Măsurarea tensiunii de frecvență audio. Măsurarea tensiunii și curentului la frecvențe joase și înalte

Îmi place metoda pe care ați sugerat-o, dar... În primul caz, aveți nevoie de un osciloscop, în al doilea - „asamblați un circuit simplu”. eu nu am nici unul...
Așa că am găsit (m-am gândit) o ​​cale. care a fost afișat în videoclipul de pe You-Tube
Am făcut totul exact așa cum este arătat acolo: am aplicat o frecvență de 50 Hz, am conectat un voltmetru AC în paralel la ieșirea amplificatorului, am măsurat puterea curentului cu cleme de curent și unul dintre firele care merge la difuzor ... Nu am inteles ce am primit pana la urma. Curent \u003d 1 amper, tensiune - 10 volți ... De ce atunci difuzorul „rezonează” la maxim? Mă așteptam să văd ceva în intervalul de 300 de wați. De exemplu, 6 amperi * 50 volți (parametrii corespunzători aproximativ unei rezistențe de 8 ohmi) = 300 wați. E cam de înțeles.
Nu am înțeles prea bine comentariile tale despre „sarcina coordonată” - nu există suficiente cunoștințe ...
Am recitit toate manualele.Dar acest lucru nu îmi rezolvă problema - pentru a determina câtă putere merge la sistemul de difuzoare.
Am fost „încântat” să aflu că poate fi măsurat folosind un voltmetru și cleme de curent, dar... am scris deja cum s-a terminat pentru mine
Scuze pentru mult text
Și trebuie să înțeleg aceste puteri pentru următorul caz. Când transmit un semnal „neegalizat” de la amplificator la acustică, nu există întrebări: puterea amplificatorului și acustica sunt comparabile și chiar și audibil totul este audibil (îmi imaginez 300 de wați după ureche).
Dar, când egalizez (cu ajutorul unui crossover) și „împrăștind” semnalele către diferite sisteme acustice (elimină frecvențele joase din Front Acoustics - portaluri și le trimit la subwoofere), atunci este complet de neînțeles după ureche ce puteri au mers unde . În acest moment, aproximativ 2,5-3 kW bubuie în studio.
O problemă specială apare la subwoofer. În general, nu este clar cu ureche câtă putere îi este furnizată: Subwoofer - 800 wați, amplificator - 1,5 kW (ambele 8 ohmi). Așadar, aici a fost necesar să măsoare ce se duce exact la difuzor... Și apoi, după cum înțelegeți, am avut probleme cu care am apelat la dumneavoastră.
Sper că acest lucru vă va clarifica problemele pe care vi le-am adresat.
Mulţumesc anticipat

Cu alte cuvinte, întrebarea mea este:
Este posibil să folosiți un voltmetru și o clemă de curent alternativ pentru a măsura puterea pe care o eliberează un amplificator unui difuzor? Și dacă da, cum?

Vladimir, abordarea ta este greșită, de aceea am eliminat linkul către videoclip. Încercați să măsurați puterea disipată într-o sarcină reactivă, nu într-o sarcină rezistivă. Și pentru aceasta, ar fi necesar să se măsoare simultan valorile de vârf ale curentului și tensiunii cu o frecvență de eșantionare de multe ori mai mare decât frecvența semnalului. După aceea, ar fi necesar să se înmulțească valorile fiecărei perechi rezultate și să se calculeze valorile pătrate medii din secvența rezultată.

În principiu, astfel de dispozitive există și sunt ieftine. Ele se numesc Wattmetre sau Contoare de putere. Ele funcționează pe baza ADC-urilor și microprocesoarelor capabile să facă astfel de calcule. Prețul cerut este de aproximativ 15 USD.

Însă, doar toate aceste contoare de putere bugetare sunt ascuțite pentru măsurarea puterii aparatelor de uz casnic și sunt proiectate să funcționeze ca un adaptor între rețea și sarcină. Tensiunea minimă admisă măsurată este de 80-90 volți. Un dispozitiv capabil să funcționeze într-o gamă mai largă de tensiuni și frecvențe de semnal va costa cu un ordin de mărime mai scump.

Când eram angajat într-o ambarcațiune similară, nu existau deloc astfel de dispozitive. Și am văzut un wattmetru de tip termic (atunci s-a măsurat și cu ceva) o singură dată în viață într-unul din laboratoarele din oraș. În plus, în practica reparației, utilizarea unei sarcini active este și mai de preferat, deoarece, să zicem, cu o putere de 2x150 wați, ar fi dificil să aranjați un test pe banc de patru ore al amplificatorului pe difuzoare reale.

Este posibil să folosiți un voltmetru și o clemă de curent alternativ pentru a măsura puterea pe care o eliberează un amplificator unui difuzor? Și dacă da, cum?

V-am scris mai sus că atunci ar trebui să aflați la ce amplitudine a tensiunii de ieșire, semnalul va începe să fie limitat. În același loc, tensiunea la pătrat este o parabolă. Chiar și cu o mică eroare, rezultatul va fi foarte diferit. În plus, difuzorul este o sarcină reactivă. Curentul și tensiunea sunt defazate.

Dragă administrator (îmi pare rău, nu vă cunosc numele).
Dacă te plictisesc, poți să-mi ignori mesajul și chiar să-l ștergi, dar chiar vreau să înțeleg această problemă.
Din tot ce ai spus, nu pot înțelege ce este în neregulă cu măsurătorile prezentate în videoclip și, cel mai important, DE CE, când fac exact aceleași măsurători, văd indicatori complet diferiți. Apropo, dacă folosiți metoda dvs. nr. 2, atunci, în teorie, ele vor diferi de a mea cu 1,44 (rădăcină a lui 2) de cele pe care le-aș vedea pe voltmetrul meu. Dar nici măcar nu văd astfel de tensiuni când conectez un subwoofer de 800 de wați (în poza ta este de 28 de volți). Da, conectez un difuzor, nu o rezistență. Dar acest lucru nu poate schimba indicatorii cu un ordin de mărime.
Sunt de acord că măsurarea nu este corectă (dar nu caut acuratețe absolută) și rămân întrebări:
1. Hrănesc o undă sinusoidală de 50 Hz, nu o piesă muzicală. Prin urmare, nu este mare nevoie să luați măsurători de eșantionare foarte mari.
2. Nu măsoară vârfurile. Amplificatorul meu subwoofer (1,5 kW) este mult mai puternic decât subwooferul (800 wați) și este puțin probabil să înceapă să atingă vârful ... Difuzorul de pe subwoofer va „zbura” mai devreme, ceea ce vreau de fapt să evit - acesta este principalul scop - să înțeleagă ce APROXIMAȚI puterea zboară către difuzor.
3. Încerc să înțeleg din tensiunea de la ieșirea amplificatorului, la ce nivel de volum i-a dat deja difuzorului cei 600 de wați de care are nevoie din cei 1,5 kW pe canal? Adică nu prind vârfuri, ci momentul în care deja este periculos să adaugi volum la difuzor. De exemplu, ieșiți și nu depășiți nivelul de 600 de wați. Cu un difuzor de 8 ohmi (chiar inclusiv reactanța) aceasta ar trebui să fie de aproximativ 8 amperi și 80 de wați. Nu cei 10 wați pe care îi văd în măsurarea mea.
4. Măsoară amplificatorii nu cu cleme de curent ieftine (ca în video), ci cu cele care calculează True RMS (valori pătrate medii). Ampermetrul, aproximativ vorbind, „nu știe” că și eu măsoară tensiunea. Prin urmare, nu contează pentru el faptul că curentul și tensiunea sunt defazate. Ar trebui să arate un curent corespunzător la 8 sau 10 amperi. Întrebarea este de ce nu văd acest curent pe dispozitiv! Aici, asta mă încurcă complet... Și încep să-i caut pe cei care ar putea cunoaște „un secret”
Îmi pare rău dacă ai fost deja chinuit de întrebările mele...
Mulțumesc.

Vladimir, nu mi-e greu să răspund și ți-am spus despre metodele de măsurare cu care poți obține un rezultat sănătos.

În mod logic, atunci când calculați puterea, pe baza rezistenței difuzorului și a tensiunii de pe acesta, ar trebui să obțineți rezultate umflate în comparație cu cele reale. Cum măsori exact și ce poți lua ca punct de referință îmi este complet de neînțeles. În tehnologie, concepte precum „când este deja periculos să adăugați volum” nu pot fi folosite. În același timp, nu știm încă cât de precise sunt citirile instrumentelor dumneavoastră.

Un voltmetru AC poate fi verificat prin măsurarea tensiunii rețelei. Apoi, puteți lipi divizorul de tensiune și puteți verifica dispozitivul pentru alte limite de măsurare a tensiunii AC. Cu ajutorul rezistențelor, ale căror valori sunt cunoscute, puteți verifica ohmmetrul și ampermetrul făcând cele mai simple calcule. Desigur, acestea nu sunt teste metrologice, ci măcar un fel de verificare.

Sper ca semnalul sinusoidal să ajungă într-adevăr la difuzor într-o formă nedistorsionată.

1. Se pare că nu ați înțeles de ce este necesară însăși discretizarea. Când fazele de curent și tensiune sunt defazate, este posibil să se măsoare doar puterea de vârf într-o perioadă foarte scurtă de timp. Cu cât acest interval este mai scurt, cu atât măsurarea este mai precisă. În intervalul următor, valorile de vârf se pot schimba și trebuie să măsurați din nou. De exemplu, când tensiunea unui semnal sinusoidal atinge maximul, curentul nu va fi deloc maxim din cauza aceluiași defazaj. Prin urmare, este incorect să se facă astfel de măsurători cu instrumente convenționale.

2. Nu ar trebui să fie așa. Puterea amplificatorului nu trebuie să depășească puterea maximă continuă a difuzoarelor. Dar este și mai de preferat ca difuzoarele să fie de o ori și jumătate mai puternice. Mai mult, valorile puterii trebuie să fie în aceleași unități. Mulți termeni înșelător au apărut acum. Cel mai bine este să utilizați puterea RMS (Root Mean Square).

3. Vezi punctul 2. Apoi poți seta orice putere după ureche.

4. Te înșeli. Puterea este produsul dintre curent și tensiune, deci este foarte important ce curent și ce tensiune acționează asupra sarcinii la un moment dat. Nu contează în cazurile în care curentul este continuu sau când fazele curentului alternativ și ale tensiunii coincid.

Stimate Admin
Sunt de acord că ar putea exista incorecte în aceste măsurători.. În absența unui osciloscop, nu este nevoie să vorbim despre acuratețe, dar... Ca persoană cu o „mentalitate matematică”, înțeleg că ar trebui să existe un fel de dependență chiar și cu măsurători nu tocmai corecte.
Să încercăm să mergem înapoi
Dacă luăm ca bază a doua metodă (Măsurarea puterii de ieșire a unui amplificator folosind un voltmetru), atunci putem presupune câteva abordări alternative.
Să zicem că nu am un „circuit simplu” la îndemână pentru a prinde vârfuri... Să scoatem această componentă. Conform teoriei, pe voltmetrul din cazul dvs. de pe amplificatorul dvs., va trebui să văd nu 28 volți, ci 28 / 1,41 \u003d 19,9 volți sau ceva apropiat de asta. Dreapta?
Din câte văd, ești foarte bun la teorie
Ce vom vedea la voltmetru dacă înlocuim rezistența cu un sistem acustic cu o rezistență de 8 ohmi? Nu ieftin, dar cu performanțe bune, cu amortizare ridicată, ceea ce nu implică o abatere radicală de la caracteristicile sale declarate. Cred că va fi cu siguranță ceva în același 19,9 volți (cu siguranță nu 10 și nu 30). Vorbim despre un amplificator de 100 de wați în cazul tău.
Acum - despre cazul meu. Iau un amplificator care, conform pașaportului, dă nominal 1,5 kW la 8 ohmi. Recunosc că poate da mai puțin, dar nu mult. Acesta este un amplificator de studio destul de puternic și scump. Conectez la el un subwoofer (800 wați la aceiași 8 ohmi). Introduc o sinusoidă de 50 Hz la intrarea amplificatorului și ridic nivelul volumului la jumătate. Înțeleg că sunetul nu poate fi descris în cuvinte, dar acționez ca un analist: sunetul crește (după ureche) uniform. Undeva la mijloc (cred că este în intervalul 500-600 de wați) în ferestrele studioului încep să tremure, tobe mari „sără”, microfoanele sar în jurul mesei. Acesta este ceea ce am numit termenul ciudat pentru tine „când volumul este deja periculos”, ceea ce înseamnă că difuzorul poate fi deja deteriorat... Dar să renunțăm la aceste versuri pentru puritatea experimentului...
Deci, un experiment practic: 50 Herți, jumătate din volumul amplificatorului de 1,5 kW, 800 wați dimanik și un voltmetru conectat la ieșirea amplificatorului (sau bornele difuzorului). Câți volți vor arăta TEORETIC un voltmetru?
Poate că acest lucru este incorect, poate nu în întregime clar, dar va afișa EXACT un fel de număr stabil (ca în cazul dvs., 28 de volți au înghețat pe ecran).
Poate mi se pare, dar acest numar, in lipsa unui osciloscop si a altor posibilitati, ma va ajuta FOARTE APROXIMATIV sa inteleg ce se intampla in sistemele acustice.
Întrebare: în ce limite ar trebui să fie acest număr în teorie?
MULȚUMESC
P.S. Despre verificarea instrumentelor de măsurare - ideea este foarte sensibilă. Mi-a venit imediat in minte.Am luat alte aparate de la prieteni, am verificat indicatoarele etc. Nu au fost detectate anomalii. Păcat că nimeni nu are osciloscop. Dar continui să caut...

Vladimir, nu sunt împotriva abordării tale și sunt de acord că puterea relativă în sarcină poate fi măsurată folosind un voltmetru. Pe acest principiu se bazează funcționarea indicatoarelor de suprasarcină, care sunt adesea încorporate în sistemele acustice de uz casnic pentru a preveni defecțiunea lor atunci când este conectat un ULF de putere necunoscută. Dar acești indicatori sunt adaptați pentru a funcționa cu o sarcină specifică. De asemenea, puteți construi un tabel de corespondență, în care într-o coloană vor fi valorile puterii obținute prin metoda indicată în articol, iar în cealaltă - valorile tensiunii corespunzătoare pe un anumit difuzor. Dar, pentru aceasta trebuie să aveți un anumit punct de referință în planul metrologic.

Referitor la experimentele tale, am scris deja mai sus și nu pot decât să repet de unde trebuie să începi.

1. Verificați voltmetrul. (Ați verificat voltmetrul pentru acuratețe?)

2. Verificați ohmetrul. (Ați verificat ohmmetrul pentru precizie?)

3. Măsurați impedanța difuzorului. De exemplu, două bobine cu patru volume ar putea fi conectate în paralel și nu în serie, adică nu există 8 ohmi, ci doar 2 ohmi. (Ai facut aceasta masuratoare?)

4. Măsurați tensiunea difuzorului în diferite poziții ale controlului volumului.

6. La 500 wați de putere, ar trebui să obțineți, la o sarcină rezistivă de 8 ohmi, o valoare efectivă a tensiunii de aproximativ:
U = √(P*R) = √(500*8) ≈ 63(Volt RMS)

Pe o sarcină reactivă de 8 ohmi, în teorie, ar trebui să fie puțin mai mult, poate 70 sau 80 volți RMS. Dar, nu am efectuat astfel de experimente comparative.

Și ultimul. Miracolele nu se întâmplă. Acest lucru a fost dovedit de profesorul nostru Preobrazhensky. Dacă sunteți sigur, să spunem, că puterea este uriașă, iar tensiunea de ieșire prea mică, atunci s-a strecurat undeva o eroare, fie în metodele de măsurare și calcul, fie în funcționarea echipamentului de măsurare. Legea lui Ohm ajută de obicei să înțelegem unde este ascunsă eroarea.

1. - Verificat. La intrarea amplificatorului, arata sincer 223 Volti. Pentru o schimbare, l-am infipt in alte dispozitive si am conectat un alt voltmetru langa el. Nu au fost găsite anomalii.

2. - Verificat. Clemele de curent (Uni-T UT204) au fost ușor greșite la măsurătorile de mi-amperi, dar la curenți mai mari (de la 0,5 amperi) funcționează ca un ceas. Am conectat un volt / ampermetru „obișnuit” (până la 10A) în apropiere - este arata acelasi lucru. De fapt, am luat cleme de curent, ținând cont de faptul că curentul, teoretic, poate fi în cablu> 10A, dar nu l-am găsit acolo

3. - M-am uitat la caracteristici si in interiorul subwooferului. . Există o boxă subwoofer fără filtre bazată pe difuzorul MAG 1880. Puterea de 800 de wați, aparent, a fost anunțată pentru versiunea subwoofer. Rezistență la repaus 6 Ohm. Ei declară 8, se pare, și pentru starea „activă”? Dar toate acestea nu ar fi adus modificări semnificative (uneori!) în măsurători...

4. - a încercat...
era de 10,6 volți (și 1 amperi) la volum mediu. Ghetea la urechea mea nu mi se potrivea în cap cu 10-15 wați

Pe o sarcină reactivă de 8 ohmi, în teorie, ar trebui să fie puțin mai mult, poate 70 sau 80 volți RMS.

Dar, nu am efectuat astfel de experimente comparative.

Miracolele nu se întâmplă... Legea lui Ohm ajută de obicei să înțelegem unde este ascunsă eroarea...
- Ori sunt miracole, dar cumva Zach-ul lui Oma nu m-a ajutat.

M-am gândit deja că un fel de „electro-vrăjitor” îmi va spune - „Prietene, trebuie imediat să aplici un astfel de coeficient și să înmulți totul cu 7 !!!” ... Dar, vai... Există nu există coeficienți atât de semnificativi pe care le-ați confirmat. Legea lui Ohm ar trebui, chiar și cu erorile măsurătorilor mele, să corespundă puterilor declarate...

Bine. sau 12 wați, sau mai degrabă 10 volți și 1 amrer aplicat difuzorului - acesta este FOARTE tare!
Atunci nici nu-mi pot imagina ce ar trebui să dea difuzorul dacă i se aplică 50 de volți

În orice caz, MULȚUMESC pentru idei, algoritm și TIMP...
În viitorul apropiat voi încerca din nou să ajung în studio cu instrumentele și să măsoare totul acolo din nou

Vladimir, poate ai greșit cu ordinea numărului de pe scara aparatului. Ați folosit același domeniu de măsurare pentru a măsura la ieșirea ULF ca și atunci când măsurați tensiunea rețelei?

În cele din urmă, întreabă-l pe Klyachin, pentru că ai ajuns deja la el. El este un guru în aceste lucruri și trebuie să fi întâlnit diverse erori de măsurare.

Măsurarea tensiunii și curentului la frecvența industrială poate fi efectuată de orice voltmetre și ampermetre care funcționează la o frecvență de 50 Hz, dar numai atunci când obiectul de măsurare este puternic. Astfel de măsurători sunt efectuate în principal cu ajutorul voltmetrelor și ampermetrelor electromagnetice și electrodinamice.

Pentru a măsura tensiunea la o frecvență variabilă, aplicați Compensatoare AC. Pentru a echilibra tensiunea măsurată u x =U x e jφ x cu o tensiune de compensare u k =U k e jφ k trebuie îndeplinite următoarele condiţii: egalitatea tensiunilor U x =U k în valoare absolută; opusul fazelor lor (φ x -φ k \u003d 180º); egalitatea de frecvențe; aceeași formă de tensiuni măsurate și compensatoare. Compensatoarele AC sunt mai puțin precise decât compensatoarele DC deoarece nu există nicio referință AC EMF.

II. Măsurarea tensiunii la frecvențe ridicate și înalte.

Măsurarea tensiunii la frecvențe ridicate și înalte este efectuată de voltmetre care funcționează în domeniul de frecvență specificat, precum și de osciloscoape electronice.

Osciloscoapele sunt dispozitive sensibile la tensiune, astfel încât toate măsurătorile pe care le efectuează sunt reduse la măsurarea deviației unui fascicul de electroni sub acțiunea unei tensiuni aplicate. Pentru un studiu specific al semnalului, este necesar să selectați corect tipul de osciloscop prin îndeplinirea condiției de potrivire, să conectați osciloscopul la obiectul de măsurat, să-l împămânțiți și apoi să determinați tipul de sincronizare, amplitudinea acestuia, modul de baleiaj, durata , și coeficientul de abatere. Precizia rezultatelor măsurătorilor obținute depinde de luarea în considerare corectă a posibilelor distorsiuni și erori.

III. Măsurarea curentului în circuite de înaltă și înaltă frecvență.

Odată cu creșterea frecvenței, precizia măsurării curentului alternativ cu ampermetre electromagnetice și electrodinamice în versiunea obișnuită scade. Instrumentele special fabricate au o gamă extinsă de frecvență (până la 10 kHz) și sunt utilizate pentru măsurarea curenților în circuite de mare putere.

Figura 7

Măsurarea curenților în circuitele de înaltă frecvență se efectuează în principal ampermetre termoelectrice.

Termoampermetrele sunt o combinație între un convertor termic și un mecanism de măsurare magnetoelectric. Convertorul termic este format din unul sau mai multe termocupluri și un încălzitor. Atunci când un curent trece printr-un încălzitor dintr-un material cu o rezistivitate mare (nicrom, constantan etc.), se eliberează căldură, sub acțiunea căreia se încălzește joncțiunea fierbinte a termocuplului, iar termo-emf are loc la rece. se termină.

Termo-EMF depinde de materialul conductorilor termocuplului și este proporțional cu diferența de temperatură dintre capetele calde și reci, adică. proporţional cu temperatura de supraîncălzire θ: E T =kθ.

În medie, E T este de 30-40 μV pe 1ºС de supraîncălzire. Datorită inerției încălzitorului, temperatura de supraîncălzire nu are timp să urmărească modificările căldurii furnizate și este determinată de valoarea sa medie:

(5)

Dacă capetele reci ale termocuplului sunt închise de mecanismul magnetoelectric de măsurare, atunci curentul I și =E T /R și = (k 1 I 2) / R și =k 2 I 2 va curge prin circuitul închis al contorului, (6)

Unde I este valoarea medie pătrată a curentului; R I este rezistența circuitului contorului, inclusiv termocuplul; k 1, k 2 sunt factori de proporționalitate care depind, respectiv, de proprietățile termocuplului și de datele mecanismului de măsurare. .

Întrucât în ​​(6) valoarea curentului măsurat este inclusă în pătrat, aparatul este potrivit pentru măsurători atât în ​​circuite de curent continuu, cât și în circuitul alternativ. Scara dispozitivului este calibrată în valori efective ale curentului.

Figura 8

Acest tip de instrument permite măsurători de curent alternativ în intervalul de frecvență 50 Hz - 200 MHz și în intervalul de curent de la 100 μA la zeci de amperi. În plus, termoampermetrele vă permit să măsurați curenți continui și nesinusoidali (în acest din urmă caz, citirile vor corespunde aproximativ cu valoarea pătrată medie a curentului, adică.
).

MĂSURAREA TENSIUNILOR DE PULS

Procesul de determinare a parametrilor de amplitudine și timp ai semnalelor de puls folosind un osciloscop este lung și se realizează cu o eroare mare. O precizie mai mare a măsurării amplitudinii pulsului, cu indicare convenabilă și rapidă, este asigurată de voltmetrele analogice și digitale cu impulsuri. Datorită creșterii vitezei dispozitivelor cu impulsuri, intervalul de durată a impulsului a scăzut de la microsecundă la nano- și picosecundă, în același timp, amplitudinea pulsului a scăzut la valori de 0,01 - 1 V, tipic pentru dispozitivele semiconductoare, micromodulare și circuite integrate.

Gama de frecvențe de repetare a impulsurilor se extinde de la impulsuri simple (o fracțiune dintr-o rată de repetiție în herți) la sute de megaherți. Toate contoarele specializate de tensiune în impuls în nanosecunde au convertoare de impulsuri în bandă largă la intrare, care le extind, îngustând astfel spectrul de frecvență. Ca convertor de impulsuri, se folosesc diode semiconductoare sensibile, care au secțiuni ale caracteristicii curent-tensiune cu cea mai mică rază de curbură care caracterizează trecerea de la o stare blocată la una deschisă. Voltmetrele cu impulsuri incluse după convertoare pot fi cu bandă îngustă, deoarece funcționează cu semnale deja convertite.

Măsurarea tensiunii de impuls cu un voltmetru diodă-condensator.

Un voltmetru cu diodă-condensator de impuls funcționează ca un voltmetru electronic de tensiune sinusoidală și este realizat conform schemei unui convertor de valoare de vârf - un amplificator DC - un dispozitiv de măsurare magnetoelectric.

Dacă la intrarea convertorului se aplică o secvență periodică de impulsuri dreptunghiulare (Fig. 9), atunci condensatorul C este încărcat în timpul t Și existența impulsului la intrare și în intervalul dintre impulsurile T - t Și se descarcă încet la rezistorul R. Dacă timpul t și este mic și T este mare, atunci în timpul acțiunii unui impuls scurt condensatorul nu are timp să se încarce complet, iar valoarea medie a tensiunii U C cf pe condensator în perioada T a impulsului repetarea poate diferi semnificativ de valoarea de amplitudine (vârf) U M a pulsului măsurat.

Înainte de a verifica difuzoarele, difuzoarele sau căștile, asigurați-vă că amplificatorul dvs. (fie staționar, fie încorporat în difuzoare active sau pe o placă de sunet a computerului) are caracteristici tehnice (parametri) suficient de bune. Acestea. cât de drept și de lat este raspuns in frecventa, poate el da totul frecvente cu același nivel, fără un blocaj la frecvențe joase (ceea ce este adesea vina amplificatoarelor de calitate scăzută).

În același timp, puteți determina dacă se dezvoltă pe cele declarate de producător putere maxima(Pmax) și ce impedanta de iesire(Rout) are.

Tehnica de verificare a caracteristicii amplitudine-frecventa

Pentru a măsura caracteristica amplitudine-frecvență ( raspuns in frecventa) într-unul dintre canale (stânga sau dreapta) în loc de o coloană ca sarcină a amplificatorului, conectați conductorii cu o rezistență de 5-10 ohmi. În paralel cu rezistorul, conectați un voltmetru AC (digital în acest caz este mai convenabil decât un pointer) și, după ce a dat un semnal de la computer generator de frecvențe audio(22Kb.) La o frecvență de 1000 herți, utilizați controlul volumului pentru a seta tensiunea de ieșire, de exemplu, 1 volt (1000 milivolți), apoi, fără a modifica nivelul semnalului, reduceți frecvența generatorului (în intervalul de 1000-100 hertzi cu butonul „-100”, în intervalul 100-20 hertzi butonul „-10”) începând de la 1000Hz. și până la 20 Hz. inclusiv (în același timp, comenzile de ton de pe amplificator trebuie să fie în poziția de mijloc sau dezactivate, adică răspunsul în frecvență trebuie să fie rectiliniu (orizontal).

Tensiunea la ieșirea amplificatorului NU TREBUIE să se schimbe mai mult de ±2 decibeli (sau de 1,25 ori), dar cu cât este mai mică, cu atât mai bine (în cazul nostru, ar trebui să fie între 0,8-1,25 volți sau 800 -1250 milivolți). În mod ideal, toate frecvențele sunt scoase la același nivel.

Ei bine, dacă scăderea de tensiune la frecvențe joase este de 2 sau mai multe ori, ceea ce corespunde la 6 decibeli sau mai mult (adică, tensiunea scade la 0,5 volți sau mai puțin), atunci difuzoarele tale nu vor putea niciodată să sune în toată gloria lor. În plus, cu un răspuns neliniar al amplificatorului, nu veți putea determina cu precizie frecvența de rezonanță a difuzoarelor. Un exemplu de astfel de răspuns în frecvență neliniar este prezentat în figura din stânga (vezi curba albastră).

Al doilea canal al amplificatorului este verificat în același mod. În cazul unei scăderi semnificative a semnalului la frecvențe joase, este indicat să schimbați amplificatorul cu unul mai bun.

Măsurarea impedanței de ieșire a amplificatorului

Factorul de amortizare și distorsiunea de intermodulație depind de valoarea impedanței de ieșire și, de asemenea, afectează direct factorul de calitate general al sistemului. Impedanța de ieșire a amplificatorului de putere ar trebui să fie între 1/10-1/1000 din rezistența de sarcină, iar pentru amplificatoarele moderne are o valoare de ordinul 0,01-0,1 Ohm.

Pentru a o măsura ca sarcină de amplificator, conectați conductorii cu o rezistență de 4 sau 8 ohmi de putere corespunzătoare. Paralel cu ieșirea amplificatorului, conectați un voltmetru AC (digital în acest caz este mai convenabil decât un indicator) și, după aplicarea unui semnal de la computer generator de frecvențe audio(22Kb.) La o frecvență de 1000 herți, utilizați controlul de volum pentru a seta tensiunea de ieșire în intervalul de la 1 la 5 volți.

Mai întâi trebuie să măsurați tensiunea de ieșire a amplificatorului la ralanti (fără sarcină). Apoi faceți același lucru încărcându-l pe rezistor. Toate cantitățile, inclusiv Rload, trebuie măsurate cât mai precis posibil. Impedanța de ieșire este calculată prin formula
Rout=[(Uхх/Uload)-1]×Rload sau
Rout=[(Uхх-Uload)/Uload]×Rload. exemplu: [(5-4,9)/4,9]×8=0,163 ohmi.

Astfel, este posibil să se determine impedanța de ieșire atât pe al doilea canal, cât și la orice frecvență.

Măsurarea puterii maxime

Unii utilizatori doresc să știe câtă putere oferă de fapt amplificatoarele lor încărcăturii, fără a avea încredere în caracteristicile declarate de producători. Se poate face, dar veți avea nevoie de:

1. rezistenta de sarcina puternica
2. generator de frecvențe audio
3. Voltmetru de tensiune AC
4. osciloscop.

Cel mai dificil lucru este să cumpărați sau să faceți singur un rezistor de sarcină puternic și să găsiți un osciloscop. În cazuri extreme, ca osciloscop, puteți folosi un computer sau laptop cu programul „Osciloscop virtual” de la (volum 0,3 Mb.). O descriere detaliată a funcționării sale și o diagramă a adaptorului (un divizor de tensiune pentru potrivirea intrării unei plăci de sunet de computer cu o sursă de tensiune aflată în cercetare) sunt disponibile în ajutorul programului. Rezistorul poate fi realizat dintr-o bobină de fier veche, o sobă electrică sau un încălzitor cu ventilator.

Într-unul dintre canale (stânga sau dreapta), în loc de difuzor, conectați conductori ca sarcină de amplificator cu o rezistență corespunzătoare rezistenței de sarcină calculate a amplificatorului dvs. Este indicat în instrucțiunile pentru echipament și este de obicei de 8 sau 4 ohmi. Puterea rezistorului trebuie să fie suficientă pentru a nu arde în timpul funcționării, adică. nu mai puțin decât puterea de ieșire așteptată a amplificatorului (dacă amplificatorul este declarat pentru 100 wați pe canal, puterea rezistorului trebuie să fie de 100 wați sau mai mult).

Paralel cu rezistor, conectați un voltmetru AC (de preferință unul indicator, acesta arată valoarea tensiunii efective), precum și un osciloscop și, după trimiterea unui semnal de la computer generator de frecvențe audio( 22Kb.) La o frecvență de 1000 herți, utilizați controlul de volum pentru a seta tensiunea de ieșire, de exemplu 1 volt (1000 milivolți). Observați forma de undă pe osciloscop, apoi, fără a modifica frecvența, creșteți amplitudinea semnalului.

Sinusoidul va crește înălțime, fără a-și distorsiona forma, dar la un moment dat se va aprinde, va părea să se sprijine de „tavan și podea”, în loc să fie rotunjite, părțile superioare și/sau inferioare vor deveni orizontale, ca în figura de pe corect, adică semnalul va fi limitat în amplitudine. Reduceți amplitudinea astfel încât semnalul să fie pe punctul de a fi tăiat (încă păstrează o formă rotunjită). Tensiunea afișată în acest moment pe voltmetru este Umax. Folosind formula P=U²/R, calculați puterea maximă a amplificatorului.

De exemplu, Umax=21v. R=4om. Pmax=21²/4=110W. Dacă R \u003d 8 ohmi, atunci Pmax \u003d 55 wați.

În același mod, puteți verifica puterea maximă de ieșire la răspunsul în frecvență inferioară a amplificatorului (20 herți) sau la frecvența inferioară a intervalului de frecvență specificat pentru difuzoarele dvs., de exemplu 40, 45 sau 50 herți. Limitarea sinusoidei în amplitudine, în mod ideal, ar trebui să apară strict simetric, pe ambele semi-unde ale semnalului.

În mod similar, măsurați puterea în al doilea canal al amplificatorului.

Ca

IEȘI la cuprinsul

Copyright © Poluboyartsev A.V.

Nu este atât de des necesar să aflați exact frecvența curentului alternativ, în comparație cu indicatori precum tensiunea și puterea curentului. De exemplu, pentru a măsura puterea curentului, puteți folosi cleme de măsurare, pentru aceasta nici măcar nu este necesar să contactați părțile conductoare, iar orice cadran sau multimetru digital verifică tensiunea. Cu toate acestea, pentru a verifica frecvența cu care se schimbă polaritatea în circuitele de curent alternativ, adică numărul perioadelor sale complete, se folosește un frecvențămetru. În principiu, un dispozitiv cu același nume poate măsura și numărul de vibrații mecanice pe o anumită perioadă de timp, dar acest articol se va ocupa exclusiv de o mărime electrică. În continuare, vă vom spune cum să măsurați frecvența unui curent alternativ cu un multimetru și un frecvențămetru.

Ce dispozitive pot fi folosite

Clasificarea contoarelor de frecvență

Toate aceste dispozitive sunt împărțite în două grupe principale în funcție de domeniul lor de aplicare:

1. Măsurare electrică. Sunt utilizate pentru măsurarea frecvenței domestice sau industriale în circuite AC. Ele sunt utilizate pentru reglarea frecvenței vitezei motoarelor asincrone, deoarece tipul de măsurare a frecvenței vitezei, în acest caz, este cel mai eficient și comun.
2. Măsurare radio. Găsește aplicație exclusiv în inginerie radio și poate măsura o gamă largă de tensiuni de înaltă frecvență.

Prin proiectare, contoarele de frecvență sunt împărțite în panouri, staționare și portabile. Desigur, dispozitivele portabile sunt mai compacte, versatile și mobile, care sunt utilizate pe scară largă de radioamatorii.

Pentru orice tip de frecvențămetru, cele mai importante caracteristici la care, în principiu, o persoană ar trebui să le acorde atenție atunci când cumpără, sunt:

• Gama de frecvențe pe care le poate măsura instrumentul. Când planificați lucrări cu o valoare industrială standard de 50 Hz, trebuie să citiți cu atenție instrucțiunile, deoarece nu toate dispozitivele o vor putea vedea.
• Tensiunea de funcționare în circuitele în care se va desfășura lucrările de măsurare.
• Sensibilitate, această valoare este mai importantă pentru dispozitivele RF.
• Eroarea cu care poate face măsurători.

multimetru de frecventa AC

Cel mai comun dispozitiv cu care puteți afla amploarea fluctuațiilor de frecvență și care este disponibil gratuit este un multimetru. Trebuie să acordați atenție funcționalității sale, deoarece nu orice astfel de dispozitiv va putea măsura frecvența curentului alternativ într-o priză sau alt circuit electric.

Un astfel de tester este cel mai adesea foarte compact, astfel încât să încapă ușor într-o pungă și să fie cât mai funcțional, măsurând, pe lângă frecvență, și tensiunea, curentul, rezistența și uneori chiar temperatura aerului, capacitatea și inductanța. Aspectul modern al multimetrului și circuitele sale se bazează exclusiv pe electronice digitale pentru o măsurare mai precisă. Acest multimetru este format din:

• Indicator informativ cu cristale lichide pentru afișarea rezultatelor măsurătorilor, situat, cel mai adesea, în partea superioară a structurii.
• Comutatorul, practic, este realizat sub forma unui element mecanic care vă permite să treceți rapid de la măsurarea unei valori la alta. Trebuie să fiți foarte atenți, deoarece, de exemplu, dacă măsurați tensiunea, iar comutatorul este la marcajul „I”, adică puterea curentului, atunci consecința acestui lucru va fi inevitabil, ceea ce va duce nu numai la defecțiunea dispozitivului, dar poate provoca și arsuri termice cu un arc al mâinilor și al feței unei persoane.
• Priza sondei. Cu ajutorul lor se realizează direct legătura electrică a dispozitivului cu obiectul conductor măsurat. Firele nu trebuie să aibă fisuri și rupturi în izolație, în special vârfurile lor, care vor fi în mâinile persoanei care măsoară.

Aș dori să menționez, de asemenea, atașamente speciale la multimetru, care există și sunt concepute special pentru a crește numărul de funcții ale unui dispozitiv convențional cu un set standard.

Cum se măsoară frecvența

Înainte de a utiliza un multimetru și, în special, un frecvențămetru, trebuie să vă familiarizați cu atenție din nou cu parametrii pe care îi poate măsura. Pentru a le măsura corect, trebuie să stăpâniți mai mulți pași:

1. Porniți dispozitivul cu butonul corespunzător de pe carcasă, cel mai adesea este evidențiat în culori strălucitoare.
2. Setați comutatorul pe măsurarea frecvenței AC.
3. Ridicând două sonde și conectându-le, conform instrucțiunilor din prizele corespunzătoare, vom testa dispozitivul de măsurare. Mai întâi trebuie să încercați să aflați frecvența tensiunii într-o rețea standard de 220 de volți, ar trebui să fie de 50 Hz (abaterea poate fi de câteva zecimi). Această valoare este controlată în mod clar de furnizorul de energie electrică, deoarece dacă se modifică, aparatele electrice se pot defecta. Furnizorul este responsabil pentru calitatea energiei electrice furnizate și respectă cu strictețe toți parametrii acesteia. Apropo, această valoare nu este standard în toate țările. Prin conectarea ieșirilor frecvențeimetrului la ieșirile prizei, pe dispozitiv va fi afișată o valoare de aproximativ 50 Hz. Dacă indicatorul diferă, atunci aceasta va fi eroarea sa și aceasta va trebui să fie luată în considerare în următoarele măsurători.

Alte metode alternative de măsurare

Cea mai eficientă și mai ușoară modalitate de a verifica frecvența este utilizarea unui osciloscop. Este un osciloscop pe care îl folosesc toți inginerii electronici profesioniști, deoarece pe el puteți vedea vizual nu numai numerele, ci și diagrama în sine. În acest caz, este necesar să opriți generatorul încorporat. Va fi destul de problematic pentru un începător în electronică să efectueze aceste măsurători folosind acest dispozitiv. Despre asta, am povestit într-un articol separat.

A doua opțiune este o măsurare folosind un contor de frecvență condensator cu un domeniu de măsurare de 10 Hz-1 MHz și o eroare de aproximativ 2%. Se determină valoarea medie a curentului de descărcare și încărcare, care va fi proporțională cu frecvența și măsurată indirect cu ajutorul unui ampermetru magnetoelectric, cu o scară specială.

O altă metodă se numește rezonantă și se bazează pe fenomenul de rezonanță care are loc într-un circuit electric. De asemenea, are o scară cu mecanism de reglare fină. Cu toate acestea, valoarea industrială de 50 Hz nu poate fi verificată prin această metodă; funcționează de la 50.000 Hz.

De asemenea, trebuie să știți că există un releu de frecvență. De obicei, în întreprinderi, substații, centrale electrice - acesta este principalul dispozitiv care controlează schimbarea frecvenței. Acest releu actioneaza asupra altor dispozitive de protectie si automatizare pentru a mentine frecventa la nivelul necesar. Există diferite tipuri de relee de frecvență cu funcționalități diferite, despre asta vom vorbi în alte publicații.

Cu toate acestea, multimetrele și contoarele electronice de frecvență digitală funcționează pe baza numărului obișnuit de impulsuri, care sunt parte integrantă atât a tensiunii în impulsuri, cât și a altor tensiuni alternative, nu neapărat sinusoidale pe o anumită perioadă de timp, oferind în același timp precizie maximă, precum și cea mai largă gamă.

Pentru măsurare sensibilitate, putere de iesireȘi coeficientul armonic amplificatorul are nevoie de un osciloscop, un voltmetru AC, un generator de sunet ( ZG) și sarcina echivalentă a amplificatorului studiat. Acesta din urmă este un rezistor de sârmă, a cărui rezistență este egală cu impedanța bobinei vocale a capului dinamic (sau difuzorului) a amplificatorului. Puterea sa de disipare nu trebuie să fie mai mică decât puterea capului dinamic (dacă există mai multe capete în difuzorul amplificatorului, atunci puterea lor totală).

Măsurarea armonicilor introduse de amplificator în semnal este evaluată conform metodei folosind orice osciloscop de joasă frecvență. În acest caz, măsurătorile încep cu eliminarea caracteristicilor de amplitudine ale amplificatorului - dependența tensiunii de ieșire Ieși semnal amplificat cu o frecvență de 1000 Hz de la tensiunea de intrare U in la sarcină constantă R n egală cu rezistența echivalentului său R.

Schema de conectare a instrumentelor de măsură cu un amplificator, a cărui caracteristică de amplitudine trebuie luată, este prezentată în fig. 1, a. Amplificatorul și generatorul de sunet trebuie să fie alimentate de surse separate. În loc de un cap dinamic (sau difuzor), o sarcină echivalentă este conectată la ieșirea amplificatorului R e, iar la acesta intrarea „Y” a osciloscopului. Controlul volumului este setat la maxim și un semnal cu o frecvență de 1000 Hz și o tensiune de 30-40 mV este alimentat la intrarea amplificatorului de la generatorul de sunet. Măturarea deflexiunii orizontale a fasciculului osciloscopului este setată astfel încât imaginea unei oscilații să fie clar vizibilă pe ecranul său. Prin măsurarea tensiunii de intrare U in, voltmetru AC PU comutați la sarcină falsă R eși măsurați tensiunea de ieșire a amplificatorului Ieși. Rezultatele măsurătorilor sunt înregistrate (vezi tabel).

Caracteristica amplitudinii amplificatorului (condiții de măsurare)

Uin, mV
Uout, m V	1200	1600	2000	2400	2800	3200	3600	3800	4000	4100

Orez. 1. Schema de masurare a parametrilor principali ai amplificatorului AF

Fără a schimba frecvența semnalului ZG, creșteți-i tensiunea în trepte la fiecare 10 mV, introduceți rezultatele măsurătorii în tabel. Tensiunea de intrare este crescută până când pe ecran apare o tăietură vizibilă a „vârfurilor” sinusoidei (Fig. 2, b). Acest fenomen apare din cauza tăierii simetrice a tensiunii semnalului de ieșire și este însoțit de o creștere a distorsiunii armonice a amplificatorului până la aproximativ 10%. Înseamnă că puterea de ieșire a atins maximul R max. După aceea semnalul de intrare ZG reduceți distorsiunea sinusoidei până la punctul de dispariție și luați în considerare că în acest caz amplificatorul conferă sarcinii puterea sa nominală de ieșire P nom. Tensiuni de ieșire la sarcina echivalentă, corespunzătoare maximului R ma x și nominal P nom puterile de ieșire, în tabel trebuie evidențiate.

Orez. 2. Construirea caracteristicii de amplitudine a amplificatorului 3H

În plus, conform rezultatelor măsurătorilor enumerate în tabel, este construită caracteristica de amplitudine a amplificatorului (Fig. 2). Este direct până la punctul „a”, apoi începe să devieze în jos, ceea ce indică o încălcare a proporționalității între tensiunile de intrare și de ieșire ale amplificatorului și apariția distorsiunilor semnalului amplificat. Acum, folosind formula P out \u003d U out 2 / R n, poate fi calculat puterea de ieșire a amplificatorului pentru valori diferite Ieși. Pe fig. 2 paralel cu axa Ieși a doua axă verticală este plasată în stânga P afară, pe care este marcată puterea de ieșire estimată a amplificatorului în wați.

Orez. 3. Schema de masurare a coeficientului armonic

Punctul „a” de pe grafic, de la care începe inflexia caracteristicii de amplitudine, corespunde de obicei puterii nominale de ieșire a amplificatorului. În funcție de caracteristica de amplitudine, este posibil să se determine și valoarea numerică a sensibilității amplificatorului - corespunde valorii U in la P nom.

numeric valoarea distorsiunii armonice Kg amplificator ZCH poate fi măsurat utilizând un filtru de blocare L1C1C2 (Fig. 3), reglat la o frecvență fundamentală de 1000 Hz, care este conectat între ieșirea unui amplificator încărcat cu un simulator de sarcină R9 și un voltmetru AC PU. Bobina L1 a acestui filtru, care conține 290 de spire de fir PEV-2, este înfășurată pe un inel de ferită de 2000NM de dimensiunea K20x12x6 folosind o navetă. Condensatoarele C1 și C2 de tip filtru MBM sau KB.

Mai întâi, comutatorul „S” este setat pe poziția „1”, corespunzătoare filtrului dezactivat și un voltmetru PU măsura tensiunea Ieși. Sa spunem Ieși este egal cu 3 V (3000 mV). Apoi, prin comutarea comutatorului „S” în poziția „2”, porniți filtrul de supratensiune și măsurați tensiunea armonicilor U g. Să presupunem că această tensiune va fi de 70 mV. Coeficientul armonic Kg calculat conform formulei aproximative date anterior:

K g ≈UG / UIeșire ∙ 100% ≈ 70 ∙ 100 / 3000 ≈ 2,3%,

Unde:

Kg- coeficientul armonic,[ %];

UG– tensiunea armonicilor, [mV];

UIeșire- tensiune de iesire[mV] .

Folosind această tehnică, este posibil să se măsoare cu suficientă precizie sensibilitatea, puterea de ieșire și distorsiunea armonică a aproape oricărui amplificator AF. Pentru un amplificator stereo, parametrii fiecărui canal sunt măsurați separat, comparați și, dacă este necesar, egalați prin selecția corespunzătoare a pieselor și a modurilor de funcționare ale tranzistorilor.