Как правильно измерить мощность усилителя?

[T-34]

Где то читал что можно измерить напряжение на вторичке выходника. Несколько раз пробовал цифровым мультиметром, и он всегда показывал 0 В, да и на первичке совсем мало, 1-1.5В. Так же измерял старым стрелочным вольтметром, тоже одни нули. Затем догадался что на входе нужна не гитара, а синусоида..попробовал с ней, и тоже не вышло, оставался в недоумении, что же не так я делаю...Наконец-то после "ыдцатой" попытки прояснилось, оказалось что на домашней громкости на вторичке всего 0.2В, которые китайский мультиметр просто не хотел показывать на пределе 200В~ (ниже у него нету). К тому же я ожидал увидеть цифру побольше, что и сбивало меня с толку. В итоге было решено заткнуть динамик подушкой, да поплотнее, и вывернуть громкость (по хорошему надо было сделать эквивалент нагрузки вместо динамика , но я не стал).
Уже после всего этого я погуглил на данную тему...


Сегодня проводил тесты на двух однотактах. На вход подавал синусоиду 50Гц и 500Гц с софтового генератора на компьютере. Измерял двумя мультиметрами, китайским цифровым, и советским стрелочником. Амплитуда сигнала со звуковой карты 0.65В  стрелочным, или 0.4В цифровым. Составил таблицы того что намерял (прям лабораторная  работа ), чтобы сравнить что и как. Мощность считал как P=U*U\Rн
Стрелочник показывал 4.75 В (50Гц) на вторичке усилка Кранк+6П14П SE,  P=2.82 Вт.
У Чампа на 6П6С вышло 4.6 В , P=2.64 Вт.
Вроде похоже на правду, да не совсем, обычно таким усилителям заявляют мощность 4-5Вт, к примеру на нашем же форуме. Показания китайского мультиметра чуть ниже относительно стрелочника. Все показания на частоте 500Гц завышены относительно 50Гц.
Пока это все что я прояснил и попробовал .

Теперь собственно вопросы. Как правильно измерить текущую мощность усилителя? Какой частоты и амплитуды должна быть синусоида на входе усилителя? Какие различия в измерение\расчете будут для SE\PP ? Вообще интересует все что касается данной темы.

[Podshivalov]

Для адекватных замеров нужны:
- калиброванный осциллограф
- генератор синусоиды с достаточной для исследуемого усилителя амплитудой выходного сигнала и возможностью её регулировки
- нагрузка с нужным сопротивлением(мощный резистор с рассеиваемой мощностью раза в два выще предполагаемой мощности усилителя или звуковая катушка старого динамика без магнита, можно и с порванным диффузором).

Измерения обычно делают на частоте 1000 Гц. Если АЧХ усилителя сильно нелинейна, то измерения на других частотах дадут различные результаты.
Плавно увеличивая амплитуду тестового сигнала, наблюдая на экране осциллографа форму и амплитуду напряжения на нагрузке добиваются наибольшей амплитуды синусоиды до появления заметных искажений её формы.
Дальше считают мощность, используя либо амплитудное значение напряжения, либо среднее его значение за период. Соответственно, получают пиковое или среднее(RMS) значения.

Если усилитель имеет много "крутилок", то результаты измерений могут сильно зависеть от углов поворота этих крутилок. Хотя кому я тут это объясняю?

[Ал-ндр]

Если, тебе приблизительно нужно заценить мощность, то ты все делаешь правильно. Только мне не понятно как ты так посчитал?

Для простоты расчетов: пусть напряжение равно 4В, тогда:
Если 4Ом нагрузка: 4*4/4=4Вт
Если 8Ом нагрузка: 4*4/8=2Вт

[T-34]

Podshivalov, все это конечно хорошо и понятно. Но я забыл упомянуть - осциллографа нету, есть только мультиметр. А они наверное все расчитаны на частоту сети, т.е. 50Гц, и при большей частоте будут сильно врать :-?.

Ал-ндр, мм, а что не понятно? Я же так и делал:

Мощность считал как P=U*U\Rн
Стрелочник показывал 4.75 В (50Гц) на вторичке усилка Кранк+6П14П SE,  P=2.82 Вт.
У Чампа на 6П6С вышло 4.6 В , P=2.64 Вт.

4.75*4.75\8 Ом = 2.82 Вт
4.6*4.6\8 Ом= 2.64 Вт 

[Ал-ндр]

Вроде похоже на правду, да не совсем, обычно таким усилителям заявляют мощность 4-5Вт, к примеру на нашем же форуме.

Для нагрузки 4Ом, оно так и есть 4-5Вт. Похожие усилки на сайте Игоря Шаева(да и не только) - у него тоже там на нагрузке 4Ом мощность 4-5Вт.

4.75*4.75\8 Ом = 2.82 Вт
4.6*4.6\8 Ом= 2.64 Вт 

Для твоего случая, для нагрузки 8Ом примерно мощность в 2 раза меньше. Вывод: посчитано правильно, если делать приближенную оценку.

[T-34]

Ал-ндр, А разве мощность усилителя зависит от сопротивления нагрузки на вторичке? Ведь на то и коэффициент трансформации выходника, лампы ведь в любом случае нагружены одинаковой Rа. Например для PP-6П14П, Ктр=42 для Rн=4Ом, и 30 для 8 Ом. Просто в первом случае будет меньше напряжение и больше ток во вторичке. А во втором наоборот. Но мощность в итоге должна быть одинакова.

[Rus]

Она и получается одинаковая, т.к. напряжения на 4, 8 и 16-омных обмотках отличаются в 1.4 и 2 раза соответственно

[Samat]

В компрессорах применяется диодный мост или простейший выпрямитель, ...что мешает измерить уже выпрямленное напряжение со вторичной обмотки на эквивалентной нагрузке, ...тут мультиметр уже не обманет, измеряя постоянное напряжение.
1000 Гц тестовый сигнал - вторая струна 14 лад, на строе Ре.

[rtv]

Статья В.К.Лабутина о измерении параметров усилителейот от 1964г. Рекомендую - с тех пор ничего не изменилось.
http://www.onlinedisk.ru/file/403222/
Правда тут не сказано о измерении параметров усилителей с темброблоками, надо иметь в виду что при подъеме АЧХ на 10-16 дБ усилитель не сможет переварить десятикратное (при10дБ) и сорокакратное (при16дБ) увеличение мощности, однозначно наступит ограничение сигнала и мы получим неверные результаты.  Параметры УМЗЧ с темброблоком снимаются при снижении его выходной мощности примерно на величину подъема АЧХ темброблока, или чуть большую.

[Rus]

Если интересует максимальная мощность, то и ТБ надо на макс ставить, иначе это уже не максимальная будет

[rtv]

Ошибаешься, измерение мощности УНЧ проводится при линейной или приближенной  к ней АЧХ при заданном коэффициенте гармоник или,что тоже самое коэффициенте нелинейных искажений, это и будет его максимальная мощность.

[hellslayer]

Обычно измеряют мощу на частоте 1кгц.  Генератор на вход мощника минуя темброблоки естетственно, на выходе осциллом  смотрим пока синус не начнет подрезаться, меряем напряжение и готово.   Все это можно и в спектраллабе провернуть и оттуда же взять синус.   Точность измерения  более чем достаточная.  Спектра и THD  еще укажет.  обычно до 5% стоит ориентироваться.  При   10% это уже ощутимый брейкап.

[T-34]

rtv, спасибо за статью, про мощность там по сути то же самое о чем уже писали, зато про остальные измерения довольно познавательно  .

Нашел пару статей по теме:
http://radiokot.ru/start/analog/advance/01/
http://oldoctober.com/ru/tesr_power/

Заново промерил 3 усилителя (в чистый канал) на эквивалентной нагрузке, резистор 8 Ом, 5Вт (мало конечно, но за пару секунд нагреться не успевает), на частоте 1000Гц, стрелочным вольтметром, сначала по переменке, затем по постоянке через мост+кондер 470н. Анодка у всех усилков порядка 300В.

Se 6П14П    ~8.8В     -9В
PP El84        ~13.5В   -14В
PP 6П3С-Е        -        -14.7В ( на динамике с подушкой  и по переменке выходит 18.5В - не понятно, думаю "14.7" ошибочное число, поэтому попробовал посчитать по "18.5").

Вообще намерял несколько листов цифр обоими мультиметрами, и значения сильно плавают от раза к разу, иногда совсем нелогично.

Дальше по формуле P=U*U\2R, получается соответственно 5Вт, 12.25Вт, 21.4Вт. Так уже лучше. Но по прежнему сомневаюсь в результатах, уж больно они пляшут при каждом новом измерении, 21.4 посчитано через значение по переменке, но зато именно оно похоже на реальную мощность для такого усилителя. :-?

И все-таки, какой амплитуды должна быть синусоида на входе? Ведь от нее тоже зависит мощность на выходе. Где-то в интернете мельком видел, что должна быть 0.7В. Второй раз не могу найти где это было.

hellslayer, т.е. измерять нужно только оконечник минуя преампы с темброблоками? Сравнивал показания через клин\драйв, во втором случае напряжение на вторичке на пару вольт выше, но видимо сигнал уже с искажениями, которые естественно уже не устышать\увидеть после ограничения в преде, наверное это совсем неправильно, но для собсвенного опыта не помешает .

[Arkady]

Как можно измерять вольтметром мощность не контролирую форму сигнала, для меня уже 30 лет загадка. 

[T-34]

Arkady, я все понимаю, что правильных значений при таком измерении не получить.
Я вообще к чему затеял этот вопрос: собираю разные усилители, учусь и набираюсь опыта. Сейчас у меня есть два макета 15Вт и 25Вт. Проблема в том что протестировать и вывернуть их погромче в квартире я не могу. В итоге 25 от 15 на слух не отличаются по громкости, ощущение что они одинаковой мощности - ну что один ревет, что другой, не понятно. Думаю если собрать 50Вт, то тоже будет не ясно в квартирных условиях . Закрадывается некое сомнение  "а может что-то не так у меня работает?" - надо же как-то убедится что все ок.  Поэтому мне нужен какой-то способ сравнить их по мощности, вот я и пытаюсь измерить, хотя бы примерно.

[cerr]

По синусоиде осцилла считать мощность нельзя - гармоники-то не учитываются. Пожалуй, самый правильный вариант - мост. Только его тоже нужно нагрузить на резистор, хотя бы ом 100, иначе будет фактически пиковое значение.

[Bpjkznjh]

В чём сложность? На выход вешаем соответствующий эквивалент нагрузки, параллельно осцилл. и вольтметр переменного (лучше тру RMS). Генератор на вход оконечника, доводим до ограничения, замеряем напряжение и далее Uквадрат/R. И не надо всеми силами "выжимать" из усилка круглые цифры 50, 100Вт... По громкости разница между 40 и 50 Вт - менее 1 дБ!

[rtv]

Никто и никогда, из подготовленных, не отключает темброблок из действующей модели, все измерения проводятся с ним. У разных по схеме темброблоков разное затухание. А 3дБ - это уже  два раза по мощности. Сначала ставится линейная АЧХ усилителя совместно с темброблоком в режиме Clean.Частота входного сигнала, обычно 400 или 1000 Гц, амплитуда доводиться до заданного значения коэффициента нелинейных искажений по выходу, искажения синусоиды в 3-5 % уже заметны на глаз на осциллографе, это начало ограничения. Затем измеряется напряжение на эквиваленте динамика, возводиться в квадрат и делиться на сопротивление эквивалента. Достаточно точные измерения величины  напряжения в вольтах на синусе позволяют даже китайские тестеры. Измерения мощности усилителя в режиме Overdrive или Distortion будут не верны. Тут надо учитывать коэффициент формы выходного напряжения усилителя. Вполне достаточно оценки мощности на чистом звуке,т.е. синусе.

[Bpjkznjh]

  rtv, темброблок на выходную мощность не влияет...

[rtv]

Влияет, я об этом писал. Оценка уровня  выходной мощности усилителяя измеряется так  как я писал выше. Если вам нравиться измерять ее иначе - пожалуйста, но это не верно.