Jump to content

Выходное сопротивление УМЗЧ, метод прямого измерения.

Dmitriy Khamuev

612 views

Встречал описания разных экспериментальных методов определения выходного сопротивления УМЗЧ.

Они универсальны и основаны на измерении разности выходного напряжения при разной нагрузке. Методики понятны и достаточно трудоёмки.

Но в случае прямой гальванической связи с нагрузкой всё можно упростить.

Описание метода:

1. Берём гальванически развязанный с питанием усилителя источник тока (использовал лабораторный ИП)

2. Выставляем напряжение и ток КЗ (5V, 2A)

3. Прикладываем ток в прямой и обратной полярности к выходу включённого и прогретого усилителя.

4. Обращаемся к закону Ома.

Мои результаты (УМ практически такой же, как тестах выше):

Источник тока 2,0 A
 
Смещение (х.х.) = 0,0453V
Смещение (-2А) = 0,0409V
Выходное сопротивление = 0,00220Ohm
Damping factor (8Ohm) = 3636
Damping factor (4Ohm) = 1818

Смещение (х.х.) = 0,04570V
Смещение (+2А) =0,05060V
Выходное сопротивление = 0,00245Ohm
Damping factor (8Ohm) 3265
Damping factor (4Ohm) 1633

Интересно мнение коллег - это имеет право на жизнь, или я неправильно провёл час воскресного вечера? :huh:

Есть ли предположения на каких токах стоит измерять? 



22 Comments


Recommended Comments

Это Вы измерили выходное сопротивление УМ по постоянному току. Оно может сильно отличаться от выходного сопротивления по переменному току, которое и определяет фактор демпфирования. Особенно это характерно для УМ с сервостабилизацией смещения. Т.е. довольно высококачественных конструкций.

Share this comment


Link to comment
4 минуты назад, Виктор_А сказал:

сильно отличаться от выходного сопротивления по переменному току

Для транзисторного усилителя с глубокой ООС вроде стабильно в полосе, практически интересно до ~200Гц на мой взгляд.

7 минут назад, Виктор_А сказал:

УМ с сервостабилизацией смещения

Да, тоже подумал, что результат будет некорректным, но если любопытно, то на время замера эту цепь можно отключить.

Share this comment


Link to comment

А по-моему по постоянному току обратная связь в любом случае сделает выходное сопротивление, равным нулю. Только провода и соединители будут добавлять величину сопротивлений.

Share this comment


Link to comment

Измерили сопротивление проводов на постоянном токе, поздравляю. У самого усилителя выходное сопротивление комплексное и частотно зависимое. И мерить его хлопотно, и что с результатами делать не ясно.

"Damping factor" - кто скажет, насколько значение 3265 лучше 1633? :D

Edited by J_Ohm

Share this comment


Link to comment
2 часа назад, J_Ohm сказал:

И мерить его хлопотно, и что с результатами делать не ясно.

Ну почему же... подать синус через резистор на выход, резистор в данном случае вполне можно считать генератором тока. Измерить напряжение между интересующими точками, поделить - вот и будет  импеданс (модуль). С проводами, да. А разве нужен без проводов?

Share this comment


Link to comment
3 часа назад, Юрий_Uri сказал:

подать синус через резистор на выход

Вот так пожалуй совсем правильно!

А чтобы провод не мешал измерять на клеммах.

Попутно, похоже, и миллиомметр получился :D

Edited by Dmitriy Khamuev

Share this comment


Link to comment

Подать синус на вход, а на выход сопротивление. Посмотреть как напряжение меняться будет с нагрузкой и без, потом высчитать.

Share this comment


Link to comment
5 минут назад, mihelson сказал:

Подать синус на вход

Так - это типовой способ, приходится измерять близкие значения амплитуды.

Есть вариант и двухканальный холостой - нагруженный = разница, но балансировка и т.д.

Share this comment


Link to comment

Желательно использовать другой усилитель для подачи амперного синусоидального тока на выход измеряемого. Каналы стереофонического могут не иметь меж собой достаточного для адекватного замера разделения.

Любопытно все-таки, с какой целью эти изыскания?

 

Share this comment


Link to comment
25 минут назад, J_Ohm сказал:

Любопытно все-таки, с какой целью эти изыскания?

Micro-Cap в разделе анализа Transfer Function, выдаёт:

Output Expression =v(out)
+Input Source Name =V3
+Transfer Function =-30.834
+Input Impedance =15992
+Output Impedance =0.000195823

spacer.png

Косвенные методики описаны, понятно как, хлопотно и не очень точно.

Здесь предельно быстро и просто, точность определена мультиметром,  фактически четырехзондовый метод.

Можно включить в измеряемую цепь и собственно подводящие провода.

Share this comment


Link to comment
3 часа назад, Dmitriy Khamuev сказал:

+Output Impedance =0.000195823

Ну вот, при 1А будет 200мкВ, вполне измеряемая величина :) , должно еще быть видно над шумами ( с усилителем, естественно; можно активный щупчик соорудить даже  с усилением).

4 часа назад, J_Ohm сказал:

Любопытно все-таки, с какой целью эти изыскания?

С познавательной, вестимо.

Edited by Юрий_Uri

Share this comment


Link to comment
‎30‎.‎09‎.‎2019 в 16:54, J_Ohm сказал:

У самого усилителя выходное сопротивление комплексное и частотно зависимое.

Усилитель линейный, пф и мкгн конечно там есть, но в полосе до 1кГц на 4..8 Ом их влияние незаметно.

За счёт чего?

Share this comment


Link to comment
55 минут назад, Dmitriy Khamuev сказал:

За счёт чего?

Наверно глубина ООС зависит от частоты

Share this comment


Link to comment
53 минуты назад, Dmitriy Khamuev сказал:

За счёт чего?

Маскируется сопротивлением проводов, если не внешних, так внутренних. Малость реактивной составляющей выходного сопротивления усилителя является залогом устойчивости. Ради нее при выходе обычно еще небольшая катушка стоит против емкостной составляющей нагрузки на ВЧ (служащей внешним элементом частотной коррекции).

Посмотрел в модифицированной мультисимовской модели Лайкова с коэффициентом искажений 0,001% на 1 кГц. Результат: индуктивность, насколько видно, с искажениями в точке замера 72 %. Чистое безумие. При смещении выхода постоянным током со стороны нагрузки (работа на одном плече) стало 0,6%, и удалось определить индуктивность - 0,2 мкГн.

01.10.2019 в 11:13, Dmitriy Khamuev сказал:

фактически четырехзондовый метод.

Четырехпроводное измерение Томсона = Кельвина?

Скрытый текст

SPhCow.JPG.15d3b3bdfcfe1c31ccdc6e62d19ffa2e.JPG

 

 

Share this comment


Link to comment
2 часа назад, J_Ohm сказал:

Четырехпроводное измерение Томсона = Кельвина?

Не совсем, не мост

 

:

spacer.png

- как на картинке, интересующая проводимость между 2 и 3 зондами.

 

4 часа назад, blak566 сказал:

Наверно глубина ООС зависит от частоты

Да, конечно зависит, но до 1кГц точно можно не учитывать.

Демпфирование низкочастотного громкоговорителя имеет смысл только в поршневом режиме, а это редко выше 500 Гц.

Share this comment


Link to comment
5 минут назад, Dmitriy Khamuev сказал:

- как на картинке, интересующая проводимость между 2 и 3 зондами.

Тогда я не понимаю, при чем здесь усилитель.

Share this comment


Link to comment

Опять это демпфирование... Если выходное сопротивление как у гвоздя, или громкоговоритель подключен через фильтр н-ного порядка - усилитель в демпфировании, можно считать, не участвует.

... В первом случае оно будет просто максимальным, во втором - как получится.

Share this comment


Link to comment
57 минут назад, J_Ohm сказал:

при чем здесь усилитель

Ток от ИТ течёт по цепи 1 - 2 (выход усилителя) - 3 (земля усилителя) - 4

34 минуты назад, J_Ohm сказал:

усилитель в демпфировании, можно считать, не участвует

В сабвуферах и активных АС он вполне участвует.

Share this comment


Link to comment
2 часа назад, Dmitriy Khamuev сказал:

В сабвуферах и активных АС он вполне участвует.

Я разве на албанском излагаю? Замеряемое Вами выходное сопротивление, как Вы уже убедились, ничтожно в сравнении с сопротивлением катушки громкоговорителя и для заметного влияния на демпфирование ему не хватает несколько порядков. Поэтому все участие усилителя сводится к предоставлению динамику свободы гасить колебания на самом себе и только.

Share this comment


Link to comment
13 часов назад, Dmitriy Khamuev сказал:

как на картинке

Да, так и имел в виду.

Но в контексте демпфирования это ничего не даст, Вам всё правильно написали. 

Вообще демпфирование говорителя это несколько некорректная формулировка. Подводящие провода и выходной импеданс УМ входят в электрическую эквивалентную схему громкоговорителя, так будет корректнее. Поскольку трудно сказать в этом случае - в какой точке заканчивается экв. схема говорителя и начинается именно демпфирование.

Edited by Юрий_Uri

Share this comment


Link to comment
1 час назад, Юрий_Uri сказал:

Подводящие провода и выходной импеданс УМ входят в электрическую эквивалентную схему громкоговорителя, так будет корректнее.

Да так корректнее.

9 часов назад, J_Ohm сказал:

Замеряемое Вами выходное сопротивление, как Вы уже убедились,

Таким образом, четырёхзондовый метод прямого измерения выходного сопротивления УМЗЧ с Вашей точки зрения приемлемый?

‎30‎.‎09‎.‎2019 в 16:54, J_Ohm сказал:

"Damping factor" - кто скажет, насколько значение 3265 лучше 1633? :D

Параметр характеризует насколько влияет выходное сопротивление усилителя на поведение нагрузки, чем - это значение выше, тем меньше влияет. ;)

Share this comment


Link to comment
4 часа назад, Dmitriy Khamuev сказал:

четырёхзондовый метод прямого измерения выходного сопротивления УМЗЧ с Вашей точки зрения приемлемый?

- "Четырехпроводный" скорее все же (не мост того же автора). Нет причин считать его неприемлемым без критерия.

4 часа назад, Dmitriy Khamuev сказал:

чем - это значение выше, тем меньше влияет. ;)

Увы. Я бы предложил для адекватного восприятия использовать выражение "показателя демпфирования" - DF-Sd.PNG.d616569a29cb4b610a9e079be11d5f7e.PNG, назовем его так. Удивительно, как разные авторы соревнуются в задирании минимально необходимого DF. Если бы кто-то сказал, что коэффициент гармоник 0,095 % принципиально лучше чем 0,1 %, его бы сочли чудаком, а с DF можно не опасаться.

 

Share this comment


Link to comment

Join the conversation

You are posting as a guest. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Add a comment...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...