Устройство защиты акустических систем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

В жизни нередки такие ситуации, когда по тем или иным причинам акустические системы подключают к усилителям звуковой частоты, мощность которых превышает предельно допустимую для системы, что, с одной стороны, нередко позволяет получить лучшее качество звучания, увеличить динамический диапазон, с другой - увеличивает риск повреждения динамических головок из-за перегрузки.

Особенно это актуально при использовании АС на школьных, студенческих, молодежных вечеринках, где нередко акустика подключается к первому попавшемуся работоспособному усилителю, который "помощнее". Чтобы предотвратить повреждение АС при поступлении на нее мощности, превышающей номинальную, ее надо оснастить узлом защиты от перегрузки, встроенным в АС и не требующем дополнительного источника питания. Принципиальная схема такого устройства, рассчитанного на защиту АС мощностью 10...35 Вт, показана на ниже.

Кроме отключения АС при перегрузке, это устройство также защищает ее динамические головки от повреждения в случае выхода из строя транзисторов усилителя и появления на его выходе постоянного напряжения. Устройство подключается к выходу усилителя мощности звуковой частоты. Напряжение переменного тока выпрямляется диодным мостом VD1. Резистор R1 устраняет влияние устройства на работу усилителя мощности. Выпрямленное напряжение сглаживается оксидными конденсаторами C3, С2.

Пока мощность на выходе усилителя не превышает максимально допустимую для АС, напряжение на выводах конденсатора С2 невелико, стабилитрон VD3 закрыт, следовательно, также закрыт и тринистор VS1. В режиме микротока тринисторы этого типа являются управляемыми, т. е. их можно закрыть снятием управляющего напряжения. Поскольку VS1 закрыт, также будет закрыт транзистор VT2. Контакты реле К1 замкнуты, на динамические головки АС будет поступать 100 % мощности.

Как только мощность на выходе усилителя превысит допустимую для АС, напряжение на С2 возрастет настолько, что открывается стабилитрон VD1, откроются тринистор VS1 и транзистор VT2, контакты реле К1 разомкнутся, мощность, поступающая на АС, будет ограничена резисторами R11-R13. Эти резисторы являются нагрузкой для усилителя мощности, что улучшает устойчивость усилителя в случае отключения акустической системы, кроме того, эти резисторы снижают искрение между контактами реле при их замыкании и размыкании.

При срабатывании защиты от перегрузки светится светодиод HL1. Транзистор VT1, эмиттерный переход которого работает как микромощный стабилитрон с напряжением стабилизации 7...12 В, защищает полевой транзистор от пробоя изолятора затвора. Как только напряжение на выходе усилителя уменьшится, стабилитрон VD3 закроется, закроются VS1, VT2, контакты реле К1 замкнутся, на АС вновь будет поступать полная мощность. Резистор R8 вводит небольшой гистерезис, предотвращающий циклическое замыкание-размыкание контактов реле при неизменной выходной мощности, чуть превышающей пороговую. Резистор R9 уменьшает ток через обмотку реле при размыкании его контактов, конденсатор С6 накапливает достаточное количество энергии, необходимое для надежного срабатывания реле.

При размещении конструкции внутри корпуса АС элементы конструкции работают в условиях достаточно сильных вибраций в широком диапазоне звуковых частот, создаваемых динамическими головками, кроме того, в некоторых случаях следует учитывать и переменное магнитное поле от динамических головок. Печатную плату следует располагать на максимальном удалении от открытых магнитных систем динамических головок.

В устройстве использованы постоянные резисторы МЛТ, Cl-4, C2-23 или импортные аналоги. Подстроечный резистор R3 желательно использовать в закрытом корпусе, например, СП4-1, СПЗ-16в, СП5-16А, СПЗ-19а, СП4-3. После настройки поворотную ось резистора следует закрепить каплей краски. Конденсатор С1 пленочный полиэтилентерефталатный К73-17, К73-9 или аналогичный. С4 - керамический К10-17, КМ-5, оксидные конденсаторы - К50-35 или импортные аналоги. Конденсатор C3 можно составить из двух по 470 мкФ (это предусмотрено на печатной плате).

При необходимости, конденсатор С6 также следует использовать на рабочее напряжение 100 В. В случае, если устройство будет применено с усилителями, имеющие напряжение питания выходных каскадов более ±50 В, оксидные конденсаторы должны быть на напряжение 160 В, мощность и сопротивление резисторов R1, R2, R9 также нужно увеличить. Конденсаторы C3, С6 устанавливают параллельно печатной плате и дополнительно закрепляют на ней проволочными хомутиками. Диодный мост можно заменить аналогичным маломощным, например, DB103-DB107, RB153-RB157 или составить из четырех выпрямительных диодов с рабочим напряжением не менее 100 В. Вместо КД243А можно установить любые из серий КД243, КД247, КД208, КД105, 1N4002-1N4007.

Стабилитрон 1N4738A можно заменить на КС175А, КС175Ж, КС126К, светодиод - на любой другой. Вместо тринистора КУ112А можно применить КУ 112 AM в корпусе ТО-92. Полевой n-канальный транзистор IRF9540 в этой конструкции может работать без теплоотвода. Его максимальное напряжение сток-исток 100 В, отечественный аналог - КП785А. Вместо этого транзистора можно использовать IRF9634, КП796А, имеющие UCH МАХ > 250 В. Вместо КТ315А можно применить любой из серий КТ312, КТ315, SS9014. Реле К1 - РЭК-29, паспорт ДУЩ4.501.56. Сопротивление обмотки этого реле около 950 Ом, устойчивое переключение контактов происходит при напряжении 15 В, минимальное напряжение удержания - 7 В. Реле этого типа использовалось в модулях ДУ отечественных телевизоров УСЦТ. При замене следует учитывать тот факт, что контакты этого реле должны коммутировать значительный ток.

Устройство может быть смонтировано на печатной плате размерами 140x50 мм, где установлены все элементы, кроме светодиода. На рис.2 показана печатная плата со стороны проводников.

Со стороны монтажа плату желательно покрыть тремя-четырьмя тонкими слоями эпоксидного клея. Каждый следующий слой наносят после затвердевания предыдущего. Плату крепят к корпусу АС изнутри пятью винтами М3 или саморезами. По возможности ее желательно закрыть глухим толстостенным (>0,5 мм) кожухом, что также уменьшит вероятность выхода из строя устройства по причине вибраций в мощных АС, а также снизит вероятность дребезга контактов реле.

Изготовленные автором два экземпляра этих устройств используются совместно с акустическими системами 15АС-220, в которых используются динамические головки 25ГДН-3-4. Эти системы начинают хрипеть и дребезжать при подводимой мощности более 40 Вт. Порог срабатывания защиты установлен 25 Вт. Данные АС питаются от усилителя "Орбита УМ-002 стерео", который способен развивать мощность выше 50 Вт на нагрузке 4 Ом. Другие два экземпляра установлены в самодельные герметичные АС, собранные на широкополосных головках 10ГДШ-1, питаемых от усилителя "Корвет 50У-068 С". Порог включения защиты также установлен 25 Вт из расчета работы усилителя на нагрузку 4 Ом. Если при работе с мощными АС (>35...5О Вт) и мощным усилителем тринистор будет закрываться при слишком низкой для данного случая мощности, сопротивление резисторов R4 и R7 можно увеличить вдвое.

Это устройство можно модифицировать, установив вместо постоянного резистора R2 терморезистор с отрицательным ТКС сопротивлением 3,3...4,7 кОм при 25 °С, который через прокладку из теплопроводной резины следует жестко закрепить на магнитной системе мощной низкочастотной головки. В этом случае при сильном нагреве магнитной системы устройство будет включать защиту при меньшей выходной мощности усилителя.

Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Линии электропередач для зеленой энергетики 02.02.2016 Американские ученые под руководством Алекса Макдональда (Alex MacDonald) разработали схему передачи энергии солнца и ветра по линиям электропередач внутри страны, которая позволяет обойти проблему хранения такой энергии и снизить выбросы углекислого газа на 80%. До сих пор широкое использование экологичной энергии упиралось в непостоянный характер ее выработки: солнце светит не всегда, и ветер дует тоже. Следовательно, выработанную энергию нужно где-то хранить, чтобы потом использовать ее в периоды темноты или безветрия. Хранение достаточно больших запасов энергии требует сложного и дорогого оборудования. Альтернативным вариантом было передавать энергию из тех районов, где она вырабатывается, в те, где в данный момент этого не происходит - однако до сих пор считалось, что особенности конструкции и возможности существующих электросетей не позволяют этого делать. И вот теперь Макдональд с коллегами доказали, что с помощью новых высоковольтных линий электропередач постоянного тока (HVDC, т.е. High-Voltage, Direct-Current) все-таки возможно перебрасывать экологичную энергию из одних районов страны в другие. Поскольку на какой-нибудь части территории США всегда дует ветер, это позволит эффективно обеспечивать (отчасти) страну энергией. При этом хранить ее уже будет не нужно. Переброской экологичной энергии из одних районов в другие, по замыслу экспертов NOAA, будет заниматься специальная компьютерная программа, которая будет определять, как делать это оптимальным способом. Ученые уже создали действующую модель такой системы и доказали ее эффективность. В модели Макдональда вся страна была разделена на 152 тыс. квадратов, по числу районных электросетей. Расчеты показали, что при внедрении этой системы, США сможет к 2030 г. снизить выбросы углекислого газа на 80%, по сравнению с 1990 г., не тратя при этом ресурсы на решение проблемы хранения "зеленой" энергии.

Другие интересные новости:

▪ Графеновая микросхема

▪ Голод омолаживает стволовые клетки

▪ Мини-ПК Intel Core i7 NanoPAK

▪ Новая серия миниатюрных концевых выключателей

▪ Марсианское затопление

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зрительные иллюзии. Подборка статей

▪ статья Блажен, кто смолоду был молод... Крылатое выражение

▪ статья Откуда произошло слово гетто? Подробный ответ

▪ статья Машинист крана металлургического производства. Должностная инструкция

▪ статья Охранная сигнализация на солнечных элементах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Как оживить бензопилу. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026