Дополнение зарядных устройств и источников питания светозвуковой индикацией токовой перегрузки

Не секрет, что звучание системы во многом зависит от уровня сигнала на ее участках. Контролируя сигнал на переходных участках схемы, мы можем судить о работе различных функциональных блоков: коэффициенте усиления, вносимых искажениях и т.д. Так же бывают случаи, когда результирующий сигнал просто не возможно услышать. В тех случаях, когда не возможно контролировать сигнал на слух, применяются различного рода индикаторы уровня. Для наблюдения могут использоваться как стрелочные приборы, так и специальные устройства, обеспечивающие работу «столбцовых» индикаторов. Итак, рассмотрим их работу более подробно.

1 Шкальные индикаторы
1.1 Простейший шкальный индикатор.
Этот вид индикаторов наиболее прост из всех существующих. Шкальный индикатор состоит из стрелочного прибора и делителя. Упрощенная схема индикатора приведена на рис.1

.

В качестве измерителей чаще всего используются микроамперметры с током полного отклонения 100 – 500мкА. Такие приборы рассчитаны на постоянный ток, поэтому для их работы звуковой сигнал необходимо выпрямить диодом. Резистор предназначен для преобразования напряжения в ток. Собственно говоря, прибор измеряет ток, проходящий через резистор. Рассчитывается элементарно, по закону Ома (был такой. Георгий Семеныч Ом) для участка цепи. При этом нужно учесть, что напряжение после диода будет в 2 раза меньше. Марка диода не важна, так что подойдет любой, работающий на частоте больше 20кГц. Итак, расчет: R = 0.5U/I где: R – сопротивление резистора (Ом) U — Максимальное измеряемое напряжение (В) I – ток полного отклонения индикатора (А)

Гораздо удобнее оценивать уровень сигнала, задав ему некоторую инерционность. Т.е. индикатор показывает среднее значение уровня. Этого легко добиться, подключив параллельно прибору электролитический конденсатор, однако следует учесть, что при этом напряжение на приборе увеличится в (корень из 2) раз. Такой индикатор может быть использован для измерения выходной мощности усилителя. Что же делать, если уровня измеряемого сигнала не хватает, что бы «расшевелить» прибор? В этом случае на помощь приходят такие парни, как транзистор и операционный усилитель (далее ОУ).

Если можно измерить ток через резистор, то можно измерить и коллекторный ток транзистора. Для этого нам понадобится сам транзистор и коллекторная нагрузка (тот же самый резистор). Схема шкального индикатора на транзисторе приведена на рис.2

Рис.2

Здесь тоже все просто. Транзистор усиливает сигнал по току, а в остальном все работает так же. Коллекторный ток транзистора должен превышать ток полного отклонения прибора как минимум в 2 раза (так оно спокойнее и для транзистора, и для Вас), т.е. если ток полного отклонения 100 мкА, то коллекторный ток должен быть не менее 200мкА. Собственно говоря, это актуально для миллиамперметров, т.к. через самый слабый транзистор «со свистом» пролетает 50 мА. Теперь смотрим справочник и находим в нем коэффициент передачи по току h 21э. Вычисляем входной ток: I b = I k /h 21Э где: I b – входной ток

R1 вычисляется по закону Ома для участка цепи: R=U e /I k где: R – сопротивление R1 U e – напряжение питания I k – ток полного отклонения = ток коллектора

R2 предназначен для подавления напряжения на базе. Подбирая его нужно добиться максимальной чувствительности при минимальном отклонении стрелки в отсутствии сигнала. R3 регулирует чувствительность и его сопротивление, практически, не критично.

Бывают случаи, когда сигнал требуется усилить не только по току, но и по напряжению. В этом случае схема индикатора дополняется каскадом с ОЭ. Такой индикатор применен, например, в магнитофоне «Комета 212». Его схема приведена на рис.3

Рис.3

Такие индикаторы обладают высокой чувствительностью и входным сопротивлением, следовательно, вносят минимум изменений в измеряемый сигнал. Один из способов использования ОУ – преобразователь «напряжение – ток» приведен на рис.4.

Рис.4

Такой индикатор обладает меньшим входным сопротивлением, зато весьма прост в расчетах и изготовлении. Вычислим сопротивление R1: R=U s /I max где: R – сопротивление входного резистора U s – Максимальный уровень сигнала I max – ток полного отклонения

Диоды выбираются по тому же критерию, как и в других схемах. Если уровень сигнала низок и (или) требуется высокое входное сопротивление, можно воспользоваться повторителем. Его схема приведена на рис.5.

Рис.5

Для уверенной работы диодов, выходное напряжение рекомендуется поднять до 2-3 В. Итак в расчетах отталкиваемся от выходного напряжения ОУ. Первым делом выясним нужный нам коэффициент усиления: К= U вых /U вх. Теперь вычислим резисторы R1 и R2: K=1+(R2/R1) В выборе номиналов ограничений, казалось бы, нет, но R1 не рекомендуется ставить меньше 1кОм. Теперь вычислим R3: R=U o /I где: R – сопротивление R3 U o – выходное напряжение ОУ I – ток полного отклонения

2 Пиковые (светодиодные) индикаторы

2.1 Аналоговый индикатор

Пожалуй, наиболее популярный вид индикаторов в настоящее время. Начнем с простейших. На рис.6

приведена схема индикатора «сигнал/пик» на основе компаратора. Рассмотрим принцип действия. Порог срабатывания задан опорным напряжением, которое устанавливается на инвертирующем входе ОУ делителем R1R2. Когда сигнал на прямом входе превышает опорное напряжение, на выходе ОУ появляется +U п, открывается VT1 и загорается VD2. Когда сигнал ниже опорного напряжения, на выходе ОУ действует –U п. В этом случае открыт VT2 и светится VD2. Теперь рассчитаем это чудо. Начнем с компаратора. Для начала выберем напряжение срабатывания (опорное напряжение) и резистор R2 в пределах 3 – 68 кОм. Вычислим ток в источнике опорного напряжения I att =U оп /R б где: I att – ток через R2 (током инвертирующего входа можно пренебречь) U оп – опорное напряжение R б – сопротивление R2

Рис.6

Теперь вычислим R1. R1=(U e -U оп)/ I att где: U e – напряжение источника питания U оп – опорное напряжение (напряжение срабатывания) I att – ток через R2

Ограничительный резистор R6 подбирается по формуле R1=U e / I LED где: R – сопротивление R6 U e – напряжение питания I LED – прямой ток светодиода (рекомендуется выбрать в пределах 5 – 15 мА) Компенсирующие резисторы R4, R5 выбираются по справочнику и соответствуют минимальному сопротивлению нагрузки для выбранного ОУ.

Начнем с индикатора предельного уровня с одним светодиодом (рис.7

). В основе этого индикатора лежит триггер Шмитта. Как известно триггер Шмитта обладает некоторым
гистерезисом
т.е. порог срабатывания отличается от порога отпускания. Разность этих порогов (ширина петли гистерезиса) определяется отношением R2 к R1 т.к. триггер Шмитта представляет собой усилитель с положительной обратной связью. Ограничительный резистор R4 вычисляется по тому же принципу, что и в предыдущей схеме. Ограничительный резистор в цепи базы рассчитывается исходя из нагрузочной способности ЛЭ. Для КМОП (рекомендуется именно КМОП-логика) выходной ток составляет примерно 1,5 мА. Для начала вычислим входной ток транзисторного каскада: I b =I LED /h 21Э где:

Рис.7

I b – входной ток транзисторного каскада I LED – прямой ток светодиода (рекомендуется выставить 5 – 15 мА) h 21Э – коэффициент передачи тока

Если входной ток не превышает нагрузочную способность ЛЭ можно обойтись без R3, в противном случае его можно рассчитать по формуле: R=(E/I b)-Z где: R – R3 E – напряжение питания I b – входной ток Z – входное сопротивление каскада

Для измерения сигнала «столбиком» можно собрать многоуровневый индикатор (рис.8

). Такой индикатор прост, но его чувствительность мала и годится только для измерения сигналов от 3-х вольт и выше. Пороги срабатывания ЛЭ устанавливаются подстроечными резисторами. В индикаторе использованы элементы ТТЛ, в случае применения КМОП, на выходе каждого ЛЭ следует установить усилительный каскад.

Рис.8

Наиболее простой вариант изготовления оных. Некоторые схемы приведены на рис.9

Рис.9

Так же можно использовать и другие усилители индикации. Схемы включения к ним можно спросить в магазине или у Яндекса.

3. Пиковые (люминесцентные) индикаторы

В свое время применялись в отечественной технике, сейчас широко применяются в музыкальных центрах. Такие индикаторы весьма сложны в изготовлении (включают в себя специализированные микросхемы и микроконтроллеры) и в подключении (требуют нескольких источников питания). Я не рекомендую использовать их в любительской технике.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
1.1 Простейший шкальный индикатор
VD1 Диод 1 В блокнот
R1 Резистор 1 В блокнот
PA1 Mикроамперметр 1 В блокнот
Рис.2
VT1 Транзистор 1 В блокнот
VD1 Диод 1 В блокнот
R1 Резистор 1 В блокнот
R2 Резистор 1 В блокнот
R3 Переменный резистор 10 кОм 1 В блокнот
РА1 Mикроамперметр 1 В блокнот
Рис.3
VT1, VT2 Биполярный транзистор КТ315А 2 В блокнот
VD1 Диод Д9Е 1 В блокнот
С1 10 мкФ 1 В блокнот
С2 Электролитический конденсатор 1 мкФ 1 В блокнот
R1 Резистор 750 Ом 1 В блокнот
R2 Резистор 6.8 кОм 1 В блокнот
R3, R5 Резистор 100 кОм 2 В блокнот
R4 Подстроечный резистор 47 кОм 1 В блокнот
R6 Резистор 22 кОм 1 В блокнот
РА1 Mикроамперметр 1 В блокнот
Рис.4
ОУ 1 В блокнот
Диодный мост 1 В блокнот
R1 Резистор 1 В блокнот
РА1 Mикроамперметр 1 В блокнот
Рис.5
ОУ 1 В блокнот
Диодный мост 1 В блокнот
R1 Резистор 1 В блокнот
R2 Резистор 1 В блокнот
R3 Резистор 1 В блокнот
PA1 Mикроамперметр 1 В блокнот
2.1 Аналоговый индикатор
Рис.6
ОУ 1 В блокнот
VT1 Транзистор N-P-N 1 В блокнот
VT2 Транзистор P-N-P 1 В блокнот
VD1 Диод 1 В блокнот
R1, R2 Резистор 2 В блокнот
R3 Подстроечный резистор 1 В блокнот
R4, R5 Резистор 2 В блокнот
R6 Резистор 1 В блокнот
HL1, VD2 Светодиод 2 В блокнот
Рис.7
DD1 Логическая ИС 1 В блокнот
VT1 Транзистор N-P-N 1 В блокнот
R1 Резистор 1 В блокнот
R2 Резистор 1 В блокнот
R3 Резистор 1 В блокнот
R4 Резистор 1 В блокнот
HL1 Светодиод 1 В блокнот
Рис.8
DD1 Логическая ИС 1 В блокнот
R1-R4 Резистор 4 В блокнот
R5-R8 Подстроечный резистор 4 В блокнот
HL1-HL4 Светодиод 4 В блокнот
Рис.9
Микросхема A277D 1 В блокнот
Электролитический конденсатор 100 мкФ 1 В блокнот
Переменный резистор 10 кОм 1 В блокнот
Резистор 1 кОм 1 В блокнот
Резистор 56 кОм 1 В блокнот
Резистор 13 кОм 1 В блокнот
Резистор 12 кОм 1 В блокнот
Светодиод 12

Устройство подключается к выходу УМЗЧ и позволяет визуально контролировать его работу, отображая на светодиодных столбиках уровень выходного напряжения.

Индикатор двухканальный, по 9 светодиодов на канал. Шаг шкалы 3дБ. Диапазон измерения около 50дБ, разбит на три поддиапазона. Напряжение питания 5В, потребляемый ток не более 30мА.

Сигнал левого (правого) канала через контакты розетки XS1, делитель R1, R3 (R2, R4), выпрямитель VD1, C1 (VD2, C2) поступает на аналоговый вход AN0 (AN1) микроконтроллера D1, который осуществляет аналого-цифровое преобразование сигнала и динамическую индикацию.

Стабилитроны VD3, VD4 защищают входы контроллера от повышенного напряжения. На микросхеме D2 выполнен источник опорного напряжения +2.5В для АЦП. Две шкалы по 9 светодиодов образованы двухцветными диодами VD6-VD23. Светодиод VD5 – индикатор питания и выбранного диапазона.

Кнопка SB1 без фиксации. Кратковременным нажатием кнопки переключается диапазон измерения, удерживая кнопку переключается направление шкал (слева направо или справа налево). При отключении питания настройка сохраняется в памяти МК.

От сопротивления резисторов R5, R6 зависит инерционность индикаторов. Входной делитель R1, R3 (R2, R4) подобран под усилитель 2х30Вт.

Все детали можно заменить на аналогичные. Стабилитроны VD3, VD4 могут быть на напряжение 2.7-4.7В. Программа микроконтроллера написана на си и легко может быть адаптирована под другой контроллер.

Индикатор собран в стандартном корпусе 120х60х30мм, частично на кусочках макетной платы, частично навесным монтажом. МК распаян на переходной плате.

indicators14-3

Можно конечно использовать в качестве основного компонента и микросхему вместо транзисторов, но на мой взгляд устройство выполненное на чипе имеет меньший диапазон творческой мысли, то есть не сделаешь таких тонких настроек, которые можно установить в транзисторном варианте. Транзисторная топология дает возможность гибко настраивать различные параметры с необходимым диапазоном индикации, мягкое реагирование сигнала на светодиоды и такое же плавное затухание. Индикаторную цепочку можно собрать практически с любым количеством светодиодов, лишь бы было желание и необходимость в этом. p>

Хотя справедливости ради нужно отметить, что транзисторные схемы с большим количеством установленных светодиодов, требуют много времени на их отладку и регулировку. Но зато с такой конструкцией приятно работать в последствии, ее очень трудно вывести из строя. Но даже в случае нештатной ситуации с какой либо из ячеек, можно все без проблем починить. Клиповый индикатор выходной мощности

не требует больших финансовых затрат на его изготовление, используются самые ходовые кремневые транзисторы типа КТ315. Любой радиолюбитель хорошо знаком с такими полупроводниками, многие начинали свой путь в электронике именно с использования таких транзисторов.

Представленная здесь схема индикатора выходной мощности усилителя имеет логарифмическую шкалу, учитывая то, что мощность на выходе будет составлять более 110 Вт. Если бы для упрощения сделать шкалу линейного типа, то тогда например при 4-6 Вт светодиоды не в состоянии были бы открыться, либо пришлось бы делать линейку порядка 120 ячеек. Поэтому устройство индикации предназначенное для мощных усилителей нужно собирать с таким условием, чтобы существовала логарифмическая зависимость относительно выходной мощности усилителя и количеством установленных светодиодов.

Принципиальная схема пикового индикатора

Пиковый индикатор выходной мощности

и его представленная схема абсолютно простая, и изготовлена с идентичными ячейками отображающие визуальную индикацию, каждая из которых показывает свой уровень выходного напряжения усилителя. Здесь схема на 5 точек индикации:

Схема пикового индикатора выходной мощности усилителя на транзисторах КТ315

По принципу показанной выше схеме можно легко изготовить индикацию и на десять точек.

Изготовляя свой усилитель мною было твердо решено сделать по 8-10 ячеечному светодиодному индикатору выходной мощности на каждый канал(4 канала). Схем подобных индикаторов полным-полно, нужно только выбрать под свои параметры. На данный момент выбор чипов, на которых можно собрать индикатор выходной мощности УНЧ, очень большой, ну вот например: КА2283, LB1412, LM3915 и т.п. Что может быть проще чем купить такой чип и собрать схему индикатора) Я в свое время пошел немножко другим путем…

Предисловие

На изготовление индикаторов выходной мощности для своего УНЧ я выбрал схему на транзисторах. Вы спросите: а почему не на микросхемах? — постараюсь объяснить плюсы и минусы.

Из плюсов можно отметить то, что собирая на транзисторах можно максимально гибко отладить схему индикатора под нужные вам параметры, выставить нужный диапазон индикации и плавность реакции как вам нравится, количество ячеек индикации — да хоть сотня, лишь бы терпения хватило на их регулировку.

Также ожно использовать любое питающее напряжение(в пределах разумного), спалить такую схему очень сложно, в случае неисправности одной ячейки можно быстро все исправить. Из минусов хочу отметить то что на наладку данной схемы по своим вкусам придется потратить немало времени. Делать на микросхеме или транзисторах — решать вам, исходя из ваших возможностей и потребностей.

Индикаторы выходной мощности собираем на самых распространенных и дешевых транзисторах КТ315. Думаю, каждый радиолюбитель хоть раз в своей жизни сталкивался с этими миниатюрными цветными радиокомпонентами, у многих они валяются пачками по несколько сотен и без дела.

Рис. 1. Транзисторы КТ315, КТ361

Шкала моего УНЧ будет логарифмическая, исходя из того что максимальная выходная мощность будет порядка 100Ватт. Если сделать линейную то при 5 Ваттах ничего не будет даже светиться или же придется делать шкалу на 100 ячеек. Для мощных УНЧ нужно чтобы между мощностью на выходе усилителя и количеством светящихся ячеек была логарифмическая зависимость.

Стрелочные индикаторы для аудио — усилителей

Оценить:

(0)

20.07.2020

435a45d8847b82fe7bddd38ce68c7aab

c94fda142a987b2ed58847891d3311fb

ac951653468e94935a91b0383261f510

fed3759b2a5884d5bcdb2573ec7127c4

a7c6af71eb7473bbdfa6533edfcb226a

9ad3d01fb5099683e5b2206bcf662f26

Работает доставка Почтой!

Новые высококачественные стрелочные индикаторы для аудио-усилителей.

.

(На фото в квадратиках указаны номера строки (позиции) из этого списка).

.

Цена указана за 1 шт.

.

1) Стрелочный индикатор (ONKYO).

Применяется в топовых усилителях мощности Onkyo M5000R (стоимостью 260 000 руб).

Габариты ( Длина х Высота х Максимальная глубина ) : 137 х 95 х 35 мм.

Размер «окна» : 128 х 65,5 мм.

Цена 3490 руб. — ОСТАЛОСЬ МАЛО.

.

2) Стрелочный индикатор (DENON).

Встроенная подсветка. Габариты ( Длина х Высота х Максимальная глубина ) : 90 х 70 х 30 мм.

Размер «окна» : 85 х 45 мм.

Цена 2190 руб. — ОСТАЛОСЬ МАЛО.

.

3) Стрелочный индикатор № 3.

Встроенная подсветка. Габариты ( Длина х Высота х Максимальная глубина ) : 105 х 70 х 36 мм.

Размер «окна» : 100 х 50 мм.

Цена 2290 руб.

.

6) Стрелочный индикатор № 6.

Габариты ( Длина х Высота х Максимальная глубина ) : 55 х 50 х 28 мм.

Цена 690 руб.

.

4) Плата управления стрелочными индикаторами (2-х – канальная, на 2 стрелочных индикатора).

Плата качественная, широкий динамический диапазон индикации уровня сигнала.

Плата универсальна — можно подключить к выходу усилителя мощности, так и к линейному выходу, чувствительность регулируется в широких пределах подстроечными резисторами на плате.

Габариты ( Длина х Ширина х Высота) : 67 х 56 х 25мм. Питание – переменное напряжение 9…12В.

Цена 890 руб.

.

5) Малогабаритные бесшумные трансформаторы 230В / 9В ; 230В / 12В для питания платы управления стрелочными индикаторами. Габариты ( Длина х Ширина х Высота) : 31 х 28 х 28 мм.

Цена 390 руб/шт.

.

7) Лампа подсветки для стрелочных индикаторов (12 вольт). Длина 18 мм, диаметр 4 мм.

Цена 90 руб — ОСТАЛОСЬ МАЛО.

.

8) Стрелочный индикатор № 8.

Встроенная подсветка синего цвета. Габариты ( Длина х Высота х Максимальная глубина ) : 100 х 80 х 33 мм.

Размер «окна» : 93 х 48 мм.

Цена 2390 руб. — ОСТАЛОСЬ 2 ШТ.

.

9) Стрелочный индикатор № 9.

Встроенная подсветка синего цвета. Габариты ( Длина х Высота х Максимальная глубина ) : 136 х 95 х 34 мм.

Размер «окна» : 128 х 65 мм.

Цена 3390 руб. — ОСТАЛОСЬ 2 ШТ.

.

10) Сдвоенный стрелочный индикатор № 10.

2 индикатора в общем корпусе. Встроенная подсветка синего цвета.

Габариты ( Длина х Высота х Максимальная глубина ) : 155 х 53 х 29 мм.

Размер «окна» : 150 х 32 мм.

Цена 3350 руб. — ОСТАЛОСЬ 1 ШТ.

.

11) Стрелочный индикатор № 11.

Встроенная подсветка зелёного цвета. Габариты ( Длина х Высота х Максимальная глубина ) : 90 х 70 х 30 мм.

Размер «окна» : 85 х 45 мм.

Цена 2190 руб — ОСТАЛОСЬ 2 ШТ.

.

* Цена указана за 1 шт.

.

Отправка Почтой России.

Контактное лицо : Александр (на сайте с 2020 г.) Контактный телефон Город : Тип объявления : Продам

Цена: 690 ₽
Все объявления пользователя

Принципиальная схема

Схема до безобразия проста и состоит из одинаковых ячеек, каждая из которых настроена на индикацию нужного уровня напряжения на выходе УНЧ. Вот схема на 5 ячеек индикации:

Рис. 2. Схема индикатора выходной мощности УНЧ на транзисторах КТ315 и светодиодах

Выше приведена схема на 5 ячеек индикации, клонировав ячейки можно получить схему на 10 ячеек, как раз такую я и собирал для своего УНЧ:

Рис. 3. Схема индикатора выходной мощности УНЧ для 10 ячеек (кликни для увеличения)

Номиналы деталей в данной схеме рассчитаны под напряжение питания порядка 12 Вольт, не считая резисторов Rx — которые нужно подбирать.

Расскажу о том как работает схема, все очень просто: сигнал с выхода усилителя НЧ идет на резистор Rвх после чего диодом D6 срезаем полуволну и потом постоянное напряжение подаем на вход каждой ячейки. Ячейка индикации представляет собой пороговое ключевое устройство которое зажигает светодиод при достижении некоторого уровня на входе.

Конденсатор С1 нужен для того чтобы при очень большой амплитуде сигнала сохранялась плавность выключения ячеек, а конденсатор С2 реализовывает задержку свечения последнего светодиода на некую долю секунды, чтобы показать что достигнут максимальный уровень сигнала — пик. Первый светодиод обозначает начало шкалы и поэтому светится постоянно.

Усилитель с индикатором перегрузок на 300Ватт

767

Описываемый усилитель-достаточно серьезная конструкция, несмотря на его очевидную простоту и небольшие размеры. Усилитель может быть собран опытным радиолюбителем за несколько часов. Рекомендуется при сборке этого усилителя использовать печатную плату. Не пытайтесь собрать этот усилитель, если это ваша первая серьезная конструкция. Напряжение постоянного тока в схеме достигает величины 110В, что может привести к серьезным поражениям электрическим током. Рассеиваемая выходными транзисторами мощность достигает очень больших значений, поэтому при их установке необходимо тщательно соблюдать меры по обеспечению хорошего теплового контакта их с радиатором. Усилитель предназначен для кратковременного режима работы на нагрузку сопротивлением 4 Ом, как обычно принято в сабвуферах. В случае длительной работы усилителя в режиме номинальной мощности необходимо нагружать усилитель на АС сопротивлением не менее 8 Ом. При этом усилитель может качественно работать длительное время и отдавать мощность около 150 Вт. Для работы в непрерывном режиме при номинальной мощности на нагрузку сопротивлением 4 Ом необходима дополнительная установка еще 4 выходных транзисторов (по 2 в каждое плечо усилителя). В усилителе нет защиты выходных транзисторов от короткого замыкания выхода. Короткое замыкание выхода мгновенно выведет из строя выходные транзисторы. Конструктивно усилитель размещен в корпусе сабвуфера. Усилитель сохраняет свои рабочие характеристики при изменении напряжения источника питания не более чем на ±5 В. Принципиальная электрическая схема усилителя:

Читайте также:  7 лучших ноутбуков для производства музыки для всех бюджетов

sound_scheme-1402
Рис. 1. Схема усилителя. Усилитель выполнен по схеме, ставшей традиционной для большинства современных усилителей НЧ: с двухполярным питанием и дифференциальным каскадом на входе. Цепочка R1, С2 служит для фильтрации радиочастотных помех. Сигнал подается на вход через неполярный конденсатор С1 емкостью 4,7 мкФ. Полное комплексное сопротивление этой емкости обеспечивает малый завал частотной характеристики на очень низких частотах. Если применить конденсатор с полистирольным или фторопластовым диэлектриком емкостью 1 мкФ, то при номинальном входном сопротивлении 22 кОм, завал на частоте 7,2 Гц будет около -3 дБ. Дифференциальный каскад выполнен на транзисторах VT2 и ѴТЗ. Транзистор ѴТ1 выполняет функцию источника тока. База транзистора ѴТЗ соединена с выходом усилителя через резистор R12. Как только на выходе усилителя появится отличное от нуля постоянное напряжение, усиленный дифференциальным каскадом сигнал рассогласования поступит на последующие каскады и изменит их режим так, чтобы постоянное напряжение на выходе стало равно нулю. В случае идентичности параметров транзисторов ѴТ2 и ѴТЗ через нагрузку не протекает постоянный ток и, следовательно, разделительный конденсатор в цепи нагрузки можно не применять. Низкочастотный сигнал, усиленный транзистором ѴТ2т снимается с нагрузочного резистора R5 и подается на базу транзистора ѴТ4. Далее усиленный низкочастотный сигнал подается на двухтактный усилитель на транзисторах VT5…VT8. Диоды VD2 и VD3 обеспечивают начальное смещение транзисторов выходного каскада и также размещаются на радиаторе. Они должны быть в хорошем тепловом контакте с радиатором усилителя. Нарушение этого правила приведет к тому, что температурный режим выходных транзисторов выйдет из под контроля и, как следствие, выход оконечных транзисторов из строя от температурного перегрева. В выходном каскаде применены транзисторы 2SC3856 и 2SA1492. Их можно заменить на более дешевые М J21193/M J21194 или 2SC3281 / 2SA1302 соответственно. В качестве светодиода VD1 (рис. 1) можно использовать любой маломощный, зеленого свечения. Резисторы R10, R11 и R22 пленочные мощностью 1 Bt, R16…R21 проволочные мощностью не менее 5 Вт, остальные пленочные — 0,25 Вт. Поскольку выходной каскад работает в режиме класса В, усилитель имеет повышенные искажения в области высоких частот. Глубокая ООС в области низких частот позволяет получить искажения на частоте 1 кГц около 0,04%. При выходной мощности 250 Вт пиковые значения мощности при переходных процессах могут достигать более 300 Вт. При применении в блоке питания мощного трансформатора и больших номиналов емкостей фильтра можно обеспечить устойчивую работу усилителя при выходной мощности до 350 Вт. В этом случае выходной каскад нужно собрать по схеме, приведенной на рис. 2, добавив 4 мощных транзистора VT13…VT16 и низкоомные резисторы R23…R26. Несмотря на широкую полосу пропускания усилителя, искажения на частотах выше 10 кГц значительны. При измерении пиковой мощности напряжение источника питания «проваливалось” с 56 В до 50,7 В при нагрузке 8 Ом и до 47,5 В при нагрузке 4 Ом. На рис. 3 приведена схема пикового индикатора перегрузки. Индикатор перегрузки предназначен для слежения за режимом работы усилителя. Входы а и 6 индикатора подключены к базовым цепям дифференциального каскада усилителя. При линейном режиме работы усилителя напряжения в точках а и 6 равны. В случае перегрузки усилителя искаженный сигнал обратной связи поступающий на базу транзистора ѴТЗ дифференциального каскада, будет отличаться от входного сигнала и на выводе 1 микросхемы DA1.1 появится напряжение ошибки, которое усиливается усилителем на DA1.2 и поступает на пиковый детектор DA2.1 …DA2.2.

sound_scheme-1412
Рис. 2. Схема выходного каскада. Индикатором перегрузки является светодиод VD3 красного цвета, включенный в коллекторную цепь транзисторного ѴТ1. Время свечения светодиода в случае появления даже кратковременного сигнала ошибки определяется постоянной времени цепочки C3R12. Регулировка индикатора заключается установке движков потенциометров F и R9 в положение, при котором свечение светодиода VD3 наступает при наличии нелинейных искажений выходного сигнала.

sound_scheme-142
Рис. 3. Схема пикового индикатора перегрузки.

Параметры: Лабораторные измерения параметров усилителя показали следующие результаты, приведенные ниже. Технические характеристики:

усилитель с индикатором перегрузки
Блок питания: Трансформатор необходимо использовать с мощностью не менее 400 Вт и выходным напряжением 2×40 В.

sound_scheme-143
Рис. 4. Схема блока питания. Конденсатор С1 должен быть рассчитан на напряжение не менее 240 В, мостовые выпрямители — на ток 35 А, конденсаторы фильтра — на рабочее напряжение не менее 63 В, емкость конденсатора фильтров — 4700… 10000 мкФ.

Автор статьи: ft. Elliott. Статья опубликована в РЛ, №3…4, 2002 г.

Нравится схема? Поделитесь с другом.

Детали и монтаж

Теперь о радиодеталях: конденсаторы С1 и С2 подберете по своему вкусу, я взял каждый по 22МкФ на 63В(на меньший вольтаж не советую брать для УНЧ с выходом в 100Ватт), резисторы все МЛТ-0.25 или 0.125. Транзисторы все — КТ315, желательно с буквой Б. Светодиоды — любые которые сможете достать.

Рис. 4.Печатная плата индикатора выходной мощности УНЧ для 10 ячеек (кликни для увеличения)

Рис. 5. Расположение компонентов на печатной плате индикатора выходной мощности УНЧ

Все компоненты на печатной плате не обозначал поскольку ячейки идентичны и вы без особых усилий сами разберетесь что и куда впаивать.

В результате моих трудов получились четыре миниатюрных платки:

Рис. 6. Готовые 4 канала индикации для УНЧ мощностью 100 Ватт на канал.

Радиотехника и электроника

Приблизительно год назад загорелся идеей собрать преобразователь напряжения 12-220 вольт. Для реализации понадобился трансформатор. Поиски привели в гараж, где был найден усилитель Солнцева, собранный мною лет 20 назад. Просто извлечь трансформатор и таким образом уничтожить усилитель не поднялась рука. Родилась идея его реанимировать.

В процессе оживления усилителя многое подверглось изменениям. В том числе индикатор выходной мощности. Схема прежнего индикатора была громоздкой, собрана на К155ЛА3 и т.д. Найти ее не помог даже интернет. Зато была найдена другая очень простая, но от того не менее эффективная схема индикатора выходной мощности.

Данная схема достаточно хорошо описана на просторах интернета. Здесь лишь вкратце расскажу (перескажу) о ее работе.

Индикатор выходной мощности собран на микросхеме LM3915. Десять светодиодов подключены к мощным выходам компараторов микросхемы. Выходной ток компараторов стабилизирован, поэтому отпадает необходимость в гасящих резисторах. Напряжение питания микросхемы может находиться в пределах 6…20 В. Индикатор реагирует на мгновенные значения звукового напряжения. У микросхемы LM3915 делитель рассчитан так, что включение каждого последующего светодиода происходит при увеличении напряжения входного сигнала в v2 раз (на 3 дБ), что удобно для контроля мощности УМЗЧ.

Сигнал снимается непосредственно с нагрузки — акустической системы УМЗЧ — через делитель R*/10k. Указанный на схеме ряд мощностей 0,2-0,4-0,8-1,6-3-6-12-25-50-100 Вт соответствует действительности, если сопротивление резистора R*=5,6 кОм для Rн=2 Ом, R*= 10 кОм для Rн=4 Ом, R*= 18 кОм для Rн=8 Ом и R*=30 кОм для Rн=16 Ом. LM3915 дает возможность легко менять режимы индикации. Достаточно лишь подать на вывод 9 ИМС LM3915 напряжение, и она перейдет с одного режима индикации в другой. Для этого служат контакты 1 и 2. Если их соединить, то ИМС перейдет в режим индикации «Светящийся столбик», если оставить свободными — «Бегущая точка». Если индикатор будет эксплуатироваться с УМЗЧ с иной максимальной выходной мощностью, то нужно подобрать лишь сопротивление резистора R*, чтобы светодиод, подключенный к выводу 10 ИМС, светился при максимальной мощности УМЗЧ.

Как видите, схема проста и не требует сложной настройки. Благодаря широкому диапазону питающих напряжений для ее работы использовал одно плечо импульсного двухполярного блок питания УМЗЧ +15вольт. На входе сигнала вместо подбора отдельных резисторов R* установил переменное сопротивление номиналом 20 кОм, что сделало индикатор универсальным для акустики разного сопротивления.

Для смены режимов индикации предусмотрел установку перемычки или кнопки с фиксацией. В финале замкнул перемычкой.

Усилитель Солнцева рассчитан на выходную мощность 70 Ватт на канал при 4 Омах нагрузки. В качестве акустических систем использую югославские HZK 12031 номинальной мощность 100 Ватт. Переменные сопротивления установил в значения 10кОм для мощности 100 Ватт.

Печатные платы выполнены методом ЛУТ. Травление проводилось перекисью водорода, лимонной кислотой и поваренной солью из расчета 50мл перекиси,2 ч.л. кислоты и чайная ложка соли.

На плату, где размещены светодиоды, добавил светодиоды и их ограничительные резисторы для индикации аварии питания усилителя мощности. В случае нештатной ситуации по + 27 Вольт будут загораться верхние 11 и 12 светодиоды в верхнем ряду (красные), по -27 Вольт 23 и 24 светодиоды нижнего ряда (жаль не нашел светодиодов синего цвета для наглядности).

В случае, если эта часть индикатора не требуется, то всегда можно прибегнуть к услугам Sprint-Layout и убрать лишнее.

Для удобства монтажа и главное доступности в случае ремонта разделил индикатор на две платы.

Как показали испытания и дальнейшая эксплуатация – схема проста, надежна и достойна рекомендаций к повторению.

https://radio-technica.ru/wp-content/uploads/2016/04/VID_20160422_194751.3gp

Напоследок добавлю, что на основе данной схемы можно построить так же индикатор уровня звукового сигнала, т.е. подавать сигнал не с УМЗЧ, а, например, с предварительного усилителя. Для этого необходимо лишь раскачать входной сигнал дополнительными каскадами усиления.

Кондратьев Николай, г. Донецк.

Настройка

Сначала настроим яркость свечения светодиодов. Определяем какое нам надо сопротивление резисторов чтобы добиться нужной яркости светодиодов. Подключаем последовательно к светодиоду переменный резистор на 1-6кОм и подаем на эту цепочку питания с таким напряжением, от которого будет питаться вся схема, у меня — 12В.

Крутим переменник и добиваемся уверенного и красивого свечения. Отключаем все и замеряем тестером сопротивление переменника, вот вам и номиналы для R19, R2, R4, R6, R8… Этот способ является экспериментальным, можно также посмотреть в справочнике максимальный прямой ток светодиода и посчитать сопротивление за законом Ома.

Самый длительный и ответственный этап настройки — настройка порогов индикации для каждой ячейки! Будем настраивать каждую ячейку подбирая для нее сопротивление Rx. Поскольку у меня будет 4 таких схемы по 10 ячеек то сначала отладим данную схему для одного канала, а другие на основе ее настроить будет очень просто, используя последнюю как эталон.

Ставим вместо Rx в первой ячейке переменный резистор на 68-33к и подключаем конструкцию к усилителю(лучше к какому-нибудь стационарному, заводскому где есть своя шкала), подаем напряжение на схему и включаем музыку так чтоб было слышно, но на маленькую громкость. Переменным резистором добиваемся красивого подмигивания светодиода, после этого отключаем питание схемы и измеряем сопротивление переменника, впаиваем вместо него постоянный резистор Rx в первую ячейку.

Теперь идем к последней ячейке и делаем то же самое только раскачав усилитель до максимального предела.

Внимание!

Если у вас очень «доброжелательные» соседи то можно не использовать акустических систем, а обойтись подключенным вместо акустической системы резистором в 4-8 Ом, хотя удовольствие от настройки уже будет не то))

Добиваемся переменным резистором уверенного свечения светодиода в последней ячейке. Все остальные ячейки, кроме первой и последней(мы уже их настроили), настраиваете как вам нравится, на глаз, отмечая при этом для каждой ячейки значение мощности на индикаторе усилителя. Настройка и градуировка шкалы остается за вами)

Отладив схему для одного канала(10 ячеек) и спаяв вторую придется так же провести подбор резисторов, поскольку каждый транзистор имеет свой коэффициент усиления. Только никакого усилителя ту уже не нужно и соседи получат небольшой таймаут — просто спаиваем входы двух схемок и подавая туда напряжение, например с блока питания, подбираем сопротивления Rx добиваясь симметричности свечения ячеек индикаторов.

Индикатор выходной мощности

01 июнь 2007 22:03 от Радиоаматор»ЛевогоФронта» Радиоаматор»ЛевогоФронта» создал тему: Индикатор выходной мощности

В индикаторах выходной мощности усилителей звуковой частоты радиолюбители обычно используют стрелочные приборы и светодиоды. Однако с не меньшим успехом в подобных устройствах можно применять многоразрядные вакуумные люминесцентные индикаторы ИВ-18, ИВ-21, ИВ-27, ИВ-28 и т. п., причем одного такого прибора достаточно для индикации выходной мощности обоих каналов стереофонического усилителя. Это оказывается возможным, если для индикации мощности одного из каналов использовать верхние сегменты знаков, а другого — нижние. В предлагаемом вниманию читателей устройстве можно использовать любой из указанных выше люминесцентных индикаторов. Минимальная регистрируемая им мощность равна 1 Вт, динамический диапазон — около 17 дБ. Число регистрируемых уровней мощности за-висит от типа индикатора: при использовании индикаторов ИВ-18. ИВ-21 оно равно 8, а индикаторов ИВ-28Д и НВ-27 — соответственно 9 и 14. Принципиальная схема устройства показана на рисунке. Оно состоит из входных делителей напряжения сигналов левого (R1) и правого (R2) каналов, двух выпрямителей (V1, V3 и V2, V4), коммутатора (V5, V6), генератора тактовых импульсов (D1, D2, V9, V10), набора (по числу регистрируемых значений мощности) электронных ключей S1-SN и индикатора HI. Контролируемые сигналы с выходов выпрямителей поступают на коммутатор, который поочередно, с частотой около 40 Гц (чтобы не было заметно мерцание сегментов индикатора), подает их на входы электронных ключей S1-SN. Частоту коммутации задает генератор тактовых импульсов, состоящий из собственно генератора на инверторах микросхемы D1, триггера D2, работающего в режиме деления частоты на 2, и ключей на транзисторах V9, V10. Введение триггера D2 обусловлено необходимостью получения противофазных импульсов со скважностью, равной 2 (в противном случае яркость свечения сегментов в каналах была бы неодинаковой). Импульсы с выхода триггера поочередно открывают транзисторы V9, V10, и сегменты индикатора, подключенные к коллектору открытого в данный момент транзистора, оказываются соединенными с общим проводом. Одновременно на сегменты, соединенные с коллектором закрытого транзистора, подается напряжение питания, и те из них. которые расположены под сетками, соединенными с открытыми транзисторами ключей S1—SN, начинают светиться. Каждый из ключей (на рисунке изображена схема первого из этих устройств — S1) срабатывает при определенном напряжении сигнала на базе его транзистора. Порог срабатывания зависит от напряжения на эмиттере, которое задано делителем напряжения, состоящим в первом ключе из резисторов 1R3, 1R4, во втором — из резисторов 2R3, 2R4 и т. д. При напряжении сигнала на выходе коммутатора, превышающем потенциал эмиттера примерно на 0,6 В. транзистор 1V1 отбывается и напряжение с делители 1R31R4 через его участок эмиттер коллектор и резистор 1R2 подается на первую сетку индикатора H1. В результате расположенный под ней сегмент из ряда, на который подано напряжение питания, начинает светиться. В следующий момент напряжение питания поступает на сегменты другого ряда и если сигнал в другом канале усилителя имеет такой же или больший уровень, то начинает светиться и первый сегмент этого ряда. По мере увеличения уровней сигналов в каналах срабатывают ключи S2, S3 и т. д. и на индикаторе наблюдаются две линейки светящихся сегментов. При заданном напряжении питания Uпит и сопротивлении резисторов 1R3 — NR3, равном 1 кОм, сопротивления резисторов 1R4—NR4 (в килоомах) рассчитывают по формуле где напряжение срабатывания Uср= =VР (Р — выходная мощность в ваттах). Выбирать напряжение Ucp больше 8 В (для ключа SN) не рекомендуется, так как иначе яркость свечения первого и последнего сегментов в линейках будет заметно разной. На практике значения напряжений Ucp целесообразно ограничить пределами 1 и 7,1 В, что соответствует регистрируемой мощности от 1 до 50 Вт. Детали. В индикаторе можно использовать практически любые малогабаритные резисторы и конденсаторы. Диоды Д9Б можно заменить любыми другими из серий Д2 н Д9, транзисторы КП303Г — другими из этой серии. Допустима замена транзисторов КТ315Е и КТ361К на любые маломощные кремниевые транзисторы соответствующей структуры с допустимым напряжением между эмиттером и коллектором не менее 35 В и статическим коэффициентом передачи тока h 21э не менее 100. Налаживание устройства начинают с полбора резисторов 1R4—NR4, добиваясь того, чтобы напряжения на эмиттерах транзисторов 1V1 -NV1 (относительно плюсового вывода источника питания) стали равны расчетным значениям Ucp-0,6. Затем на вход левого канала индикатора подают сигнал частотой 1000 Гц и напряжением, соответствующим максимальной регистрируемой мощности (для выходной мощности 50 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом — примерно 14.7 В) и подстроечным резистором R1 добиваются свечения всех сегментов соответствующего ряда на индикаторе H1. Аналогично калибруют и правый канал. Для повышения контрастности изображения светящихся линеек перед индикатором необходимо установить зеленый светофильтр. С. ФЕДОРОВ, г. Малая Вишера, Новгородской обл. (РАДИО N 3, 1983) Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Краткое описание LM3915

Блок-схема LM3915 состоит из десяти однотипных операционных усилителей, работающих по принципу компаратора. Прямые входы ОУ подключены через цепочку из резистивных делителей с различными номиналами сопротивлений. Благодаря этому светодиоды в нагрузке зажигаются по логарифмической зависимости. На инверсные входы приходит входной сигнал, который обрабатывается буферным ОУ (вывод 5).

Внутреннее устройство ИМС включает маломощный интегральный стабилизатор, подключенный к выводам 3, 7, 8 и устройство для задания режима свечения (вывод 9). Диапазон питающего напряжения составляет 3–25В. Величину опорного напряжения можно задать в пределах от 1,2 до 12В при помощи внешних резисторов. Вся шкала соответствует уровню сигнала в 30 дБ с шагом 3 дБ. Выходной ток можно задать от 1 до 30 мА.

Индикатор уровня сигнала с автовыключателем для УМЗЧ

Основная часть потребляемой мощности в звуковоспроизводящей аппаратуре ложится на выходной каскада, то есть на УМЗЧ. При том что в отсутствие входного сигнала УМЗЧ себя практически никак не проявляет (за исключением едва заметного шипения в динамиках, которое тоже не всегда имеет место).

А вот все дистанционное управление обычно сосредоточено именно в источнике сигнала (DVD-плеер, телевизор, и др.). УМЗЧ же зачастую выключается только механическим выключателем. Из-за этого возникает неприятная ситуация, когда УМЗЧ практически всегда остается включенным.

Конечно можно каким-то образом соединить схему выключения на реле или дежурного выключения (блокировку. энергосберегающий режим) УМЗЧ с системой управления источника сигнала, но это требует вмешательства в схему источника сигнала и привязывает УМЗЧ к одному определенному источнику сигнала.

Что не всегда удобно. Более просто сделать сенсор наличия входного сигнала, который будет включать УМЗЧ автоматически при поступлении на его вход сигнала и так же автоматически выключать если сигнал отсутствует в течение некоторого времени.

1333995237_09_04_12

Схема, показанная на рисунке, отличается тем, что в ней в качестве детекторов входного сигнала используются индикаторы уровня на светодиодах, показывающие уровни входного сигнала раздельно для каждого из стереоканалов.

Сигналы, поступающие на вход УМЗЧ одновременно поступают и на входы измерителей на микросхемах А1 и А2. Это микросхемы ВА6125, — поликомпараторные пятиступенчатые светодиодные индикаторы уровня НЧ-сигнала.

Микросхемы включены по типовым схемам. Чувствительность в зависимости от номинального уровня сигнала в конкретной аудиосистеме устанавливается подстроенными резисторами R3 и R7 При самом малом уровне сигнала зажигается нижний по схеме светодиод, то есть, для правого канала НПО, а для левого — HL5.

Далее эти светодиоды горят и при большем уровне сигнала (тип индикации — «столб»). Поэтому сигналом включения УМЗЧ служит момент загорания HL5 или HL10. Датчики зажигания светодиодов сделаны на транзисторах VT1 и VT2.

При загорании светодиода напряжение на нем достигает стандартной величины прямого напряжения для используемого светодиода. У индикаторных светодиодов типа АЛ307 эта величина в пределах от 1,6 до 2,2V в зависимости от цвета (на зеленых напряжение выше).

Этого напряжения достаточно для открывания транзистора. Соответственно, VT1 или VT2 (или оба) открывается и напряжение на резисторе R9 поднимается до высокого логического уровня. Триггер Шмитта D1.1 переключается в состояние логического нуля на выходе.

Если конденсатор С5 был ранее заряжен то он разряжается через диод VD1 и резистор R11 довольно быстро. В результате второй триггер Шмитта D1.2 переключается в состояние логической единицы на выходе. Транзистор VT3 открывается и реле К1 включает УМЗЧ.

Схема включения УМЗЧ может быть иной. Совсем не обязательно использовать реле. Если в УМЗЧ предусмотрен энергосберегающий режим или режим блокировки то можно логический уровень с выхода D1.2 подать непосредственно на соответствующий вход микросхемы УМЗЧ или его управляющего узла.

Либо через ключ на транзисторе VT3 или через дополнительный инвертор используя один из двух свободных инверторов микросхемы D1. Все зависит от схемы управления УМЗЧ, от того каким уровнем производится включение и выключение конкретного УМЗЧ. Так что можно сказать что схема на VT3 и К1 показана условно.

При пропадании входного сигнала в обоих стереоканалах светодиоды HL5 и НПО гаснут. Транзисторы VT1 и VT2 закрываются и напряжение на соединенных вместе входах D1.1 падает до низкого логического уровня. Триггер Шмитта D1.1 переключается в состояние логической единицы на выходе.

Читайте также:  Многоцелевой истребитель Mirage 4000

Конденсатор С1 начинает медленно заряжаться через обратное сопротивление диода VD1 и резистор R10. На это затрачивается времени около 20-30 минут. Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога переключения триггера Шмитта D1.2. он переключится и транзистор VT3 закроется, на у дальше реле или какая-то другая схема выключит УМЗЧ или переключит его в «stand-by».

Если же до наступления момента зарядки С5 до напряжения логической единицы поступление сигнала возобновляется, то загорается HL5 или HL10 (или оба), напряжение на входах D1.1 вырастает до логической единицы и конденсатор С5 ускоренно разряжается через диод VD1 и резистор R11.

Таким образом, УМЗЧ выключается только если пауза во входном сигнале в обоих каналах превышает время зарядки С5 до порога логической единицы. Включается практически сразу с поступлением сигнала в любом из каналов.

Индикаторные микросхемы ВА6125 можно заменить другими полными или неполными аналогами, — таких микросхем выпускается множество. Из полных аналогов можно использовать ВА6884, правда у неё немного ниже чувствительность по входу.

Впрочем, если в данной аудиосистеме используется чувствительный УМЗЧ, и соответственно уровень номинального входного сигнала низок, то конечно потребуются дополнительные усилительные каскады перед микросхемами А1 и А2. Светодиоды — практически любые индикаторные, АЛ307 или аналогичные импортные (кроме мигающих). Микросхему К561ТЛ1 можно заменить импортным аналогом CD4093.

Очень важен выбор конденсатора С5, это должен быть качественный конденсатор с низким током утечки. При большой утечке схема может не работать из-за того что шунтирующее сопротивление тока утечки конденсатора будет меньше или близко сопротивлению резистора R10.

В таком случае ток утечки с резистором R10 образует делитель напряжения и напряжение на конденсаторе никогда не достигнет уровня логической единицы.

Можно использовать конденсатор меньшей емкости, соответственно увеличив сопротивление R10. Например, можно применить качественный неэлектролитический конденсатор на 2,2 мкФ, увеличив сопротивление R10 до 15 М.

При налаживании время паузы в сигнале после которой происходит выключение подбирают сопротивлением R10 (или емкостью С5).

Статья Полувертова В. В. прислана Д. Лебедевым из Москвы.

Схема индикатора звука и принцип её действия

Как видно из рисунка, принципиальная электрическая схема индикатора уровня звука состоит из двух конденсаторов, девяти резисторов и микросхемы, нагрузкой для которой служат десять светодиодов. Для удобства подключения питания и аудиосигнала её можно дополнить двумя разъёмами под пайку. Собрать такое простое устройство под силу любому, даже начинающему, радиолюбителю.

Типовое включение предусматривает питание от источника 12В, которое поступает на третий вывод LM3915. Оно же, через токоограничивающий резистор R2 и два фильтрующих конденсатора С1 и С2, идёт на светодиоды. Резисторы R1 и R8 служат для снижения яркости последних двух красных светодиодов и являются необязательными. 12В также приходит на перемычку, которая управляет режимом работы ИМС через вывод 9. В разомкнутом состоянии схема работает в режиме «точка», т.е. происходит свечение одного светодиода, соответствующего входному сигналу. Замыкание перемычки переводит схему в режим «столбик», когда уровень входного сигнала пропорционален высоте светящегося столбца.

Резистивный делитель, собранный на R3, R4 и R7 ограничивает уровень входного сигнала. Более точная настройка осуществляется многооборотным подстроечным резистором R4. Резистор R9 задает смещение для верхнего уровня (вывод 6), точное значение которого определяется сопротивлением R6. Нижний уровень (вывод 4) присоединяется к общему проводу. Резистор R5 (вывод 7,8) увеличивает величину опорного напряжения и влияет на яркость светодиодов. Именно R5 задаёт ток через светодиоды и рассчитывается по формуле:

R5=12,5/I LED, где I LED – ток одного светодиода, А.

Индикатор уровня звука работает следующим образом. В момент, когда входной сигнал преодолеет порог нижнего уровня плюс сопротивление на прямом входе первого компаратора, засветится первый светодиод (вывод 1). Дальнейшее нарастание звукового сигнала приведёт к поочерёдному срабатыванию компараторов, о чём даст знать соответствующий светодиод. Во избежание перегрева корпуса ИМС, не следует превышать ток LED более 20 мА. Все-таки это индикатор, а не новогодняя гирлянда.

Ссылки для скачки Индикатор выходной мощности

indikator_vihodnoi_moshhnosti-1

В индикаторах выходной мощности усилителей звуковой частоты радиолюбители обычно используют стрелочные приборы и светодиоды. Однако с не меньшим успехом в подобных устройствах можно применять многоразрядные вакуумные люминесцентные индикаторы ИВ-18, ИВ-21, ИВ-27, ИВ-28 и т. п., причем одного такого прибора довольно для индикации выходной мощности обоих каналов стереофонического усилителя. Это оказывается возможным, если для индикации мощности одного из каналов использовать верхние сегменты знаков, а другого — нижние. В предлагаемом вниманию читателей устройстве можно использовать любой из указанных выше люминесцентных индикаторов. Минимальная регистрируемая им мощность равна 1 Вт, динамический диапазон — приблизительно 17 дБ. Число регистрируемых уровней мощности за-висит от типа индикатора: при использовании индикаторов ИВ-18. ИВ-21 оно равно 8, а индикаторов ИВ-28Д и НВ-27 — соответственно 9 и 14. Принципиальная схема устройства показана на рисунке. Оно состоит из входных делителей напряжения сигналов левого (R1) и правого (R2) каналов, двух выпрямителей (V1, V3 и V2, V4), коммутатора (V5, V6), генератора тактовых импульсов (D1, D2, V9, V10), набора (по числу регистрируемых значений мощности) электронных ключей S1-SN и индикатора HI. Контролируемые сигналы с выходов выпрямителей поступают на коммутатор, который поочередно, с частотой приблизительно 40 Гц (чтобы не было видно мерцание сегментов индикатора), подает их на входы электронных ключей S1-SN. Частоту коммутации задает генератор тактовых импульсов, состоящий из собственно генератора на инверторах микросхемы D1, триггера D2, работающего в режиме деления частоты на 2, и ключей на транзисторах V9, V10. Введение триггера D2 обусловлено необходимостью получения противофазных импульсов со скважностью, равной 2 (в противном случае яркость свечения сегментов в каналах была бы неодинаковой). Импульсы с выхода триггера поочередно открывают транзисторы V9, V10, и сегменты индикатора, подключенные к коллектору открытого в в данный момент транзистора, оказываются соединенными с общим проводом. Одновременно на сегменты, соединенные с коллектором закрытого транзистора, подается напряжение питания, и те из них. которые расположены под сетками, соединенными с открытыми транзисторами ключей S1—SN, начинают светиться.

Каждый из ключей (на рисунке изображена схема первого из этих устройств — S1) срабатывает при определенном напряжении сигнала на базе его транзистора. Порог срабатывания зависит от напряжения на эмиттере, которое задано делителем напряжения, состоящим в первом ключе из резисторов 1R3, 1R4, во втором — из резисторов 2R3, 2R4 и т. д. При напряжении сигнала на выходе коммутатора, превышающем потенциал эмиттера примерно на 0,6 В. транзистор 1V1 отбывается и напряжение с делители 1R31R4 через его участок эмиттер коллектор и резистор 1R2 подается на первую сетку индикатора H1. В результате расположенный под ней сегмент из ряда, на который подано напряжение питания, начинает светиться. В следующий момент напряжение питания поступает на сегменты другого ряда и если сигнал в другом канале усилителя имеет такой же или больший уровень, то начинает светиться и первый сегмент этого ряда. По мере увеличения уровней сигналов в каналах срабатывают ключи S2, S3 и т. д. и на индикаторе наблюдаются две линейки светящихся сегментов. При заданном напряжении питания Uпит и сопротивлении резисторов 1R3 — NR3, равном 1 кОм, сопротивления резисторов 1R4—NR4 (в килоомах) рассчитывают по формуле

где напряжение срабатывания Uср= =VР (Р — выходная мощность в ваттах). Выбирать напряжение Ucp больше 8 В (для ключа SN) не рекомендуется, так как иначе яркость свечения первого и последнего сегментов в линейках будет видно разной. На практике значения напряжений Ucp целесообразно ограничить пределами 1 и 7,1 В, что соответствует регистрируемой мощности от 1 до 50 Вт. Детали. В индикаторе можно использовать практически любые малогабаритные резисторы и конденсаторы. Диоды Д9Б можно заместить любыми другими из серий Д2 н Д9, транзисторы КП303Г — другими из этой серии. Допустима замена транзисторов КТ315Е и КТ361К на любые маломощные кремниевые транзисторы соответствующей структуры с допустимым напряжением между эмиттером и коллектором не менее 35 В и статическим коэффициентом передачи тока h21э не менее 100. Налаживание устройства начинают с полбора резисторов 1R4—NR4, добиваясь того, чтобы напряжения на эмиттерах транзисторов 1V1 -NV1 (относительно плюсового вывода источника питания) стали равны расчетным значениям Ucp-0,6. Затем на вход левого канала индикатора подают сигнал частотой 1000 Гц и напряжением, соответствующим максимальной регистрируемой мощности (для выходной мощности 50 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом — примерно 14.7 В) и подстроечным резистором R1 добиваются свечения всех сегментов соответствующего ряда на индикаторе H1. Аналогично калибруют и правый канал. Для повышения контрастности изображения светящихся линеек перед индикатором надобно установить зеленый светофильтр. С. ФЕДОРОВ, г. Малая Вишера, Новгородской обл. (РАДИО N 3, 1983) Ссылки на схожие материалы:

Печатная плата и детали сборки

Печатную плату индикатора уровня звука в формате lay можно скачать. Она имеет размеры 65×28 мм. Для сборки требуются прецизионных деталей. Резисторы типа МЛТ-0,125Вт:

  • R1, R5 R8 – 1 кОм;
  • R2 – 100 Ом;
  • R3 – 10 кОм;
  • R4 – 50 кОм, любой подстроечный;
  • R6 – 560 Ом;
  • R7 – 10 Ом;
  • R9 – 20 кОм.

Конденсаторы С1, С2 – 0,1 мкФ. ИМС LM3915 рекомендуется запаивать не напрямую, а через специальную панельке для микросхемы. В нагрузке можно применить ультраяркие LED любого цвета свечения, вплоть до фиолетового. Но это уже личные эстетические предпочтения. Для отображения стереосигнала потребуются две одинаковые платы с независимыми входами. Более подробные данные о LM3915 можно найти в техническом описании здесь.

Работоспособность данного индикатора доказана на практике многими радиолюбительскими кружками и по-прежнему выпускается в виде наборов МастерКит.

Как собрать светодиодный индикатор уровня на LM3915 своими руками

Конструкция микросхемы LM3915 представляет заключенных в корпусе десяти однотипных операционных усилителей компараторов. Прямые входы усилителей подключены через линейку резистивных делителей подобранных так, что светодиоды в нагрузке усилителей включаются по логарифмической зависимости. На обратные входы усилителей поступает входной сигнал, который формируется буферным усилителем (вывод 5). Конструкция микросхемы включает также интегральный стабилизатор (выводы 3, 7, 8), а также ключ задания режима работы индикатора (вывод 9). Микросхема имеет широкий диапазон напряжения питания от 3 до 25 Вольт. Величина опорного напряжения задается в пределах от 1,2 до 12 Вольт внешними резисторами. Шкала индикатора соответствует уровню сигнала 30 дБ с шагом в 3 дБ. Выходной ток устанавливается в пределах от 1 до 30 мА.

Сборка индикатора упрощается приобретением набора деталей в интернет магазине по ссылке https: //ali.pub/2c62ph

. Набор включает плату, микросхему, светодиоды и всю необходимую обвязку (резисторы, конденсаторы и разъемы).

Набор деталей «Индикатор уровня звука на LM3915»

Детали набора «Индикатор уровня звука на LM3915»

Схема индикатора звука на LM3915 представлена на фото.

Принцип действия. Напряжение питания 12 Вольт подается на третий вывод LM3915. Оно же, через ограничивающий резистор R2 поступает на светодиоды. Сопротивления R1 и R8 выравнивают яркость свечения красных светодиодов в шкале. Также напряжение 12 Вольт подается на перемычку управления режимом работы индикатора (вывод 9). В замкнутом состоянии перемычки схема обеспечивает свечение только одного светодиода, соответствующего уровня сигнала. При разомкнутой перемычке схема работает в эффектом режиме «столбик», уровень входного сигнала пропорционален высоте светящегося столбца или длине строки. Делитель собранный на R3, R4 и R7 ограничивает уровень входного сигнала. Точная настройка делителя осуществляется многооборотным подстроечным сопротивлением R4. Делитель R9 R6 задает смещение для верхнего уровня логарифмической линейки сопротивлений микросхемы (вывод 6). Нижний уровень логарифмической линейки сопротивлений (вывод 4) присоединяется к общему проводу. Резистор R5 (вывод 7) увеличивает величину опорного напряжения и влияет на яркость светодиодов. R5 задаёт ток через светодиоды и рассчитывается по формуле: R5=12,5/Iled, где Iled – ток одного светодиода, А. Индикатор уровня звука работает следующим образом. В момент, когда входной сигнал преодолеет порог нижнего уровня плюс сопротивление на прямом входе первого компаратора, засветится первый светодиод (вывод 1). Дальнейшее нарастание звукового сигнала приведёт к поочерёдному срабатыванию компараторов, о чём даст знать соответствующий светодиод. По инструкции во избежание повреждения микросхемы, не следует превышать ограничение в 20 мА тока подаваемого на светодиоды.

Дополнение зарядных устройств и источников питания светозвуковой индикацией токовой перегрузки

В статье рассматриваются возможности дооснащения промышленных зарядных уст­ройств и источников питания электронным узлом светозву­ковой индикации перегрузки, что позволит вовремя избегать «аварий» и осуществить заряд­ку или питание низковольтных устройств с гарантией.

0-3
Несколько лет пользуюсь универсальным зарядным уст­ройством с питанием от осветительной сети переменного тока 230 В и выход­ным напряжением в диапазоне 14-19 В — «Вымпел-30». Это устройство можно называть универсальным благодаря его техническим ха­рактеристикам. На передней панели имеется пе­реключатель диапазонов выходного напряжения, а также регулятор силы тока. Максимальная си­ла тока у этого устройства 18 А. На передней па­нели также имеется стрелочный индикатор тока (амперметр). Устройство, как многоцелевой источник питания и зарядное устройство, позволя­ет заряжать все типы АКБ, в том числе щелочные, предназначенные под указанный диапазон на­пряжения, в автоматическом режиме током, ус­тановленным ручкой регулировки.

Это одно из немногих устройств в относитель­но недорогом ценовом диапазоне, которое спо­собно заряжать полностью разряженную (до ну­ля) аккумуляторную батарею, в том числе автомобильную. Устройство имеет защиту от пе­регрева и переполюсовки, но не имеет звуковой индикации «аварийного» режима, что и вызвало размышления на эту тему.

На рис.1 представлен схематический вид передней панели зарядного устройства «Вымпел-30» с органами управления и расшифровкой их назначения.

1-34

Рис.1

Итак, в устройстве с помощью всего лишь од­ного светодиода организована следующая све­товая индикация при соответствующем выход­ном напряжении. 14.5 В — зеленый цвет 16 В — желтый цвет 19 В — красный цвет. Так задумано производителем.

Однако, проанализировав новые и расширен­ные возможности для данного устройства, пред­лагаю оснастить его дополнительной светодиод­ной и звуковой индикацией превышения выходного тока, то есть токовой перегрузки. По­скольку не всегда есть возможность визуально отслеживать работу устройства, а звуковая ин­дикация перегрузки, несомненно, привлечет внимание к устройству вовремя. На мой взгляд, такая индикация — как в рассматриваемом слу­чае, так и в других подобных, придаст электрон­ным устройствам большую визуальную и акусти­ческую информативность при эксплуатации.

Превышение выходного тока в источниках пи­тания свидетельствует об увеличении потребля­емой мощности в устройстве нагрузке. Иногда потребляемый ток в нагрузке (из-за неисправно­сти соединений или самого устройства нагруз­ки) может увеличиваться до тока КЗ, что неми­нуемо приведет к аварии (если источник питания не снабжен узлом защиты от перегрузки). По­следствия перегрузки могут оказаться более су­щественными и непоправимыми, если использо­вать источник питания без узла защиты (что актуально для недорогих адаптеров, источников питания и зарядных устройств). При этом увели­чится энергопотребление, нарушится работо­способность трансформатора или элементов устройства, возможно возгорание и неприятный запах.

Для того, чтобы вовремя заметить выход за­рядного устройства, не снабженного защитой от перегрузки в «заштатный» режим, устанавлива­ют простые индикаторы перегрузки. Простые по­тому, что они, как правило, содержат только не­сколько элементов, недорогих и доступных, а установить эти индикаторы можно в любой само­дельный или промышленный источник питания. Рассмотрим несколько схем индикаторов с пи­танием 12 В, которые можно самостоятельно из­готовить за полчаса свободного времени. Далее в статье будут даны также рекомендации для расчета элементов схем для других контролиру­емых напряжений.

Простой индикатор перегрузки

Самая простая электронная схема светового индикатора токовой перегрузки показана на рис.2.

2-35

Рис.2

При входном напряжении 12.5 В работа уст­ройства основана на том, что последовательно с нагрузкой в выходной цепи источника питания включают резистор малого сопротивления RЗ с мощностью рассеяния 5 Вт. Такое дополнение можно применять универсально в источниках пи­тания и стабилизаторах с разным выходным на­пряжение (испытано при выходном напряжении 12-20 В). Однако, значения и номиналы элемен­тов, указанных на схеме рис.2 подобраны для источника питания с выходным напряжением 12.5 В. Соответственно, для того, при работе с иным выходным напряжением потребуется из­менить параметры элементов R1 –R3, VD1, VD2.

Пока перегрузки нет, источник питания (и эле­ктронный узел нагрузки) работают в штатном ре­жиме, через R3 протекает допустимый ток и па­дение напряжения на резисторе невелико (менее 1 В). Также невелико в этом случае паде­ние напряжения на диодах VD1, VD2 и светоди­од едва светится.

При увеличении тока потребления в устройст­ве нагрузки или коротком замыкании между точками А и Б, ток в цепи возрастает, падение на­пряжения на резисторе R3 может достигнуть максимального значения (выходного напряже­ния источника питания), вследствие чего свето­диод НИ будет мигать (или загорится постоян­но если применить АЛ307) в полную силу. Для «мигающего» эффекта в схеме применен мига­ющий светодиод L36B. Вместо указанного све­тодиода можно применить аналогичные по эле­ктрическим характеристикам приборы, например, L56B, L456B (повышенной яркости), L816BRC-B, L769BGR, TLBR5410 и аналогичные.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R3 (при токе КЗ) более 5 Вт, поэтому этот резистор изготавливается самостоятельно из медной про­волоки типа ПЭЛ-1 (ПЭЛ-2) диаметром 0.8 мм. На каркас из канцелярского карандаша наматы­вают 8 витков этого провода, концы ее обслужи­вают, затем каркас вынимают. Проволочный ре­зистор R3 готов.

Все постоянные резисторы типа МЛТ-0.25, С2-33 или аналогичные.

Вместо диодов VD1, VD2 можно установить КД503, КД509, КД521 с любым буквенным индек­сом. Диоды защищают светодиод в режиме пе­регрузки (гасят излишнее напряжение).

Индикатор перегрузкисо звуковой сигнализацией

К сожалению, на практике часто нет возмож­ности постоянно визуально следить за состояни­ем индикаторного светодиода в источнике пита­ния, поэтому разумно дополнить схему электронным узлом звукового сопровождения. Такая схема представлена на рис.3.

3-33

Рис.3

Как видно из электрической схемы, она рабо­тает по тому же принципу, но в отличие от пре­дыдущей, устройство более чувствительно, и характер его работы обусловлен открыванием транзистора VT1, при установлении в его базе потенциала более 0.3 В. На транзисторе VT1 ре­ализован усилитель тока. Транзистор выбран германиевым из старых запасов радиолюбите­ля. Его можно заменить кремниевым транзисто­ром типа КТ361 или КТ3107 с любым буквенным индексом, однако, тогда порог включения инди­кации будет иным. Порог включения транзисто­ра VT1 зависит от сопротивления резисторов R1 и R2 и в данной схеме при напряжении источни­ка питания 12.5 В индикация включится при то­ке нагрузки превышающем 400 мА.

В коллекторной цепи транзистора включен мигающий светодиод и капсюль со встроенным генератором ЗЧ НА1. Когда на резисторе R1 па­дение напряжения достигнет 0.5…0.6 В транзи­стор VT1 откроется, на светодиод HL1 и капсюль НА1 поступит напряжение питания. Поскольку капсюль для светодиода является активным эле­ментом, ограничивающим ток, то режим работы светодиода в норме. Благодаря применению ми­гающего светодиода капсюль также будет зву­чать прерывисто, т.е. звук будет слышен во вре­мя паузы между вспышками светодиода.

В этой схеме можно достичь еще более инте­ресный звуковой эффект, если вместо капсюля НА1 включить прибор KPI-4332-12, который име­ет встроенный генератор с прерыванием. Таким образом звук в случае перегрузки будет напоми­нать сирену (этому способствует сочетание пре­рываний вспышек светодиода и внутренних пре­рываний капсюля НА1). Такой звук достаточно громко и эффективно будет привлекать внима­ние людей, поскольку его слышно в соседнем помещении при среднем уровне шума.

Схема индикатора перегоранияпредохранителя

В тех конструкциях, где установлен плавкий (или самовосстанавливающийся) предохранитель, часто требуется визуально контролировать их работу.

Простая разработка, схема которой показа­на на рис.4 позволяет это сделать. Здесь при­менен двухцветный светодиод с общим катодом и, соответственно, с тремя выводами. Кто на практике испытывал эти диоды с одним общим выводом, знают, что они функционируют не­сколько иначе, чем ожидается. Казалось бы, зе­леный и красный цвета будут появляться у све­тодиода в общем корпусе соответственно при приложении (в нужной полярности) напряжения к соответственным выводам R или G. Однако, это не совсем так.

4-12

Рис.4

Пока предохранитель FU1 исправен, к обоим анодам светодиода HL1 приложено напряжение. Яркость свечения корректируется сопротивлени­ем резистора R1. Если предохранитель обрыва­ет цепь питания нагрузки, зеленый светодиод гаснет, а красный остается светить (если напря­жения питания совсем не пропало).

Поскольку допустимое обратное напряжение для светодиодов мало, для указанной конструк­ции в схему введены диоды с разными электри­ческими характеристиками VD1-VD4. То, что к зе­леному светодиоду последовательно включен только один диод, а красному три, что объясня­ется особенностями светодиода АЛС331А, заме­ченным на практике. При экспериментах оказа­лось, что порог напряжения включения красного светодиода меньше, чем у зеленого. Чтобы урав­новесить эту разницу, и используется неодина­ковое количество диодов.

Номиналы элементов в схеме даны для кон­троля напряжения в цепи 12 В, Вместо светоди­ода АЛС331А можно применять другие анало­гичные приборы, например, КИПД18В-М, L239EGW.

Автор: Андрей Кашкаров, г. Санкт-Петербург

Оцените статью
Добавить комментарий