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:

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Подкожный дактилоскопический сканер 03.11.2015 Если не принимать во внимание следственные органы, собирающие отпечатки на месте преступления, то обычная процедура включает использование сканеров. Подушечка пальца размещается на стекле сканера, и отраженный от пальца свет образует неповторимый рисунок на изображении. Однако этот в целом эффективный метод иногда дает сбои при стершихся от возраста или поврежденных пальцах, и сканер можно обмануть, используя популярные в шпионских фильмах желатиновые отливки пальцев. Для повышения эффективности ученые парижского института им. Ланжевена разработали новый тип сканера, которые заглядывает под кожу пальца. В сканере используется оптическая когерентная томография (ОКТ), которая применяется для неинвазивного исследования тонких слоев кожи и слизистых оболочек, глазных и зубных тканей человека. Физический принцип действия ОКТ аналогичен ультразуковому исследованию, но в ОКТ для зондирования биоткани используется оптическое излучение ближнего инфракрасного диапазона (около 1 мкм), а не акустические волны. При этом изучается интерференционная картина, возникающая при сочетании двух пучков света, один из которых служит эталоном, а второй пропускается через образец биоткани. Таким образом получается "внутренний отпечаток пальца", расположенный в полумиллиметре под поверхностью кожи, который в точности повторяет "настоящий" отпечаток в неповрежденном виде. Во французском методе используется так называемая ОКТ полного поля, представляющая собой более компактную версию довольно больших и дорогих установок. Получившийся прототип размером с коробку из-под обуви стоит более $40 000 из-за специализированной инфракрасной фотокамеры, хотя ученые получили удовлетворительные результаты и с камерой, стоившей в пять раз дешевле. Однако при всей миниатюризации и оптимизации стоимость устройства вряд ли опустится ниже $10 000. Потому желающим использовать отпечатки пальцев для бытовой безопасности можно посоветовать прибор, созданный американскими учеными университета штата Калифорния. Он использует ультразвук для создания трехмерных отпечатков пальцев и может в один прекрасный момент заменить мобильный сканер с емкостным датчиком, где используется разница в электрической емкости между гребнем и канавкой, так как их расстояния до площадки сенсора различны.

Другие интересные новости:

▪ Ленивец не так уж ленив

▪ Дыхательная радиотрубка для ныряния

▪ Страсти вокруг видео-форматов

▪ Создан аккумулятор, способный работать до 400 лет

▪ Камера STAMP снимает со скоростью 4,4 трлн. кадров/сек

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Большая энциклопедия для детей и взрослых. Подборка статей

▪ статья Сидни Шелдон. Знаменитые афоризмы

▪ статья Самцы каких животных в процессе размножения не разбирают, самец или самка перед ними? Подробный ответ

▪ статья Станок-универсал. Домашняя мастерская

▪ статья Усовершенствование освежителя воздуха Air Wick. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электроустановки специального назначения. Электротермические установки. Электродные котлы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026