הספק של מגבר – מה זה? איך מודדים? מה זה רוויה? – חלק ב´

מאמר זה הינו מאמר המשך על נושא הספק המגבר ויתרכז במדידות, רוויה ואיזה בדיקות כל אחד יכול לעשות בעצמו בבית ...

18:15
  /  
16.12.2004
  
מאת: יוסי הרי

מדידות

אני מקווה שהבנתם כעת מעט יותר על ההתנהלות והגורמים לה. עכשיו ננסה לטפל בשאלה היכן אני עומד, עם הציוד שברשותי?
האם בכלל המגבר שלי מתקרב לקטימה או לרוויה?

כאשר מנסים לפתור בעיה, ההמלצה הנפוצה לתת את השיפוט לאוזן. אני במקום זה אסתמך על שכל והגיון. נניח שאתה מגביר את העוצמה של המערכת ושומע בצלילים מסוימים, מעל לעוצמה מסוימת משהו שנשמע כאילו המערכת מזייפת. החובב המושבע אומר "אהה, הצירוף הזה של מגבר ורמקולים לא סוחב. אין לי מספיק הספק. הבאס מרוח ומרטט".

בכל פעם שקובעים קביעה אך ורק בהתבססות על שמיעה, מגששים באפילה מוחלטת. כיצד אתה יכול לקבוע מה הגורם? יש לפניך מערכת, המכילה מקור, הגברה רמקולים וחדר, וכל אחד יכול להיות אשם. כמובן שאם יש טעות בקביעה, התיקון יכול להיות יקר מאוד, כי תנסה לתקן את החלק התקין. יתכן שבסופו של דבר תתקן את הבעיה במקרה. במקום זה יש כמה אמצעי בדיקה שיכולים מאוד לעזור למקד את הבעיות.

בדיקות

אחת הבעיות הנפוצות היא רעידות בחדר ההשמעה. מזנון עם כוסות רהיט עם גב אחורי דק. קיר הפרדה שרועד בתהודה, חלונות, כל אלה יכולים לרטט בתדר נמוך, ולגרום לכך שתחליט שהמגבר שלך נכנס לרוויה, או אפילו לקבוע על סמך בדיקה חפוזה אחת ש- "Sub Woofer מקלקל את הצליל של מערכת".

קשה לגלות רעידות בעזרת מוסיקה, פרט אולי בדיסק עם התופים (כגון דיסקי סימינר פורום תפוז). אבל גם הוא מוגבל לתחום צר.

קיים דיסק בדיקה – Stereo Review & Chesky Records: Gold Stereo And Surround Sound Set-Up Disc, אשר בודק בדיוק את זה ברצועה 17 ו 18. הדיסק מספק סריקת תדר בגל סינוס בין 200Hz עד ל- 20Hz כאשר הקריין מקריא כל שינוי תדר. העוצמה היא כרבע ממה ש- CD יכול לספק. בגל סינוס האוזן מצליחה להבחין, גם בתדרים נמוכים את כיוון הרעש.
רבים עלולים להיות מאוד מופתעים ממה שיתגלה להם.

את הבדיקה יש לבצע כאשר הווליום במצב שאתה רגיל לשמוע בו.

חבר הפורום ariegur אמר פעם "גל סינוס?" בתיעוב.
לדעתו זה לא מדמה בכלל מצב אמיתי. בדוגמא זו, בדיקה זו הרבה יותר חמורה מהמצב האמיתי של שמיעת מוזיקה. הדיסק מעורר את כל מה שיש לו פוטנציאל לרעוד. במציאות לא תמיד תפגוש את הגל המתאים בעוצמה ומשך הזמן שיגרמו לרעידות.
תיקון רעידות החדר יכול לשפר מאוד את הצליל. אפשר לבצע בדיקה זו גם עם מכשיר מחולל שמע ולבצע את הסריקה על ידי סיבוב סקאלה. יש לחברו לכניסת CD או DVD, ולכוון את התפוקה ל- 0.6Vrms.

אם קיים תיקון חדר (RC) במערכת, הבדיקה חייבת להיות כאשר זה מופעל, בכדי לדמות את המצב שבו המערכת באמת מפיקה את העוצמות הבעייתיות.

לאחר שתנסו את המוצע כאן, יש סיכוי שתתחילו להרגיש כמו עיוור שנפקחו עיניו.

מדידת רוויה

בשאלה האם המערכת שלי נכנסת לרוויה או נקטמת, או כמה אני קרוב לכך, אפשר למדוד זאת.

מה שנחוץ לכך הוא דיסק בדיקה המכיל אותות גל סינוס, בתדר 100Hz, 1000Hz, 5000Hz, בעוצמות של 100% ו- 10% ומד מתח ספרתי המסוגל לדייק במדידת AC עד 5Khz. רצוי גם אוזניות להגנה על האוזניים ולהזהיר את הגברת. קבצי MP3 ניתנים להורדה מהקישור הבא ואותם יש לצרוב על CD.

הספק של מגבר – מה זה? איך מודדים ומה זה רוויה? – חלק א´
הבהרת נושא ההספק במגבר, מגבלות המתח ומגבלת הזרם

מדידת הספק השיא בשמיעה רגילה

הבדיקה מבוססת על תכונה מאוד פשוטה של מדיה ספרתית. לעומת תקליט, אני יודע שעוצמה של 100% המוקלטת בדיסק, היא חסם עליון, ניצול כל הביטים ואין אפשרות שהדיסק יוציא מתח יותר גדול.

בכדי להיות בטוח שאין משהו פגום בצריבת הדיסק או התנהגות מוזרה של המערכת או אולי המודד, מבצעים קודם כל בדיקת כיול – מנגנים את הרצועות בדיסק, כאשר המודד מחובר ליציאת ה- CD או ה- DVD, מבלי להשמיען ברמקול. יתכן וזה ניתן רק על ידי ניתוק הכבל מהמערכת. התפוקה אמורה להיות 2V לעוצמה של 100% ושל 0.2V לעוצמה של 20DBD. (רצועות מוקלטות ב-10%)

מחזירים את החיבורים למערכת, ומכוונים את הווליום לרמה המקסימאלית המקובלת עליך. כדאי בשלב זה לשים על האוזניים אוזניות להגנה, או סתם צמר גפן. עדיין לא משמיעים כלום.

מחברים בזהירות את המודד ליציאת אחד הרמקולים אדום לאדום ושחור לשחור ומכוונים את המודד למדידת מתח AC של 20VFS (עשרים וולט סקאלה מליאה). יש לתכנן חיבור קבוע ויציב ולא על ידי מישהו שעומד על יד הרמקול ומנסה לגעת.

מפעילים את הרצועות של עוצמה מליאה ורושמים את המתח שנמדד לאחר שהתייצב.

אם המדידה הגיעה קרוב למתח של 20V, עצור, העבר את המודד לסקאלה הבאה של מתח יותר גבוה, וחזור על המדידות.
להלן טבלה שתוכל לבצע בה את הרישום.

תדר מסופק10010005000
מתח נמדד V3.363.43.41
הספק מחושב ל-8 אוהם1.41W1.45W1.45W
הספק מחושב ל-6 אוהם1.88W1.93W1.94W
הספק מחושב ל-4 אוהם2.82W2.89W2.91W
הספק מחושב ל-2 אוהם5.64W5.78W5.81W

המספרים כאן נמדדו במערכת שלי. מכיוון שמוניטור 5 אינו יורד מתחת ל- 4 אוהם, הרסיבר שלי לא עובר את ה- 3W!

תוכל כעת לחשב מהו ההספק האמיתי המקסימאלי שאתה שומע בחדר ההאזנה שלך. נכון שאינך יודע בצורה מדויקת מהי העכבה של הרמקול, אבל בטבלה יש כיסוי כמעט לכל עכבה שתוכל לפגוש. תוכל לראות האם במקרה הגרוע ביותר אם יש לך ברמקול שפל בהתנגדות, עד כמה תהיה קרוב לרוויה או קטימה. השווה את הערכים למפרט היצרן, ותוכל להעריך זאת במדויק.

הנוסחא לחישוב פשוטה – הספק=מתח^2עכבה. המספרים כאן הם סתם דוגמא

אם תעתיק את הטבלה לאקסל, תוכל לכתוב במקום החישוב את הנוסחא על ידי בחירת נוסחא בתפריט טבלה של אקסל להלן הנוסחאות:

{ =B2^2/8 }{ =C2^2/8 }{ =D2^2/8 }
{ =B2^2/6 }{ =C2^2/6 }{ =D2^2/6 }
{ =B2^2/4 }{ =C2^2/4 }{ =D2^2/4 }
{ =B2^2/2 }{ =C2^2/2 }{ =D2^2/2 }

לאחר כל נוסחא הוספתי את ה- W. לאחר שהוכנסו הנוסחאות, ולאחר רישום המתחים, מסמנים את כל הטבלה ומקישים F9.

אני לא אתפלא שרובכם יגלה עד כמה הוא רחוק מהספק המקסימאלי יכולה המערכת לספק.

המסקנה מבדיקה זו – כל עוד הווליום אינו יותר גבוה הטבלה נותנת לך את המקסימום שעל המגבר לספק, באיזה דיסק שלא תשים.

בדיקת נקודת המקסימום בווליום

עכשיו ננסה לבדוק באיזה מצב של הווליום אני מגיע לרוויה? לשם כך ובכדי לא לפוצץ משהו, יש את הרצועות של 10%.

כאשר נריץ את הנגן ברצועות של עשירית המתח, נקבל הספק של מאית מההספק המתקבל מדיסק המוקלט במקסימום שלו. נעלה את המתח עד לערכים הנקובים בטבלת הבדיקה, ונסמן לנו את מצב הכפתור.

הספק נקוב הוא מה שמצוין בנתוני היצרן כהספק ממושך, או rms, בשום פנים ואופן לא PMPO.

הספק נקוב המגבר W = 25W = 50W = 100W = 150W = 250
בעומס שלכאשר הווליום הגיע לערך מתח זה (V)המתחהמתחהמתחהמתח
8 אוהם1.4122.833.464.47
6 אוהם1.221.222.4533.87
4 אוהם11.4122.453.16
2 אוהם0.7111.411.732.24

מתחים אלה מיצגים מתח גדול פי 10 והספק גדול פי מאה ונמדד בפועל בעוצמה שאליה כיוונת את כפתור הווליום. תוכל כמובן במתח כניסה נמוך כזה לסובב את הכפתור ולהגביר עוד, אבל מצב הכפתור מצביע שאם המגבר שלך אמור לספק הספק נקוב מסוים. זוהי הנקודה שמעבר לה צפוי המגבר להגיע לרוויה או לקיטום. כל עוד כפתור הווליום נמצא מתחת לנקודה זו, יש לך סיכוי טוב שהמערכת שלך אינה מגיעה לרוויה.

המרחק בין הנקודה שכיוונת אליה בניסוי הראשון, לנקודה שהתקבלה כאן, שנקרא לה מקסימום ווליום לפני רוויה, נותן מושג על כמה טווח ביטחון יש לך במערכת.

אם אינך קרוב למקסימום ווליום לפני רוויה, ואתה שומע שהצליל מוגבל או נמרח יש לך בעיה במערכת. הבעיה יכולה להיות בחדר, או רעידות שמגיעות מהרמקול לקדם או לנגן, בייחוד בציוד שפופרתי או בפטיפון. אבל לפחות אז האשמה אינה בחוסר הספק. ישנה אפילו אפשרות של מגבר שאינו יציב ועובר לתנודות פרזיטיות מול רמקול מיוחד, למשל אלקטרו סטטי. זוהי תופעה נדירה בציוד של יצרן מסחרי ברמה נאותה. זה יכול לקרות בבניה עצמית, או כאשר יש תקלה ממשית במגבר וכמובן תקלה בספק הכוח.

בעלי מגברים טרנזיסטורים, שלהם מצב ההשמעה רחוק מאוד מנקודת מקסימום ווליום לפני רוויה, יכולים לשכוח את נושא יתרון הרוויה ההדרגתית של מגבר שפופרתי, אין להם את הבעיה הזו, ולא שום חסרון בנקודה ייחודית זו.

מילת אזהרה לסיכום – יש לצרוב את הקטעים החלשים אחרי החזקים. בכל מקרה האחריות לכל תקלה היא על המבצע ולא על כותב המאמר.

להמשך דיון בנושא הכתבה: הספק של מגבר – מה זה? איך מודדים ומה זה רוויה?


18:15
  /  
16.12.2004
  
מאת: יוסי הרי

1