IEC 62368-1 متطلبات الاختبار للمعدات التي تحتوي على مكبرات الصوت

وفقًا لمواصفات ITU-R 468-4 (قياس مستويات الضوضاء الصوتية في البث الصوتي) ، فإن استجابة تردد 1000 هرتز هي 0dB (انظر الشكل أدناه) ،والتي مناسبة كإشارة مستوى مرجعية ومريحة لتقييم التردد

أداء استجابة مكبرات الصوت إشارة تردد الذروةإذا أعلن الشركة المصنعة أن مكبر الصوت غير مخصص للعمل في ظل ظروف 1000 هرتز، يجب استبدال تردد مصدر إشارة الصوت بتردد ارتفاع استجابة. 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 amplifierفي العملية الفعلية 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.

نوع الطاقة الخارجة وتنظيمها - الطاقة الخارجة القصوى

القوة القصوى للخروج هي القوة القصوى التي يمكن أن يحصل عليها مكبر الصوت ، والجهد المقابل هو أقصى قدر فعال للجهد.غالبا ما تستخدم مكبرات الصوت الشائعة دوائر OTL أو OCL بناءً على مبدأ عمل مكبرات الفئة ABعندما يتم إدخال إشارة صوتية موجة الصين 1000 هرتز في مكبر الصوت ودخول منطقة التشبع من منطقة التضخيم، لا يمكن أن تستمر نطاق الإشارة في الزيادة،نقطة الذروة محدودة، وتظهر تشويهات سطحية في القمة.

باستخدام أوسيلوسكوب لاختبار شكل الموجة الخارجي للمتكلم، يمكنك أن تجد أنه عندما يتم تضخيم الإشارة إلى القيمة الفعالة ولا يمكن زيادتها أكثر،يحدث تشويه ذروة (انظر الشكل 2)في هذا الوقت، يعتبر أن الحد الأقصى للطاقة المخرجة قد تم الوصول إليها.عامل ارتفاع شكل الموجة الخارجي سيكون أقل من عامل ارتفاع الموجة الصينية من 1.414 (كما هو مبين في الشكل 2، عامل القمة = فولتاج الذروة / فولتاج القيمة الفعالة = 8.00/5.82≈1.375<1.414)

الشكل 2: حالة مدخل إشارة موجة الصينوس 1000 هرتز، شكل موجة مخرج مكبر الصوت عند أقصى طاقة إخراج

نوع الطاقة الخارجة وتعديلها - الطاقة الخارجة غير المقطوعةNon-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)يقدم شكل الموجة الخارجي للصوت موجة سينية كاملة 1000 هرتز دون تشويه ذروة أو قطع ، وجهد RMS الخاص به أقل أيضًا من جهد RMS عند أقصى طاقة خروجي (انظر الشكل 3).

يظهر الشكل 3 شكل الموجة الخارجي للمتكلم الذي يدخل حالة الطاقة الخارجية غير المقطعة بعد تقليل عامل التضخيم (يشير الشكلان 2 و 3 إلى نفس شبكة مكبر الصوت)

لأن مكبرات الصوت تعمل في الواجهة بين مناطق التضخيم والشبع وهي غير مستقرةيمكن إنتاج ارتفاع الإشارة (القمم العليا والسفلية قد لا تكون متساوية)يمكن حساب عامل القمة باستخدام50%من الجهد من ذروة إلى ذروة كجهد الذروة. في الشكل3، فولتاج الذروة هو0.5 × 13.10 فولت = 6.550 فولت، والجهد RMS هو4.632 فولت. عامل الحد الأدنى=الجهد القصوى/الجهد RMS= 6.550 / 4.632≈1.414.نوع الطاقة الإخراجية والتنظيم - طرق تنظيم الطاقة. تستقبل مكبرات الصوت إدخالات إشارات صغيرة ، وتضخمها ، وتخرجها إلى مكبرات الصوت.عادة ما يتم تعديل نسبة الربح باستخدام مقياس حجم مفصل (على سبيل المثال، يمكن أن يتراوح ضبط حجم التلفزيون من 30 إلى 100 خطوة) ومع ذلك ، فإن ضبط نسبة الفوز عن طريق ضبط نطاق مصدر الإشارة أقل فعالية بكثير.تقليل نطاق مصدر الإشارة، حتى مع زيادة مكبرات الصوت الكبيرة، سوف لا تزال تقلل بشكل كبير من قوة الخروج من مكبرات الصوت (انظر الشكل 4).

الشكل 4: شكل موجة الإخراج عندما يدخل مكبر الصوت حالة طاقة الخروج غير المقطوعة بعد تقليل نطاق مصدر الإشارة.

(الشكلين 2 و 4 تظهر نفس شبكة مكبر الصوت)

الرسم3، تعديل الصوت يعيد الكلام من أقصى طاقة إخراج إلى حالة غير قطع، مع فولتاج RMS من4.632 فولتفي الشكل4، عن طريق ضبط نطاق مصدر الإشارة، يتم ضبط مكبر الصوت من الحد الأقصى للطاقة الخارجة إلى حالة الطاقة الخارجة غير المقطعة، والجهد القياسي الفعلي هو4.066فوفقاً لصيغة حساب الطاقة

الطاقة الخارجة = مربع الجهد RMS / عائق المتحدث

قوة الخروج غير المقطعة في الشكل 3 تتجاوز قوة الخروج غير المقطعة في الشكل 4 بنحو 30٪ ، لذلك الشكل 4 ليس حالة قوة الخروج الحقيقية غير المقطعة.

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، أي لضبط حجم مكبر الصوت دون تغيير نطاق مصدر الإشارة.

نوع الطاقة الخارجة وتعديلها - 1/8 من الطاقة الخارجة غير المقطعة

تم تصميم ظروف التشغيل العادية لمضخات الصوت لمحاكاة ظروف التشغيل المثلى للمتحدثين في العالم الحقيقي. على الرغم من أن خصائص الصوت في العالم الحقيقي تختلف اختلافًا كبيرًا ، إلا أن المضخات الصوتية المستخدمة في العالم الحقيقي تختلف اختلافًا كبيرًا.عامل القمة لمعظم الأصوات في حدود 4 (انظر الشكل 5).

الشكل الخامس: شكل موجة صوتية في العالم الحقيقي مع عامل ارتفاع 4

أخذ شكل موجة الصوت في الشكل 5 على سبيل المثال، عامل القمة = ذروة الجهد / RMS الجهد = 3.490 / 0.8718 = 4.يجب أن يضمن مكبر الصوت أن يكون ذروته القصوى خالية من التقطيعإذا تم استخدام مصدر إشارة موجة الصينوس 1000 هرتز كمرجع ، لضمان أن شكل الموجة لا يظل غير مشوه ولا يقتصر فولتاج ذروة 3.490 فولت على التيار ، يجب أن يكون فولتاج إشارة RMS 3.490 فولت / 1.414 = 2.468 فولت. ومع ذلك ، فإن فولتاج RMS للصوت المستهدف هو 0.8718 فولت فقط. وبالتالي فإن نسبة تخفيض الصوت المستهدف إلى فولتاج RMS لمصدر إشارة موجة الصينوس 1000 هرتز هي 0.8718 / 2.468 = 0.3532وفقاً لصيغة حساب الطاقة، نسبة تخفيض الجهد RMS هي 0.3532، مما يعني أن نسبة تخفيض الطاقة الخارجة هي 0.3532 إلى التربيع، وهو ما يعادل تقريبا 0.125=1/8.

لذلك، من خلال ضبط قوة إخراج مكبر الصوت إلى 1/8 من قوة الخروج غير المقطوعة المقابلة لمصدر إشارة موجة الصين 1000 هرتز،الصوت المستهدف دون تشويه ويمكن أن يتم إخراجه بمعدل 4بعبارة أخرى 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.

حالة تشغيل مكبر الصوت تعتمد على مكبر الصوت الذي يوفر 1/8 من قوة الخروجضبط الحجم بحيث انخفض القيمة الفعلية للجهد إلى حوالي 35.32٪، وهو 1/8 من الطاقة الخارجة غير المقطعة. لأن الضوضاء الوردية تشبه الصوت الحقيقي، بعد استخدام إشارة موجة الصين 1000 هرتز للحصول على الطاقة الخارجة غير المقطعة،يمكن استخدام الضوضاء الوردية كمصدر للإشارةعند استخدام الضوضاء الوردية كمصدر إشارة، فمن الضروري تثبيت مرشح النطاق كما هو مبين في الشكل أدناه للحد من عرض النطاق الترددي للضوضاء.

ظروف العمل العادية وغير العادية - ظروف العمل العادية

يجب أن تأخذ أنواع مختلفة من معدات مكبرات الصوت بعين الاعتبار جميع الشروط التالية عند تحديد ظروف التشغيل العادية:

- يتم توصيل مخرج مكبر الصوت بأسوأ معوقة الحمل القياسي ، أو المتكلم الفعلي (إذا تم توفيره) ؛

جميع قنوات مكبر الصوت تعمل في وقت واحد

- في حالة الأورغن أو الآلة المماثلة مع وحدة توليد النغمة، بدلاً من استخدام إشارة موجة الصين 1000 هرتز، اضغط على مفاتيح دواسة الباس (إن وجدت) وعشرة مفاتيح يدوية في أي مزيج.تنشيط جميع التوقفات والأزرار التي تزيد من الطاقة الخارجة، وتعديل الآلة إلى 1/8 من أقصى طاقة الخروج؛

- إذا كانت الوظيفة المقصودة للمضخم الصوتي محددة بفارق المراحل بين القنتين ، فإن فرق المراحل بين الإشارات المطبقة على القنتين هو 90 درجة ؛

في مكبرات الصوت متعددة القنوات، إذا لم تتمكن بعض القنوات من العمل بشكل مستقل،ربط معوقة الحمل المسموح بها وتعديل قوة الإخراج إلى 1/8 من قوة الإخراج غير المقطوعة المصممة للمضخة.

إذا لم يكن التشغيل المستمر ممكناً، فإن مكبر الصوت يعمل عند الحد الأقصى لمستوى الطاقة الخارجة الذي يسمح بالعمل المستمر.

ظروف العمل العادية وغير العادية - ظروف العمل غير العادية

إن حالة العمل غير الطبيعية للمضخم الصوتي هي محاكاة أكثر الحالات غير المواتية التي قد تحدث على أساس ظروف العمل العادية.يمكن جعل مكبر الصوت للعمل في النقطة الأكثر سوءا بين الصفر و أقصى طاقة الخروج عن طريق ضبط حجم، أو عن طريق تعيين مكبر الصوت إلى الدائرة القصيرة، الخ

ظروف العمل الطبيعية وغير الطبيعية - وضع اختبار ارتفاع درجة الحرارة

عند إجراء اختبار ارتفاع درجة الحرارة على مكبر الصوت، ضعها في الموقف المحدد من قبل الشركة المصنعة. إذا لم يكن هناك بيان خاص،ضع الجهاز في صندوق اختبار خشبي مع وجه مفتوحعلى بعد 5 سم من الحافة الأمامية للصندوق، مع مساحة خالية تبلغ 1 سم على طول الجانبين أو الأعلى، وعلى بعد 5 سم من الجزء الخلفي من الجهاز إلى صندوق الاختبار.التنسيق العام يشبه محاكاة خزانة التلفزيون المنزلي.

ظروف العمل الطبيعية وغير الطبيعية - تصفية الضوضاء واستعادة الموجات الأساسية سيتم نقل ضوضاء بعض دوائر مكبرات الصوت الرقمية إلى مكبر الصوت جنبا إلى جنب مع إشارة الصوت.يسبب ظهور ضوضاء غير منظمة عندما يكتشف الموسوسكوب شكل الموجة الخارجي للمتكلميوصى باستخدام دائرة تصفية الإشارة البسيطة كما هو مبين في الشكل أدناه (طريقة الاستخدام هي: يتم توصيل النقاط A و C إلى نهاية مخرج مكبر الصوت ،يتم توصيل النقطة B إلى أرضية مرجعية مكبر الصوت / أرضية الحلقة، ويتم توصيل النقاط D و E إلى نهاية اكتشاف أوسيلوسكوب).هذا يمكن تصفية معظم الضوضاء واستعادة موجة الأساسية الصينوسية 1000 هرتز إلى حد كبير (1000F في الشكل هو خطأ مطبعي، يجب أن يكون 1000pF).

بعض مكبرات الصوت لديها أداء متفوق ويمكن أن تحل مشكلة تشويه الذروة بحيث لن يتم تشويه الإشارة أو قطعها عندما يتم ضبطها إلى الحد الأقصى للطاقة الخارجة.في هذا الوقت، قوة الخروج غير المقطعة تعادل قوة الخروج القصوى. عندما لا يمكن تحديد قطع مرئي،يمكن اعتبار أقصى قوة إخراج هي قوة الخروج غير المقطعة.

تصنيف مصادر الطاقة الكهربائية وحماية السلامة

مكبرات الصوت يمكنها تضخيم وإخراج إشارات الصوت عالية الجهد، لذلك يجب تصنيف مصدر طاقة إشارة الصوت وحمايتها. عند التصنيف،تأكد من ضبط جهاز التحكم في الصوت إلى وضع متوازن، مما يسمح للمضخم الصوتي بالعمل بأقصى طاقة إخراج غير مقطوعة إلى مكبر الصوت. ثم، إزالة مكبر الصوت واختبار جهد الدائرة المفتوحة.يتم عرض تصنيف مصدر طاقة إشارة الصوت وحماية السلامة في الجدول أدناه.

مولد الضوضاء الوردي