Выходная мощность это. Выходная мощность усилителя: основные характеристики и методы измерения

Что такое выходная мощность усилителя. Как измеряется выходная мощность. Какие факторы влияют на выходную мощность. Почему важно учитывать выходную мощность при выборе усилителя.

Что такое выходная мощность усилителя

Выходная мощность усилителя — это полезная мощность, которую усилитель способен отдать в нагрузку. Она измеряется в ваттах и является одной из ключевых характеристик усилителя.

Выходная мощность зависит от следующих факторов:

• Напряжения питания усилителя
• Сопротивления нагрузки
• Коэффициента усиления
• Допустимого уровня искажений

Чем выше выходная мощность, тем громче звук сможет выдать усилитель. Однако увеличение мощности ограничено возможностями усилительных элементов и допустимым уровнем искажений.

Номинальная и максимальная выходная мощность

Различают два основных параметра выходной мощности усилителя:

Номинальная выходная мощность

Это мощность, которую усилитель способен отдавать длительное время при допустимом уровне искажений (обычно не более 1%). Именно номинальную мощность чаще всего указывают производители.

Максимальная выходная мощность

Это пиковая мощность, которую усилитель может выдать кратковременно. Она обычно в 1,5-2 раза превышает номинальную, но сопровождается значительными искажениями.

При выборе усилителя следует ориентироваться именно на номинальную выходную мощность, так как она гарантирует качественное звучание.

Методы измерения выходной мощности

Существует несколько способов измерения выходной мощности усилителя:

1. Измерение на активной нагрузке

Наиболее распространенный метод. К выходу усилителя подключают активное сопротивление, равное номинальному сопротивлению нагрузки. Измеряют напряжение на нагрузке и рассчитывают мощность по формуле:

P = U² / R

где P — мощность, U — напряжение, R — сопротивление нагрузки.

2. Измерение в пике огибающей

Применяется для усилителей, работающих в импульсном режиме. Позволяет оценить пиковую мощность при кратковременных сигналах.

3. Калориметрический метод

Основан на измерении количества тепла, выделяемого нагрузкой. Позволяет точно измерить среднюю мощность за длительный период.

Факторы, влияющие на выходную мощность

На реальную выходную мощность усилителя влияет множество факторов:

• Напряжение питания — при снижении напряжения падает и выходная мощность
• Сопротивление нагрузки — отклонение от номинального значения снижает мощность
• Температура — перегрев приводит к срабатыванию защиты и падению мощности
• Частота сигнала — на краях рабочего диапазона мощность обычно снижается
• Искажения — увеличение искажений позволяет получить больше мощности, но ухудшает качество звука

При выборе усилителя важно учитывать эти факторы и оценивать реальную мощность в конкретных условиях эксплуатации.

Выходная мощность и КПД усилителя

Важной характеристикой, связанной с выходной мощностью, является коэффициент полезного действия (КПД) усилителя. Он показывает, какая часть потребляемой мощности преобразуется в полезную выходную мощность.

КПД рассчитывается по формуле:

η = (P_вых / P_потр) * 100%

где η — КПД, P_вых — выходная мощность, P_потр — потребляемая мощность.

Типичные значения КПД для разных классов усилителей:

• Класс A: 25-30%
• Класс AB: 50-60%
• Класс B: 60-70%
• Класс D: 85-95%

Чем выше КПД, тем эффективнее усилитель преобразует потребляемую энергию в полезную выходную мощность. Это особенно важно для мощных усилителей и портативных устройств.

Динамический диапазон и выходная мощность

Динамический диапазон усилителя — это отношение максимальной выходной мощности к уровню собственных шумов. Он показывает, насколько тихие и громкие звуки способен воспроизвести усилитель без искажений.

Динамический диапазон измеряется в децибелах и рассчитывается по формуле:

D = 10 log (P_max / P_шум)

где D — динамический диапазон, P_max — максимальная выходная мощность, P_шум — мощность собственных шумов.

Чем больше динамический диапазон, тем качественнее звучание усилителя. Для hi-fi техники он должен составлять не менее 100 дБ.

Выбор усилителя по выходной мощности

При выборе усилителя важно правильно оценить требуемую выходную мощность. Она зависит от:

• Чувствительности акустических систем
• Размеров помещения
• Предпочитаемого уровня громкости
• Жанра музыки

Для домашнего использования обычно достаточно 20-50 Вт на канал. Для озвучивания больших помещений может потребоваться 100 Вт и более.

Важно помнить, что увеличение мощности вдвое дает прирост громкости всего на 3 дБ. Поэтому не стоит гнаться за сверхмощными усилителями — гораздо важнее качество усиления и согласованность с акустикой.

Особенности измерения выходной мощности

При измерении выходной мощности усилителя важно учитывать следующие моменты:

• Нагрузка должна соответствовать номинальному сопротивлению
• Напряжение питания должно быть номинальным
• Необходимо контролировать уровень искажений
• Для многоканальных усилителей измеряется мощность каждого канала отдельно
• Измерения проводятся после прогрева усилителя

Несоблюдение этих условий может привести к завышенным или заниженным результатам измерений.

Заключение

Выходная мощность — важнейший параметр усилителя, определяющий его возможности. При выборе усилителя следует ориентироваться на номинальную мощность, учитывать особенности эксплуатации и не гнаться за сверхвысокими значениями в ущерб качеству звучания.

Правильно подобранный по мощности усилитель обеспечит качественное звучание и длительный срок службы как самого усилителя, так и акустических систем.

Выходная мощность

При активном характере сопротивления нагрузки выходная мощность усилителя равна

,

где Uвых — действующее, а Um вых – амплитудное значение выходного напряжения.

Выходная мощность – это полезная мощность, развиваемая усилителем в нагрузочном сопротивлении.

Увеличение выходной мощности усилителя ограничено искажениями, которые возникают за счет нелинейности характеристик усилительных элементов при больших амплитудах сигналов. Поэтому чаще всего усилитель характеризуют максимальной мощностью, которую можно получить на выходе при условии, что искажения не превышают заданной (допустимой) величины.

Эта мощность называется номинальной выходной мощностью усилителя.

Коэффициент полезного действия

Этот показатель особенно важно учитывать для усилителей средней и большой мощности, так как он позволяет оценить их экономичность. Численно к.п.д. равен

где Ро – мощность, потребляемая усилителем от источника питания.

Номинальное входное напряжение (чувствительность)

Номинальным входным напряжением называется напряжение, которое нужно подвести к входу усилителя, чтобы получить на выходе заданную мощность. Входное напряжение зависит от типа источника усиливаемых колебаний. Чем меньше величина входного напряжения, обеспечивающего требуемую выходную мощность, тем выше чувствительность усилителя. Подача на вход усилителя напряжения, превышающего номинальное, приводит к значительным искажениям сигнала и называется перегрузкой со стороны входа.

Если усилитель предназначен для работы от нескольких источников, то его вход рассчитывается обычно на наименьшее напряжение, которое дает один из источников, а другие источники сигнала включаются через делители напряжения.

Диапазон усиливаемых частот

Диапазоном усиливаемых частот, или полосой пропускания, называется та область частот, в которой коэффициент усиления изменяется не больше, чем это допустимо по техническим условиям.

Допустимые изменения коэффициентов усиления в пределах полосы пропускания зависят от назначения и условий работы усилителя.

Уровень собственных помех усилителя

Причины возникновения помех на выходе усилителя можно разделить на три основные группы:

1) тепловые шумы, 2) шумы усилительных элементов, 3) помехи из-за пульсаций напряжения питания и наводок со стороны внешних электромагнитных полей.

Известно, что в проводниках и полупроводниках при нормальной комнатной температуре (порядка С) электроны движутся хаотически, причем в каждый данный момент количество электронов, движущихся в каком либо одном направлении, превышает количество электронов, движущихся в других направлениях. Преимущественное движение электронов в любом направлении является электрическим током и, следовательно, при этом на проводнике или полупроводнике создается напряжение, не подчиняющееся какому либо определенному закону.

Так как впервые с этим напряжением столкнулись при создании радиовещательных приемников, в которых оно после усиления попадало к громкоговорителю и создавало шум, то его назвали напряжением шумов.

Шумовые напряжения, в силу своей случайности, имеют самые различные частоты и фазы и поэтому практически охватывают всю полосу частот усилителя. Следовательно, с увеличением полосы пропускания усилителя уровень шума возрастает. Кроме того, шум тем больше, чем выше температура и больше величина сопротивления цепи, которая создает напряжение тепловых шумов.

При температуре 20 — 25°С шумовое напряжение можно найти по формуле

Uт.ш ,

где Uт.ш – напряжение тепловых шумов, мкВ;

fв и fн — высшая и низшая частоты, пропускаемые цепью, кГц;

R – активная составляющая сопротивления цепи в полосе частот от fв до fн, кОм.

Все цепи усилителя создают напряжение тепловых шумов, однако особенно большое влияние оказывают собственные шумы первых усилительных каскадов, так как эти шумы в дальнейшем усиливаются всеми последующими каскадами. Если, например, высшая и низшая рабочие частоты усилителя равны 10000 и 100 Гц, а активное сопротивление входной цепи составляет 500 Ом, то напряжение тепловых шумов будет равно

Uт.ш ≈ 0,27 мкВ.

Приведенные вычисления показывают, что величина напряжения тепловых шумов очень мала. Поэтому помехи от тепловых шумов в усилителях сказываются лишь при больших коэффициентах усиления.

Напряжения шумов может возникнуть также из-за неравномерности движения носителей электрических зарядов через усилительный элемент. Это явление называют дробовым эффектом. Уровень шумов транзисторов обычно оценивают коэффициентом шума, выраженным в децибелах и показывающим, на сколько децибел, включенный в цепь транзистор повышает уровень шумов по сравнению с тепловыми шумами цепи.

Большое влияние на общий уровень помех усилителя оказывают пульсации напряжений источников питания, а также наводки со стороны внешних электрических и магнитных полей. Уменьшение этих помех может быть достигнуто применением дополнительных сглаживающих фильтров на выходе источников питания и тщательной экранировкой наиболее ответственных цепей усилителя (главным образом входных).

Величина общих помех на выходе усилителя должна быть значительно меньше напряжения усиленного сигнала; в противном случае из хаотически изменяющегося напряжения помех нельзя будет выделить полезный сигнал. Обычно считают, что полезный сигнал должен превышать уровень помех не менее чем

в 2 – 3 раза (на 6 – 10 дБ).

Отношение амплитуд наиболее сильного и наиболее слабого сигналов на входе усилителя называют динамическим диапазоном амплитуд D. Динамический диапазон обычно выражают в децибелах

выходная мощность | это.

.. Что такое выходная мощность?

3.3 выходная мощность Р, Вт: Усредненная во времени ультразвуковая мощность излучения ультразвукового преобразователя в условиях свободного поля и в какой-то определенной среде, желательно в воде.

Источник: ГОСТ Р МЭК 61161-2009: Государственная система обеспечения единства измерений. Мощность ультразвука в жидкостях. Общие требования к методикам измерений в диапазоне частот от 0,5 до 25 МГц оригинал документа

Смотри также родственные термины:

3.9 выходная мощность (для ВЭУ) [output power (for wind turbines)]: Электрическая активная мощность, вырабатываемая ВЭУ на ее зажимах.

Определения термина из разных документов: выходная мощность (для ВЭУ)

Источник: ГОСТ Р 54418.21-2011: Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 21. Измерение и оценка характеристик, связанных с качеством электрической энергии, ветроэнергетических установок, подключенных к электрической сети оригинал документа

60. Выходная мощность биполярного транзистора

D. Ausgangsleistung

E. Output power

Определения термина из разных документов: Выходная мощность биполярного транзистора

Источник: ГОСТ 20003-74: Транзисторы биполярные. Термины, определения и буквенные обозначения параметров оригинал документа

65a. Выходная мощность в пике огибающей биполярного транзистора

Е Peak envelope power

Р_вых,п.о

Мощность двухтонового сигнала в нагрузке биполярного транзистора, равная мощности однотонового, имеющего ту же амплитуду, что и двухтоновый сигнал в пике огибающей.

Примечание. Под двухтоновым сигналом понимают сигнал, состоящий из двух синусоидальных сигналов равной амплитуды с разными частотами

Определения термина из разных документов: Выходная мощность в пике огибающей биполярного транзистора

Источник: ГОСТ 20003-74: Транзисторы биполярные. Термины, определения и буквенные обозначения параметров оригинал документа

55. Выходная мощность генераторной лампы^*

Выходная мощность

Ндп. Мощность, отдаваемая генераторной лампой

E. Output power

F. Puissance de sortie

Мощность, отдаваемая генераторной лампой во внешнюю высокочастотную цепь

Определения термина из разных документов: Выходная мощность генераторной лампы

Источник: ГОСТ 20412-75: Лампы генераторные, модуляторные и регулирующие. Термины и определения оригинал документа

107 выходная мощность оптического излучения волоконно-оптического лазера: Мощность оптического излучения на выходном оптическом полюсе волоконно-оптического лазера в рабочем диапазоне длин волн.

Определения термина из разных документов: выходная мощность оптического излучения волоконно-оптического лазера

Источник: ГОСТ Р 54417-2011: Компоненты волоконно-оптических систем передачи. Термины и определения оригинал документа

194. Выходная мощность прибора СВЧ

Выходная мощность

Output power

P_вых

СВЧ мощность, отдаваемая прибором СВЧ в нагрузку с заданными параметрами

Определения термина из разных документов: Выходная мощность прибора СВЧ

Источник: ГОСТ 23769-79: Приборы электронные и устройства защитные СВЧ. Термины, определения и буквенные обозначения оригинал документа

3.8 выходная мощность радиопередатчика: Активная мощность, передаваемая радиопередатчиком в АФУ или эквивалент нагрузки.

Определения термина из разных документов: выходная мощность радиопередатчика

Источник: РД 45.298-2002: Оборудование аналоговых транкинговых систем подвижной радиосвязи. Общие технические требования

293. Выходная мощность радиопередатчика

Определения термина из разных документов: Выходная мощность радиопередатчика

Источник: ГОСТ 24375-80: Радиосвязь. Термины и определения оригинал документа

101. Выходная мощность трансформатора малой мощности

Выходная мощность

D. Ausgangsleistung des Kleintransformators

E. Transformer output power

Сумма мощностей всех вторичных обмоток трансформатора малой мощности

Определения термина из разных документов: Выходная мощность трансформатора малой мощности

Источник: ГОСТ 20938-75: Трансформаторы малой мощности. Термины и определения оригинал документа

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

Сравнение качества входной и выходной мощности Поставщик

В настоящее время мы получили несколько электронных писем относительно мощности наших машин. Некоторые клиенты спрашивали нас, почему некоторые из наших конкурентов продают почти размер машины, например, токарный станок C3, и конкуренты заявляют, что мощность их машины составляет 550 Вт. Но наша машина заявлена ​​только на 350 Вт. Кажется, что их машина гораздо мощнее нашей. Таким образом, наши клиенты так беспокоятся о том, что это приведет к провалу их продаж. Даже некоторые клиенты спрашивают нас, можно ли установить двигатель мощностью 550 Вт. Но действительно ли машины наших конкурентов имеют мощность 550 Вт? Что на самом деле означают их 550 Вт?

Что касается этого вопроса, во-первых, я даю простое определение мощности. Что касается мощности машины, мы можем разделить ее на входную мощность и выходную мощность. Очевидно, что выходная мощность всегда слабее входной мощности, так как при работе машина будет потреблять много энергии.

Чтобы провести аналогию, если мы рассматриваем токарный станок как человека, то входная мощность относится к тому, сколько человек может съесть, а выходная мощность относится к тому, сколько работы он может выполнить, или мы можем сказать, сколько энергии он может положить на его работу. Что касается мужчины, я думаю, нас всех волнует, сколько работы он может сделать, а не сколько он может съесть, верно? Итак, что касается машины, нас действительно волнует, какую мощность она может выдавать, вы так не думаете? Таким образом, все, что мы пишем в нашем каталоге, это ВЫХОДНАЯ МОЩНОСТЬ, а не входная мощность. Но большинство других поставщиков указывают потребляемую мощность в своем каталоге или рекламе. Это объясняет, что мы видим, что мощность их машин кажется сильнее, чем машины Зига. На самом деле входная мощность нашего С3 около 500Вт, но мы не будем писать в нашем каталоге, так как должны рассказать пользователям, какова реальная работоспособность машин. Входная мощность на самом деле бесполезна для пользователей.

Может быть, некоторых людей действительно волнует, сколько человек может съесть, потому что мы хотим, чтобы он ел меньше, но работал как можно больше. Что касается машины, все еще возьмем для примера C3, входная мощность C3 составляет 500 Вт, а выходная мощность составляет 350 Вт, тогда мы можем рассчитать эффективность этой машины около 70%. Возьмем другую машину, размер которой аналогичен С3, входная мощность 550 Вт, но выходная мощность меньше 350 Вт, тогда КПД этой машины меньше 63%. По этим данным, думаю, никто не сможет распознать, какая машина лучше, да?

Даже я делаю этот подробный анализ, некоторые ребята все равно выделяются и говорят: нет! То, что мы пишем, является фактической выходной мощностью, а не входной мощностью. Мы сделали тест, чтобы доказать это.
Здесь мы могли видеть их метод тестирования из их рекламы. Давайте взглянем.
——————— Начинать—————————- ——

Что касается выходной мощности этих машин, около
потенциальные клиенты спрашивали, действительно ли это 550 Вт. , поэтому я попробовал
измерить его мощность токоизмерительными клещами.

1) Сначала было 103,3В в измерении, когда я пытался измерить
используемое нами напряжение.
2) Затем я применил токоизмерительные клещи к кабелю питания и сделал его (двигатель)
вращаться на высокой скорости
3) Затем я также приложил некоторую нагрузку к шпинделю, токоизмерительные клещи
(диапазон измерения 0-200А) показывал какие то ампер пока мотор был
остановлен системой защиты цепи. Непосредственно перед остановкой зажмите
метр показывал от 5,1А до 5,5А). Я думаю, это зависит от состояния, как
Я приложил нагрузку к шпинделю. Во всяком случае, машина, которую я использовал, выводит как
. следует:

Наименьший случай: 103,3 В x 5,1 А = 526,83 Вт
Самый высокий случай: 103,3 В x 5,5 А = 568,15 Вт

Поэтому хоть и есть вариация, но я все же могу утверждать, что
мощность этой машины составляет 550 Вт.
—————————конец———————— —————

Хотя мы знаем, что это не метод проверки выходной мощности, наш инженер потратил некоторое время на то, чтобы провести такой же тест, чтобы доказать это. Мы проделали те же шаги, что и выше.

1. Измерить напряжение, да, было 103,3В

2. Заставьте машину работать на максимальной скорости 3000 об/мин.

3. Приложите нагрузку к шпинделю, машина остановится системой защиты.

4. Токоизмерительный прибор показал 5,56 А.

5. Данные испытания на перегрузку: 103,3 В x 5,56 А = 574,3 Вт.
Это выходная мощность? Совершенно неправильно. Вы могли видеть, что мы приложили клещи к силовому кабелю от стены к машине. Так что это метод проверки входной мощности, а не выходной мощности. Выходная мощность, рассчитанная нашим инженером, составляет около 413,5 Вт.

Забудьте о вышеупомянутом тесте, мы его сделали и написание этой статьи не против кого-то, просто хотим показать реальность. Мы хотим, чтобы наши клиенты имели четкое представление о входной и выходной мощности. Здесь мы также заявляем, что не будем менять мощность на входную мощность из нашего каталога, поскольку нам нужно, чтобы наши клиенты знали реальную работоспособность наших машин. Чтобы показать нашу честность, мы должны сказать вам правду. Если у вас есть какие-либо предложения по этой теме, пожалуйста, отправьте нам электронное письмо.

2014-8-19

Выходная мощность

Выходная мощность

---

Измерение абсолютной выходной мощности отображает абсолютную мощность в зависимости от частоты.

• Что такое абсолютная выходная мощность?

• Зачем измерять абсолютную выходную мощность?

• Вопросы точности

• Как измерить абсолютную выходную мощность

См. другие разделы параметров усилителя

Что такое абсолютная выходная мощность?

Измерение абсолютной выходной мощности отображает мощность на входном порту анализатора. Эта мощность абсолютна — она не соотнесена (соотнесена) с падающей или исходной мощностью. В формате log mag значения, связанные с вертикальной осью сетки, выражены в дБм, что представляет собой мощность, измеренную относительно 1 мВт.

• 0 дБмВт = 1 мВт

• -10 дБмВт = 100 мВт

• +10 дБмВт = 10 мВт

В формате линейного магнита значения, связанные с вертикальной осью сетки, выражены в ваттах (Вт).

Зачем измерять абсолютную выходную мощность?

Абсолютная выходная мощность измеряется, когда выходная мощность усилителя должна быть определена как абсолютная мощность, а не относительная относительная мощность. Например, во время измерения сжатия усиления обычно также измеряют абсолютную выходную мощность. Это показывает абсолютную мощность усилителя при компрессии на 1 дБ.

Вопросы точности

При необходимости выходная мощность усилителя должна быть достаточно ослаблена. Слишком большая выходная мощность может:

Ослабление выходной мощности усилителя может быть выполнено с помощью аттенюаторов или ответвителей

Усилитель может по-разному реагировать на различные температуры. Испытания следует проводить, когда усилитель находится при желаемой рабочей температуре.

Как измерить абсолютную мощность

Для измерения абсолютной выходной мощности выполните следующие действия:

1. Предустановить анализатор.

2. Выберите неотносительное измерение мощности (приемник B). Узнать, как.

3. Установите мощность источника анализатора на 0 дБм.

4. Выберите внешний аттенюатор (при необходимости), чтобы выходная мощность усилителя была достаточно ослаблена, чтобы избежать компрессии приемника или повреждения порта-2 анализатора.

5. Подключите усилитель, как показано на следующем рисунке, и обеспечьте смещение постоянного тока.

6. Выберите настройки анализатора для тестируемого усилителя.

7. Снимите усилитель и соедините измерительные порты вместе. Сохраните данные в памяти.