ข้อกำหนดการทดสอบสำหรับอุปกรณ์ขยายเสียงตามมาตรฐาน IEC 62368-1

ความถี่ 1000 เฮิรตซ์ เป็นสัญญาณอ้างอิง

ตามมาตรฐาน ITU-R 468-4 (การวัดระดับเสียงรบกวนในการออกอากาศทางเสียง) การตอบสนองความถี่ที่ 1000 Hz คือ 0 dB (ดูภาพด้านล่าง) ทำให้เหมาะสมที่จะใช้เป็นสัญญาณระดับอ้างอิงสำหรับการประเมินประสิทธิภาพการตอบสนองความถี่ของเครื่องขยายเสียง

สัญญาณความถี่ตอบสนองสูงสุด

หากผู้ผลิตระบุว่าเครื่องขยายเสียงไม่ได้ออกแบบมาให้ทำงานที่ความถี่ 1000 เฮิรตซ์ ความถี่ของแหล่งสัญญาณเสียงควรเปลี่ยนเป็นความถี่ตอบสนองสูงสุด ความถี่ตอบสนองสูงสุดคือความถี่ของแหล่งสัญญาณที่ให้กำลังเอาต์พุตสูงสุดเมื่อวัดที่ความต้านทานโหลดที่กำหนด (ต่อไปนี้เรียกว่าลำโพง) ภายในช่วงการทำงานที่ตั้งใจไว้ของเครื่องขยายเสียง ในทางปฏิบัติ ผู้ทดสอบสามารถกำหนดแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณให้คงที่และกวาดความถี่ จากนั้นตรวจสอบความถี่ของแหล่งสัญญาณที่สอดคล้องกับแรงดัน RMS สูงสุดที่ปรากฏบนลำโพง ซึ่งนี่คือความถี่ตอบสนองสูงสุด

ประเภทและวิธีการปรับกำลังเอาต์พุต — กำลังเอาต์พุตสูงสุด

กำลังขับสูงสุดคือพลังงานสูงสุดที่สามารถส่งไปยังลำโพงได้ ซึ่งสอดคล้องกับแรงดัน RMS สูงสุด เครื่องขยายเสียงทั่วไปมักใช้วงจร OTL หรือ OCL ที่อิงตามหลักการขยายสัญญาณคลาส AB เมื่อสัญญาณเสียงไซน์เวฟ 1000 เฮิรตซ์ถูกป้อนเข้าสู่เครื่องขยายเสียง และเข้าสู่บริเวณอิ่มตัวจากบริเวณการขยายสัญญาณ แอมพลิจูดของสัญญาณจะไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้อีก แรงดันสูงสุดจะถูกจำกัด และจะเกิดการบิดเบือนแบบยอดแบนที่จุดสูงสุดของรูปคลื่น

โดยการใช้เครื่องออสซิลโลสโคปตรวจสอบรูปคลื่นสัญญาณเอาต์พุตที่ส่งไปยังลำโพง จะสังเกตได้ว่าเมื่อแอมพลิจูดของสัญญาณไม่สามารถเพิ่มขึ้นในค่า RMS ได้อีกต่อไป จะเกิดการบิดเบือนของยอดคลื่น (ดูรูปที่ 2) ณ จุดนี้ ถือว่าได้ถึงสถานะกำลังเอาต์พุตสูงสุดแล้ว เมื่อเกิดการบิดเบือนของยอดคลื่น ค่าตัวประกอบยอดคลื่นของรูปคลื่นเอาต์พุตจะต่ำกว่าค่าตัวประกอบยอดคลื่นของคลื่นไซน์ที่ 1.414 (ดังแสดงในรูปที่ 2 ค่าตัวประกอบยอดคลื่น = แรงดันสูงสุด / แรงดัน RMS = 8.00 / 5.82 ≈ 1.375 < 1.414)

ประเภทและวิธีการปรับกำลังเอาต์พุต — กำลังเอาต์พุตที่ไม่ทำให้เกิดการตัดสัญญาณ

กำลังขับที่ไม่เกิดการตัดสัญญาณ คือกำลังขับที่ได้จากการลดอัตราขยาย (ลดสัญญาณลง) ไปยังขอบเขตระหว่างบริเวณอิ่มตัวและบริเวณขยายสัญญาณ ในขณะที่ลำโพงทำงานที่กำลังขับสูงสุดโดยมีการบิดเบือนสูงสุดเกิดขึ้น (จุดทำงานเอนเอียงไปทางด้านขยายสัญญาณ) รูปคลื่นเสียงที่ส่งออกมาจะเป็นคลื่นไซน์ 1000 เฮิรตซ์ที่สมบูรณ์ โดยไม่มีการบิดเบือนสูงสุดหรือการตัดสัญญาณ และแรงดัน RMS ก็ต่ำกว่าที่กำลังขับสูงสุดด้วย (ดูรูปที่ 3)

เนื่องจากเครื่องขยายเสียงที่ทำงานตรงขอบเขตระหว่างบริเวณการขยายสัญญาณและบริเวณอิ่มตัวนั้นไม่เสถียรและอาจทำให้เกิดการกระเพื่อมของแอมพลิจูดสัญญาณ (ยอดคลื่นอาจไม่เท่ากัน) จึงสามารถใช้ 50% ของแรงดันพีคต่อพีคเป็นแรงดันพีคเพื่อคำนวณค่าแฟคเตอร์ยอดคลื่นได้ ในรูปที่ 3 แรงดันพีค = 0.5 × 13.10 V = 6.550 V แรงดัน RMS = 4.632 V ค่าแฟคเตอร์ยอดคลื่น = แรงดันพีค / แรงดัน RMS = 6.550 / 4.632 ≈ 1.414

ประเภทและวิธีการปรับกำลังไฟฟ้าขาออก — วิธีการปรับกำลังไฟฟ้า

เครื่องขยายเสียงรับสัญญาณขนาดเล็ก จากนั้นขยายและส่งออกไปยังลำโพง โดยทั่วไปแล้ว การปรับอัตราขยายจะทำได้อย่างละเอียดโดยใช้ปุ่มควบคุมระดับเสียง (เช่น ระดับเสียงของทีวีสามารถปรับได้ 30–100 ระดับ) การปรับแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณเพื่อเปลี่ยนอัตราขยายจะทำให้การควบคุมหยาบกว่ามาก เพราะแม้การลดแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณเพียงเล็กน้อย หลังจากขยายสัญญาณในอัตราขยายสูงแล้ว ก็ยังทำให้กำลังขับของลำโพงลดลงอย่างมาก (ดูรูปที่ 4)

ในรูปที่ 3 เมื่อปรับระดับเสียง ลำโพงจะลดกำลังขับจากกำลังขับสูงสุดลงมาอยู่ที่ระดับไม่เกิดการบิดเบือน โดยมีแรงดัน RMS อยู่ที่ 4.632 V ในรูปที่ 4 เมื่อปรับแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณแทน แรงดัน RMS จะอยู่ที่เพียง 4.066 V เมื่อลดลงมาอยู่ที่ระดับไม่เกิดการบิดเบือน ตามสูตรกำลังไฟฟ้า:

กำลังขับ = (แรงดันไฟ RMS)² / ความต้านทานของลำโพง

กำลังเอาต์พุตที่ไม่เกิดการตัดในรูปที่ 3 สูงกว่าในรูปที่ 4 ประมาณ 30% ดังนั้นรูปที่ 4 จึงไม่ได้แสดงถึงสถานะกำลังเอาต์พุตที่ไม่เกิดการตัดอย่างแท้จริง

ดังนั้น วิธีที่ถูกต้องในการลดกำลังขับจากระดับสูงสุดลงมาสู่ระดับที่ไม่ทำให้เกิดการบิดเบือนของสัญญาณ คือ การคงค่าแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณไว้ และปรับเกนของเครื่องขยายเสียง (เช่น ปรับระดับเสียง) แทนที่จะเปลี่ยนแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณ

ประเภทและวิธีการปรับกำลังเอาต์พุต — กำลังเอาต์พุตแบบไม่ตัดสัญญาณ 1/8 นิ้ว

สภาวะการทำงานปกติของเครื่องขยายเสียงมีจุดประสงค์เพื่อจำลองสภาวะการทำงานจริงที่ดีที่สุดของลำโพง แม้ว่าลักษณะเสียงในโลกแห่งความเป็นจริงจะแตกต่างกันอย่างมาก แต่เสียงส่วนใหญ่จะมีค่า crest factor อยู่ภายใน 4 (ดูรูปที่ 5)

ยกตัวอย่างเช่น รูปคลื่นเสียงในรูปที่ 5 ค่าแฟคเตอร์ยอดคลื่น = แรงดันสูงสุด / แรงดัน RMS = 3.490 / 0.8718 ≈ 4 เพื่อให้ได้เสียงที่ต้องการโดยไม่ผิดเพี้ยน เครื่องขยายเสียงต้องแน่ใจว่าค่าสูงสุดของสัญญาณจะไม่ถูกตัด หากใช้คลื่นไซน์ 1000 Hz เป็นสัญญาณอ้างอิงเพื่อรับประกันว่าไม่มีการผิดเพี้ยนและค่าสูงสุด 3.490 V ไม่ถูกจำกัด แรงดัน RMS ของสัญญาณควรจะเป็น 3.490 V / 1.414 = 2.468 V อย่างไรก็ตาม แรงดัน RMS ของเสียงที่ต้องการมีเพียง 0.8718 V ดังนั้นอัตราส่วนการลดลงของแรงดัน RMS เมื่อเทียบกับสัญญาณอ้างอิงคลื่นไซน์ 1000 Hz คือ 0.8718 / 2.468 = 0.3532 ตามสูตรกำลังไฟฟ้า อัตราส่วนการลดค่า RMS ของแรงดันไฟฟ้าที่ 0.3532 จะสอดคล้องกับอัตราส่วนการลดค่ากำลังไฟฟ้าที่ 0.3532² ≈ 0.125 = 1/8

ดังนั้น การปรับกำลังขับของลำโพงไปที่ 1/8 ของกำลังขับที่ไม่ทำให้เกิดการตัดสัญญาณ (non-clipping) ซึ่งสอดคล้องกับสัญญาณคลื่นไซน์ 1000 เฮิรตซ์ จะทำให้ได้เสียงเป้าหมายที่มีค่า crest factor 4 โดยไม่มีการบิดเบือน กล่าวอีกนัยหนึ่ง กำลังขับที่ไม่ทำให้เกิดการตัดสัญญาณ 1/8 สำหรับคลื่นไซน์ 1000 เฮิรตซ์ คือสภาวะการทำงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเครื่องขยายเสียงในการสร้างเสียงเป้าหมายที่มีค่า crest factor 4 โดยไม่เกิดความเสียหาย

ตั้งค่าสภาวะการทำงานของเครื่องขยายเสียงโดยให้กำลังขับ 1/8 ของกำลังขับที่ไม่ทำให้เกิดการตัดสัญญาณ (non-clipping) แก่ลำโพง ในสภาวะที่ไม่ทำให้เกิดการตัดสัญญาณ ให้ปรับระดับเสียงเพื่อให้แรงดัน RMS ลดลงเหลือประมาณ 35.32% ของค่าปกติ ซึ่งนี่คือกำลังขับ 1/8 ของกำลังขับที่ไม่ทำให้เกิดการตัดสัญญาณ เนื่องจากเสียงรบกวนสีชมพูมีความคล้ายคลึงกับเสียงในโลกแห่งความเป็นจริงมากกว่า หลังจากได้กำลังขับที่ไม่ทำให้เกิดการตัดสัญญาณด้วยคลื่นไซน์ 1000 Hz แล้ว ให้เปลี่ยนไปใช้เสียงรบกวนสีชมพูเป็นแหล่งสัญญาณ เมื่อใช้เสียงรบกวนสีชมพู ให้เพิ่มตัวกรองแบบแบนด์พาส (ดังแสดงในรูปด้านล่าง) เพื่อจำกัดแบนด์วิดท์ของเสียงรบกวน

สภาวะการทำงานปกติและผิดปกติ — สภาวะการทำงานปกติ

ในการตั้งค่าสภาวะการทำงานปกติสำหรับอุปกรณ์ขยายเสียงประเภทต่างๆ ควรพิจารณาสิ่งต่อไปนี้ทั้งหมด:

• ต่อเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียงเข้ากับอิมพีแดนซ์โหลดที่กำหนดซึ่งไม่เหมาะสมที่สุด หรือต่อเข้ากับลำโพงจริง (ถ้ามี)
• ช่องสัญญาณเสียงทั้งหมดของเครื่องขยายเสียงทำงานพร้อมกัน
• สำหรับออร์แกนหรือเครื่องดนตรีที่คล้ายกันที่มีหน่วยสร้างเสียง อย่าใช้คลื่นไซน์ 1000 เฮิรตซ์ แต่ให้ลองกดแป้นเหยียบเบสสองแป้น (ถ้ามี) และแป้นคีย์สิบแป้นพร้อมกันโดยพลการ เปิดใช้งานปุ่มและตัวหยุดทั้งหมดที่เพิ่มกำลังขับ และปรับเครื่องดนตรีให้มีกำลังขับ 1/8 ของกำลังขับสูงสุด
• หากฟังก์ชันที่ต้องการใช้งานของเครื่องขยายเสียงขึ้นอยู่กับความแตกต่างของเฟสระหว่างสองช่องสัญญาณ ให้ใช้ความแตกต่างของเฟส 90° ระหว่างสัญญาณในสองช่องสัญญาณนั้น
• สำหรับเครื่องขยายเสียงแบบหลายช่องสัญญาณที่บางช่องสัญญาณไม่สามารถทำงานได้อย่างอิสระ ให้เชื่อมต่ออิมพีแดนซ์โหลดที่กำหนดและปรับกำลังเอาต์พุตเป็นกำลังเอาต์พุต 1/8 ที่ไม่ทำให้เกิดการตัดสัญญาณ ซึ่งออกแบบมาสำหรับเครื่องขยายเสียงนั้น
• หากไม่สามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่อง ให้ใช้งานเครื่องขยายเสียงที่กำลังขับสูงสุดที่อนุญาตสำหรับการใช้งานต่อเนื่อง

สภาวะการทำงานปกติและผิดปกติ — สภาวะการทำงานผิดปกติ

สภาวะการทำงานที่ผิดปกติสำหรับเครื่องขยายเสียงนั้นอิงตามสภาวะปกติ แต่จำลองสถานการณ์ที่ไม่พึงประสงค์ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เช่น การปรับระดับเสียงเพื่อให้ลำโพงทำงานที่จุดที่ไม่ดีที่สุดระหว่างศูนย์และกำลังขับสูงสุด หรือการตั้งค่าสภาวะลัดวงจรบนลำโพง เป็นต้น

สภาวะการทำงานปกติและผิดปกติ — ตำแหน่งการทดสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ

ระหว่างการทดสอบการเพิ่มอุณหภูมิของเครื่องขยายเสียง ให้วางอุปกรณ์ตามตำแหน่งที่ผู้ผลิตระบุไว้ หากไม่มีการระบุเป็นพิเศษ ให้วางอุปกรณ์ในกล่องทดสอบไม้แบบเปิดด้านหน้า โดยเว้นระยะห่างจากขอบด้านหน้าของกล่อง 5 ซม. เว้นพื้นที่ว่างด้านข้างหรือด้านบน 1 ซม. และห่างจากด้านหลังของกล่องถึงด้านหลังของอุปกรณ์ 5 ซม. ซึ่งโดยรวมแล้วเป็นการจัดวางที่จำลองตู้ทีวีในบ้านทั่วไป

สภาวะการทำงานปกติและผิดปกติ — การกรองสัญญาณรบกวนและการกู้คืนคลื่นพื้นฐาน

วงจรขยายเสียงดิจิทัลบางวงจรจะส่งเสียงรบกวนไปพร้อมกับสัญญาณเสียงไปยังลำโพง ทำให้เกิดสัญญาณรบกวนที่ไม่เป็นระเบียบบนออสซิลโลสโคปเมื่อตรวจสอบรูปคลื่นสัญญาณเอาต์พุตของลำโพง ขอแนะนำให้ใช้วงจรกรองสัญญาณอย่างง่ายดังแสดงด้านล่าง (วิธีการเชื่อมต่อ: จุด A และ C ต่อกับขั้วเอาต์พุตของลำโพง จุด B ต่อกับกราวด์อ้างอิง/กราวด์ส่งกลับของวงจรขยายเสียง จุด D และ E ต่อกับโพรบของออสซิลโลสโคป) วงจรนี้สามารถกรองสัญญาณรบกวนส่วนใหญ่และกู้คืนคลื่นไซน์พื้นฐาน 1000 Hz ได้เกือบทั้งหมด (หมายเหตุ: 1000F ในรูปเป็นข้อผิดพลาด ควรเป็น 1000 pF)

สำหรับเครื่องขยายเสียงประสิทธิภาพสูงบางรุ่นที่สามารถขจัดปัญหาการบิดเบือนสูงสุด ทำให้ไม่มีการบิดเบือนหรือการตัดสัญญาณที่มองเห็นได้แม้ที่กำลังขับสูงสุด กำลังขับที่ไม่ตัดสัญญาณจะเท่ากับกำลังขับสูงสุด เมื่อไม่สามารถตรวจสอบการตัดสัญญาณได้ ให้ถือว่ากำลังขับสูงสุดเป็นกำลังขับที่ไม่ตัดสัญญาณ

[ภาพตัวอย่าง: วงจรกรองสัญญาณอย่างง่าย]

การจำแนกประเภทแหล่งพลังงานไฟฟ้าสัญญาณเสียงและการป้องกันความปลอดภัย

เครื่องขยายเสียงสามารถขยายและส่งสัญญาณเสียงแรงดันสูงได้ ดังนั้นสัญญาณเสียงจึงต้องถูกจัดประเภทเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าและต้องมีระบบป้องกันความปลอดภัย ในระหว่างการจัดประเภท ให้ตั้งค่าปุ่มควบคุมโทนเสียงไปที่ตำแหน่งสมดุล เพื่อให้เครื่องขยายเสียงทำงานในสภาวะที่ส่งกำลังขับสูงสุดโดยไม่ทำให้สัญญาณผิดเพี้ยนไปยังลำโพง จากนั้นให้ถอดลำโพงออกและทดสอบแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด ดูตารางด้านล่างสำหรับการจัดประเภทแหล่งพลังงานไฟฟ้าสัญญาณเสียงและระบบป้องกันความปลอดภัย:

คำถามที่พบบ่อย – ข้อกำหนดการทดสอบเครื่องขยายเสียง IEC 62368-1 – คำถามและคำตอบทั่วไป

Q1: เหตุใดจึงต้องใช้ 1000 Hz เป็นสัญญาณอ้างอิง? หากแอมพลิฟายเออร์มีการตอบสนองที่ไม่ดีที่ 1000 Hz จะทำอย่างไร? A: ตามมาตรฐาน ITU-R 468-4 การตอบสนองความถี่ที่ 1000 Hz ถูกกำหนดให้เป็น 0 dB ทำให้เป็นจุดอ้างอิงมาตรฐานสำหรับการวัดสัญญาณรบกวนเสียงและการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการตอบสนองความถี่ของแอมพลิฟายเออร์อย่างสม่ำเสมอ หากผู้ผลิตระบุว่าแอมพลิฟายเออร์ “ไม่ได้ออกแบบมาให้ทำงานที่ 1000 Hz” (เช่น แอมพลิฟายเออร์สำหรับเครื่องดนตรีระดับมืออาชีพบางรุ่น หรือการออกแบบที่ปรับให้เหมาะสมกับย่านความถี่เฉพาะ) อาจใช้ ความถี่การตอบสนองสูงสุดแทนได้: กำหนดค่าแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณให้คงที่ กวาดความถี่ และเลือกความถี่ที่แรงดัน RMS สูงสุดปรากฏขึ้นที่โหลดที่กำหนด (ลำโพง) นี่จะกลายเป็นสัญญาณอ้างอิงทดแทน

Q2: เราจะแยกแยะความแตกต่างระหว่างกำลังขับสูงสุดและกำลังขับที่ไม่เกิดการตัดสัญญาณได้อย่างไร? A:

• กำลังขับสูงสุด: ป้อนสัญญาณไซน์ความถี่ 1000 เฮิรตซ์ เข้าสู่แอมพลิฟายเออร์ จะเข้าสู่ช่วงอิ่มตัว รูปคลื่นเอาต์พุตจะแสดงการตัดสัญญาณแบบยอดแบน และค่าตัวประกอบยอดคลื่นจะลดลงต่ำกว่า 1.414 (โดยทั่วไปอยู่ที่ 1.37–1.38) ตรวจสอบขั้วต่อลำโพงด้วยออสซิลโลสโคปเพื่อยืนยันการตัดสัญญาณ
• กำลังขับที่ไม่เกิดการตัดสัญญาณจากสถานะกำลังเอาต์พุตสูงสุด ถอยไป (ลดอัตราขยาย) จนกระทั่งแอมพลิฟายเออร์ทำงานที่ขอบเขตระหว่างบริเวณการขยายและการอิ่มตัว รูปคลื่นจะกลายเป็นคลื่นไซน์ที่สะอาดโดยไม่มีการตัดสัญญาณที่มองเห็นได้ และค่าแฟคเตอร์ยอดคลื่นจะกลับมาอยู่ที่ประมาณ 1.414 (หากเกิดการกระเพื่อมของแอมพลิจูดเล็กน้อยที่ขอบเขตที่แน่นอน ให้ใช้ 50% ของแรงดันสูงสุดถึงต่ำสุดเป็นค่าสูงสุดสำหรับการคำนวณแฟคเตอร์ยอดคลื่น) แรงดัน RMS ณ จุดนี้จะต่ำกว่าที่กำลังเอาต์พุตสูงสุด นี่คือสองสถานะต่อเนื่องกันในขั้นตอนการทดสอบเดียวกัน กำลังเอาต์พุตที่ไม่ตัดสัญญาณเป็นค่าอ้างอิงที่ใช้กันทั่วไปที่สุดสำหรับ "สภาวะการทำงานปกติ" ในการทดสอบความปลอดภัย

Q3: เหตุใดเราจึงปรับระดับเสียง (เกน) แทนที่จะปรับแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณเมื่อลดกำลังขับจากระดับสูงสุดลงมาจนถึงระดับที่ไม่เกิดการคลิปปิ้ง? A: การปรับแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณเป็นการควบคุมที่ไม่ละเอียดนัก เนื่องจากเกนของแอมพลิฟายเออร์สูง แม้การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณก็ทำให้กำลังขับเพิ่มขึ้นอย่างมาก (เช่น ในรูปที่ 4 เดิม การลดแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณลงจะได้เพียง 4.066 V RMS ในขณะที่การปรับระดับเสียงจะได้ 4.632 V RMS ซึ่งแตกต่างกันประมาณ 30%) วิธีที่ถูกต้อง : กำหนดค่าแอมพลิจูดของแหล่งสัญญาณให้คงที่ แล้วปรับการควบคุมระดับเสียง/เกนของอุปกรณ์เองจนกว่าการคลิปปิ้งจะหายไป วิธีนี้สะท้อนการใช้งานจริงได้ดีกว่าและสอดคล้องกับเจตนารมณ์ของภาคผนวก E.1

Q4: กำลังเอาต์พุตที่ไม่เกิดการตัดสัญญาณ 1/8 มาจากไหน? ทำไมต้องเป็น 1/8 และไม่ใช่สัดส่วนอื่น? A: สัญญาณดนตรีและเสียงพูดในโลกแห่งความเป็นจริงโดยทั่วไปจะมีค่า crest factor ≤4 (ตัวอย่างในรูปที่ 5 เดิมแสดงค่า ≈4) ในการสร้างสัญญาณที่มีค่า crest factor = 4 โดยไม่เกิดการบิดเบือน แอมพลิฟายเออร์จะต้องจัดการกับจุดสูงสุดโดยไม่เกิดการตัดสัญญาณ หากใช้คลื่นไซน์ 1000 Hz (crest factor = 1.414) เป็นค่าอ้างอิง หากจุดสูงสุดของสัญญาณเป้าหมายคือ 3.490 V ค่า RMS ของคลื่นไซน์ที่ต้องการเพื่อหลีกเลี่ยงการตัดจุดสูงสุดจะเป็น 3.490 / 1.414 ≈ 2.468 V อย่างไรก็ตาม ค่า RMS ของสัญญาณเป้าหมายจริงมีเพียง 0.8718 V อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าคือ ≈0.3532 และอัตราส่วนกำลังที่สอดคล้องกันคือ 0.3532² ≈ 0.125 = 1/8ดังนั้น การตั้งค่าแอมพลิฟายเออร์ให้ส่งกำลังเอาต์พุต 1/8 โดยไม่เกิดการบิดเบือน (อ้างอิงจากสัญญาณไซน์ 1000 Hz) จึงสอดคล้องกับจุดการทำงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสร้างสัญญาณเสียงจริงทั่วไปที่มีค่า crest factor ≈4 โดยปราศจากความผิดเพี้ยน ในทางปฏิบัติ: ขั้นแรก ปรับไปที่ 1/8 โดยไม่เกิดการบิดเบือนด้วยสัญญาณไซน์ (RMS ≈35.32% ของค่า RMS สูงสุดที่ไม่เกิดการบิดเบือน) จากนั้นเปลี่ยนไปใช้สัญญาณรบกวนสีชมพู + ตัวกรองแบบ bandpass

Q5: เหตุใดจึงต้องใช้ตัวกรองแบบแบนด์พาสเมื่อใช้สัญญาณรบกวนสีชมพู? A: สัญญาณรบกวนสีชมพูมีสเปกตรัมกว้างมาก (20 Hz–20 kHz) การป้อนสัญญาณโดยตรงอาจทำให้แอมพลิฟายเออร์โอเวอร์โหลดที่ความถี่บางช่วง หรือทำให้เกิดสัญญาณรบกวนความถี่สูงมากเกินไป ซึ่งทำให้รูปคลื่นบนออสซิลโลสโคปดูวุ่นวายและยากต่อการประเมินการตัดสัญญาณ การเพิ่มตัวกรองแบบแบนด์พาส (โดยทั่วไปจะจำกัดเฉพาะย่านความถี่เสียงที่มีประสิทธิภาพ ดังแสดงในวงจรเดิม) จะกำจัดสัญญาณรบกวนนอกย่านความถี่ ทำให้รูปคลื่นสะอาดขึ้นและใกล้เคียงกับเสียงจริงมากขึ้น เพื่อการวัดค่า RMS ที่แม่นยำและการประเมินการตัดสัญญาณที่ถูกต้อง

Q6: ควรตั้งค่าสภาวะการทำงานปกติอย่างไรสำหรับเครื่องขยายเสียงแบบหลายช่องสัญญาณ หรือช่องสัญญาณที่ไม่สามารถทำงานแยกกันได้? A:

• เชื่อมต่ออิมพีแดนซ์โหลดที่กำหนดซึ่งไม่เหมาะสมที่สุดเข้ากับทุกช่องสัญญาณ
• ใช้งานทุกช่องสัญญาณพร้อมกัน;
• สำหรับช่องสัญญาณที่ต้องพึ่งพาช่องสัญญาณอื่น (เช่น การเชื่อมต่อภายในในไอซีกำลังไฟ) ให้เชื่อมต่อโหลดตามพิกัดและตั้งค่ากำลังเอาต์พุตที่ไม่ทำให้เกิดการตัดสัญญาณที่ 1/8 ตามที่ออกแบบไว้
• สำหรับอุปกรณ์ที่ไม่สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องที่กำลังไฟสูงสุด (เช่น เครื่องขยายเสียงระดับมืออาชีพบางรุ่นที่มีระบบป้องกันความร้อน) ให้ใช้กำลังไฟสูงสุดที่ผู้ผลิตระบุไว้เป็นสภาวะปกติ

Q7: สถานการณ์เลวร้ายที่สุดหลักๆ ที่จำลองโดยสภาวะการทำงานที่ผิดปกติมีอะไรบ้าง? A: สภาวะผิดปกติจะต่อยอดจากสภาวะปกติ แต่จะนำเสนอข้อผิดพลาดเดี่ยวที่รุนแรงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เช่น:

• ตั้งระดับเสียงไว้ที่ค่าใดก็ได้ระหว่าง 0 ถึงค่าสูงสุด (โดยเฉพาะค่าที่ทำให้เกิดอุณหภูมิสูงที่สุด)
• ลำโพงลัดวงจร;
• ลำโพงวงจรเปิด;
• แหล่งสัญญาณผิดปกติ (เช่น ค่าออฟเซ็ต DC)
• ข้อบกพร่องอื่นๆ ที่อาจนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไป การโอเวอร์โหลด หรือการปล่อยพลังงานที่ไม่สามารถควบคุมได้ สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อตรวจสอบว่าอุณหภูมิ ฉนวน และการป้องกันยังคงเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย (ดูภาคผนวก E.2, B.3, B.4)

Q8: ควรจัดวางอุปกรณ์ อย่างไรในระหว่างการทดสอบการเพิ่มอุณหภูมิ? A: จัดวางอุปกรณ์ตามคำแนะนำการติดตั้งที่ผู้ผลิตระบุไว้ หากไม่มีคำแนะนำเฉพาะ ให้ใช้การจำลองตู้ทีวีในบ้านทั่วไปเป็นตัวอย่าง :

• กล่องทดสอบไม้แบบเปิดด้านหน้า;
• ขอบด้านหน้าของอุปกรณ์ห่างจากขอบด้านหน้าของกล่อง 5 ซม.
• เว้นช่องว่าง 1 ซม. ที่ด้านข้างและด้านบน;
• เว้นระยะห่าง 5 เซนติเมตรระหว่างด้านหลังของอุปกรณ์กับผนังด้านหลังของกล่อง การจัดวางแบบนี้จำลองสภาพแวดล้อมการติดตั้งทั่วไปในบ้านเรือน

Q9: แอมพลิฟายเออร์ดิจิทัลสร้างรูปคลื่นที่ไม่เรียบร้อยและมีสัญญาณรบกวนจากการสวิตช์จำนวนมาก — จะตรวจสอบการตัดสัญญาณบนออสซิลโลสโคปได้อย่างไร? A: ใช้วงจรกรองสัญญาณอย่างง่ายที่แนะนำในบทความต้นฉบับ (จุด A และ C ต่อกับขั้วลำโพง, B ต่อกับกราวด์อ้างอิง/กราวด์ส่งกลับ, D และ E ต่อกับโพรบของออสซิลโลสโคป รวมทั้งตัวเก็บประจุ 1000 pF เป็นต้น) วงจรนี้จะกำจัดสัญญาณรบกวนจากการสวิตช์ความถี่สูงส่วนใหญ่ ทำให้สามารถกู้คืนคลื่นไซน์พื้นฐาน 1000 Hz ได้อย่างชัดเจนเพื่อตรวจสอบการตัดสัญญาณ หมายเหตุ: ป้ายกำกับ "1000F" ในแผนภาพต้นฉบับเป็นข้อผิดพลาด ควรเป็น 1000 pF

Q10: ถ้าแอมพลิฟายเออร์ไม่แสดงการตัดสัญญาณ (clipping) ที่มองเห็นได้แม้ที่กำลังขับสูงสุดล่ะ? A: แอมพลิฟายเออร์คลาส D ประสิทธิภาพสูงหรือแอมพลิฟายเออร์ที่ออกแบบมาอย่างดีบางรุ่น จะยังคงไม่มีการตัดสัญญาณ/ความผิดเพี้ยนที่มองเห็นได้แม้ที่กำลังขับสูงสุดตามที่กำหนด ในกรณีเช่นนี้ให้ถือว่ากำลังขับสูงสุดที่วัดได้เป็นกำลังขับที่ไม่เกิดการตัดสัญญาณ — ไม่จำเป็นต้องลดกำลังขับลงอีก — และดำเนินการทดสอบต่อไป (กำลังขับ 1/8, การเพิ่มอุณหภูมิ ฯลฯ) โดยใช้ค่าดังกล่าว

เครื่องกำเนิดสัญญาณรบกวนสีชมพู IEC 62368-1 ภาคผนวก E