ZAŠTITA visokotonca od preopterećenja
U pravilu, ako je sistem zvučnika pravilno dizajniran i ispravno radi, onda nema problema s pouzdanošću. Međutim, nerijetko neki "ljubitelji" muzike uključe svoju akustiku, kako kažu, do kraja. U ovom slučaju ne pate samo najbliži susjedi, već cijela kuća. Vrlo često u takvoj situaciji zvučnici ne izdrže i pregore, a najčešće gore visokofrekventni zvučnici. Zašto visokotonci najčešće gore? Pa, prvo, ne gore uvijek visokotonci, ponekad gore niskotonci i srednjetonci. Ali ipak, (drugo) - visokotonci prilično često gore!
Kada se nominalna snaga primeni na zvučnik, glasovna zavojnica se zagreva do temperature od približno 90-100°C. o Sa (ponekad i više), sasvim je jasno da je ovo toplota(ovi referentni podaci su preuzeti iz knjige I. Aldoshine "Elektrodinamički zvučnici"). Štoviše, glasovne zavojnice niskofrekventnih, srednjefrekventnih i visokofrekventnih zvučnika zagrijavaju se različitom brzinom, to je zbog tzv. "termalna vremenska konstanta" dinamika. Woofer nazivne snage veće od 30 W ima termičku konstantu od 15-20 sekundi, tj. kada se zbroji nazivna snaga zvučnika, zvučna zavojnica će se zagrijati do izračunate temperature za 15-20 sekundi. Srednji drajver sa snagom od 15-25 vati ima termalnu vremensku konstantu od približno 5-6 sekundi. I konačno, visokotonac ima termičku konstantu od oko jednu i po sekundu! To znači da ako je visokotonac preopterećen, zvučna zavojnica će izgorjeti za skoro jednu sekundu. Stoga, visokotonci i "izlijeću" prilično često.
Očigledno, termička vremenska konstanta zavisi od frekvencije signala, ali zavisi i od prečnika žice koja obavija zvučnu zavojnicu. Dakle, u niskofrekventnim zvučnicima, glasovna zavojnica je obično namotana žicom Ø( 0,25-0,35) mm, za srednje frekvencije - Ø (0,14-0,16) mm, za visokotonce, prečnik žice Ø 0,10 mm ili nešto manje. Što je žica tanja, to je niža termička konstanta i, shodno tome, potrebno je manje vremena da se zvučnik pokvari u slučaju preopterećenja. Uporedimo tri visokofrekventna zvučnika iste snage sa različitim impedansama: 6GDV-4-8 (impedansa 8 Ω), 6GDV-6-16 (16 Ω) i 6GDV-6-25 (25 Ω). Zvučnik sa impedancijom od 8 Ω ima zvučnu zavojnicu namotanu žicom Ø 0,10 mm, 16 Ω zvučnik ima zvučnu zavojnicu namotanu žicom Ø 0,08 mm, a zvučnik sa otporom od 25 Ω koristi još tanju žicu. U kontekstu navedenog, očigledno je da će kod istih preopterećenja prvi „izgoreti“ zvučnik otpora od 25 Ω, kao najnepouzdaniji od tri ovde navedena zvučnika. A najpouzdaniji od ovog trojstva je zvučnik sa otporom od 8 Ω (tj. 6GDV-4-8).
Zvučnici gore ne samo od preopterećenja dok slušate glasnu muziku. Ponekad je to zbog nesavršenosti pojačala snage. Kada se napajanje uključi, u konačnom pojačalu snage nastaju takozvani „prelazni procesi“, zbog kojih napon na izlazu pojačala može fluktuirati (1-2) sekunde. Štaviše, amplituda takve oscilacije može se približiti naponu napajanja konačnog pojačala, a to je ± (20-40) c. U tom slučaju se iz zvučnika čuje glasan škljoc kada se uključi. Slični tranzijenti se javljaju kada je napajanje isključeno. Dakle, vrlo često je jedan takav „klik“ dovoljan da izgori visokotonac. Mnoga pojačivača snage starog stila imaju takav nedostatak, posebno pojačalo iz 70-ih godina "Radio Engineering UKU-020" iz Riške radio tvornice griješi s tim. U modernim pojačalima, ovi nedostaci se otklanjaju činjenicom da su zvučnici povezani na izlaz pojačala snage preko kontakata releja, koji se uključuje sa zakašnjenjem od 3-4 sekunde nakon što se dovede napon napajanja i uključuje isključite odmah nakon što se isključi. Kao rezultat toga, tranzijenti u pojačalu snage se ne prenose na zvučnike.
U varijantnoj akustici, visokotonci se obično spajaju direktno na poseban kanal pojačala, tj. bez tradicionalnih filtera za odvajanje. Često je u takvoj situaciji nemoguće kontrolisati snagu koja se dovodi do visokofrekventnog kanala, pa je pouzdanost (i zaštita od preopterećenja) visokofrekventnih zvučnika u estradskoj akustici mnogo hitniji problem.
IN uopšteno govoreći problem je identifikovan. Hajde da pričamo o jednom ovde. zanimljiv načinštite visokofrekventne zvučnike od preopterećenja.
U nekim modifikacijama S-30 sistema zvučnika koristi se indikator preopterećenja; kada dođe do preopterećenja, LED dioda svijetli na prednjoj ploči sistema zvučnika. Međutim, ovaj sistem je samo indikator, on samo obavještava o preopterećenju, ali ne štiti zvučnike od toga.
IN akustični sistemi Najviša klasa složenosti "Cleaver 150AC-009" i "Corvette 150AC-001" koristila je sledeći sistem zaštite zvučnika. U slučaju preopterećenja, dodatni otpor se serijski povezuje na zvučnik uz pomoć releja, kao rezultat toga, snaga na zvučniku se smanjuje. Sličan sistem je posebno primenjen na visokotonski i srednjetonski zvučnik u pomenutim zvučnicima. Woofer u ovim sistemima je povezan preko osigurača. Zainteresovani čitalac može pronaći ove dijagrame u referentnim knjigama ili u podacima za ove akustičke sisteme.
Neki radio amateri često koriste žarulje sa žarnom niti za zaštitu visokofrekventnih zvučnika, koji moraju biti povezani serijski sa zvučnikom (govorimo o minijaturnim niskonaponskim žaruljama sa žarnom niti), na sl. 1 prikazuje takvu šemu.
Ovaj sistem zaštite radi na sljedeći način. Pri malim snagama kroz opterećenje teče mala struja, zbog čega se žarna nit žarulje ne zagrijava, pa je otpor lampe prilično nizak. U ovoj situaciji, lampa gotovo da nema uticaja na performanse visokotonca. Ako se snaga poveća, a struja kroz opterećenje povećava, onda to dovodi do činjenice da se žarna nit žarulje zagrije, lampa počinje svijetliti, a otpor svjetiljke naglo raste. Iz dijagrama se može vidjeti da je lampa sa zvučnikom razdjelnik, kako se ispostavilo, s promjenjivim omjerom podjele. Što je struja kroz opterećenje veća, to je veći otpor lampe i veći je pad napona na lampi U l, odnosno pad napona na zvučniku U d- opada u odnosu na ukupan napon U o, tj. postoji automatsko ograničenje snage na zvučniku, to znači da se aktivira zaštitni sistem. To je skoro kao "kompresor-limiter"!
Princip rada takvog zaštitnog sistema je prilično jednostavan, međutim - kako izračunati parametre lampe? Drugim riječima, kako odabrati pravi napon i snagu žarulje sa žarnom niti? To je ono što se zove „suštinsko“ pitanje, i to je ono čime ćemo se dalje baviti.
Rice. 1. Dijagram povezivanja za žarulju sa žarnom niti za zaštitu visokotonca od preopterećenja. RF - visokofrekventni separacijski filter, L - žarulja sa žarnom niti (R l- otpor lampe), Gr. – visokotonac (R G– impedansa zvučnika), U l(c) - napon lampe, U d(c) - napon na zvučniku, U o(c) je ukupni napon na opterećenju. Objašnjenja u tekstu.
Ovdje će biti predstavljen "Pojednostavljeni proračun" parametara žarulje sa žarnom niti, koja pruža zaštitu od 4-strukog preopterećenja visokotonca, i takozvani "Proračun verifikacije". Verifikacioni proračun će biti od interesa za ljubitelje matematike. To je potpun i opšti proračun koji vam omogućava da sa proizvoljno zadatom lampom izračunate neku vrstu "karakteristika preopterećenja" zaštitnog sistema, tj. dozvoljeno preopterećenje i stepen slabljenja signala na raznim nivoima moć.
POJEDNOSTAVLJENO PRORAČUNANJE
Proračun ćemo demonstrirati na određenoj dinamici. Na primjer, izaberimo visokofrekventni zvučnik 6GDV-6-25, ovaj zvučnik od 25 oma iz fabrike radija u Rigi koristi se u nekim modifikacijama sistema S-90 i S-100 sa ukupnom impedancijom zvučnika od 8 Ω.
Pretpostavićemo da je njegova nazivna snaga 6 W, a impedansa 25 Ω. Zamislite na trenutak da je zvučnik spojen direktno na pojačalo i postavite pitanje: „Na kojem naponu će ovaj zvučnik trošiti snagu jednaku nazivnoj, tj. 6 W"? Izračunavanje ovog napona je vrlo jednostavno:
gdje: N n(W) - nazivna snaga zvučnika, R G
Sasvim je jasno da ako se na ovaj zvučnik primijeni napon od 12 volti, tada će snaga koju troši biti 6 vata. Očigledno je i da ako se napon dovede na zvučnik duplo veći, tj. 24 volta, tada će se snaga zvučnika povećati za 4 puta! To je zato što je snaga zvučnika (ili bilo kojeg drugog opterećenja) proporcionalna kvadratu napona:
gdje je: N (W) - snaga na zvučniku, U d(c) - napon na zvučniku, R G(Ω) je impedansa zvučnika.
Dakle, u ovom konkretnom slučaju, upotreba lampe s radnim naponom od 12 volti i snagom od 6 vata štiti zvučnik 6GDV-6-25 od 4-strukog preopterećenja.
Hajde da damo opštu izjavu. Za osiguranje 4x zaštite od preopterećenja, snaga žarulje sa žarnom niti mora biti jednaka nazivnoj snazi visokotonca, a radni napon lampe mora biti jednak naponu pri kojem zvučnik troši nazivnu snagu. Dakle, cijeli proračun se svodi na samo jednu formulu, odnosno formulu (1).
Očigledno je da će upotreba žarulje sa žarnom niti kao zaštite dovesti do nekog slabljenja zvučnog pritiska visokotonca. Pojednostavljeni proračun koji je ovdje prikazan ne omogućava određivanje stepena prigušenja zvučnog pritiska pri različitim snagama. Za radio amatere koji žele znati kompletan opis takav sistem zaštite, preporučujemo da se upoznate sa „Proračunom verifikacije“.
PRORAČUN VERIFIKACIJE
Lampa sa žarnom niti je unutra ovaj slučaj varijabilnog otpora i pruža zaštitu visokotonca. Da bi se matematički izračunala neka vrsta "karakteristike preopterećenja" ovakvog zaštitnog sistema, potrebno je poznavati karakteristike lampe, odnosno potrebno je znati<Зависимость сопротивления лампы от напряжения на лампе>.
Treba reći nekoliko riječi o oznakama minijaturnih žarulja sa žarnom niti. Karakteristika lampe je uvek naznačena sa dva parametra. Postoje dva načina za označavanje žarulja sa žarnom niti: ili napon i snaga, ili napon i struja. Navedimo primjere. Dakle, lampa "12v x 4w" ima radni napon od 12 volti i snagu od 4 vata. Drugi primjer, lampa "6,5v x 0,3A" dizajnirana je za radni napon od 6,5 volti i radnu struju od 0,3 ampera. Očigledno, znajući radnu struju i napon lampe, uvijek možete izračunati snagu lampe (to ćemo pokazati na primjeru lampe "6,5v x 0,3A"):
gdje: N l(W) - snaga žarulje sa žarnom niti, U rl(c) – radni napon lampe, I rl(A) - radna struja lampe.
Prije nego što pređemo na proračun sistema zaštite, kao što je već spomenuto, eksperimentalno određujemo tzv<характеристику лампы>užarenost (tj. zavisnost otpora lampe od napona na lampi). To se radi na sljedeći način. Žarulju sa žarnom niti treba spojiti na izvor napajanja, tada morate promijeniti napon na lampi i istovremeno izmjeriti struju koja teče kroz lampu (nema smisla davati dijagram ovdje zbog jednostavnosti). Napon može varirati od nule do maksimalne vrijednosti, koja je jednaka radnom naponu lampe. Dakle, postoji zavisnost<тока лампы от напряжения на лампе>. Sada ostaje izračunati otpor lampe koristeći Ohmov zakon:
gdje: R l(Ω) - otpor žarulje sa žarnom niti, U l(c) – napon lampe, I l(A) je struja koja teče kroz lampu.
Na opisani način dobijamo karakteristike za sljedećih sedam minijaturnih sijalica sa žarnom niti: 3,5v x 0,26A, 6,5v x 0,3A, 6v x 5w, 12v x 1,5w, 12v x 4w, 12v x 10w i 26v x 0,12A.
Mali, ali vrlo koristan elektronski osigurač za skupe visokotonce zvučnika može se sastaviti za samo sat vremena koristeći desetak dijelova. Ovo kolo vašeg visokotonca, pokreće se kada je nivo napona primijenjen na njega blizu maksimuma prihvatljiv nivo. Prvi krug koristi jednostavnu sijalicu kao opterećenje. Ova lampica će zasvijetliti kada signal visokotonca dostigne određeni unaprijed postavljeni nivo praga.
Šema 1
Ovdje lampa funkcionira kao otpornik s pozitivom temperaturni koeficijent(PTK) - njegovo značenje je da otpor raste proporcionalno njegovoj temperaturi. Tranzistor 2N3055 će provoditi signal i na taj način spriječiti preopterećenje visokotonca.
Šema 2
Drugi dijagram je poboljšana verzija. Fiksni otpornik zamjenjuje žarulju, a prekidač je implementiran sa složenim Darlington tranzistorom odloženim kondenzatorom. Shema funkcionira kao prva. Međutim, zbog kondenzatora, krug neće odgovoriti na pojedinačna vršna preopterećenja.
Štampana ploča
Kako sami popraviti zvučnik? FAQ Part8
Ovdje ćete naći opis procesa obnavljanja visokofrekventne dinamičke glave sa ilustracijama.
Najzanimljiviji video snimci na Youtube-u
 |
 |
 |
 |
Ali, ako nemate baš dobar vid, onda ćete morati koristiti dodatnu optiku. Prečnik žice koja se koristi za namotavanje namotaja visokotonaca je obično manji od 0,1 mm.
Konkretno, zavojnica zvučnika 4GDV-1 namotana je žicom promjera samo 0,08 mm. U takvim slučajevima koristim binokularne naočale sa dodatnim pričvršćenim sočivima.
Pokazalo se da je papirna traka koja drži provodnike zavojnice zalijepljena ljepilom 88. Da ne bih oštetio čauru, prilikom skidanja stare zavojnice, natopio sam ljepljivu spojnicu samo na onim mjestima gdje su trebali biti položeni vodovi zavojnice.
Nakon postavljanja vodova, zatvorio sam krajeve trake i zalijepio ih BF ljepilom.
Montaža zvučnika se vrši obrnutim redoslijedom i ne predstavlja nikakve poteškoće, jer je centriranje pomičnog sistema osigurano samim dizajnom zvučnika.
Front finalna montaža možete provjeriti faziranje zvučnika, jer je sa tako malim pomakom pokretnog sistema to teže učiniti nakon montaže.
Uz pravilno faziranje, pokretni sistem bi trebao "iskočiti" iz tijela.
Vodove zavojnice možete očistiti od laka uz pomoć tablete aspirina. Već sam rekao kako se to može uraditi, ali sam pokazao.