si se trata de un número "justo".

Otra forma es cuál es la potencia máxima que se puede generar por X tiempo antes de que el amplificador se sobrecaliente. Si el diseñador ha hecho bien su trabajo, esto es más grande que la potencia máxima limitada por distorsión.

El amplificador está clasificado para entregar 600W por canal en 8 ohmios.

La luz de -20dB indica que hay una señal que es 20 dB menos que el nivel de recorte. -20dB de 1400W es 11.7W (1 / 120th) o 5.3V RMS (1 / 20th). Es posible que este nivel de señal no sea preciso o tal vez haya medido un nivel más alto porque solo se activó un canal.

Las resistencias tienen una tolerancia del 1%, pero los cables de su medidor son probablemente de 0,2 ohmios. Tal vez su cableado mide 0.4 ohmios.

Necesita un osciloscopio para mostrar el recorte y DOS cargas de 2 ohmios para medir la potencia de salida máxima. Desactive los indicadores de recorte que reducen los niveles de entrada.