Persyaratan Uji IEC 62368-1 untuk peralatan yang berisi penguat audio

Menurut spesifikasi ITU-R 468-4 (Pengukuran tingkat kebisingan audio dalam penyiaran suara), respons frekuensi 1000Hz adalah 0dB (lihat gambar di bawah), yang cocok sebagai sinyal tingkat referensi dan nyaman untuk mengevaluasi frekuensi

kinerja respons penguat audio. Sinyal frekuensi respons puncak. Jika pabrikan menyatakan bahwa penguat audio tidak dimaksudkan untuk beroperasi pada kondisi 1000Hz, frekuensi sumber sinyal audio harus diganti dengan frekuensi respons puncak. Frekuensi respons puncak adalah frekuensi sumber sinyal ketika daya keluaran maksimum diukur pada impedansi beban terukur (selanjutnya disebut sebagai speaker) dalam rentang pengoperasian yang dimaksudkan dari penguat audio. Dalam pengoperasian yang sebenarnya, inspektur dapat memperbaiki amplitudo sumber sinyal dan kemudian menyapu frekuensi untuk memeriksa bahwa frekuensi sumber sinyal yang sesuai dengan tegangan nilai efektif maksimum yang muncul pada speaker adalah frekuensi respons puncak.

Jenis daya keluaran dan regulasi - daya keluaran maksimum

Daya keluaran maksimum adalah daya maksimum yang dapat diperoleh speaker, dan tegangan yang sesuai adalah tegangan nilai efektif maksimum. Penguat audio umum sering menggunakan rangkaian OTL atau OCL berdasarkan prinsip kerja penguat Kelas AB. Ketika sinyal audio gelombang sinus 1000Hz dimasukkan ke dalam penguat audio dan memasuki wilayah saturasi dari wilayah amplifikasi, amplitudo sinyal tidak dapat terus meningkat, titik tegangan puncak terbatas, dan distorsi flat-top muncul pada puncaknya.

Menggunakan osiloskop untuk menguji bentuk gelombang keluaran speaker, Anda dapat menemukan bahwa ketika sinyal diperkuat ke nilai efektif dan tidak dapat ditingkatkan lebih lanjut, distorsi puncak terjadi (lihat Gambar 2). Pada saat ini, dianggap bahwa keadaan daya keluaran maksimum telah tercapai. Ketika distorsi puncak terjadi, faktor puncak dari bentuk gelombang keluaran akan lebih rendah dari faktor puncak gelombang sinus 1,414 (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, faktor puncak = tegangan puncak / tegangan nilai efektif = 8,00/5,82≈1,375＜1.414)

Gambar 2: Kondisi masukan sinyal gelombang sinus 1000Hz, bentuk gelombang keluaran speaker pada daya keluaran maksimum

Jenis daya keluaran dan penyesuaian - daya keluaran non-terpotong,Daya keluaran non-terpotong mengacu pada daya keluaran pada persimpangan zona saturasi dan zona amplifikasi ketika speaker beroperasi pada daya keluaran maksimum dan tanpa distorsi puncak (titik operasi condong ke zona amplifikasi). Bentuk gelombang keluaran audio menyajikan gelombang sinus 1000Hz lengkap tanpa distorsi puncak atau pemotongan, dan tegangan RMS-nya juga kurang dari tegangan RMS pada daya keluaran maksimum (lihat Gambar 3).

Gambar 3 menunjukkan bentuk gelombang keluaran speaker yang memasuki keadaan daya keluaran non-pemotongan setelah mengurangi faktor amplifikasi (Gambar 2 dan 3 menunjukkan jaringan penguat audio yang sama)

Karena penguat audio beroperasi pada antarmuka antara wilayah amplifikasi dan saturasi dan tidak stabil, jitter amplitudo sinyal (puncak atas dan bawah mungkin tidak sama) dapat dihasilkan. Faktor puncak dapat dihitung menggunakan 50% dari tegangan puncak-ke-puncak sebagai tegangan puncak. Dalam Gambar 3 , tegangan puncak adalah 0,5 × 13,10V = 6,550V , dan tegangan RMS adalah 4,632V . Faktor puncak = tegangan puncak / tegangan RMS = 6,550 / 4,632 ≈ 1,414. Jenis Daya Keluaran dan Regulasi - Metode Regulasi Daya. Penguat audio menerima masukan sinyal kecil, memperkuatnya, dan mengeluarkannya ke speaker. Rasio penguatan biasanya disesuaikan menggunakan skala volume terperinci (misalnya, penyesuaian volume televisi dapat berkisar dari 30 hingga 100 langkah). Namun, menyesuaikan rasio penguatan dengan menyesuaikan amplitudo sumber sinyal jauh kurang efektif. Mengurangi amplitudo sumber sinyal, bahkan dengan penguatan tinggi penguat, masih akan secara signifikan mengurangi daya keluaran speaker (lihat Gambar 4). Dalam

Gambar 4: Bentuk gelombang keluaran ketika speaker memasuki keadaan daya keluaran non-terpotong setelah mengurangi amplitudo sumber sinyal.

(Gambar 2 dan 4 menunjukkan jaringan penguat audio yang sama)

Gambar 3 , menyesuaikan volume mengembalikan speaker dari daya keluaran maksimum ke keadaan non-pemotongan, dengan tegangan RMS 4,632V . Dalam Gambar 4 , dengan menyesuaikan amplitudo sumber sinyal, speaker disesuaikan dari keadaan daya keluaran maksimum ke keadaan daya keluaran non-pemotongan, dan tegangan nilai efektif adalah 4,066V . Menurut rumus perhitungan daya

Daya keluaran = kuadrat tegangan RMS / impedansi speaker

Daya keluaran non-terpotong dari Gambar 3 melebihi Gambar 4 sekitar 30%, jadi Gambar 4 bukanlah keadaan daya keluaran non-terpotong yang sebenarnya.

Dapat dilihat bahwa cara yang benar untuk memanggil kembali dari keadaan daya keluaran maksimum ke keadaan daya keluaran non-pemotongan adalah dengan memperbaiki amplitudo sumber sinyal dan menyesuaikan faktor amplifikasi penguat audio, yaitu, untuk menyesuaikan volume penguat audio tanpa mengubah amplitudo sumber sinyal.

Jenis daya keluaran dan penyesuaian - daya keluaran non-terpotong 1/8

Kondisi pengoperasian normal untuk penguat audio dirancang untuk mensimulasikan kondisi pengoperasian optimal dari speaker dunia nyata. Meskipun karakteristik suara dunia nyata sangat bervariasi, faktor puncak dari sebagian besar suara berada dalam 4 (lihat Gambar 5).

Gambar 5: Bentuk gelombang suara dunia nyata dengan faktor puncak 4

Mengambil bentuk gelombang suara pada Gambar 5 sebagai contoh, faktor puncak = tegangan puncak / tegangan RMS = 3,490 / 0,8718 = 4. Untuk mencapai suara target bebas distorsi, penguat audio harus memastikan bahwa puncaknya bebas dari pemotongan. Jika sumber sinyal gelombang sinus 1000Hz digunakan sebagai referensi, untuk memastikan bentuk gelombang tetap tidak terdistorsi dan tegangan puncak 3,490V tidak dibatasi arus, tegangan sinyal RMS harus 3,490V / 1,414 = 2,468V. Namun, tegangan RMS dari suara target hanya 0,8718V. Oleh karena itu, rasio pengurangan suara target terhadap tegangan RMS dari sumber sinyal gelombang sinus 1000Hz adalah 0,8718 / 2,468 = 0,3532. Menurut rumus perhitungan daya, rasio pengurangan tegangan RMS adalah 0,3532, yang berarti bahwa rasio pengurangan daya keluaran adalah 0,3532 kuadrat, yang kira-kira sama dengan 0,125=1/8.

Oleh karena itu, dengan menyesuaikan daya keluaran speaker menjadi 1/8 dari daya keluaran non-terpotong yang sesuai dengan sumber sinyal gelombang sinus 1000Hz, suara target tanpa distorsi dan faktor puncak 4 dapat dikeluarkan. Dengan kata lain, 1/8 dari daya keluaran non-terpotong yang sesuai dengan sumber sinyal gelombang sinus 1000Hz adalah keadaan kerja optimal bagi penguat audio untuk mengeluarkan suara target dengan faktor puncak 4 tanpa kehilangan.

Keadaan pengoperasian penguat audio didasarkan pada speaker yang menyediakan daya keluaran non-pemotongan 1/8. Ketika dalam keadaan daya keluaran non-pemotongan, sesuaikan volume sehingga tegangan nilai efektif turun menjadi sekitar 35,32%, yaitu daya keluaran non-pemotongan 1/8. Karena kebisingan merah muda lebih mirip dengan suara nyata, setelah menggunakan sinyal gelombang sinus 1000Hz untuk mendapatkan daya keluaran non-pemotongan, kebisingan merah muda dapat digunakan sebagai sumber sinyal. Saat menggunakan kebisingan merah muda sebagai sumber sinyal, perlu untuk menginstal filter lolos pita seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini untuk membatasi bandwidth kebisingan.

Kondisi kerja normal dan abnormal - kondisi kerja normal

Berbagai jenis peralatan penguat audio harus mempertimbangkan semua kondisi berikut saat mengatur kondisi pengoperasian normal:

- Keluaran penguat audio terhubung ke impedansi beban terukur yang paling tidak menguntungkan, atau speaker sebenarnya (jika disediakan);

——Semua saluran penguat audio bekerja secara bersamaan;

- Untuk organ atau instrumen serupa dengan unit generator nada, alih-alih menggunakan sinyal gelombang sinus 1000 Hz, tekan dua tombol pedal bass (jika ada) dan sepuluh tombol manual dalam kombinasi apa pun. Aktifkan semua pemberhentian dan tombol yang meningkatkan daya keluaran, dan sesuaikan instrumen ke 1/8 dari daya keluaran maksimum;

- Jika fungsi yang dimaksud dari penguat audio ditentukan oleh perbedaan fase antara dua saluran, perbedaan fase antara sinyal yang diterapkan ke dua saluran adalah 90°;

Untuk penguat audio multi-saluran, jika beberapa saluran tidak dapat beroperasi secara independen, hubungkan impedansi beban terukur dan sesuaikan daya keluaran menjadi 1/8 dari daya keluaran non-terpotong yang dirancang penguat.

Jika pengoperasian berkelanjutan tidak memungkinkan, penguat audio beroperasi pada tingkat daya keluaran maksimum yang memungkinkan pengoperasian berkelanjutan.

Kondisi kerja normal dan abnormal - Kondisi kerja abnormal

Kondisi kerja abnormal dari penguat audio adalah untuk mensimulasikan situasi yang paling tidak menguntungkan yang dapat terjadi berdasarkan kondisi kerja normal. Speaker dapat dibuat bekerja pada titik yang paling tidak menguntungkan antara nol dan daya keluaran maksimum dengan menyesuaikan volume, atau dengan mengatur speaker ke hubungan singkat, dll.

Kondisi kerja normal dan abnormal - penempatan uji kenaikan suhu

Saat melakukan uji kenaikan suhu pada penguat audio, letakkan di posisi yang ditentukan oleh pabrikan. Jika tidak ada pernyataan khusus, letakkan perangkat dalam kotak uji kayu dengan bagian depan terbuka, 5 cm dari tepi depan kotak, dengan ruang bebas 1 cm di sepanjang sisi atau atas, dan 5 cm dari bagian belakang perangkat ke kotak uji. Penempatan keseluruhan mirip dengan mensimulasikan lemari TV rumah.

Kondisi kerja normal dan abnormal - penyaringan kebisingan dan pemulihan gelombang fundamental Kebisingan dari beberapa rangkaian penguat digital akan ditransmisikan ke speaker bersama dengan sinyal audio, menyebabkan kebisingan yang tidak teratur muncul ketika osiloskop mendeteksi bentuk gelombang keluaran speaker. Disarankan untuk menggunakan rangkaian penyaringan sinyal sederhana yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini (metode penggunaan adalah: titik A dan C terhubung ke ujung keluaran speaker, titik B terhubung ke ground referensi/ground loop penguat audio, dan titik D dan E terhubung ke ujung deteksi osiloskop). Ini dapat menyaring sebagian besar kebisingan dan memulihkan gelombang fundamental sinusoidal 1000Hz sebagian besar (1000F pada gambar adalah kesalahan ketik, seharusnya 1000pF).

Beberapa penguat audio memiliki kinerja yang unggul dan dapat memecahkan masalah distorsi puncak, sehingga sinyal tidak akan terdistorsi atau terpotong ketika disesuaikan ke keadaan daya keluaran maksimum. Pada saat ini, daya keluaran non-pemotongan setara dengan daya keluaran maksimum. Ketika pemotongan yang terlihat tidak dapat ditetapkan, daya keluaran maksimum dapat dianggap sebagai daya keluaran non-pemotongan.

Klasifikasi sumber energi listrik dan perlindungan keselamatan

Penguat audio dapat memperkuat dan mengeluarkan sinyal audio tegangan tinggi, sehingga sumber energi sinyal audio harus diklasifikasikan dan dilindungi. Saat mengklasifikasikan, pastikan untuk mengatur pengontrol nada ke posisi seimbang, memungkinkan penguat audio beroperasi pada daya keluaran non-terpotong maksimum ke speaker. Kemudian, lepaskan speaker dan uji tegangan rangkaian terbuka. Klasifikasi sumber energi listrik sinyal audio dan perlindungan keselamatan ditunjukkan pada tabel di bawah ini.

Generator Kebisingan Merah Muda