Võimendite tegeliku võimsuse mõõtmise vajadus
on tekkinud seepärast, et kuna võimendi võimsuse mõõtmise
meetodeid ja tegureid, mis võimsust mõjutavad, on palju, siis
firmad mõtlevad välja järjest uusi ning absurdsemaid mõõtmisviise
või lihtsalt valetavad oma võimendite võimsuse kohta
lootes nii võita kliente. Ka ei ole erinevate firmade võimsused
omavahel võrreldavad, kuna mõõtmised ei ole reeglina
tehtud samadel tingumistel. Lihtne viis võimendi tegelikku võimsust
hinnata on kaitsmete järgi arvutamine, kuid
selle meetodi õigsus hakkab järjest vähenema, kuna võimenditele
pannakse ka tehases julmalt suuremad kaitsmed, kui neile tegelikult vaja.
Järelikult tuleb astuda samm edasi - hakata ise võimendite võimsust
mõõtma. Võimendi võimsuse mõõtmises
ei olegi midagi keerulist - vaja on vaid nelja põhilist vahendit:
Toiteallikas võimendile. Toavõimenditega
pole probleemi, autovõimendite jaoks läheb vaja kogukat toiteplokki.
Tegelikult kõige lihtsam ja ka ausam on autovõimendeid mõõta
hoopis nende loomulikus keskkonnas - autos.
Heligeneraator. Võimendi võimsust mõõdetakse
tavaliselt 1kHz siinustooni peal. Heligeneraatorit võib asendada
ka CD siinustooniga või arvuti. Mina
kasutan sellist seadet.
Seade väljundi jälgimiseks ja mõõtmiseks.
Väljundsignaali kuju jälgimiseks sobib ideaalselt elektronostsilloskoop
ning mõõtmiseks osutiga tester.
Koormustakisti. Et miks ei või võimendi
võimsust kõlari taga mõõta? Põhiline
probleem on selles, et kõlari takistus ei ole igal sagedusel sama
(4-oomise kõlari takistus võib 1kHz peal olla ka üle
10 oomi) ning tulemused ei tuleks täpsed. Lisaks võib tekkida
probleeme mõõdetavat võimsust taluva kõlari
leidmisega. Pealegi, kes ikka tahab kõlarit piinata ning seda müra
kuulata. Minu
koormustakisti on selline.
Ampertangid või šunt, et mõõta
võimendi voolutarve ning selle järgi arvutada võimendi
kasutegur. Peale võimendi effektiivuse näitamise saab selle
abil veenduda mõõtmise õiguses ning võimendi
korrasolekus.
Mõõtmisprotsess ise on lihtne: koormustakisti tuleb ühendada võimendi järgi,
võimendi sisendisse lasta siinussignaali, sisendsignaali amplituudi suurendada
nii kaua, kuni võimendi väljund moonutama hakkab ning vahetult enne moonutama
hakkamist väljundi amplituud ning voolutarve ära mõõta tagades võimendile
piisava toitepinge. Viimane võib aga raskeks minna, kuna täisvõimsusel töötavad
võimendid tarbivad palju voolu. Paljud tootjad annavad oma võimendite
võimsuse üle 14V pingete korral. Töötava mootoriga auto
pardapinge võib tõesti nii kõrge olla, kuid süsteemi,
mis >100A koormuse korral nii kõrget pinget suudaks hoida, pole
mina veel näinud. Seepärast ei ole 14V juures saadud võimsusnumbrist
ka eriti kasu. Kõige ausam on võimendite võimsus mõõta
ikka 12V peal.
Mõõtmisprotsess ise kestab paar sekundit. Saadud pinge järgi
saame võimsuse arvutada järgmise valemi põhjal:
Kus P on võimendi võimsus, U on mõõdetud pinge
effektiiv(RMS)väärtus ning R võimendit koormava takistus.
Mõõteviga
Võimsuse mõõtevea ΔP saame aga järgmise valemi põhjal:
Kus ΔU on pinge mõõteviga ning ΔR on takistuse eksimus. Kuna koormustakisti takistus on suures sõltuvuses temperatuurist, siis on ka tema
takistusel eksimus. Koormustakistil on aga andurid, mis annavad märku, kui takistus on muutunud üle 10%. Seega loen koormustakisti veaks ±5%. Minu kasutatava testri TL-4M2 mõõteviga
on vahelduvpinge mõõtepiirkonnas ±4%. Järelikult saame avaldised:
Asendades muutujad ning lihtsustades valemit saame võimsuse mõõteveaks:
Viga - ±9% tundub esmapilgul suur, kuid kui arvestada see vahe desibellidesse, saame ±0.4dB, mis on inimkõrvale kuulamtu. Seega on viga täiesti aktsepteeritav. Tegelikkuses on see viga ka kindlasti väiksem, kuna arvutatud mõõteviga on arvestatud juhul, kui koormustakisti on tugevalt kuumenenud, mida nõrgemate võimendite puhul ei juhtu.
