IEC 62368-1 Requisitos de ensayo para equipos que contengan amplificadores de audio

Según la especificación ITU-R 468-4 (Medida de los niveles de ruido de sonido en la radiodifusión de sonido), la respuesta de frecuencia de 1000 Hz es de 0 dB (véase la figura siguiente),que sea adecuado como señal de nivel de referencia y sea conveniente para evaluar la frecuencia

el rendimiento de respuesta de los amplificadores de audio.Si el fabricante declara que el amplificador de audio no está destinado a funcionar en condiciones de 1000 Hz, la frecuencia de la fuente de señal de audio debe sustituirse por la frecuencia de respuesta máxima. The peak response frequency is the signal source frequency when the maximum output power is measured on the rated load impedance (hereinafter referred to as the speaker) within the intended operating range of the audio amplifierEn el funcionamiento real, the inspector can fix the signal source amplitude and then sweep the frequency to check that the signal source frequency corresponding to the maximum effective value voltage appearing on the speaker is the peak response frequency.

Tipo y regulación de la potencia de salida - potencia máxima de salida

La potencia máxima de salida es la potencia máxima que el altavoz puede obtener, y el voltaje correspondiente es el valor máximo de voltaje efectivo.Los amplificadores de audio comunes a menudo usan circuitos OTL u OCL basados en el principio de funcionamiento de los amplificadores de clase ABCuando se introduce una señal de audio de onda senoidal de 1000 Hz en el amplificador de audio y entra en la región de saturación desde la región de amplificación, la amplitud de la señal no puede seguir aumentando,el punto de voltaje máximo está limitado, y la distorsión de la parte superior plana aparece en la cima.

Usando un osciloscopio para probar la forma de onda de salida del altavoz, se puede encontrar que cuando la señal se amplifica al valor efectivo y no se puede aumentar aún más,se produce una distorsión máxima (véase la Figura 2)En este momento, se considera que se ha alcanzado el estado de potencia de salida máxima.el factor de cresta de la forma de onda de salida será menor que el factor de cresta de onda senoidal de 1.414 (como se muestra en la Figura 2, el factor máximo = tensión de pico / tensión de valor efectivo = 8,00/5,82≈1).375¿Qué es esto?1.414)

Figura 2: Condición de entrada de la señal de onda senoidal de 1000 Hz, forma de onda de salida del altavoz a la potencia máxima de salida

Tipo de potencia de salida y ajuste - potencia de salida no recortada,Non-clipped output power refers to the output power at the junction of the saturation zone and the amplification zone when the speaker is operating at maximum output power and without peak distortion (the operating point is biased towards the amplification zone)La forma de onda de salida de audio presenta una onda senoidal completa de 1000 Hz sin distorsiones o recortes de pico, y su voltaje RMS también es menor que el voltaje RMS a la potencia máxima de salida (ver Figura 3).

La figura 3 muestra la forma de onda de salida del altavoz que entra en el estado de potencia de salida sin recorte después de reducir el factor de amplificación (las figuras 2 y 3 muestran la misma red de amplificadores de audio)

Debido a que los amplificadores de audio operan en la interfaz entre las regiones de amplificación y saturación y son inestables,se puede generar un temblor de amplitud de señal (los picos superior e inferior pueden no ser iguales)El factor máximo puede calcularse utilizandoEl 50%En la Figura, el voltaje máximo es el voltaje máximo de la tensión de pico a pico.3, el voltaje máximo es0.5 × 13,10 V = 6,550 V, y el voltaje RMS es4.632VEl factor de la cresta=tensión máxima/Voltagem RMS= 6.550 / 4.632- ¿ Qué?1.414.Tipo de potencia de salida y regulación - Métodos de regulación de potencia.La relación de ganancia se ajusta típicamente utilizando una escala de volumen detallada (por ejemplo,Sin embargo, el ajuste de la relación de ganancia mediante el ajuste de la amplitud de la fuente de señal es mucho menos eficaz.Reducción de la amplitud de la fuente de señal, incluso con la alta ganancia del amplificador, todavía reducirá significativamente la potencia de salida del altavoz (véase la Figura 4).

Figura 4: Forma de onda de salida cuando el altavoz entra en un estado de potencia de salida sin corte después de reducir la amplitud de la fuente de señal.

(Las figuras 2 y 4 muestran la misma red de amplificadores de audio)

Figura3, el ajuste del volumen devuelve el altavoz de la potencia de salida máxima a un estado de no recorte, con un voltaje RMS de4.632VEn la Figura4, ajustando la amplitud de la fuente de señal, el altavoz se ajusta desde el estado de potencia de salida máxima al estado de potencia de salida no recortada, y el valor de voltaje efectivo es4.066VSegún la fórmula de cálculo de la potencia

Potencia de salida = cuadrado del voltaje RMS / impedancia del altavoz

La potencia de salida no recortada de la figura 3 excede la de la figura 4 en aproximadamente un 30%, por lo que la figura 4 no es el verdadero estado de potencia de salida no recortada.

It can be seen that the correct way to call back from the maximum output power state to the non-clipping output power state is to fix the signal source amplitude and adjust the amplification factor of the audio amplifier, es decir, para ajustar el volumen del amplificador de audio sin cambiar la amplitud de la fuente de señal.

Tipo de potencia de salida y ajuste - 1/8 de potencia de salida sin corte

Las condiciones normales de funcionamiento de los amplificadores de audio están diseñadas para simular las condiciones óptimas de funcionamiento de los altavoces del mundo real.el factor máximo de la mayoría de los sonidos está dentro de los 4 (véase la Figura 5).

Figura 5: Una forma de onda de sonido del mundo real con un factor de cresta de 4

Tomando la forma de onda de sonido en la Figura 5 como ejemplo, el factor de cresta = voltaje máximo / voltaje RMS = 3.490 / 0.8718 = 4.un amplificador de audio debe garantizar que su pico máximo esté libre de recortesSi se utiliza una fuente de señal de onda senoidal de 1000 Hz como referencia, para garantizar que la forma de onda no se distorsione y que la tensión máxima de 3.490 V no esté limitada por la corriente, la tensión de señal RMS debe ser de 3.490 V / 1.414 = 2.468V. Sin embargo, el voltaje RMS del sonido objetivo es de solo 0.8718V. Por lo tanto, la relación de reducción del sonido objetivo al voltaje RMS de la fuente de señal de onda senoidal de 1000Hz es de 0.8718 / 2.468 = 0.3532De acuerdo con la fórmula de cálculo de la potencia, la relación de reducción de voltaje RMS es 0.3532, lo que significa que la relación de reducción de potencia de salida es 0,3532 al cuadrado, que es aproximadamente igual a 0,125=1/8.

Por lo tanto, ajustando la potencia de salida del altavoz a 1/8 de la potencia de salida no recortada correspondiente a la fuente de señal de onda senoidal de 1000 Hz,el sonido objetivo sin distorsión y un factor de cresta de 4 puede ser emitidoEn otras palabras, 1/8 of the non-clipped output power corresponding to the 1000Hz sine wave signal source is the optimal working state for the audio amplifier to output the target sound with a crest factor of 4 without loss.

El estado de funcionamiento del amplificador de audio se basa en el altavoz que proporciona 1/8 de potencia de salida sin recorte.ajustar el volumen de modo que el valor de voltaje efectivo cae a aproximadamente 35Debido a que el ruido rosa es más similar al sonido real, después de usar una señal de onda senoidal de 1000Hz para obtener potencia de salida sin recorte,el ruido rosa puede ser utilizado como fuente de señalCuando se utilice ruido rosa como fuente de señal, es necesario instalar un filtro de paso de banda como se muestra en la figura siguiente para limitar el ancho de banda del ruido.

Condiciones normales y anormales de trabajo - condiciones normales de trabajo

Los diferentes tipos de equipos de amplificadores de audio deben tener en cuenta todas las condiciones siguientes al establecer condiciones normales de funcionamiento:

- la salida del amplificador de audio está conectada a la impedancia de carga nominal más desfavorable, o al altavoz real (si se proporciona);

¢Todos los canales del amplificador de audio funcionan simultáneamente;

- En el caso de un órgano o instrumento similar con un generador de tono, en lugar de utilizar una señal de onda senoidal de 1000 Hz, presione las dos teclas del pedal de bajo (si las hay) y las diez teclas manuales en cualquier combinación.Activar todas las paradas y botones que aumentan la potencia de salida, y ajustar el instrumento a 1/8 de la potencia máxima de salida;

- Si la función prevista del amplificador de audio está determinada por la diferencia de fase entre los dos canales, la diferencia de fase entre las señales aplicadas a los dos canales es de 90°;

En el caso de los amplificadores de audio multicanal, si algunos canales no pueden funcionar de forma independiente,conectar la impedancia de carga nominal y ajustar la potencia de salida a 1/8 de la potencia de salida no recortada diseñada del amplificador.

Si no es posible el funcionamiento continuo, el amplificador de audio funcionará al nivel de potencia de salida máximo que permita el funcionamiento continuo.

Condiciones de trabajo normales y anormales - Condiciones de trabajo anormales

La condición de funcionamiento anormal del amplificador de audio es la de simular la situación más desfavorable que pueda ocurrir en condiciones normales de trabajo.El altavoz se puede hacer para trabajar en el punto más desfavorable entre cero y la potencia de salida máxima mediante el ajuste del volumen, o poniendo el altavoz en cortocircuito, etc.

Condiciones de trabajo normales y anormales - colocación del ensayo de aumento de temperatura

Cuando se realice un ensayo de aumento de temperatura de un amplificador de audio, colocarlo en la posición especificada por el fabricante.colocar el dispositivo en una caja de ensayo de madera con el frente abierto, a 5 cm del borde delantero de la caja, con 1 cm de espacio libre a lo largo de los laterales o la parte superior, y a 5 cm de la parte posterior del dispositivo hasta la caja de ensayo.La colocación general es similar a la simulación de un gabinete de televisión en casa.

Condiciones de trabajo normales y anormales - filtro de ruido y restauración de ondas fundamentales El ruido de algunos circuitos de amplificadores digitales se transmitirá al altavoz junto con la señal de audio,causando ruido desordenado cuando el osciloscopio detecta la forma de onda de salida del altavozSe recomienda utilizar el circuito de filtración de señal simple que se muestra en la figura siguiente (el método de uso es: los puntos A y C están conectados al extremo de salida del altavoz,el punto B está conectado a la base de referencia del amplificador de audio/a la base del bucle;, y los puntos D y E están conectados al extremo de detección del osciloscopio).Esto puede filtrar la mayor parte del ruido y restaurar la onda fundamental sinusoidal de 1000Hz en gran medida (1000F en la figura es un error de mecanografía, debería ser de 1000 pF).

Algunos amplificadores de audio tienen un rendimiento superior y pueden resolver el problema de la distorsión de pico, de modo que la señal no se distorsionará o recortará cuando se ajuste al estado de potencia de salida máxima.En este momento, la potencia de salida sin recorte es equivalente a la potencia de salida máxima.la potencia máxima de salida puede considerarse como la potencia de salida sin recorte.

Clasificación de las fuentes de energía eléctrica y protección de la seguridad

Los amplificadores de audio pueden amplificar y emitir señales de audio de alto voltaje, por lo que la fuente de energía de la señal de audio debe clasificarse y protegerse.Asegúrese de ajustar el controlador de tono a una posición equilibradaLuego, retire el altavoz y pruebe el voltaje de circuito abierto.La clasificación de la fuente de energía de la señal de audio y la protección de seguridad se muestran en el cuadro siguiente..

Generador de ruido rosa