Расчет мощности усилителя для чайников
Всем салют!
Являюсь новичком в Hi-Fi, сейчас занимаюсь выбором своей первой серьезной аккустической системы 5.0. Довольно много прочитал на этом форуме и часто сталкивался с выражением «этот усилитель/ресивер не раскачает эти колонки», «он слишком слабый для вашей комнаты» и т.д. Решил попробовать посчитать требуемую мощность усилителя, погнали)
Максимально допустимый уровень звукового давления для человека -100 дБ (сильно громче вагона метро), адекватный человек на такой громкости слушать музыку в квартире не будет, скорее всего максимум для квартиры — 80-85 дБ (да и то соседи будут жаловаться). 85 дБ — это громкость в кинотеатре. 97 Дб — это плюс/минус громкость вагона метро.
Берем колонки с чувствительностью 91 дБ, т.е. это уровень звукового давления на расстоянии 1 метра от колонок при подаваемой мощности 1 Вт. Слушать музыку будем подальше от колонок — в 3 м от них, через эти 3 метра уровень звукового давления упадет на 9 дБ. Т.е. для прослушивания «вагона метро» нам нужно, чтобы колонки выдавали 106 дБ.
Считаем ватты: «при увеличении громкости на 3 дБ, нужно удвоить подаваемую мощность». Т.е. для уровня 91 дБ — нужен 1 Вт, для 94 дБ — 2 Вт, 97 дБ — 4 Вт, 100 дБ — 8 Вт, 103 дБ — 16 Вт, 106 дБ — 32 Вт. Т.е. для прослушивания «вагона метро», сидя в трех метрах от колонки, нам нужно подать на колонку 32 Вт мощности.
Как я понял, почти все дешевые ресиверы — являются усилителями класса D; если верить гуглу, то КПД у таких усилителей — 90-95%, но в это мне верится с трудом, округлим КПД в меньшую сторону — до 80%. Т.е. для того чтобы подать на колонку 32 Вт, ресивер должен сожрать 40 Вт электрической мощности. Умножаем на 5 каналов (хотя на тыловые и центральный канал столько не нужно), получаем 200 Вт потребляемой мощности.
А теперь смотрим один из самых дешевых ресиверов на рынке — Yamaha RX-V483, его мощность 260 Вт. Получается, что при расчетных условиях он работает на 75%. Я понимаю, что это довольно много — нелинейные искажения и все дела, но извините — это предельный максимум по уровню звука, так никто никогда музыку не слушает. А если брать реальный уровень громкости (85-90 дБ), то рассчет для него покажет необходимую электрическую мощность для 5 каналов в 25-30 Вт, а это уже вывезет любой усилитель.
Вот и получается у меня вывод, что для квартиры достаточно ЛЮБОГО ресивера/усилителя. Да и по качеству довольно трудно отличить один усилитель класса D от другого усилителя класса D (это ж почти «цифровое» усиление). Если мы хотим реального улучшения по качеству, то имеет смысл брать усилитель класса А, к примеру. Но КПД у него уже будет значительно ниже (процентов 10), и следовательно мощность тут гораздо более важна, но и соответственно цена вырастает настолько, что среднестатистический обыватель на такие усилители даже не посмотрит).
Где я ошибся в вычислениях? Что я упустил в расчетах требуемой мощности усилителя?
Схема УНЧ на 1 кВт класс D
Модули УМЗЧ класса D сделаны в соответствии с имеющимся проектом IRAUDAMP 9 (), плюс внесены минимальные изменения. Три пары транзисторов IRFP4332 на канал работают с тактовой частотой 300 кГц. DT 105 нс. Основа усилителя — IRS2092 + TC4420. Дроссель БП в феррите, индуктивность 22uH / 30A.
Модули будут выдавать 2500 Вт / 2 Ом при 10% и напряжении питания +/- 95 В постоянного тока, при тестах удалось выжать 1800 Вт, измеренные на динамиках.
Использовались популярные и эффективные средства защиты из серии биполярных усилителей. Те же схемы в модулях имеют защиту от короткого замыкания и постоянного тока, также сделано дополнительное отключение этих защит на реле. За стандартной защитой находится ограничитель стартового тока, плавный запуск.
Самое приятное то, что весь усилитель имеет целых 14 предохранителей, чтобы избежать возгорания печатной платы в случае форс-мажора. Охлаждение, инвертор и модули имеют принудительное охлаждение, включающееся после достижения температуры 50C, но модули УМ при работе не нагреваются, а инвертор достигает максимальной температуры всего 40С.
Если подвести итоги общего времени на проект — это, вероятно, будет целая рабочая неделя. Спасло то, что не было серьезных проблем с запуском. После тщательной проверки и старта усилитель заработал сразу. Устройство при скачках с сетевым напряжением питания, то есть выше 250 В или ниже 200 В переменного тока, отключается. Если в громкоговорителе имеется короткое замыкание или перегрузка, усилитель также отключится, после его необходимо перезапустить с помощью переключателя.
Платы усилителя мощности с блоком питания 30,50 и 100 Ватт\8 Ом ном.
| (0) |
15.09.2010
Срок публикации истек Listing has expired
Применение и назначение.
Модуль одноканального усилителя мощности звуковой частоты A5 изначально создавался для построения доступного недорогого усилителя звуковой частоты A5, выполненного по схеме «полное двойное моно»,а также в качестве замены предыдущих плат серии A. На основе модуля A5 можно собрать усилитель мощности для сабвуфера, комбика, многоканальный усилитель для домашнего кинотеатра. Усилители для bi-amping и tri-amping, где каждый усилитель работает на отдельный динамик также могут быть выполненные на основе A5. Оживить старый неисправный усилитель отечественного или импортного производства можно путем установки в него модулей A5. Для наилучшего результата рекомендуется использовать отдельный силовой трансформатор для каждой платы. Описание конструкции.
A5 представляет собой плату-моноблок, на которой объединены усилитель мощности звуковой частоты,выполненный на гибридной интегральной схеме Sanyo STK404-130S и двуполярный источник питания. Печатная плата — промышленного производства, односторонняя, с паяльной маской и защитным покрытием. Для лучшего распределения нагрузки на силовой трансформатор каждое плечо источника питания имеет свой выпрямительный диодный мост. Мгновенно получить большой ток от источника питания позволяют мощные накопительные емкости фильтра Jamicon LS. Два таких конденсатора емкостью 15000 микрофарад каждый установлены в непосредственной близости от усилительного тракта. Сверхбыстрые мощные выпрямительные диоды SF52 (Superfast) с временем восстановления 35 наносекунд позволяют моментально заряжать конденсаторы фильтра, не особо напрягаясь и не перегружая силовой трансформатор. Нейтральные по звучанию конденсаторы Matsushita NHG в цепях обратной связи и вольтодобавки шунтируются фольговыми пленочными конденсаторами Gembird, что обеспечивает улучшение воспроизведения самых верхних частот а превосходные полипропиленовые входные конденсаторы Rifa PHE426 позволят точно передать музыкальный материал.Входной фильтр ограничивает полосу пропускания до разумных пределов, что позволяет снизить уровень шумов. Многоступенчатая система шунтирования цепей питания обеспечивает чистое от помех напряжение для работы усилительных каскадов. Во всех цепях применены карбоновые (угольные) резисторы, в том числе в эмиттерных цепях выходного каскада.Применение карбоновых резисторов позволяет немного смягчить звучание транзисторных усилителей. Варианты исполнения.
30 Ватт номинальной мощности на нагрузке сопротивлением 8 Ом при напряжении питания +-28 Вольт. Требуется силовой трансформатор с двумя вторичными обмотками по 18 Вольт.
50 Ватт номинальной мощности на нагрузке сопротивлением 8 Ом при напряжении питания +-36 Вольт. Требуется силовой трансформатор с двумя вторичными обмотками по 25 Вольт.
100 Ватт номинальной мощности на нагрузке сопротивлением 8 Ом при напряжении питания +-51 Вольт. Требуется силовой трансформатор с двумя вторичными обмотками по 36 Вольт.
Гибридная интегральная схема усилителя может быть установлена вертикально или горизонтально. Характеристики и параметры.
Диапазон итогового напряжения питания (замеренный после емкостей фильтра источника питания): +- 15…+-51В. Нижний предел напряжения указан как минимальный для нормальной работы усилителя. Верхний предел напряжения указан для работы с нагрузкой 4 Ома без захода в предельную зону возможностей STK404-130S. При превышении верхнего предела напряжения питания стабильная работа и высокая отказоустойчивость не гарантируется.
Диапазон усиливаемых частот: 20…20000Гц.
Условия замера: при выходной мощности 1Вт на нагрузке 8 Ом, допуск +0\-3 дБ.
Входное сопротивление: 47 кОм.
Минимальное постоянное сопротивление нагрузки: не менее 4 Ом.
Коэффициент усиления по напряжению: 47 (стандартное значение для A5, может отличаться при изготовлении на заказ).
Габаритные размеры:
Ширина: 70мм.
Глубина: 100мм.
Высота: зависит от высоты установленных конденсаторов фильтра.
Диаметры отверстий:
-Крепление платы: 3мм.
-Отверстия для подпайки обмоток силового трансформатора: 1,5мм.
-Отверстия для подпайки сигнального кабеля: 1,5мм.
-Отверстия для подпайки земляных кабелей и акустической системы: 2,5мм.
Требования к силовому трансформатору:
Количество вторичных обмоток: 2.
Минимальное значение тока для каждой вторичной обмотки: 1,5 Ампер.
Максимальное значение тока для каждой вторичной обмотки: 5 Ампер.
Для нормальной стабильной работы усилителя на нагрузку 4 Ома рекомендуется использовать силовой трансформатор с током каждой вторичной обмотки не менее 3 Ампер. Рекомендуемый радиатор: Kaskad electronics KRA 5724\70 или аналогичный.
Оригинальный усилитель мощности A5 представляет собой модуль A5 c горизонтальным расположением STK404-130S и печатной платы именно на вышеуказанном радиаторе. Ответ на вопрос «какова должна быть площадь радиатора?» прост: чем больше — тем лучше. Для нормального отвода тепла необходимо обеспечить приток воздуха снизу радиатора и отток теплого воздуха сверху путем вентиляционных отверстий или щелей в корпусе. Если используете алюминиевый корпус или корпус с толстой алюминиевой цельной панелью-шасси, то можно использовать всю площадь корпуса или шасси в качестве теплоотводящего радиатора.Теплоотводящую поверхность гибридной интегральной схемы в некоторых случаях желательно электрически изолировать от корпуса во избежание возникновения «земляной петли», которая может привести к нежелательному фону и шумам. Для этого используйте тонкую слюдяную прокладку, смазанную с обоих сторон тонким ровным слоем теплопроводящей пасты.Равномерное распределение теплопроводящей пасты ровным тонким слоем по поверхности исключает возможность образования воздушных пузырей,ухудшающих отвод тепла в месте их возникновения и являющихся причиной локального перегрева.
Рекомендуемые силовые трансформаторы
Рекомендуется применение тороидальных трансформаторов производства «Торэл». Вы можете использовать как один трансформатор с двумя вторичными обмотками, так и два отдельных трансформатора с одной вторичной обмоткой.
Варианты исполнения и стоимость:
Собранный и проверенный модуль A5 и изолирующая слюдяная прокладка в комплекте:
30 и 50 Ватт — 1100р. 100 Ватт — 1200р. -Без емкостей фильтра — 900р.
Контактное лицо : Алексей (на сайте с 2004 г.) Контактный телефон : Скрыт Город : Тип объявления : Продам
Цена: 1 ₽
Все объявления пользователя
#Музыка, #Кино, #Динамик, #Усилитель, #Трансформатор
Как выбрать усилитель? Сколько Ватт?
От всей этой технарской писанины переходим к практической части. Поговорим об усилителях. В последнее время стало появляться очень много маломощных усилителей и этому есть объяснение. Давайте признаемся сами себе, немногие из нас регулярно выступают перед залами с 5000 зрителей и больше. Скорее вообще не выступает. Добавим к этому тенденцию перехода музыки из больших залов в маленькие камерные клубные условия с более интимной атмосферой. Все это прямым образом сказывается на требованиях профессиональных музыкантов к их оборудованию.
Если вы играете в клубе на 100 человек через 100 ваттный стек Mesa Boogie, скорее всего на вас будут смотреть как на идиота или выпендрёжника. На самом деле большинство 15 Вт усилителей в таких условиях будут ОЧЕНЬ громкими. Больше и не нужно.
Усилитель 2х30Ватт 12 вольт, рабочая схема
1. Не дорого 2. Качественный звук 3. Мало деталей и легок в сборке 4. Не нуждается в настройке
Доброго времени суток Самоделкины!!!=) Сегодня предоставлю Вашему вниманию усилитель который я собрал из (практически) хлама лежащего у меня в загашнике. Давным давно работая на СТО мы часто снимали усилители с машин, так как приезжали они без магнитофонов (а стандартные двухдиновые майфуны часто шли через дополнительный усилитель) и чтобы поставить обычный магнитофон приходилось демонтировать усилители с них!!! У меня осталось с тех времен парочку усилителей с такими микросхемами как LA4708. Времени с тех пор прошло много пока сестра не попросила сделать что нибудь для своего ноутбука, чтобы играл во дворе с приемлемым качеством и громким звуком, так как колонки 2 шт простаивали дома!
Как только я вбил в гугле что-то на подобие «Усилитель на LA4708» меня перекидывало на зарубежные сайты где было уже готовое решение за денюжку. Схем небыло. Скачал Даташит, спаял по нему схемку и звук был просто У.Г!!! Немного еще полазив по сайтам, из разных схем было принято решение создать что-то хорошее, что действительно бы звучало, а не пукало и коверкало звук. В итоге я пользуясь интернетом, форумам (спасибо им) и головой сделал простенькую улучшенную схему:
Здесь половина взято с даташита, а половина просто от людей и схем которые проверенный годами!!! Если смотреть на схему, то конденсаторы С3 и С4 — это накопительные, стоящие на выходе усилителя, без них просто никак (звук как будто пропадает при высоких басах и не хватает для раскачки колонок). В усилителе откуда я выпаивал эту микросхему по входу стоял накопительный дроссель (но мне было лень его мотать, так как стандартный был немного великоват, а на картинке в самом верху его небыло) было решено делать без него!!! Увеличен был номинал в микрофарадах и конденсатора С7 до 3300 мкф, поставлены доп.конденсаторы по входу с источника звука ну и вместо стабилитрона я поставил креночку на 5В к 5 ноге (так как под рукой была она) Ну вот все компоненты которые нам понадобятся:
К сожалению забыл добавить пару смд конденсаторов туда, которые стоят на входе, но примерно размер понятен=) Сразу скажу что конденсаторы С1,С2,С5,С6 (майларовые или полипропиленовые). Далее лудим, сверлим, впаиваем элементы, от мелких к крупным. К сожалению у меня заглючила фешка и пропали фотографии с моим лужением и впаиванием =( Остался только результат и тест в течении 2 недель=)
Поставил на активное охлаждение, в печатке будет предусмотрено!!! Мой совет не ставить активное, а лучше увеличить площадь радиатора. Ниже печатки:
Тестдрайвер=)
Усилитель выдает свои чистые 20-30 ватт в канал! Испытывал на АС35! Имейте ввиду что это оконечник, никаких регуляторов громкости нету!!! Перед пуском громкость на минимум!!! Запускал усилитель от обычного БП компьютера, он до сих пор так и работает (времени нету в корпус воткнуть его=)
Архив с схемой и печаткой
For-usamodelcina.rar [50.68 Kb] (скачиваний: 1640)
Всем успехов в сборке ну и конечно новых идей 
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
КВ Усилители мощности CODAN 3061 и 3062, 500 Вт и 1кВт
КВ Усилители мощности CODAN разработаны специально для использования в системе с трансиверами NGT и представляют надежное и экономически эффективное решение связи на больших расстояниях и в условиях сильных помех. КВ Усилители мощности моделей CODAN 3061 и CODAN 3062 обеспечивают пиковую выходную мощность соответственно 500 Вт и 1000 Вт и применяются как для систем с голосовой связью, так и для систем с передачей различных видов данных. Основные особенности Сопряжение с трансивером CODAN NGT Трансивер CODAN NGT SR обеспечивает простой и удобной интерфейс управления работой усилителя мощности. В случае сбоя в работе на дисплее NGT SR автоматически появится соответствующее извещение о неисправности. Усилители мощности CODAN автоматически переключаются в режим ожидания, когда они не используются или же если сопряженный КВ трансивер CODAN NGT выключен. Непрерывный режим работы КВ Усилители мощности рассчитаны на 100% цикл нагрузки как в голосовом режиме, так и в режиме передачи данных. Высокая эффективность Регулируемый источник питания, используемый в выходном каскаде КВ усилителя мощности, обеспечивает максимальную эффективность коротковолнового усилителя мощности и снижает его нагрев. Это достигается путем регулировки напряжения питания в зависимости от текущей нагрузки и модуляции. Защита и резервирование КВ Усилители мощности CODAN полностью защищены от перегрузки и перегрева радиатора. Они работают при КСВ не более 3:1 с пониженной выходной мощностью. При превышении КСВ или рабочей температуры усилитель переключается в безопасный режим в целях предотвращения повреждений. В безопасном режиме в качестве резерва работает полная выходная мощность сопряженного трансивера NGT SR, обеспечивая работу станции в эфире. Сопряжение с антенным тюнером КВ Усилители мощности CODAN имеют возможность сопряжения с внешним антенным тюнером или соединительным устройством. Сопряженный трансивер CODAN NGT SR автоматически осуществляет настройку при выборе новой рабочей частоты. Настройка происходит при низком уровне мощности, после завершения настройки включается высокий уровень мощности. Индикаторы на передней панели Индикаторы, расположенные на передней панели усилителя, обеспечивают полный контроль за возможными аварийными состояниями, включая внутренние неисправности, КСВ и уровень температуры. Светодиодная гистограмма отображает текущий уровень выходной мощности или тока питания. Охлаждение усилителя КВ Усилители мощности CODAN оснащены большим радиатором с вентилятором, охлаждающим воздух. Применяемые вентиляторы чрезвычайно надежны и прочны, так как контролируются термостатом и работают на двух скоростях в зависимости от температуры радиатора. Установка в монтажной стойке КВ Усилители мощности обоих моделей CODAN и поставляемые с ними блоки питания предназначены для использования в 19′ монтажной стойке и имеют высоту 5RU. Благодаря расположению вытяжки воздуха на передней панели, усилитель может быть установлен в 19′ стойке любого типа и конфигурации.
Техническая спецификация
| Выходная мощность Модель 3061 Модель 3062 | 500 Вт пик ±1 дБ, 300 Вт в среднем 1 кВт пик ±1 дБ, 600 Вт в среднем |
| Частотный диапазон | 1.6 — 30 МГц |
| Входное/выходное сопротивление | 50 Ом |
| Рабочая температура | -10°С — +60°С |
| Цикл нагрузки | 100%: обычная речь во всем температурном диапазоне 100%: во всех режимах работы при температуре окружающей среды до 45°С |
| Напряжение питания | 100 — 240 В AC ±10%, 50/60 Гц однофазовое |
| Потребляемая мощность Модель CODAN 3061 Модель CODAN 3062 | 800 ВА (в двухтоновом режиме), 900 ВА максимум 1.6 кВА (в двухтоновом режиме), 1.8 кВА максимум |
| Защита | Защита при любых условиях нагрузки Включение байпасного перехода на 125 Вт (пик) от трансивера при превышении КСВ, температуры радиатора и внутренних неисправностях |
| Паразитные излучения и гармоники | Не менее 60 дБ ниже пика |
| Искажение интермодуляционных продуктов | Не менее 32 дБ ниже пика |
| Охлаждение | Обдув вентилятором Воздух подается через вытяжку на передней панели Термостатический контроль и две скорости вентиляции |
| Размеры | КВ Усилитель (5RU 19′ стойка): 22.2 x 48.3 x 41.0 см (В, Ш, Г) Блок питания (5RU 19′ стойка): 22.2 x 48.3 x 41.0 см (В, Ш, Г) |
| Вес Модель CODAN 3061 Модель CODAN 3062 | КВ Усилитель: 15.4 кг, Блок питания: 6.7 кг КВ Усилитель: 23.6 кг, Блок питания: 10.0 кг |
Звучание усилителя и итоги работы
Конечно у большинства аудиофилов свои мнения и вкусы. Скажем лишь одну вещь от себя: по сравнению с классами AB и H, класс D имеет более линейный и детальный звук. Бас быстрый и динамичный, центр ровный, но ВЧ выше 10 кГц кажется затухающими. Мощность есть, контроль очень хороший.
Проект полностью оправдал ожидания. Единственным слабым звеном в целом является блок питания, если бы он был по мощнее, на выходе снималось бы и 2 х 1500 Вт. В настоящее время ведутся работы над новой версией блока питания мощностью 2 кВт, который в настоящее время несколько не вписывается в заданный размер.
Этому проекту, вероятно, 5 лет, и он все еще работает нормально. Было продано около десятка таких самодельных УМЗЧ, и они тоже работают. Регулярно этот импульсный усилитель с оконечником ADS LX 2000 берут для специальных мероприятий и концертов. Усилитель весит чуть более 5 кг. Для сравнения, тот же ADS LX 2000 весит около 30 кг, так что преимущества D класса налицо.