Простые индикаторы мощности для акустической системы
категория Аудиотехника материалы в категории
Подкатегория Схемы устройств коммутации и индикации аудиосигналов и предусилителей
И. ПОТАЧИН, г. Фокино Брянской обл.
Радио, 2000 год, №7
Если у вас есть усилитель 3Ч вам не обойтись без индикатора мощности акустической системы (АС). Автор статьи Игорь Федорович Потачин, известный читателям по многим публикациям в нашем журнале, предлагает три варианта такого индикатора.
При эксплуатации звуковоспроизводящей аппаратуры всегда полезно иметь индикатор максимальной мощности, подводимой к АС. Особенно это актуально, если максимальная выходная мощность вашего УМЗЧ превышает предельно допустимую для АС. В этом случае длительная работа динамических головок системы в условиях перегрузки может вызвать в них необратимые повреждений. Кроме того, при такой эксплуатации аппаратуры значительно возрастают искажения звукового сигнала, воспроизводимого АС.
Некоторые модели усилителей позволяют контролировать выходную мощность с помощью светодиодных или люминесцентных индикаторов, установленных на корпусе УМЗЧ. Если же аппаратура не оборудована подобным устройством, его можно изготовить самим по описаниям в [1—3].
Предлагаю еще несколько таких разработок. Они рассчитаны для работы с АС (громкоговорителями) сопротивлением 4 Ом и позволяют индицировать два порога мощности — 25 и 50 Вт. Однако их несложно приспособить и для работы с системами, имеющими другие сопротивления и мощность. Индикаторы питаются только напряжением 34, подводимым к системе от УМЗЧ, и потребляют небольшую энергию.
Самый простой индикатор (рис. 1) состоит из однополупериодного выпрямителя на диоде VD1, сглаживающего конденсатора С1 и двух пороговых устройств. Они идентичны, каждый из них включает в себя генератор тока на полевом транзисторе, стабилитрон и светодиод.
При работе УМЗЧ поступающее на вход индикатора переменное напряжение выпрямляется, конденсатор С1 заряжается. Когда входное напряжение достигнет 10 В, стабилитрон VD3 откроется, вспыхнет светодиод HL1 зеленого цвета свечения и просигнализирует о поступлении на АС сигнала мощностью 25 Вт. Ток через стабилитрон и светодиод ограничивает генератор тока на транзисторе VT2.
Если входное напряжение возрастет до 14 В, откроется стабилитрон VD2, начнет вспыхивать светодиод HL2 красного цвета свечения, индицирующий достижение максимальной мощности 50 Вт.
Детали индикатора смонтированы на плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Стабилитроны нужно подобрать по напряжению стабилизации: у VD2 оно должно быть 12 В, у VD3 — 8 В.
Это, конечно, не лучшее решение. Второй недостаток устройства — нечеткие пороги срабатывания, поскольку вольт-амперная характеристика стабилитронов недостаточно крутая.
При налаживании индикатора напряжение срабатывания пороговых устройств более точно устанавливают подбором резистора R1.
Во втором индикаторе (рис. 3) стабилитроны VD2, VD3 включены в цепи управляющих электродов маломощных тринисторов VS1 и VS2 соответственно. А уже тринисторы зажигают светодиоды. Благодаря такому решению удалось добиться более стабильного срабатывания пороговых устройств. Но необходимость в подборе стабилитронов осталась.
Генератор тока на транзисторе VT1 питает обе цепи индикации — в данном варианте такое упрощение оказалось приемлемым.
Детали этого индикатора также смонтированы на печатной плате (рис. 4) из одностороннего фольгированного материала.
Если при работе индикатора светодиоды не будут гаснуть, придется установить конденсатор С2 меньшей емкости.
Третий вариант индикатора несколько сложнее (рис. 5), но зато свободен от указанных выше недостатков. В нем — мостовой выпрямитель на диодах VD1 —VD4, два D-триггера (DD1.1, DD1.2), ключевые каскады на транзисторах VT1, VT2, генератор тока на транзисторе VT1, стабилитрон VD5, ограничивающий напряжение питания микросхемы и ключевых каскадов со светодиодами на уровне 5...6 В. Такая мера позволила добиться четкой работы триггеров [4].
Пороги срабатывания транзисторных ключей, а значит, зажигания светодиодов, устанавливают подстроечными резисторами R2, R3. Такой вариант более удобен, поскольку позволяет подстраивать индикатор под АС практически с любым сопротивлением и любой мощности. Правда, при эксплуатации индикатора с АС большой мощности (более 50 Вт) полевой транзистор в генераторе тока необходимо заменить биполярным (рис. 6). поскольку напряжение сток-исток может превысить предельно допустимое для данного транзистора.
Чертеж печатной платы для монтажа деталей индикатора (с полевым транзистором) приведен на рис. 7.
О деталях индикаторов. Светодиоды — любые зеленого и красного цветов свечения, серий АЛ307, АЛ 102. Диоды — серий Д220, Д223, КД521, КД522 или другие, рассчитанные на выпрямленный ток не менее 50 мА и обратное напряжение не менее 100 В. Тринисторы — любые из серии КУ101, желательно с минимальным напряжением открывания на управляющем электроде. Полевой транзистор КП302БМ можно заменить на КП302 с буквенными индексами А, В, Г; КП307 с индексами Г, Д или любой другой с начальным током стока 20...30 мА. Биполярные транзисторы — любые из указанных на схемах серий.
Плату любого индикатора размещают внутри АС, а светодиоды укрепляют в отверстиях, просверленных в его передней стенке корпуса.
Налаживать индикаторы удобно с помощью сетевого понижающего трансформатора, на вторичной обмотке которого напряжение 15...20 В [3]. Параллельно вторичной обмотке включают переменный резистор сопротивлением 1 кОм, с движка которого и одного из крайних выводов снимается напряжение на вход индикатора. Параллельно входу включают вольтметр переменного тока. Установив на сходе нужное переменное напряжение, устанавливают порог включения соответствующего светодиода.
Нужное входное напряжение подсчитывают по известной формуле: U = √РR, где U — входное напряжение, В; Р — индицируемая выходная мощность усилителя, Вт ; R — сопротивление АС, Ом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лукьянов Д. Индикатор перегрузки громкоговорителя. — Радио, 1984, № 7, с. 27.
2. Нечаев И. Светодиодный индикатор уровня сигнала. — Радио, 1988, № 12, с. 52.
3. Парфенов А. Светодиодный индикатор мощности АС. — Радио, 1992, № 2-3, с. 45,46.
4. Потачин И. Пиковый индикатор мощности. — Радио, 1996, № 2, с. 16.