Kraftforsterkere, dB gain, X faktor, watt, volt og impedance

Her diskuteres alt innen PA

Moderatorer: Rune Skramstad, Mads Størkersen

Svar

Er dette en forklaring som er grei å forstå ?

Ja, så absolutt
3
60%
Nesten, men ikke helt
1
20%
Nei, i grunnen ikke
0
Ingen stemmer
Drit og dra, det finnes ikke Volt, watt, Xfaktor eller dB
1
20%
 
Stemmer totalt: 5

Atle Aamodt
Active Member
Innlegg: 206
Registrert: 13 jul 2004, 18:09

Kraftforsterkere, dB gain, X faktor, watt, volt og impedance

Legg inn av Atle Aamodt »

Yo folks

Da jeg i ulike sammenhenger har lagt, og fremdeles legger merke til at litt for mange i vår bransje har litt merkelig oppfatning av temaet, vil jeg i all feidighet poste ut en liten Nerde greie om nevte tema.

En kraftforsterker, poweramp, sluttrinn (kall det hva du vil) som vi normal bruker, er i bunn og grunn kun en spenningsforsterker som i all hovedsak er laget for å forsterke vekselspenning. Du sender spenning inn i en ende, og får ut spenning i en annen ende. Her kunne innlegget sluttet, men det vill ikke vært særlig opplysende mht. nevnte tema. Og ja, der finnes forsterkere som kan forsterke spenning ned til DC. Har en ganske morsom historie om Greatful Dead og (tror) det var Crown DC300 som var brukt. Men den historien er for lang til å ta med i denne omgangen.

Mange er meget opptatt av hvor mange watt en forsterker leverer. Men husk at X antall watt kun er et produkt av hvor mange volt forsterkeren kan levere på utgangene (før klirr) i forhold til en gitt impedance. La oss se på noen eksempler, og vi kommer ikke utenom Ohms lov.

La oss si at en forsterker kan levere 40 volt på utgang og vi har en impedance på 8 ohm.
Ohms lov sier : Watt = Volt^2 / impedanse som betyr Watt = (Volt x Volt) / Impedance
som i vårt eksempel gir Watt = (40 x 40) / 8 = 1600 / 8 = 200 watt altså ; 40 volt sendt i 8ohm betyr 200 watt.

Sett av vi tar de samme 40 volt og sender i 4 ohm : Watt = (40 x 40) / 4 = 1600 / 4 = 400 watt

Så kommer neste spørsmål. Hvor mange volt må vi sende inn i forsterkeren for å oppnå 40 volt på utgangen ? Svaret er : det spørs på hvor mange dB gain eller hvor mange ganger forsterkning forsterkeren er konstruert for. Sett at forsterkeren er en 40X forsterker. En 40X forsterker har 32dB gain. Regnes ut på følgende måte : 20 x Log40 = 32. Altså vi har en 40X forsterker som vi skal hente 40 volt fra utgang. Vi trenger da : 40 volt(ut) / 40X(amp) = 1 volt på inngang. Altså du må sende inn 1 volt for å få 40 volt ut. Ganske enkelt, ikke sant.

Men hvorfor har man ”volumkontroll” på en kraftforsterker og hva gjør egentlig denne kontrollen ?. Svaret er ganske enkelt : den justerer X faktoren mellom 0 og max X av hva forsterkeren er lagt for. Den justerer på en måte input sensitivity. Den burde være merket med dB gain eller X-faktor, men er ofte merket med en tåpelig skala som ikke forteller noen verden ting.

Sett at man sender et +12dBu signal inn i en 40X (32dB) gain forsterker som klarer max 40 volt på utgangen. Hva skjer ? Jo det vil vrenge av en annen verden. 1 volt = 2,21dBu og 12dBu = 3,09 volt. Hva skjer dersom man sender 3,09 volt inn i en 40X forsterker ? Jo 3,09 x 40 = 123,6 volt på utgang (sorry no can do).

Hva gjør man så i en slik setting ? Jo man må redusere X faktoren på forsterkeren, eller justere på ”volumkontrollen”, man må redusere følsomheten på inngangen.
Vi skal ha 40 volt ut ved å sende 3,09 volt inn. Vi må altså forsterke signalet 40/3,09 = 12,94X eller omregnet til dB = 20 x Log12,94 = 22,23dB gain.

Feiljustering av Xfaktor eller dB gain på forsterkere er også en kjent og plagsom kilde til unødig støy i en PA.

Dette er på mange måter et tema som hører inn under ”Gainstruktur” og som man ser, driver vi fremdeles med spenningsforsterkning.

Så litt off topic, hvorfor i all verden kan ikke forsterkerprodusenter utvikle strømforsterkere i stedet for spenningsforsterkere. Jeg overlater til andre å starte en diskusjon om nettopp det temaet. Er spent på om noen plukker opp den hansken med gode argumenter ;-)
Atle Aamodt
Svar