|
Oversturings-indicator voor eindversterkers |
|
klik hier voor compleet overzicht |
- Geschikt voor symmetrische gevoede eindversterkers
- Indicatie van positieve en negatieve clipping
- Instelbaar voor alle uitgangsvermogens
- Aan te sluiten over de luidsprekerklemmen
- Slechts 18 onderdelen
INLEIDING
Tegenwoordig is het helemaal geen punt meer om een 250 W versterker te bouwen. Velleman levert bijvoorbeeld een prachtige
MOSFET-eindversterker die werkt in klasse-A en die 250 W echt effectief sinusvermogen genereert. Hoge vermogens vragen krachtige
luidsprekers, dat zal duidelijk zijn. Maar toch levert de beschikbaarheid van dergelijke grote vermogens een groot risico op
voor de luidsprekers.
Met wat voor versterker kan men het gemakkelijkst een 200 W luidsprekercombinatie opblazen? Met een 250-watter of met een
50-watter? De meeste mensen zullen onmiddellijk 'met een 250-watter' antwoorden. Toch is dat niet per definitie zo! In een
luidsprekercombinatie zit een scheidingsfilter dat de lage tonen naar de woofer en de hoge tonen naar de tweeter stuurt. Nu worden
de tweeters meestal voor slechts een/vierde van het maximale vermogen van de luidsprekercombinatie gedimensioneerd. Men gaat er
(terecht) van uit dat het meeste vermogen gaat zitten in de bassen. Er is heel wat energie nodig om de zware, grote conus heen
en weer te bewegen en een grote hoeveelheid lucht te verplaatsen.
Als men een voor maximaal 200 W ontwikkelde luidsprekercombinatie aansluit op een 250 W versterker, dan zal het nooit voorkomen dat
deze versterker wordt overstuurd. Het onvervormde geluid van een 250-watter is immers meer dan oorverdovend. Als men nu echter
dezelfde luidsprekercombinatie aansluit op een 50 W versterker zou het wel eens kunnen gebeuren dat men, om het noodzakelijk geachte
geluidsniveau te verkrijgen, de versterker flink overstuurt. De meeste mensen horen niet eens dat soort vervorming tussen al het
elektronische geweld van de moderne muziek!
Als een eindversterker wordt overstuurd zal het signaal echter vastlopen tegen de voedingspanningen. Er treedt clipping op: de
toppen van het sinusvormige signaal worden afgeplat. Nu worden daardoor echter flink wat hogere harmonischen in het signaal
ge‹ntroduceerd! Het scheidingsfilter zal deze harmonischen naar de tweeters leiden en deze luidsprekers krijgen veel meer signaal te
verwerken dan in het geval van onvervormd geluid. Als deze situatie lang blijft duren is de kans niet denkbeeldig dat de
spreekspoel doorbrandt.
Kortom, een oversturingsindicatie is zeker geen overbodige luxe bij eindversterkers van meer dan gemiddeld vermogen!
HET PRINCIPE VAN DE INDICATIE
Op de een of andere manier moet men dus het vastlopen van het uitgangssignaal van de eindversterker tegen een van de
voedingsspanningen detecteren en omzetten in een signaaltje waarmee een LED-je wordt gestuurd. Dat gaat eenvoudiger dan het in
eerste instantie lijkt. Kijk maar naar figuur 1 en figuur 2. Uitgegaan wordt van een symmetrisch gevoede eindversterker, dus
die gevoed wordt uit een positieve en een even grote negatieve voedingsspanning.
Figuur 1: Het principe.
De meeste moderne versterkers werken tegenwoordig met een dergelijke voeding, dus dit zal geen probleem geven. Als het luidsprekerssignaal negatief is of ver onder de positieve voedingsspanning +Ucc blijft, zal er een behoorlijk grote stroom door de spanningsdeler R1-R2 vloeien. Transistor T1 wordt in geleiding gestuurd en de spanning op de collector is gelijk aan de positieve voedingsspanning. Transistor T2 is gesperd, de LED D1 gedoofd.
Figuur 2: De spanningsvormen in de schakeling.
Als er nu echter een grote positieve piek in het versterkersignaal optreedt (tijdstip t1 tot t2), zal er over de genoemde
spanningsdeler nauwelijks spanning vallen en de basis/emitter-spanning van transistor T1 valt onder de 0,7 V
geleidingswaarde. De transistor gaat sperren, de spanning op punt B gaat naar nul. Nu wordt echter transistor T2 in geleiding
gestuurd, de spanning op punt C gaat ook naar nul, de LED D1 ontvangt een stroomstoot en licht op.
Op dezelfde eenvoudige manier kan men het ontstaan van negatieve oversturingspulsen detecteren en een tweede LED sturen.
|
Interessante elektronica links Klik hier ... Kattenschrikdraad installatie houdt katten in of uit uw tuin Klik hier ... Boeken voor de elektronicus Klik hier ... Software voor schema tekenen, print ontwerpen en simulatie Klik hier ... Goedkope digitale oscilloscopen, via USB aan te sluiten op uw PC Klik hier ... Goedkope meetapparatuur voor het testen van uw onderdelen Klik hier ... Draadloze elektronica in uw huis Klik hier ... Inbraakalarm van Marmitek en KlikAanKlikUit Klik hier ... Bespaar energie met PowerSafer |
PRAKTISCH SCHEMA
Het praktisch schema van de volledige oversturingsindicator is getekend in figuur 3. Het enige verschil met het schema van figuur
1 is het tussenvoegen van een vertragend netwerkje tussen de eerste en de tweede transistor. Door dit netwerkje zal de tweede
transistor ook bij een eenmalige te grote uitgangspuls zo lang blijven geleiden, dat de LED een zichtbare lichtflits opwekt.
Figuur 3: Het praktisch schema.
Omdat de schakeling voor verschillende uitgangsvermogens wordt gebruikt, is de spanningsdeler aan de ingang uitgevoerd met een instelpotentiometertje. Voor vermogens tussen 20 en 50 W kan men met de getekende onderdelen werken, voor grotere vermogens zal men de weerstandswaarden experimenteel moeten aanpassen. Hetzelfde geldt trouwens ook voor de weerstanden R7 en R8, die de stroom door de LED vastleggen.
| WEERSTANDEN | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| R1 | 10 kOhm | instelpotentiometer, staand, 10x5 mm | R2 | 22 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R3 | 22 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R4 | 10 kOhm | instelpotentiometer, staand, 10x5 mm |
| R5 | 2,2 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R6 | 2,2 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R7 | 1 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R8 | 1 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| CONDENSATOREN | |||||
| C1 | 270 nF | MKH | C2 | 270 nF | MKH |
| HALFGELEIDERS | |||||
| D1 | 1N4148 | universele Si-diode | D2 | 1N4148 | universele Si-diode |
| D3 | LED | 5 mm, rood | D4 | LED | 5 mm, rood |
| T1 | BC177 | universele PNP-transistor | T2 | BC107 | universele NPN-transistor |
| T3 | BC177 | universele PNP-transistor | T4 | BC107 | universele NPN-transistor |
| DIVERSEN | |||||
| 4 | - | printsoldeerlipje | 2 | LED-houders | haaks, 5 mm |
DE BOUW VAN DE SCHAKELING
Voor de schakeling is een uiterst klein printje ontworpen, waarvan de componenten-opstelling in figuur 4 is getekend en waarbij in feite niets op
te merken behalve dat de LED's in het proto-type in haakse LED-houders zijn gemonteerd van het type KU-944, zodat het printje op de bodem van de
eindversterkerbehuizing kan worden gemonteerd en de twee LED'jes door gaatjes in de frontplaat naar buiten steken.
Figuur 4: De componenten-opstelling.
HET AFREGELEN
Verbindt de schakeling met de twee voedingsspanningen van de eindversterker en de twee overige aansluitingen met de
luidsprekeraansluitingen. Let hierbij goed op welke aansluiting van de luidspreker verbonden is met de massa van de versterker!
Sluit de luidspreker echter niet aan!
Zet nu een sinusje op de ingang (wie geen sinusoscillator heeft kan bijvoorbeeld de secundaire spanning van een trafootje gebruiken, die men met
behulp van een potentiometer regelbaar maakt) en sluit een universeelmeter (geschakeld op wisselspanning) aan op de luidsprekeruitgang van de
versterker.
Bereken vervolgens de noodzakelijke sinusspanning op de uitgang voor het opwekken van iets minder dan het maximale vermogen van de versterker. Men
kan onderstaande formule gebruiken:
spanning U = vierkantswortel(vermogen P * weerstand P)
R staat hierin voor de impedantie van de luidspreker.
Verhoog de amplitude van het signaal aan de ingang van de versterker tot de universeelmeter op de uitgang de berekende spanning aangeeft. Verdraai nu de
twee instelpotentiometers op de print tot beide LED's net beginnen te branden.
DE WAARDEN VAN R7 EN R8
De in het schema ingetekende waarden van 1 kOhm voor deze twee weerstanden moeten aangepast worden aan de beschikbare voedingsspanningen
van de versterker. Men moet deze weerstanden zo berekenen dat er maximaal ongeveer 20 mA stroom door de LED's vloeit.
EXTRA SERVICE: DOWN-LOADEN VAN HET PRINTONTWERP
U kunt het ontwerpje van de print van deze nabouwschakeling uit onze Internet-site down-loaden. Het ontwerp werd gescand met een resolutie van 300 dpi e
n staat ter beschikking als TIF-file, LZW-compressie.
Deze file kan in ieder grafisch programma geopend worden en geprint op transparante folie. Gebruik hiervoor bij voorkeur een inkjet-printer!
Druk het ontwerpje af met de afmetingen die hieronder staan vermeld!
Nadien kunt U met dit transparant een stukje foto-gevoelige printplaat belichten.
Klik hier ... en ga terug naar het begin van deze pagina
Klik hier ... en ga terug naar de bouwbeschrijvingen van Vego
Klik hier ... en ga terug naar het hoofd-menu van de Vego-site