Меню

Индикатор перегрузки усилителя мощности

Пиковый индикатор перегрузки усилителя или АС

В статье приведён пример простой электронной схемы для индикации пиковой мощности усилителя. Такая схема может быть применена в любом готовом или самодельном «аппарате» — усилителе или акустической системе. Схема будет особенно полезна в случаях, когда выходная мощность усилителя и максимально допустимая мощность колонки имеют различные уровни, чтобы не допустить перегрузки аппаратуры.

Индикация мощности осуществляется с помощью светодиода, свечение которого определяется уровнем мощности заранее заданной величины. Схема включается параллельно выходу УМЗЧ (усилитель мощности звуковой частоты), либо входу акустической системы. В отличие от других схем подобного назначения, приведённая здесь имеет минимальное количество деталей, не требует отдельного питания и может быть собрана без особых затрат средств и времени.

Схема не является авторской, она была найдена на интернет-просторах и ради эксперимента собрана и опробована на практике:

Сопротивление резистора, R1, включенного последовательно с прибором зависит от мощности сигнала и рабочего тока светодиода . Примерное значение сопротивления можно найти по формуле:

* значок «√» означает «корень квадратный» Значение сопротивления - в килоомах, выходная мощность - в ваттах и рабочий ток светодиода - в миллиамперах

Точнее его следует скорректировать при настройке по моменту зажигания светодиода. Напряжение на красном светодиоде составляет примерно 1,6 В, на более ярком желто-оранжевом — примерно 2,5 В. Остальные детали можно использовать любых типов. Сглаживающий электролитический конденсатор должен быть рассчитан на рабочее напряжение 6,3. 10 В, поскольку напряжение на нем ограничено светодиодом. Запас по напряжению нужен потому, что конденсатор используется в цепи переменного тока. Подбирая его емкость в пределах 1. 100 мкФ, можно регулировать инерционность вспышек светодиода.

Диод может быть любой выпрямительный низкочастотный, например — КД226, 1N4001 и подобные. Резистор на мощность не менее 0,25 ватт, для удобства точной настройки можно включить переменный или подстроечный резистор. Конденсатор можно использовать как полярный, так и неполярный.

Входное сопротивление схемы определяется резистором R1 , оно в несколько раз превышает сопротивление любой «стандартной» нагрузки (сопротивление динамиков обычно порядка 4. 8 Ом). Поэтому данная схема не оказывает никакого практического влияния на выходной сигнал усилителя.

При желании, данную схему можно дополнить стрелочным индикатором выходной мощности усилителя. Сделать это не сложно, схема и описание приведены в следующей статье(нажмите) .

Спасибо за внимание.

Лайки, дизлайки, комментарии и любые другие способы выражения эмоций приветствуются автором!

Источник

Индикаторы выходной мощности усилителя

Показометры Индикатор выходной мощности — вещь красивая и полезная одновременно. В современных автомобильных усилителях их используют все чаще и чаще, даже в бюджетных моделях. Вот только посмотреть на эту красу удается не всегда — стоит она обычно в багажнике, поэтому польза от нее, мягко говоря, сомнительная. Совсем другое дело, если индикатор стоит на панели приборов. Однако пока такой прибор в «отдельном» исполнении есть только один — McIntosh. Габариты у него 1 DIN, цена — как бы это помягче. В общем, самое время сделать это чудо своими руками, имея кроме паяльника только мультиметр.

Все индикаторы мощности подключаются к выходу усилителя. Можно использовать как отдельные индикаторы для каждого канала, так и общий индикатор суммарной мощности двух и более каналов. Такая индикация нагляднее и удобнее, чем раздельная по каналам. А если каналов пять или шесть, то сколько же глаз нужно? Во всяком случае, больше двух индикаторов устанавливать не стоит. В шестиканальном усилителе McIntosh всего два — один показывает мощность каналов с первого по четвертый, второй — пятого и шестого, более мощных.
Приводимые далее схемы предельно упрощены. Оборотная сторона этой простоты — необходимость подбора элементов при настройке. Это вполне оправдано при «штучном» изготовлении, но к серийному производству эти схемы малопригодны.

Стрелочные индикаторы Стрелочные индикаторы наиболее просты. Для их изготовления требуется минимум деталей и квалификации, особенно, если использовать «фирменный» измерительный прибор с красивой шкалой. Впрочем, в наше время изготовление самодельной шкалы трудности не представляет — ее можно напечатать на принтере и наклеить поверх старой. В качестве основы проще всего использовать стрелочные индикаторы от магнитофонов старых типов или малогабаритные щитовые измерительные приборы магнитоэлектрической системы с током полного отклонения 0,25. 1 мА. Приборы электромагнитной системы (например, автомобильные вольтметры) и миллиамперметры с током полного отклонения более 5 мА для наших целей непригодны.
Поскольку простые схемы стрелочных индикаторов не требуют питания, их можно подключить к выходам усилителя по схеме «mixed mono», что позволяет несколько сократить число деталей (рис.1).

Читайте также:  Формула расчета мощности синхронного двигателя
Рис.1
Рис.2

На рис. 2 приведена схема простейшего индикатора. При необходимости число каналов можно увеличить, добавив резисторы и диоды, как показано пунктиром. При использовании индикатора совместно с усилителем магнитолы последовательно с резисторами R1,R2 нужно включить электролитические конденсаторы емкостью 47. 100 мкФ («плюсом» к магнитоле). Можно также использовать «mixed mono» (см. рис.1), при этом конденсаторы не требуются, а цепочку R2VD2 можно исключить.

Сопротивление резистора, включенного последовательно с прибором зависит от тока полного отклонения. Примерное значение сопротивления можно найти по приведенной на рисунке формуле. Точное значение следует скорректировать при настройке по необходимому отклонению стрелки при заданной мощности. Остальные детали можно использовать любых типов. Сглаживающий электролитический конденсатор должен быть рассчитан на рабочее напряжение не ниже 25 вольт при измерении мощности до 15 Вт и не ниже 50 вольт — при большей мощности. Запас по напряжению нужен потому, что конденсатор используется в цепи переменного тока. Подбирая его емкость в пределах 1. 100 мкФ, можно регулировать время обратного хода стрелки на любой вкус.

Недостаток схемы — малый динамический диапазон, не превышающий 10 дБ. Для магнитолы этого хватит, но при работе с усилителем большой мощности стрелка будет отклоняться лишь на пиках сигнала. В этом случае лучше применить схему, показанную на рис.3.

Рис.3

Ее основное отличие — расширитель динамического диапазона на диоде VD1 и светодиоде HL1. Как только выпрямленное напряжение на конденсаторе C1 достигает значения 0,7 В, диод открывается и дальнейший рост напряжения замедляется резистором R3. Подбирая его сопротивление в пределах 100 Ом. 10 кОм, можно регулировать «ход» шкалы в средней части. Следующее ограничение наступает в момент зажигания светодиода и дальнейший рост напряжения практически прекращается. Светодиод при этом можно использовать как индикатор перегрузки. Сопротивление резисторов на входе определяется максимальной мощностью усилителя и током примененного светодиода. Расчетная формула приведена на рисунке, точное значение сопротивления следует скорректировать по моменту зажигания светодиода при максимальной мощности.
Сопротивление резистора, включенного последовательно с прибором можно найти по второй формуле. Точное значение следует скорректировать при настройке по необходимому отклонению стрелки в момент зажигания светодиода. Напряжение на красном светодиоде составляет примерно 1,6 В, на более ярком желто-оранжевом — примерно 2,5 В. Остальные детали можно использовать любых типов. Сглаживающий электролитический конденсатор должен быть рассчитан на рабочее напряжение 6,3. 10 В, поскольку напряжение на нем ограничено светодиодом. Подключается индикатор так же, как и предыдущий.
Динамический диапазон такого индикатора можно легко довести до 20 дБ, для дальнейшего расширения динамического диапазона уже требуется специальная схема управления с логарифмическим усилителем, а такая схема уже выходит за рамки простейших.

Светодиодные индиаторы Конструкция светодиодных индикаторов несколько сложнее. Конечно, при использовании специальной микросхемы управления ее можно упростить до предела, но тут притаилась маленькая неприятность. Большинство таких микросхем развивает на выходе ток не более 10 мА и яркость светодиодов в условиях автомобиля может оказаться недостаточной. Кроме того, наиболее распространены микросхемы с выходами на 5 светодиодов, а это только «программа-минимум». Поэтому для наших условий схема на дискретных элементах предпочтительней, ее можно расширять без особых усилий.

Простейший индикатор на светодиодах (рис.4) не содержит активных элементов и в питании поэтому не нуждается. Подключение — к магнитоле по схеме «mixed mono» или с разделительным конденсатором, к усилителю — «mixed mono» или напрямую.

Для улучшения работы необходим индикатор со схемой управления. Помимо большей свободы в выборе светодиодов можно простыми средствами сформировать шкалу любого типа — от линейной до логарифмической, или «растянуть» только один участок. Схема индикатора с логарифмической шкалой приведена на рис. 5. Пунктиром показаны необязательные элементы.

Читайте также:  Мощные тиристорные регуляторы мощности своими руками

Эту схему можно несколько упростить, при этом в качестве побочного эффекта появляются новые свойства, весьма полезные для наших целей (рис.6).

Слегка модернизировав эту схему, получим другие свойства (рис.7). В этой схеме в отличие от ранее рассмотренных, нет светящейся «линейки». В каждый момент времени светится только один светодиод, имитируя движение стрелки по шкале. Поэтому потребление энергии минимально и в этой схеме можно применить маломощные транзисторы. В остальном схема не отличается от рассмотренных ранее.
Пороговые диоды VD1. VD6 предназначены для надежного отключения неработающих светодиодов, поэтому если будет наблюдаться слабая засветка лишних сегментов, необходимо использовать диоды с большим прямым напряжением или включить последовательно по два диода. «Клонирование» ячеек уменьшает яркость свечения верхних по схеме сегментов, для устранения этого вместо резистора R9 нужно вводить генератор тока. А мы договорились — не усложнять. Поэтому в данном случае 8 ячеек — это максимум.

Простой стрелочный вольтметр не подходит — у него линейная шкала, а все, что ниже 10-11 вольт нам неинтересно. Порядочное головное устройство блокируется или «зависает», если напряжение в бортовой сети опускается до этих пределов. Поэтому шкалу надо растянуть, чтобы она напоминала шкалу обычного автомобильного вольтметра на щитке приборов. Кстати, «обычный автомобильный» для этой цели использовать можно, но не стоит. Он потребляет от бортовой сети достаточно приличный ток (несколько десятков миллиампер), почему и включен через замок зажигания. А нам нужен вольтметр, работающий постоянно или хотя бы независимо от зажигания. Схема такого вольтметра приведена на рис. 9.

Рис.9
Рис.10

Стабилитрон с напряжением стабилизации около 10,5. 11 В обеспечивает «растяжку» шкалы, резистором вольтметр калибруется на максимальное отклонение при максимальном напряжении в бортовой сети (14,5-16 В). Шкалу придется строить по точкам, используя регулируемый источник питания и эталонный вольтметр. Если точные значения не требуются, можно ограничится только определением границ «зеленого» и «красного» сектора. Потребляемый ток определяется током отклонения индикатора (меньше миллиампера), поэтому вольтметр можно и нужно сделать неотключаемым — часы потребляют намного больше.

Для светодиодного индикатора мощности больше подойдет следующая схема (рис.10).
Принцип ее действия тот же, что и у предыдущей. Пока напряжение в бортовой сети в норме, транзистор открыт и шунтирует светодиод. Как только напряжение снизится до напряжения стабилизации стабилитрона, транзистор закроется и светодиод вспыхнет, сигнализируя о проблеме. Для лучшей заметности можно использовать «мигающий» светодиод со встроенной схемой управления. Порог срабатывания определяется стабилитроном, поэтому для точной настройки его придется подбирать. В отличие от предыдущей эта схема потребляет больший ток, определяемый резистором R2. Хотя он и невелик (порядка 10 мА), лучше питать ее от выхода Remote, учитывая потери напряжения на нем.

Если пойти этим путем дальше, можно поставить еще и термометр, измеряющий температуру усилителя (или водителя). Так что пока остановимся на этом.

Конструкция При отладке конструкций можно использовать подстроечные резисторы, но в готовую схему их переносить не стоит — надежность может пострадать, особенно при использовании малогабаритных потенциометров открытого типа. Лучше измерить установленное сопротивление цифровым прибором и впаять постоянный резистор нужного номинала.
Стрелочные индикаторы содержат минимум деталей, поэтому их можно собрать навесным монтажом, приклеив детали к корпусу измерительного прибора. Шкалу можно отпечатать на цветном принтере (в доисторические времена приходилось чертить ее тушью и раскрашивать).
Светодиодные шкалы и табло удобны в работе, но позволяют получить только «линейку» или «столбик». Если же нужна шкала ломаной или криволинейной формы, ее придется выполнять из одиночных светодиодов. Их нужно вклеить в переднюю (несущую) панель индикатора, закрыть сверху отпечатанной шкалой с отверстиями, а поверх нее — тонким оргстеклом. Для фиксации светодиодов можно использовать плотную посадку или клей.
Для светодиодных индикаторов лучше использовать монтаж на плате — деталей немало. Делать полноценную печатную плату ради единственной конструкции имеет смысл только при наличии опыта, поэтому проще воспользоваться для монтажа деталей макетной платой промышленного изготовления. На ней размещают детали, а соединения делают тонким монтажным проводом. В крайнем случае можно разместить детали на листе тонкого текстолита или картона, попустить выводы на обратную сторону и соединить их по схеме, используя как сами выводы, так и монтажный провод. Монтажную плату можно объединить в одно целое с панелью светодиодов. Готовую схему после настройки следует промыть от остатков флюса спиртобензиновой смесью (берегите пластиковые детали индикатора!) и покрыть лаком для защиты от окисления. При желании можно даже залить все в «кубик» из эпоксидной смолы.

Читайте также:  Избыточная мощность фирмы это

Ну и напоследок. Индикатор — не измеритель мощности, а только указатель. Поэтому к его показаниям нужно относиться с осторожностью, хотя шкалу можно откалибровать.

Опубликовано в журнале «Мастер 12вольт» № 32 (апрель 2001)

Источник



Стрелочный индикатор для усилителя мощности. VU meter P-78WTC-BGB-S106

Всем привет, сегодня рассмотрим красивый стрелочный индикатор уровня сигнала для звукового усилителя мощности. Когда-то в аналоговые времена это был полезный индикатор перегрузки, а сейчас, это просто антуражное украшение звуковой аппаратуры.

Согласитесь, есть что-то завораживающее в движении стрелок в такт музыке, а если они еще мягко подсвечены, то создается теплая ностальгическая атмосфера, как в те времена, когда аппаратура звучала иначе.
Некоторые производители применяют стрелочные индикаторы уровня до сих пор, например элитный McIntosh:

Один из моих первых самодельных усилителей был со стрелочными индикаторами:

индикаторы эти я покупал на ebay в 2010 году, а драйвер там был на отечественной микросхеме К157ДА1.
Позднее я применял круглые индикаторы, когда делал бумбокс в ретро стиле:

Посмотрим теперь на современное китайское видение, каким должен быть стрелочный индикатор сигнала.

Начнем с упаковки, тут это важный момент, так как прибор хрупкий:

Вполне надежно.
Доставка ТК
Достаем индикатор:

Он сдвоенный, два канала находятся в одном корпусе. Отградуирован -40. +3 Дб.
Технические характеристики:
Материал крышки: PMMA + PS
Модель: P-78WTC-BGB-S106
Размер: около 15,4 смx 1,8 см x 4,6 см
DCR = 650Ω +-10%, если = 500uA +-10%
Лампа: белый свет x 3 шт.
Светодиодный светильник напряжение: 12 В постоянного тока
(С резистором для ограничения тока для защиты светодиодов)

Внешний вид индикатора:

Размер паза под установку: 150х32 мм. 18 мм от нижней плоскости корпуса до низа видимой части.
Корпус состоит из двух частей, сам индикатор и отражающая пластина подсветки сзади, части скреплены между собой скотчем.
В корпусе усилителя индикатор можно крепить на термоклей или прижимать уголком.
Сбоку:

Выступает видимая часть от корпуса на 3 мм.
Сзади расположены подключения:

Посередине планка с контактами для подачи питания на светодиоды подсветки. Не забываем, что нужен токоограничивающий резистор для питания светодиодов.

Я поначалу подключил 12 В и сразу спалил светодиоды (там плоские 3 мм шириной), русские люди сначала сломают, а потом читают инструкцию… Так вот, защиты «от дурака» нет, поэтому про резистор не забываем. Я поставил 10к при питании 12 В.
Можно вообще снять отражающую пластинку с подсветкой, и сделать подсветку на дампах накаливания или мощных LED диодах.

Видны катушки измерителя:

Это по сути амперметр стрелочный.
Масса прибора на всякий случай:

Работа подсветки в темноте:

Голубой цвет подсветки любимый в Китае))
Можно поиграть с резистором и повысить яркость диодов:

Сам по себе стрелочный индикатор уровня работать не будет, ему нужен драйвер.
Я использую бюджетные платки на микросхеме TA7318:

Эта платка работает от 12 В, к ней подключается входной сигнал, а она управляет стрелочными индикаторами и их подсветкой.

Вот так «залипательно» двигаются стрелки:

Видео работы индикатора:

Этот индикатор будет хорошим украшением корпуса самодельного усилителя, но нужно «позаморачиваться» с подсветкой.

Спасибо за просмотр. Удачных покупок!

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Источник