Статьи
Мы в сети:
Блог

 




Проект “Гамма”

Часть 5. Измерения. Таблица мощностей.

Предыстория: Часть 4. Измерения.

К оглавлению: Конструктор “Гамма”. Усилитель для наушников.

Мы провели дополнительные измерения. Решили выяснить, как максимальная выходная мощность усилителя зависит от напряжения питания. Заодно посмотрели и общее потребление схемы.

В таблицах отметили режим, который использовали при измерениях искажений конструктора в предыдущей статье.


power_01

Измерения


power_01

Усилитель для наушников “Гамма”

Мы провели дополнительные измерения. Решили выяснить, как максимальная выходная мощность усилителя зависит от напряжения питания. Заодно посмотрели и

общее потребление схемы.

В таблицах отметили режим, который использовали при измерениях искажений конструктора в предыдущей статье.

Таблица

В таблице представлена зависимость максимальной выходной мощности усилителя в зависимости от напряжения на стабилизаторе.

power_02

Напряжение питания “До стаб.” – напряжение на входе питания устройства.

Напряжение питания “После стаб.” – напряжение на выходе стабилизатора. Оно питает сам усилитель.

Дельта – падение напряжения на стабилизаторе.

Uамп. макс – максимальное амплитудное значение выходного напряжения на нагрузке.

Pамп. макс – максимальное амплитудное значение выходной мощности на нагрузке.

Максимальная выходная мощность зависит не только от напряжения питания, но и от тока покоя выходного буфера. В таблице эта информация показана цветом фона и шрифта. Серым фоном отмечены значения мощности, достижимые только при токе буфера 200 мА. Белым шрифтом – при токе покоя 100 мА. Если нет ни серого фона, ни белых букв, значит, эту мощность можно получить, только увеличив ток покоя выходного буфера.

Пример: При напряжении питания на входе стабилизатора 30 В размах выходного напряжения может достигать 8 – 9 В. Мощность (ампл.) на нагрузке 32 Ом при этом должна быть 2 Вт. При токе покоя 200 мА получить ее не удастся. Зато удастся получить 1125 мВт (при напряжении питания >= 24 В). Это и отмечено в таблице серым фоном.

А вот при токе 100 мА никак не добиться выходной мощности в 1125 мВт. Поэтому белый шрифт и не использован.

Выводы

1. Если усилитель будет использоваться только с нагрузкой с сопротивлением не менее 150 Ом, то ток выходного буфера можно ограничить на уровне 100 мА. Максимальная амплитуда напряжения выходного сигнала будет определяться напряжением питания усилителя.

2. Если усилитель будет использоваться только с нагрузкой 32 Ома, то при токе покоя буфера 100 мА можно не выставлять напряжение питания более 16 В. Увеличение напряжения приведет к росту линейности. Максимальная мощность при

этом не увеличится. Она будет ограничена на уровне 280 мВт (ампл.)

3. Если нагрузка усилителя будет только 32 Ома, а ток покоя буфера 200 мА, то можно не выставлять напряжение питания более 24 В. Увеличение напряжения приведет к росту линейности. Мощность не изменится. Она будет ограничена на уровне 1125 мВт (ампл.)

4. Если нагрузка может меняться, то стоит взять ток буфера 200 мА и напряжение питания хотя бы 24 В.

Несколько слов о напряжении питания

На плате конструктора размещен не только сам усилитель, но и активный фильтр питающего напряжения. На нем теряется около 5 В.

Если схема используется с общей ООС, то требования к качеству питающего напряжения не очень высокие. Вполне можно отказаться от фильтра и обойти его (поставить перемычку вместо транзистора). Очевидно, что в этом случае исчезнут

потери в стабилизаторе и напряжение питания усилителя станет равным напряжению «до стабилизатора».

Примечание: Если использовать источник питания на 12 В, то при обходе стабилизатора можно получить максимальный уровень выходного напряжения 3.5 В. Максимальная выходная мощность (для нагрузки 32 Ом) составит 300 мВт.

Мощность источника питания

Следующие две таблицы показывают, как меняется потребляемая усилителем мощность от напряжения питания и тока

выходного буфера.

По ним можно определить требуемую мощность источника питания.

power_03

Мощность питания усилителя – мощность, потребляемая самим усилителем.

Мощность на фильтре – потери мощности на активном фильтре.

power_04

Общая мощность потребления – это мощность, которую конструктор усилителя потребует от источника питания.

Вот такие результаты.

По мотивам статьи на нашем блоге.

Продолжение: Часть 6. Секреты выбора блока питания.

К оглавлению: Конструктор “Гамма”. Усилитель для наушников.