Výstupní výkon nízkofrekvenčního zesilovače

    Maximální výstupní výkon měříme za podmínek konstantního napájecího napětí   +Ucc (měříme voltmetrem V) a konstantní zátěže Rz při definovaném kmitočtu f (nejčastěji při 1 kHz).

Postup:
    Na vstup měřeného zesilovače připojte sinusový nf generátor Ugen a kmitočet f nastavte na 1 kHz. Paralelně k generátoru připojte regulovatelný dělič napětí tvořený potenciometrem D.

    Na výstup nf zesilovače připojte zátěž Rz odpovídajícího výkonu a o jmenovitém ohmickém odporu. Pokud se jedná o zesilovač s výkonem řádově desítek nebo stovek wattů, musí tomuto výkonu odpovídat i výkonové zatížení zátěže. Jako zátěž lze použít při menších výkonech např. paralelní spojení výkonových rezistorů, pro velké výkony blížící se řádově stem wattům se musí zátěž vyrobit např. ze speciálního odporového drátu. Stále ale platí výše uvedená podmínka, že ohmický odpor zátěže musí odpovídat impedanci připojovaných reproduktorů nebo reproduktorových soustav (nejčastěji 4 nebo 8 ohmů).
    Paralelně k této zátěži Rz připojte střídavý nízkofrekvenční voltmetr V2. Osciloskop osc připojte taktéž paralelně k zátěži Rz  pro sledování tvaru výstupního signálu. Regulátor hlasitosti nízkofrekvenčního zesilovače (pokud jej má) nastavte na maximální hlasitost (tzn. otočení doprava).

    Připojte napájecí napětí Ucc a začněte pozvolna budit zesilovač malým vstupním napětím z Ugen o kmitočtu f (1 kHz)  přes potenciometr D (např. potenciometr 47k, 100k apod) z generátoru. 


    Amplituda výstupního napětí U2 se bude zvětšovat úměrně s tím, jak budete zvyšovat buzení zesilovače z generátoru (sledujete na voltmetru V2). Buzení zajistíte tak, že běžcem potenciometru D budete velmi pozvolna otáčet doprava („přidávat hlasitost“). Nezkreslený sinusový signál o kmitočtu 1 kHz sledujte  na osciloskopu osc (obrázek vlevo).


    Na osciloskopu osc dále za stálého pozvolného buzení sledujte tvar sinusovky. Sinusovka v určitém okamžiku během buzení zesilovače začne tzv. limitovat - to znamená, že jeden z vrcholů (nebo vrcholy) sinusovky se začne ořezávat a to tím více, čím více se zvětšuje buzení zesilovače. Znamená to, že zesilovač začíná být přebuzen vstupním napětím Ugen a výstupní signál se tím zkresluje.  Pokud začne jako první ořezávat vrchní půlvlna, hovoříme o limitaci kladné půlvlny (viz obrázek vpravo).

    Pokud začne jako první ořezávat dolní půlvlna, hovoříme o limitaci záporné půlvlny 
(viz obrázek vlevo).

 

Začnou-li ořezávat obě půlvlny současně, hovoříme o limitaci obou půlvln současně
(viz obrázek vpravo)

    Snižte buzení zesilovače potenciometrem D tak, aby na obrazovce osciloskopu osc bylo zobrazení limitace sinusovky minimální (viz obrázek vlevo). Na voltmetru V2 přečtěte amplitudu maximálního výstupního napětí Uomax a poznačte si ji! Porovnejte minimální limitaci sinusovky s nezkresleným sinusovým signálem o kmitočtu 1 kHz  (obrázek nahoře).

Výstupní výkon vypočtěte ze vzorce:
    Z výše uvedeného vzorečku vyplývá závěr, že pokud se zvýší ohmická zátěž Rz (např ze 4 ohmů na 8 ohmů), sníží se výstupní výkon zesilovače. Platí to i obráceně - zde ale hrozí velmi reálné nebezpečí, že při zmenšení ohmické zátěže (její velikost je dána výrobcem) pod stanovenou velikost dochází k přetěžování koncového stupně zesilovače.

    S problematikou výstupního výkonu zesilovače také úzce souvisí velmi podobné měření, a to nastavení nízkofrekvenčního zesilovače do lineárního režimu.