Потребляемая мощность аудиоусилителей. Часть 2

В продолжение темы рассмотрим ОПМ конкретных устройств, выпускаемых под брендами VOLTA, MARANI и MASTERS. 

Для начала вспомним параметры, необходимые для расчета ОПМ, и кратко поясним их значение.

• Выходная мощность (Pвых.):

Среднеквадратическая мощность (RMS), подаваемая усилителем на акустические системы (нагрузку).

• КПД (η): 

Отношение выходной мощности усилителя к мощности, потребляемой им от источника питания.

В первой части статьи было подробно рассмотрено, что значение КПД зависит не только от класса усилителя, но и от его рабочей выходной мощности. Например, для усилителей класса D при работе на мощности, близкой к максимальной, КПД может превышать 90%. Если же выходная мощность усилителя невелика, его КПД значительно снижается и может составлять менее 50%.

• Мощность покоя (Pпокоя):

Мощность покоя аудиоусилителя — это мощность, которую он потребляет во включенном состоянии в режиме ожидания (т.е. при отсутствии входного сигнала).

Эта мощность необходима для поддержания внутренней схемотехники усилителя в состоянии готовности, чтобы устройство могло начать работу сразу после подачи входного сигнала. Современные усилители оснащаются средствами цифровой обработки сигналов (DSP) и сетевыми интерфейсами, которые могут оставаться активными, даже если усилитель не отдает мощность в нагрузку.

В приведенных ниже примерах под мощностью покоя понимается суммарная мощность, необходимая для работы нескольких независимых потребителей: платы DSP, платы сетевого интерфейса Dante, светодиодов и платы ЖК-дисплея на передней панели (дисплей частично активен и работает с пониженной яркостью).

Перейдем к рассмотрению конкретных устройств.

Все технические данные, необходимые для расчета ОПМ рассматриваемых усилителей, предоставлены производителями оборудования. Используя приведенную методику и подставляя соответствующие значения параметров, аналогичные расчеты можно выполнить и для других моделей усилителей, представленных в статье.

Усилители VOLTA MAXIMUM

Ниже представлена сводная таблица мощностных характеристик для усилителей VOLTA серии MAXIMUM. Измерения мощности RMS выполнены на основе стандарта CEA2006/490A.

Таблица 1. Характеристики мощности усилителей VOLTA MAXIMUM

Выполним расчет ОПМ для модели MAXIMUM 2-2000.

КПД усилителей VOLTA серии MAXIMUM составляет ≈89,5% при сопротивлении нагрузки 8 Ом и среднем значении выходной мощности.

Входные данные для расчета:

Выходная мощность: 650 Вт

КПД: 89,5%

Мощность покоя: 15,42 Вт

Формула для расчета ОПМ:

Расчет:

ОПМ усилителя VOLTA MAXIMUM 2-2000 составляет 741,6 Вт.

Усилители MARANI MDA-KDM

Ниже представлена сводная таблица мощностных характеристик для усилителей MARANI серии MDA-KDM. Измерения мощности RMS выполнены на основе стандарта CEA2006/490A.

Таблица 2. Характеристики мощности усилителей MARANI MDA-KDM

Выполним расчет ОПМ для модели MDA4-10KDM.

КПД усилителей MARANI серии MDA-KDM составляет ≈89% при сопротивлении нагрузки 8 Ом и среднем значении выходной мощности.

Входные данные для расчета:

Выходная мощность: 800 Вт

КПД: 89%

Мощность покоя: 22 Вт

Формула для расчета ОПМ:

Расчет:

ОПМ усилителя MARANI MDA4-10KDM составляет 920,8 Вт.

Усилители MASTERS NERO

Ниже представлена сводная таблица мощностных характеристик для усилителей MASTERS серии NERO. Измерения мощности RMS выполнены на основе стандарта CEA2006/490A.

Таблица 3. Характеристики мощности усилителей MASTERS NERO

Выполним расчет ОПМ для модели NERO 2-4000.

КПД усилителей MASTERS серии NERO составляет ≈89% при сопротивлении нагрузки 8 Ом и среднем значении выходной мощности.

Входные данные для расчета:

Выходная мощность: 1000 Вт

КПД: 89%

Мощность покоя: 22 Вт

Формула для расчета ОПМ:

Расчет:

ОПМ усилителя MASTERS NERO 2-4000 составляет 1145,5 Вт.

Заключение

Мы рассмотрели примеры расчета ОПМ для конкретных моделей усилителей на основе технических данных, предоставленных производителями.

Однако на практике оценка общей потребляемой мощности аудиоусилителей может осложняться рядом факторов.

К ним относятся:

• класс усилителя и соответствующие ему характеристики, влияющие на расчет ОПМ;

• доступность необходимой технической информации от производителей;

• условия эксплуатации и сценарии использования усилителей — например, в системах аварийного оповещения, музыкальной и речевой трансляции, а также при проведении «живых» сценических выступлений.

Кроме того, необходимо учитывать, что средняя выходная мощность усилителя, работающего с музыкальным сигналом, составляет около 1/4–1/5 его максимальной выходной мощности.

Таким образом, при расчете общей потребляемой мощности усилителей недостаточно ориентироваться только на их максимальную выходную мощность. Необходимо учитывать КПД, мощность покоя, фактическую выходную мощность и предполагаемый режим эксплуатации оборудования.

Практическая задача такого расчета — получить обоснованное значение потребляемой мощности, которое можно использовать при проектировании системы электропитания. Это позволяет корректно оценить нагрузку на электрическую сеть, подобрать необходимое оборудование и предусмотреть соответствующий запас мощности.

При этом расчетная ОПМ не является универсальной постоянной величиной для конкретной модели усилителя: она зависит от условий его работы и характера воспроизводимого сигнала. Поэтому при проектировании системы важно заранее определить предполагаемый сценарий эксплуатации оборудования и выполнять расчет именно для него.

Именно такой подход позволяет перейти от паспортных характеристик отдельных усилителей к реалистичной оценке энергопотребления всей аудиосистемы.