IEC 62368-1 Requisitos de ensaio para equipamentos que contenham amplificadores de áudio

De acordo com a especificação ITU-R 468-4 (Medida dos níveis de ruído sonoro na radiodifusão sonora), a resposta de frequência de 1000 Hz é de 0 dB (ver figura abaixo),adequado como sinal de nível de referência e conveniente para avaliar a frequência

Performance de resposta dos amplificadores de áudio.Se o fabricante declarar que o amplificador de áudio não está destinado a funcionar em condições de 1000 Hz, a frequência da fonte de sinal de áudio deve ser substituída pela frequência de resposta 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 amplifierEm operação, 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 e regulação da potência de saída - potência máxima de saída

A potência de saída máxima é a potência máxima que o alto-falante pode obter e a tensão correspondente é a tensão de valor efetivo máximo.Os amplificadores de áudio comuns geralmente usam circuitos OTL ou OCL baseados no princípio de funcionamento dos amplificadores de classe ABQuando um sinal de áudio de onda senoidal de 1000 Hz é introduzido no amplificador de áudio e entra na região de saturação da região de amplificação, a amplitude do sinal não pode continuar a aumentar,O ponto de tensão máxima é limitado, e a distorção plana aparece no pico.

Usando um osciloscópio para testar a forma de onda de saída do alto-falante, você pode descobrir que quando o sinal é amplificado para o valor efetivo e não pode ser aumentado,ocorre uma distorção de pico (ver figura 2)Neste momento, considera-se que o estado de potência de saída máxima foi atingido.o fator de crescimento da forma de onda de saída será menor que o fator de crescimento da onda senoidal de 1.414 (conforme mostrado na Figura 2, fator de crescimento = tensão de pico / tensão de valor efetivo = 8,00/5,82≈1).375- Não.1.414)

Figura 2: Condição de entrada do sinal de onda senoidal de 1000 Hz, forma de onda de saída do alto-falante na potência máxima de saída

Tipo de potência de saída e regulação - potência de saída não cortada,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)A forma de onda de saída de áudio apresenta uma onda senoidal completa de 1000 Hz sem distorção ou recorte de pico e sua tensão RMS também é menor que a tensão RMS na potência máxima de saída (ver Figura 3).

A Figura 3 mostra a forma de onda de saída do alto-falante entrando no estado de potência de saída sem corte após a redução do fator de amplificação (Figuras 2 e 3 mostram a mesma rede de amplificador de áudio)

Como os amplificadores de áudio operam na interface entre as regiões de amplificação e saturação e são instáveis,A amplitude do sinal pode gerar jitter (os picos superior e inferior podem não ser iguais)O fator de crescimento pode ser calculado utilizando50%de tensão de pico a pico como a tensão de pico.3, a tensão máxima é0.5 × 13,10 V = 6,550 V, e a tensão RMS é4.632VO fator de crescimento=tensão máxima/Tensão RMS= 6.550 / 4.632≈1.414.Tipo de potência de saída e regulação - Métodos de regulação de potência.O rácio de ganho é normalmente ajustado utilizando uma escala de volume detalhada (por exemploNo entanto, ajustar a taxa de ganho ajustando a amplitude da fonte de sinal é muito menos eficaz.Redução da amplitude da fonte de sinal, mesmo com o elevado ganho do amplificador, ainda reduzirá significativamente a potência de saída do alto-falante (ver Figura 4).

Figura 4: Forma de onda de saída quando o alto-falante entra num estado de potência de saída não cortada após a redução da amplitude da fonte de sinal.

(As figuras 2 e 4 mostram a mesma rede de amplificadores de áudio)

Figura3, ajustando o volume, o alto-falante retorna da potência de saída máxima para um estado sem corte, com uma tensão RMS de4.632V. Na Figura4, ajustando a amplitude da fonte de sinal, o alto-falante é ajustado do estado de potência de saída máxima para o estado de potência de saída não cortada, e a tensão de valor efetivo é4.066V. De acordo com a fórmula de cálculo de potência

Potência de saída = quadrado da tensão RMS / impedância do alto-falante

A potência de saída não cortada da figura 3 excede a da figura 4 em cerca de 30%, pelo que a figura 4 não é o verdadeiro estado de potência de saída não cortada.

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, isto é, para ajustar o volume do amplificador de áudio sem alterar a amplitude da fonte de sinal.

Tipo de potência de saída e regulação - 1/8 de potência de saída não cortada

As condições normais de funcionamento dos amplificadores de áudio são concebidas para simular as condições de funcionamento ideais dos alto-falantes do mundo real.O fator de crescimento da maioria dos sons está dentro de 4 (ver Figura 5).

Figura 5: Uma forma de onda sonora real com um fator de cresta de 4

Tomando como exemplo a forma de onda sonora na Figura 5, o fator de crescimento = tensão de pico / tensão RMS = 3.490 / 0.8718 = 4.um amplificador de áudio deve assegurar que o seu pico máximo não contenha recortesSe uma fonte de sinal de onda senoidal de 1000 Hz for utilizada como referência, a tensão do sinal RMS deve ser de 3, para garantir que a forma de onda permaneça não distorcida e que a tensão de pico de 3,490 V não seja limitada pela corrente.490V / 1.414 = 2.468V. No entanto, a tensão RMS do som alvo é de apenas 0.8718V. Portanto, a relação de redução do som alvo para a tensão RMS da fonte de sinal de onda senoidal de 1000Hz é de 0.8718 / 2.468 = 0.3532De acordo com a fórmula de cálculo da potência, o rácio de redução da tensão RMS é 0.3532, o que significa que o rácio de redução da potência de saída é 0,3532 ao quadrado, o que é aproximadamente igual a 0,125=1/8.

Portanto, ajustando a potência de saída do alto-falante para 1/8 da potência de saída não cortada correspondente à fonte de sinal de onda senoidal de 1000 Hz,o som alvo sem distorção e um fator de cresta de 4 pode ser emitidoEm outras palavras, 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.

O estado de funcionamento do amplificador de áudio baseia-se no alto-falante que fornece 1/8 de potência de saída sem corte.ajustar o volume de modo que a tensão de valor efetivo cai para cerca de 35Como o ruído rosa é mais parecido com o som real, depois de usar um sinal de onda senoidal de 1000Hz para obter potência de saída sem corte,ruído rosa pode ser usado como fonte de sinalQuando se utiliza ruído rosa como fonte de sinal, é necessário instalar um filtro de passagem de banda, tal como mostrado na figura abaixo, para limitar a largura de banda do ruído.

Condições normais e anormais de trabalho - condições normais de trabalho

Os diferentes tipos de equipamento de amplificador de áudio devem ter em conta todas as seguintes condições ao estabelecer condições normais de funcionamento:

- A saída do amplificador de áudio está ligada à impedância de carga nominal mais desfavorável, ou ao alto-falante real (se for fornecido);

¢ Todos os canais do amplificador de áudio funcionam simultaneamente;

- Para um órgão ou instrumento semelhante com uma unidade geradora de tom, em vez de utilizar um sinal de onda senoidal de 1000 Hz, apertar as duas teclas do pedal de baixo (se houver) e as dez teclas manuais em qualquer combinação.Ativar todas as paradas e botões que aumentam a potência de saída, e ajustar o instrumento a 1/8 da potência máxima de saída;

- Se a função pretendida do amplificador de áudio for determinada pela diferença de fase entre os dois canais, a diferença de fase entre os sinais aplicados aos dois canais é de 90°;

Para os amplificadores de áudio multicanal, se alguns canais não puderem funcionar de forma independente,Conectar a impedância de carga nominal e ajustar a potência de saída para 1/8 da potência de saída não cortada projetada do amplificador.

Se a operação contínua não for possível, o amplificador de áudio deve funcionar ao nível de potência de saída máxima que permita a operação contínua.

Condições de trabalho normais e anormais - Condições de trabalho anormais

A condição de funcionamento anormal do amplificador de áudio é para simular a situação mais desfavorável que possa ocorrer com base em condições normais de trabalho.O alto-falante pode ser feito para trabalhar no ponto mais desfavorável entre zero e potência de saída máxima ajustando o volume, ou colocando o alto-falante em curto-circuito, etc.

Condições normais e anormais de trabalho - colocação do ensaio de elevação de temperatura

Ao efectuar um ensaio de aumento de temperatura num amplificador de áudio, colocá-lo na posição especificada pelo fabricante.Colocar o dispositivo numa caixa de ensaio de madeira com a frente aberta, a 5 cm da borda frontal da caixa, com 1 cm de espaço livre ao longo dos lados ou da parte superior, e a 5 cm da parte traseira do dispositivo até à caixa de ensaio.A colocação geral é semelhante a simular um armário de TV em casa.

Condições de trabalho normais e anormais - filtragem de ruído e restauração de ondas fundamentais O ruído de alguns circuitos de amplificador digital será transmitido para o alto-falante juntamente com o sinal de áudio,causando ruído desordenado quando o osciloscópio detecta a forma de onda de saída do alto-falanteRecomenda-se utilizar o circuito de filtragem de sinal simples mostrado na figura abaixo (o método de utilização é: os pontos A e C são ligados à extremidade de saída do alto-falante,O ponto B está ligado à base de referência do amplificador de áudio, e os pontos D e E estão ligados à extremidade de detecção do osciloscópio).Isso pode filtrar a maior parte do ruído e restaurar a onda fundamental sinusoidal de 1000Hz em grande parte (1000F na figura é um erro de digitação, deve ser de 1000 pF).

Alguns amplificadores de áudio têm desempenho superior e podem resolver o problema da distorção de pico, de modo que o sinal não será distorcido ou cortado quando ajustado ao estado de potência de saída máxima.Neste momento, a potência de saída sem corte é equivalente à potência de saída máxima.a potência de saída máxima pode ser considerada como a potência de saída não de corte.

Classificação das fontes de energia elétrica e protecção da segurança

Os amplificadores de áudio podem amplificar e emitir sinais de áudio de alta tensão, de modo que a fonte de energia do sinal de áudio deve ser classificada e protegida.Certifique-se de definir o controlador de tom para uma posição equilibradaEm seguida, remova o alto-falante e teste a tensão de circuito aberto.A classificação da fonte de energia do sinal de áudio e a proteção de segurança são indicadas no quadro seguinte:.

Gerador de ruído rosa