Effektforhold i en forstærker og impedanstilpasning

#0:  Impedanstilpasning og audioforstærkere, der skal drive en højttaler, har efter min opfattelse intet med hinanden at gøre.

Hvis du har en 8Ω højttaler skulle du så konstruere en effektforstærker med udgangsimpedans = 8Ω.  Det lader sig næsten ikke gøre. Udgangen er en spændingsudgang ( eller lyder Brahms og Mozart altså ikke godt ) der er kraftigt tilbagekoblet, for nu at holde forvrængningen lav, og dermed har en typisk forstærker på 60W en udgangsimpedans = 0,01Ω.

Forestil dig, at du på mærkværdig vis får lavet en udgangsimpedans = 8Ω, så vil tabet i en stereoforstærker på 2*60W andrage  120W, mindst.

Men du har nok ret i, at RF-  og HF-forstærkere ( radio- og høj-frekvens ) er impedanstilpassede til antenner, koaxkabler, osv. dels for at opnå høj effektivitet, men også for at undgå bølgereflektioner.  En impedanstilpasning her ( ikke en ohmsk tilpasning indebærer en tilpasning af reaktive og kapacitive impedanser.

Men det ved jeg ikke så meget om  :(

#1,  PS:

Hvis du nu havde en ideel spændingsforsyning med indre resistans = 0Ω,  og du i en ydre modstand på 8Ω skulle afsætte maksimal effekt,  ville du så skille spændingsforsyningen ad, og indlodde en modstand på 8Ω i forsyningens udgang, for at opnå maksimal effekt i den ydre modstand ??

#2 

Det vil jeg mene, selv om det lyder mærkeligt når man stiller det op på den måde. 
Men du kunne evt. kigge teorien(den har min lærer skrevet) igennem i en rapport, jeg har skrevet, hvor der står noget om, at hvis den indre resistans og ydre resistans er lig hinanden så vil man opnå maksimal effekt. 

#3:  Jeg kender skam godt teorien.   :)

Og det er da rigtigt, at hvis man har et batteri med Ri = 8Ω, og man har en variomodstand, Ry, så får man den største effekt i Ry, ved at indstille Ry = 8Ω.

Problemet med en audioforstærker er blot at denne har en Ri = 0,01Ω, og hvis du så her skal have maksimal effekt i Ry, skal du finde et højttaler med impedans = 0,01Ω, og du får så en teoretisk max. effekt på omkring 24200 W pr. kanal, for en 60W forstærker, i hvert fald i det par μS det tager at brænde forstærkeren af.

Det jeg siger er, at det bare ikke er sådan man bygger audioforstærkere, og tilpasser højttalere, af praktiske grunde og med henblik på lyd af god kvalitet, herunder lav forvrængning.

#2:  Lad os nu sige, at spændingsforsynigen giver 8V,  Ri = 0Ω, Ry = 8Ω, så finder du:

Py = Uy² / Ry = ( 8V )² / 8Ω = 8W

Du ændrer nu Ri til Ri = 8Ω og finder så:

I =  U / ( Ri + Ry ) = 8V / ( 8 + 8 ) Ω = 0,5A

Py = Ry * I² = 8Ω * ( 0,5A )² = 2W

Så man kan sige at teorien gælder, når vi tilpasser Ry til Ri, men ikke omvendt: tilpasser Ri til Ry.

#4 

Ja okay, så forstår jeg hvad du mener!
Men jeg er stadig ikke sikker på, hvorfor man får størst effekt i Ry, når Ri=Ry.
Hvad skyldes det?

Og hvad menes der egentlig med effekthold i en forstærker?

Jeg beklager de mange spørgsmål! 

 

#6: Du stiller et udtryk op, der angiver afsat effekt, Py, som funktion af  Ry, idet U_hvile og Ri er givne.

Du finder så maksimum for Py, ved at differentiere udtrykket mht. Ry, finder vandret tangent, osv.. ( standardmetoden ).

Effektforhold er vel beregning af maksimal afgivet effekt, varmetab, teoretisk virkninggrad.

Du skal altså beregne effekttab i udgangstransistorer, men det ligger vel ikke indenfor pensum, og er svær at beregne.

Den maksimale teoretiske virkningsgrad for en klasse AB forstærker  ( push-pull ), ligger omkring 60%, kan jeg dog afsløre.

#7:   Nå, ja, det var ikke helt rigtigt med de 60%. Virkningsgraden er omkring 72% ( minus det løse ).

Tab pr. transistor er angivet her: