Akustika - konstrukcije i samogradnje elektroakustickih uredjaja.pdf

AKUSTIKA

konstrukcije i samogradnje elektroakustièkih ureðaja

1

SADRŽAJ Elektronske cijevi – nostalgija ili ... Sve što dosad niste znali o elektronskim cijevima .............................................................................. ................ 6 Uvod u projektiranje cijevnih pojaèala .............................................................................................................. 26 Napajanje cijevnih ureðaja ................................................................................................................................ 34 Ispravljaèke prigušnice za cijevna pojaèala .................................................................................... ................... 39 Integrirani krugovi u audioureðajima NF pojaèala snage do 1W ................................................................................................................................. 46 Dvostruka integrirana pojaèala manjih snaga proizvoðaèa National Semiconductors ....................................... 55 Osnovno o niskofrekventnim pojaèalima .......................................................................................................... 60 1 W NF pojaèalo s digitalnom kontrolom glasnoæe ........................................................................................... 65 TDA7384A, audiopojaèalo snage 4 x 25 W ....................................................................................................... 67 TDA8920, pojaèalo snage 2 x 50 W radi u D-klasi s visokim stupnjem korisnosti ............................................ 70 Zetex je proizveo audio pojaèalo D-klase .......................................................................................................... 73 LM4832 - digitalno podesivo pojaèalo s kontrolom tona, mikrofonskim pretpojaèalom i 3D zvukom .............. 74 Prekidaèko audiopojaèalo snage ....................................................................................................................... 78 TEA6360, Philipsov stereo equalizer za 5 frekvencijskih podruèja .................................................................... 87 SSM2163 – digitalni 8x2 audiomikser .............................................................................................................. 89 MAX45x porodica integriranih krugova ............................................................................................................ 95 AD8113, namjenski audiopreklopnik s meðumemorijom, primjeren za upotrebu i u videosustavima ............... 97 AD5200/AD5201, ultrakompaktni digitalni potenciometri u 3 mm 2 kuæištima ................................................... 97 AD5235 – prvi dvostruki 1024-položajni digitalni potenciometar ..................................................................... 98 AD5241/AD5242, I2C digitalni potenciometar .................................................................................................. 98 SSM 2000 integrirani sklop tvrtke Analog Devices za redukciju šuma HUSH sustavom ................................... 99 Voice Direct - IC za prepoznavanje govora ...................................................................................................... 101 Praktièna primjena elektronskih cijevi u audioureðajima EL34 - “evergreen” meðu cijevima ................................................................................................................. 106 Cijevno pojaèalo u push-pull izvedbi ............................................................................................................... 114 SRPP ili kaskodno pojaèalo ............................................................................................................................ 124 Cijevno integrirano pojaèalo ASV TA-80 ......................................................................................................... 130 Cijevno integrirano pojaèalo ASV KTA-60 u KIT kompletu ......................................................................... ..... 140 Cijevno SE pojaèalo ASV STA-16 s 300B ........................................................................................................ 147 QRP audio ...................................................................................................................................................... 156 Dodatni sklopovi za cijevne audioureðaje ....................................................................................................... 162 Elektriène sheme za NF pojaèala malih, srednjih i velikih snaga Tranzistorsko audio pojaèalo .......................................................................................................................... 172 Hi-Fi pojaèalo Motorola 60W .......................................................................................................................... 176 Snažno stereo pojaèalo SSM2250 pojednostavljuje prijenosne audiosustave ................................................. 180 Poveæajmo pojaèanje integriranom krugu LM386 ........................................................................................... 181 Mini pojaèalo snage 1W ................................................................................................................................. 182 Jednostavno 50W Hi-Fi pojaèalo .................................................................................................................... 184 Audio pojaèalo snage 2 x 60W ....................................................................................................................... 187 100W DMOS audiopojaèalo s MUTE/ST-BY funkcijom ................................................................................... 194 170W subwoofer pojaèalo .............................................................................................................................. 197 Pretpojaèala i kontrole Elektronski preklopnik audiosignala ................................................................................................................ 202 NF pretpojaèalo u izvedbi s TDA1524 ............................................................................................................. 208 Digitalna regulacija pretpojaèala pomoæu TDA1524 ........................................................................................ 214 Èetverokanalni audioprocesor ........................................................................................................................ 223 SSM2166 - Mikrofonsko pretpojaèalo ............................................................................................................ 235 Mikrofonsko pretpojaèalo Daiwa ..................................................................................................................... 240 Efekt za elektriènu gitaru ................................................................................................................................. 242 Izraðivati nove zvuènièke kutije ili ne? Zvuènik - vjeèna dvojba .................................................................................................................................. 244 Održavanje i jednostavniji popravci zvuènika i zvuènih sustava ...................................................................... 270 Samogradnja zvuènièkih kutija ....................................................................................................................... 278 Pomagala i razni dodaci audioureðajima Proraèun hladila ............................................................................................................... .............................. 288 Generator signala 1kHz ................................................................................................................................... 295 Modifikacija osnovnog spoja LM3914 ............................................................................................................ 299 DC/DC pretvaraè za upotrebu u automobilu .................................................................................................... 302 Inteligentni audio-video preklopnik ................................................................................................................. 306 20-bitni D/A pretvaraè ......................................................................................................... ........................... 320 Redukcija šuma - HUSH sustav ...................................................................................................................... 328 Stereo koder ................................................................................................................................................... 333 Mjerenje kvalitete izlaznih tonskih transformatora ............................................................................. ............. 339

3

Poštovani èitatelji 4

Akustika, konstrukcije i samogradnje akustièkih ureðaja naslov je knjige iz kojeg nije teško razabrati što je sve u njoj obuhvaæeno. No, ipak æu je na brzinu prelistati i istaæi nekoliko crta koje æe vas pobliže upoznati s njezinim sadržajem. Knjiga predstavlja zbirku èlanaka iz podruèja akustike objavljenih u èasopisu Svijet elektronike od poèetka njegovog izlaženja, tj. od sredine 1998. godine. Glavni kriterij pri njihovom odabiru bio je, naravno, kvaliteta. Meðutim, kako ni najkvalitetniji èlanci ne mogu jamèiti da æe samogradnje ureðaja koje opisuju biti uspješne, u redakciji smo se potrudili da u knjizi bude što manje pogrešaka. S akustikom se u svojem radu i hobiju susreæemo gotovo svakodnevno. Tragom ove èinjenice nastajala je i knjiga Akustika. U knjizi æete pronaæi mnogo zahtjevnih i onih manje zahtjevnih struènih èlanaka. Ubrajate se li meðu zahtjevnije èitatelje, svakako proèitajte èlanke o samogradnjama cijevnih audioureðaja. U njima nam je svoja iskustva i poglede u vezi cijevnih ureðaja predstavilo više autora èije smo èlanke brižno izabrali iz hrpe onih objavljenih u èasopisu Svijet elektronike tijekom njegovog trogodišnjeg izlaženja. Tim èlancima dodali smo nekoliko priloga koji dosad još nisu bili objavljeni, ali se dobro uklapaju u kontekst tematike pojedinih poglavlja i pomažu u razumijevanju cjeline. U knjigu je uvršteno više poglavlja u kojima æete uz osnove o elektronskim cijevima i njihovoj praktiènoj primjeni pronaæi i korisne i upotrebljive informacije o najnovijim (i o onim malo manje novim, ali zato ništa manje korisnim) integriranim krugovima. Knjiga je ispunjena mnoštvom praktiènih shema za samogradnje NF pojaèala, pretpojaèala i drugih akustièkih ureðaja u cijevnoj tehnici kao i s diskretnim i integriranim elementima. Kao dodatak uvrstili smo èlanke o samogradnji zvuènièkih kutija, i samogradnje ureðaja koji život samograditelja u svijetu akustike èine puno lakšim. Buduæi da se veliki broj èitatelja veæ koristi Internetom, na našim stranicama www.svijet-elektronike.com pripremili smo zbirku tehnièkih podataka o veæini u knjizi opisanih integriranih krugova. Stoga, ali i zbog kvalitetnih i upotrebljivih èlanaka u knjizi, uvjereni smo da æe ova knjiga dobro poslužiti svima koji se na bilo koji naèin bave akustikom. U pripremi materijala i izradi knjige sudjelovali su svi èlanovi redakcije èasopisa Svijet elektronike i nekoliko vanjskih suradnika. Svima njima zahvaljujem na pomoæi i savjetima pri nastajanju knjige.

Jurij Mikeln

U

doba mikrokontrolera i raznih programabilnih integriranih krugova, digitalnih i analognih, elektronièari se opravdano pitaju zašto koristeæi elektronske cijevi uopæe gubiti vrijeme. Svima su nam poznate- velike, energetski rastrošne, a i vrlo skupe kada ih moramo ugraditi ili zamijeniti. No, unatoè svemu, postoji odreðeni krug elektronièara, meðu njima prednjaèe audiofili, koji ih smatraju najboljim pojaèavaèkim elementima.

Elektronske cijevi nostalgija ili ... Kako je knjiga prvenstveno namijenjena elektronièarima – audiofilima koji vole izraðivati vlastite ureðaje, red je da nekoliko rijeèi kažemo o osnovama primjene elektronskih cijevi te o naèinima napajanja elekronièkih sklopova i ureðaja u kojima su upotrijebljene. 5

TRANSFORMATORSKO POVEZIVANJE STUPNJEVA Ovaj se naèin najèešæe koristi za prikljuèivanje trošila na izlaz izlaznog stupnja, ali je koristan i za meðustupanjsko povezivanje u pojaèalu. Jedna od prednosti transformatorskog spoja je i ta što sekundarni namot može imati više zavoja od primarnog pa može podiæi napon signala. Dakle, nema pada napona na mrežici jer nema otpornika Rg i nije potreban vezni kondenzator.

E1

6C5

E2

10nF

6C5

25µF

5K

25K

8µF

12K

25µF

1M

470K

100K

SIGNAL

B+

B+

Slika 24

Uzrok zašto se transformatorski naèin spajanja više ne koristi je slabiji frekvencijski prijenos nego kod prijenosa preko RC kombinacije. Moderne cijevi s velikim pojaèanjem praktièki ne trebaju transformatorsku pomoæ za podizanje napona signala. Osnovni nedostatak transformatorskog spoja je taj što impedancija namota nije konstantna, veæ se mijenja s frekvencijom signala. Ako frekvencija raste, raste impedancija i obratno. Pogledajmo sada transformator sa slike 24. Pretpostavimo da primarni namot ima induktivitet 10 H. Kod frekvencije 100 Hz æe induktivni otpor biti X L = 2πfL = 6,28*100*10 = 6,28 ohma. Kod frekvencije 1 kHz æe biti XL = 62,8 ohma, a na frekvenciji 10 kHz XL = 628 ohma. Buduæi da je induktivni otpor primarnog namota ujedno i opteretna impedancija anode, njena æe loša frekvencijska karakteristika pokvariti frekvencijsku karakteristiku cijelog pojaèala.

KARAKTERISTIKE AUDIOPOJAÈALA SNAGE Do sada smo govorili o pojaèalima koja su pojaèavala malene ulazne signale s velikim faktorom pojaèanja, a sada slijedi pregled pojaèala snage. U naponskom pojaèalu anodna struja je upotrijebljena samo za proizvodnju napona koji vodimo na mrežicu sljedeæeg stupnja. Anodna struja je uglavno vrlo mala. S druge strane izlazna pojaèala snage u trošilo moraju tjerati velike struje. Trošila imaju obièno izmeðu 2000 i 20000 ohma. Cijevi upotrijebljene u naponskim pojaèalima djeluju u klasi A, dok u pojaèalima snage rade u klasama A, B ili AB. Za izlazni stupanj koriste se triode ili pentode. Mogu raditi samostalno (single ended), u paru ili u protuspoju (push-pull). Naèin djelovanja zavisi o snazi koju trebamo. Anodnu struju izlaznog stupnja s jednom cijevi èine dvije komponente: istosmjerna komponenta napajanja i promjenjiva izmjenièna komponenta koja predstavlja izlazni signal pojaèala. Izmjenièna komponenta anodne struje teèe zajedno s njezinom istosmjernom komponentom preko primarnog namota izlaznog transformatora. Istosmjerni dio anodne struje uzrokuje statièko magnetsko polje i ne inducira nikakav napon na sekundarnoj strani izlaznog transformatora, dok izmjenièni dio anodne struje na sekundarnoj strani inducira koristan izlazni signal kojim pobuðujemo prikljuèeni zvuènik. Kao što smo rekli, istosmjerna komponenta anodne struje ne daje izlazni signal. Ovaj dio anodne struje uzrokuje gubitke snage u anodnom krugu zbog kojih se izlazne cijevi kao i sam transformator griju.

19

ED - AD1 Tip 3 Shema 2 prikazuje primjer rasnog triodnog jednotaktnog pojaèala. Sastavni dijelovi su mu samo katodna pojaèala, namjerno predstavljena u razlièitim izvedbama. Zapravo je sastavljen iz elemenata pojaèala iz sheme 1 i elemenata pojaèala iz prošlog poglavlja (takoðer iz sheme 1). Drugi stupanj pojaèala prikazuje paralelno povezanu dvostruku triodu s funkcijom smanjivanja unutarnjeg otpora i poveæavanja strujnih moguænosti. Eventuelni odabir cijevi ECC81, 12BH7 ili 6CG7 mogao bi biti još prikladniji od navedenog. U tom sluèaju bi trebalo prilagoditi vrijednosti anodnog i katodnog otpornika dvostruke triode. Bez naknadnih prilagodbi cijev ECC83 možemo zamijeniti primjerenijom 5751 ili 6027, po moguænosti obje proizvoðaèa General Electric ili barem RCA. Uz veæi broj paralelnih izlaznih stupnjeva snage (3 x AD1) pobudni stupanj ima velikih problema s “punjenjem” upravljaèkih mrežica. Sonièki rezultati izvedbe dovoljno snažnog pobudnog stupnja jesu èvršæe i brže niske frekvencije i transparentno otvoreno visokotonsko podruèje. Problemi s pobudom upravljaèkih mrežica izlaznih snažnih cijevi jedan su od razloga za pretopli i suviše ispoliran zvuk s pomanjkanjem prirodnih rezonancija i èvrstine u zvuku. Izvedemo li pojaèalo koje æe moæi primati razlièite tipove izlaznih cijevi s razlièitim ulaznim parazitnim kapacitetima, mogli bismo, dakle, mijenjanjem izlaznih cijevi utjecati na linearnost, impulsni odziv, frekvencijski raspon, zvuk i zvuèanje pojaèala. Na ovom stupnju spretan bi samograditelj iz navedenih standardnih elemenata veæ znao sastaviti pojaèalo kojega bi recimo èinilo S.R.P.P. pojaèalo na ulazu, s katodnim “pogonskim” meðustupnjem i dvjema paralelnim izlaznim snažnim cijevima. Kondenzatore, koje vidimo kao veze meðu stupnjevima (najèešæe u vrijednosti 0,47 microF/400 V), moramo koristiti iz jednostavnog razloga jer je u veæini konstrukcija s cijevima nužno zaustaviti istosmjernu struju i time pojavu visokog istosmjernog napona na izlazu svakog stupnja. Visoki istosmjerni napon na ulazu stupnja poremetio bi odnose istosmjernih parametara nužnih za djelovanje stupnjeva u funkciji pojaèala. Spomenuto naravno ne vrijedi za izmjenièni signal. Ovaj kondenzator nazivamo veznim (povezuje razlièite stupnjeve s izmjeniènim signalom) ili blok kondenzatorom (blokira istosmjerni napon i istosmjernu struju). Ne smjemo zaboraviti da idealni kondenzator predstavlja beskonaèno velik otpor za istosmjerne velièine i gotovo kratak spoj za izmjeniène velièine. Što su veæi kapacitet i frekvencija, to je manji kompleksni otpor kondenzatora.

NEUTRALNOST VEZNOG KONDENZATORA Prikljuèimo li vezni kondenzator preko plastiènog izolatora na izlaz pojaèala snage, povežemo serijski s nekolikowattnim 10-ohmskim otpornikom, a na ulaz pojaèala dovedemo izvor zvuka, primijetit æemo da kondenzator emitira zvuk. Zvuk je slièan zvuku što ga èujemo iz udaljenih slušalica. Upotreba medicinskog stetoskopa pokazat æe nam koji kondenzatori najmanje sviraju. Izmjenièni signal dovoljno visoke jaèine (strujno dovoljno snažan) stvara u kondenzatorima elektrostatièni šok, pomicanje elektroda i time izmjenièno mijenjanje kapaciteta. Logièki zakljuèak bio bi, kako tvrde i mnogi proizvoðaèi ruèno izraðenih kondenzatora, da je najneutralniji kondenzator onaj koji pri prolasku signala najmanje vibrira. Folijski kondenzatori s papirnatim i uljem napojenom dielektrikom su meðu najtišima. Sa spomenutim se efektom, barem što se tièe upotrebe u sklopovima pojaèala, ne slažemo u potpunosti. Samogeneriranje vibracija kondenzatora pri prolasku velike struje kroz njega doduše doista uzrokuje vibracije i time u signalu razmjerno mijenjanje kapaciteta, ali kroz vezne kondenzatore u cijevnim pretpojaèalima i u pobudnim stupnjevima cijevnih pojaèala snage ne teku velike struje (cijevi za pretpojaèala su izrazito naponom upravljani naponski elementi). S druge strane, promjene kapaciteta i do 50 % (što je praktièki nemoguæe) u veznim kondenzatorima utjeèu samo na promjenu lomne frekvencije (6 dB pad nivoa na oktavu na frekvenciji pod kojom poène linearnost pojaèala padati). Hoæe li pobudni dio pojaèala djelovati izmjenièno linearno od 4 ili od 8 Hz dalje, doista nema nikakve veze, osim ukoliko je kapacitet kondenzatora premalen. U tom sluèaju može doæi do izmjeniènog loma recimo kod 30 Hz ili (i) kod 60 Hz, a to nam više nije svejedno. 29

E

lektronika velikim koracima grabi prema naprijed, prema svakim danom sve boljim i sve snažnijim integriranim krugovima. Ni na podruèju audioureðaja stanje nije ništa drugaèije. I upravo zato odluèili smo predstaviti vam neke najnovije i neke ne baš najnovije ali još uvijek vrlo korisne integrirane krugove.

Integrirani krugovi u audioureðajima Na poèetku ovog poglavlja predstavljena su integrirana pojaèala. Meðu njima æete naæi pojaèala manjih snaga, do 2W, npr. za 8-ohmske slušalice, i ona sa snagama do 2x50 i više W. Uz NF pojaèala tu æete naæi i podatke o digitalnim potenciometrima, integriranim krugovima namijenjim potiskivanju šuma, mikserima za miješanje audio i videosignala i naravno equalizerima. Ukoliko vam opisani podaci nisu dostatni, pozivamo vas da posjetite naše internetske stranice s kojih možete besplatno skinuti cjelovitu dokumentaciju veæine integriranih krugova opisanih u ovom poglavlju. 45

3.2. Mosni spoj izlaznog stupnja snage Slika 3.2 prikazuje snažan mosni izlazni stupanj s trošilom i LC filtrom. Mosni pretvaraè i niskopropusni filtri vezani su simetrièno. Izlazni napon Up = Vp1 - Vp2 predstavlja plivajuæi napon. U praksi je Vp1 - Vp2 visokofrekvencijski signal impulsnog oblika. Filtri taj visokofrekvencijski signal izdvajaju frekvencijom prekidanja.

S2

S1 L1

Vp1

UNAP

L2

BREME TROŠILO

Vp2

U0 S4

C1

C2

S3

UPRAVLJAÈKI

KRMILNO SKLOPVEZJE PWMsignal SIGNAL PŠM

Slika 3.2: Mosni pretvaraè

Mosni stupanj ima dva stanja: • u prvom stanju su sklopke S1 i S3 ukljuèene, a S2 i S4 iskljuèene. Potencijal Vp1 iznosi UNAP, a Vp2 je 0; • u drugom stanju su ukljuèene sklopke S2 i S4, a S1 i S3 iskljuèene. Potencijal Vp2 iznosi UNAP, dok je sada Vp1 jednak 0. Efektivni izlazni signal na trošilu izraèunamo pomoæu izraza U 0 (t ) =

1 TS

Ts  dTS   ∫ U NAP dt − ∫ U NAP dt     0  dTS

(3.2)

pri èemu je d omjer voðenja. Konaènu izvedbu stupnja mosnog pojaèala snage prikazuje slika 3.3. Mosno pojaèalo snage je sastavljeno iz dva dijela. U prvome dijelu nalaze se snažni tranzistori vezani u mosni spoj. Uz svaki tranzistor stoji zaštitni rasteretni sklop. Na plivajuæe stezaljke mosta simetrièno su vezani izlazni filtri za izdvajanje korisnog signala. U drugome dijelu nalaze se integrirani krugovi IC1 i IC2 koji služe za upravljanje tranzistorskim sklopkama sa strujom do 2A. Upravljaèki stupanj je izveden èipovima IR2110. Radi se o visokonaponskim, vrlo brzim snažnim MOS integriranim krugovima s galvanski odvojenim visokim i niskim okidnim izlazom. Logièki ulazi su im kompatibilni sa standardnim CMOS izlazima ili s LSTTL izlazima uz upotrebu podiznih otpornika. Izlazni driveri su niskoohmski za kratkotrajne strujne šiljke. Plivajuæi kanal može biti upotrijebljen za okidanje N-kanalnih snažnih MOS-FET ili IGBT tranzistora. Kod tako izabranog okidnog stupnja, èip IR 2110 dozvoljava i do 500V prikljuèenog napona na tranzistore. Izmeðu izlaza integriranih krugova i upravljaèkih elektroda tranzistora vezani su otpornici koji ogranièavaju trenutne struje kod ukljuèivanja i smanjuju moguænost uništenja integriranog kruga za trajanja prijelaznih pojava. Kod prekidanja induktivnih strujnih krugova dolazi do pojave kod koje unatoè iskljuèenom tranzistoru nije moguæe izvršiti brzu promjenu struje. Ova pojava uzrokuje dodatne, prekidaèke gubitke na tranzistorima. Pomoæu jednostavnog kriterija [3] t ON + t OFF ≤

82

T 10

(3.3)

TEA6360 možemo napajati u opsegu napajanja od 7 do 13.2 V. Uz napajanje s 8,5V TEA6360 troši približno 24 mA struje, a kod napajanja s minimalnim naponom daje 1,1VRMS izlaznog napona. Pogledom na podatke o naponima napajanja mogli bismo pomisliti kako za povezivanje ovog èipa s mikrokontrolerom moramo upotrijebiti još jedan meðusklop, npr. CMOS driver. No, Philipsovi su struènjaci mislili i na to tako da I2C kontrolne pinove èipa možemo na mikrokontroler prikljuèiti izravno i bez dodatnih drivera.

Opis integriranog kruga TEA6360 Blok shema unutarnje graðe integriranog kruga TEA6360 prikazana je na slici 1. Radi se dakle o integriranom sklopu èije su funkcije podvojene što ga èini primjerenim za primjenu u stereo sustavima. Svaka filtarska sekcija za odreðivanje parametara pojaèanja/slabljenja zahtijeva svoje vanjske elemente. Na taj naèin postižemo simetrièno pojaèanje odnosno slabljenje audio signala pojedinog frekvencijskog podruèja. Namještanje pojaèanja ili slabljenja vršimo u koracima: 2,7 dB, 5,5 dB, 8,4 dB, 11,6 dB i 15,0 dB. Položaj ‘’sklopki’’ filtra je uvijek isti za oba kanala. Slièno je i kada želimo odreðeno frekvencijsko podruèje oslabiti, samo što su gore navedene vrijednosti pojaèanja u tom sluèaju s negativnim predznakom. Prema tome, TEA6360 ima moguænost namještanja slabljenja odnosno pojaèanja u rasponu od –15 dB do +15 dB.

Slika 2: Primjena integriranog kruga TEA6360

Ovaj integrirani krug ima još nekoliko zanimljivih svojstava koje ovom prilikom neæu detaljnije opisivati. Spomenut æu samo kako odreðene vrijednosti pojaèanja/slabljenja možemo namještati kako s pojaèanjem tako i sa slabljenjem. Na primjer, pojaèanje +3 možemo ostvariti tako što pojaèanje namjestimo na +5, a slabljenje na –2. Rezultat je dakle pojaèanje u iznosu od +3. Da biste ovu moguænost mogli koristiti i sami, svakako æete trebati detaljnije informacije o èipu. Na slici 2 vidimo tipièni spoj TEA6360 s primjenom u autoradiju.

Zakljuèak Integrirani sklop TEA6360 svakako zaslužuje više naše pozornosti, posebice sada kada je veæina naših èitatelja nauèila koristiti programski jezik Bascom. Vjerujem da æete se ohrabriti i potražiti TEA6360 i AT89C2051 te sami izraditi svoj I2C equalizer èiji opis u ovoj knjizi možete naæi na stranici 223. Pripremio: Jure Mikeln Literatura: TEA6360 data sheet 88

kartice), telefonsku centralu (ako ste bili pažljivi mogli ste na slici 1 uoèiti DTMF generator tonova), muzièki stup, a mene najviše privlaèi primjena u kuænom robotu o kojem æu više napisati u sljedeæem prilogu.

Iz Sensory, Inc. su nam javili da su zapoèeli s prodajom nove serije Voice Extreme™ koja se može programirati u C-u sliènom jeziku. Serija obuhvaæa IC, razvojni kit, Low-cost Unit i Recognition Toolbox za razvoj aplikacija. Novosti je više. Èip sada omoguæava veæu toènost prepoznavanja i od sredine izgovorene reèenice. Isto tako je omoguæeno i govornièko-neovisno prepoznavanje èime izbjegnemo poduèavanje. Ostale važne osobine jesu: provjera govornika (šifra), snimanje i reprodukcija, sinteza govora i glazbe, DTMF sinteza, nadzor nad potrošnjom energije te bolje korištenje memorije. Pripremaju i jednostavne korisnièke aplikacije za primjenu npr. u automobilima. Cijena? IC možete nabaviti veæ za $2.65 po komadu za kolièinu od sto tisuæa komada, a inaèe za $8.

Literatura: 1) Sensory, Inc.: Voice Direct; Data Sheet. Pripremio: Rok Rodiè, E-mail: [email protected]

104

T

eoretsku pozadinu djelovanja elektronskih cijevi predstavili smo vam u prvom poglavlju. U ovom æete poglavlju naæi praktiène projekte samogradnji cijevnih pojaèala. Izrada NF cijevnih pojaèala zahtijeva od konstruktora puno strpljenja prilikom traženja, a èesto puta i kod samostalne izrade odreðenih elemenata. Jedan od takvih svakako je i izlazni transformator. U ovom æete poglavlju naæi više shema ureðaja – takvih u kojima autori preporuèaju ugradnju profesionalnih izlaznih transformatora koje nije teško nabaviti. Jedan od autora pak preporuèa kompromisno rješenje –izlazni transformator možemo napraviti i sami.

Praktièna primjena elektronskih cijevi u audioureðajima Vrhunski audiofili vjerojatno neæe biti oduševljeni takvim rješenjem, ali unatoè tome èlanak ipak ukljuèujemo u knjigu sa željom da pomognemo èitateljima i samograditeljima u razumijevanju kompleksnosti djelovanja cijevnog audioureðaja. Tek kad sami napravite, provjerite i preslušate svoje pojaèalo, moæi æete presuditi koji æete i kakav transformator upotrijebiti u svojem pojaèalu. Osim izlaznog transformatora za zvuèanje vaših zvuènika svakako je važan i tip spoja elektronskih cijevi. Neki preporuèaju AB klasu, drugi push-pull, treæi... Predlažem stoga da dobro proèitate sve èlanke i da se u skladu sa svojim moguænostima, tehnièkim i financijskim, sami odluèite koji æete projekt izraditi. Želimo vam puno uspjeha i zadovoljstva pri slušanju zvuka iz vlastitog cijevnog pojaèala! 105

Cijevno integrirano pojaèalo ASV KTA-60 u KIT kompletu U ovom prilogu opisujem integrirano cijevno pojaèalo KTA-60 koje je namijenjeno svim samograditeljima, ljubiteljima cijevne tehnike koji ne mogu bez mirisa kolofonije i topline lemilice. Rijeè je o konstrukciji push-pull pojaèala snage 2x30W koja omoguæava jednostavnu i brzu gradnju svima, pa i onima manje iskusnima. Prva verzija kit kompleta KTA-60 bila je opisana u èasopisu Svijet elektronike iz listopada 1998. godine. U ovome prilogu opisujemo novu, usavršenu i proljepšanu verziju tog istog pojaèala.

UVOD Kod nas ima vjerojatno mnogo zanesenjaka i ljubitelja cijevne tehnike kojima nije žao novaca ni vremena ukoliko se bave elektronkama. Zapravo uživamo u mirisima lema i toplini lemilice, po moguænosti izbjegavamo tiskane ploèice i ožièenja radije izvodimo klasiènim naèinom. A najzadovoljniji smo kada se elektronke zažare i iz zvuènika se zaèuje topla i ugodna glazba za koju smo u tom trenutku spremni tvrditi da je najbolja, najljepša i uopæe naj ... Zašto ne!? Dosta šale. Nije sve tako jednostavno i lijepo. Potroši se puno vremena, naprave brojni kilometri i organizira prava telefonijada u traženju materijala (a èesto se neki skupi element pokaže malo boljim škartom), traži se radionica koja æe izraditi kuæište prema našoj želji, potrebno je naæi i kvalitetnu lakiraonicu, zatim izraditi natpisne ploèice ... Kod nabave transformatora naši su živci veæ dobro naèeti: mrežni transformator još æemo nekako nabaviti, ali znatno teže je s prigušnicama i izlaznim transformatorima. Tko æe se primiti motanja jednog ili dvaju transformatora prema posebnoj dokumentaciji koju smo negdje dobili ili smo je sami izraèunali? K tome je namotaj i jezgru potrebno još i sastaviti, impregnirati, itd. I što ako na kraju transformator ne radi zadovoljavajuæe? Uvoz je i dalje kompliciran i skup. Poglavlje za sebe su i elektronke. Nedavno mi je prijatelj donio na testiranje elektronke EL34 vrlo poznatog proizvoðaèa, kupljene u bližem inozemstvu. Anode svih èetiriju elektronki su veæ nakon nekoliko minuta djelovanja poprimile tamnocrvenu boju. Kada konaèno nakon svih natezanja, ukoliko prije ne ostanemo bez volje, sakupimo sve potrebne dijelove, otpoène pravi posao. Nakon dva ili tri tjedna rezanja, bušenja, lemljenja stavimo elektronke u podnožja i preklopimo mrežnu sklopku. Ako nema dima ili manjeg požara, duboko udahnemo: možda nam smeta još neki brum ili neka druga smetnja i veæ proðe nekoliko dodatnih dana u rješavanju posljednjih nedostataka. Zatim slijede dani slušanja glazbe. Pridruže nam se i prijatelji, donesu svoje CD-e, ali i svoje ocjene zvuka: jedni hvale, drugi su možda malo više suzdržani ... Prema našem mišljenju zvuk je svakako vrlo dobar ako ne i odlièan. No, još uvijek postavljamo neka pitanja: koliku snagu uopæe daje pojaèalo, kakav je frekventni odaziv, gdje i tko æe nam to izmjeriti. Ali, pri tom svakako ne gubimo volju za cijevnu tehniku i uskoro veæ poènemo razmišljati o poboljšanjima ili možda èak o novoj konstrukciji pojaèala. U poduzeæu ASV odluèili smo ublažiti probleme samograditelja i konstruktora, ako ih veæ ne možemo i potpuno riješiti. Obeæali su da æe nam raspolaganju biti najvažniji sastavni dijelovi svih konstrukcija u cijevnoj tehnici, koje veæ imamo ili æemo ih još imati. Za samograditelje æe naravno na raspolaganju biti ovdje opisano cijevno pojaèalo ASV KTA-60.

KONCEPT Zadali smo zadatak izraditi što jednostavnije, klasièno graðeno cijevno integrirano stereo pojaèalo bez uporabe tiskanih ploèica, s visokom kvalitetom materijala, sastavnih dijelova i naèina gradnje. Izlazna snaga treba biti oko 140

Slika 8: Montažna shema

153

korijenu omjera impedancija, cijela stvar “približno štima”. Ovo je “hakersko” rješenje i dobiveni rezultat je približan, osjeæaju se gubici u podruèju viših frekvencija. No, prve rezultate æete postiæi na jednostavan naèin.

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9,R10 P1 P2 C1 C2 C3 C4,C5 V1 V2 D1,D2 T1

T2 G

1M 6K8 330 E 22 E 1K2 5 W 150 E 2 W 100 K 2 W 27 K 2 W 100 E 47 K log 5 K trimer 47 pF 47 µ F/35 V 100 µ F/100 V 220 µ F/385 V EF86 + podnožje ECL82 (6BM8) + podnožje 1N4007 Mrežni transformator (za stereo izvedbu) snage 50 W; primar 220 V sekundar I = 200-210 V / 120 mA , sekundar II = 6,3 V / 2,5 A Izlazni transformator – vidi tekst ! Mosni ispravljaè 385 V i 1- 1,5 A

Popis upotrijebljenih dijelova

Podešavanje Podešavanje je jednostavno. Prvi korak je da trimerski potenciometar P2 namjestite na najmanju vrijednost, tj oko 0 ohma. Spojite sada voltmetar preko otpornika R5 (1200 ohma, 5 W snage), ukljuèite pojaèalo i prièekajte da se zažare katode i zapoène teæi bilo kakva anodna struja. Zagrijavanje æe trajati oko minutu i pol. Sada pažljivo namještajte trimer P2 dok na otporniku R5 ne oèitate pad napona od oko 44 V. To znaèi da je anodna struja pentode V2 oko 37 mA. Podešavanje je gotovo! Možete ga ponoviti za desetak minuta kada se pojaèalo “dobro ugrijalo”. Ukoliko ste za vrijeme podešavanja imali spojen zvuènik i doveden pobudni signal, mogli ste primijetiti da se zvuk od “teških distorzija” pretvorio u sasvim prihvatljiv u trenutku kada ste podesili statièku radnu toèku. Ovdje valja napomenuti da je kritièni dio ovog pojaèala upravo taj napon na otporu R5 koji treba dati ispravni radni napon za G2 ulazne cijevi EF86 – V1. Ako mijenjate pobudnu cijev ili upotrebljavate jaèu izlaznu cijev, mijenjat æe se i struja i napon na otporu R5 i statièka radna toèka pojaèala bit æe upitna. Ponekad preko otpora R5 treba staviti i razdjelnik s kojega se onda vodi napon na G2 pobudne cijevi. Ovo je navedeno za one koji vole tweaking, odnosno uvijek vole nešto mijenjati i usavršavati. Njima posebno napominjem da bi bilo dobro preko svih elektro-

Snaga Raspon frekvencija Ulazna osjetljivost Svojstva pojaèala

160

2,5 W pri distorziji <1% kod 400 Hz 40Hz-30kHz, ovisi o upotrijebljenom izlaznom transformatoru 0,670 mV za punu izlaznu snagu i 47 kohma ulazne impedancije

U

ovom æete poglavlju naæi elektriène sheme NF pojaèala. Najprije su prikazana pojaèala malih snaga kakva se obièno koriste u prijenosnim ureðajima, odnosno tamo gdje je za uštedu prostora na tiskanoj ploèici važan svaki cm2. Veæina suvremenih NF pojaèala odgovara ovom zahtjevu jer i razvoj pojaèala kod veæine proizvoðaèa ide upravo u smjeru smanjivanja njihovih kuæišta. U ovo je poglavlje ukljuèeno i pojaèalo izvedeno diskretnim elementima buduæi da je relativno jednostavno za izradu i može dobro poslužiti kao edukativni èlanak.

Elektriène sheme za NF pojaèala malih, srednjih i velikih snaga Kod snažnijih pojaèala možemo primijetiti trend upotrebe novijih izlaznih tranzistora kojima se smanjuje disipacija sklopa. Tako je nastalo i poznato DMOS pojaèalo koje s uspjehom svira u mnogim domovima u Hrvatskoj i u inozemstvu. Naravno, i kod opisa snažnijih pojaèala takoðer su prikazane sheme pojaèala s disktretnim elementima. 171

Još moramo pojasniti prisustvo dioda D1, D2 u izlaznom stupnju pojaèala. Kako smo to objasnili na slikama 2a i 2b, tranzistori T4 i T5 vode naizmjenièno, svaki svoju poluperiodu signala. Meðutim, potreban je odreðeni prednapon, oko 0,6 - 0,7 V, da bi tranzistor uopæe poèeo voditi. Ovaj pad napona ostvaren je na diodama D1, D2. Kod pojaèala velike snage izlazni tranzistori se jako griju. Kako su svi parametri tranzistora ovisni o temperaturi, diode se u pravilu postavljaju na hladnjak neposredno uz izlazne tranzistore. Tako se osiguravamo da se parametri tranzistora i dioda meðusobno usklaðuju. Poduzimaju se i dodatne zaštitne mjere da kroz zagrijane izlazne tranzistore ne poteèe prevelika struja i tako ih uništi. U svojoj konstrukciji smo se upotrebom Darlington tranzistora osigurali i od moguæih temperaturnih nestabilnosti jer pad napona na D1, D2 nije dovoljan da bi kroz T4, T5 potekla prevelika mirna struja ni kad su oni jako zagrijani. S druge strane, on æe ipak biti dovoljan da se izbjegnu izoblièenja pri niskim glasnoæama.

ulaz

Kao i sve projekte do sada, i ovaj æemo izvesti na univerzalnoj tiskanoj ploèici. Slika 4 prikazuje raspored elemenata i naèin povezivanja. Najprije pažljivo postavimo i zalemimo kratkospojnike, zatim otpornike i diode i, na kraju, najviše elemente. Pri postavljanju dioda, tranzistora i elektrolita obratite pažnju na raspored izvoda i polaritet. Raspored izvoda upotrijebljenih tranzistora prikazan je i na slici 4.

Slika 4: Raspored elemenata pojaèala na tiskanoj ploèici i naèin njihovog povezivanja

Slika 5: Ispravljaè za jednostavno pojaèalo

174

+Vcc

C6 .1µF GND

C7

F2 B50C5000

F

4700µF BR1

C6* .1µF

230V

C7*

N

4700µF

-Vcc

Slika 2: Elektrièna shema ispravljaèa

+Vcc

F2

C6 .1µF GND

C7

BR1

4700µF

F

C7*

N

230V C6* .1µF

4700µF

BR2

-Vcc

Slika 3: Elektrièna shema ispravljaèa s dva transformatora

Možete koristiti i DIL8 podnožje, naroèito ako želite nešto isprobavati operacijskim pojaèalom. Na kraju vam preostaje još kuæište s odgovarajuæim hladilom. Darlington tranzistore potrebno je prièvrstiti na odgovarajuæe hladilo od aluminija. Tranzistori su na razlièitim potencijalima pa moramo pod njih staviti odgovarajuæe podloške - izolatore, a ako æe tranzistori biti izvan kuæišta, postavit æemo na njih i odgovarajuæe plastiène pokrove. Podloškeizolatore premažemo silikonskom pastom koja odlièno provodi toplinu. U orginalanoj shemi su korišteni tranzistorski parovi MJ900G/MJ1000G koji su dobavljivi u TO3 kuæištu. Za veæu snagu možemo koristiti i par 2N6052/ 2N6059 u istom kuæištu. Tranzistori za manje snage su u TO220 ili TO247 kuæištima. Podložak-izolator moramo koristiti i kod njih. Kad su tranzistori povezani na hladnjak, moramo povezati još i tiskanu ploèicu. Moramo paziti

Tabela 2: Spisak elemenata za razlièite snage pojaèala

178

koljena diode. Odgovarajuæim otpornikom izmeðu izlaza i current sense ulaza možemo ostvariti zaštitu pojaèala od prevelike disipacije. OPA541 na ulazu ima FET tranzistore, dakle, vrlo visok ulazni otpor, a na izlazu dva bipolarna tranzistora što stvara moguænost sekundarnog proboja u sluèaju prevelike disipacije na izlazu, èak i ako se radi o trenutnom preoptereæenju. Da ništa nije idealno, na žalost, vrijedi i za OPA541. Možemo ga doduše zaštititi od prevelikih struja spomenutom strujnom zaštitom, ali ga takva zaštita u nekim sluèajevima može ometati u djelovanju i zbog toga su takve zaštite obièno podešene na neku kompromisnu toèku kojom ne možemo osigurati pouzdano djelovanje u svim sluèajevima. Za to bismo trebali dodatne zaštitne zahvate, odnosno složeniju elektroniku na mjestu spomenutog zaštitnog otpornika. Kako ovdje nisam htio nepotrebno komplicirati, ostao sam kod otpornika jer uz ostalo raèunam i na ozbiljnost potencijalnih samograditelja koji æe paziti da ga ne unište kratkim spojem, a važna im je jednostavnost izvedbe pojaèala. Pogledajmo sada shemu pojaèala:

ulaz-D

ulaz-L

* Napomena 1: Montiramo trimer ili kombinaciju otpornika (želimo li fiksno pojaèanje) Slika 5: Shema stereo pojaèala 2 x 60 W

189

U

poglavlju o pretpojaèalima i tonskim kontrolama temeljito je obraðen integrirani krug TDA1524. Pripremili smo sheme sklopova za analogno i digitalno upravljanje tim više nego zanimljivim integrircom. Posebno smo ponosni na sklop 4-kanalnog audioprocesora sastavljenog iz najnovijih Philipsovih integriranih krugova koji se mogu nabaviti i kod nas. Buduæi da se radi o izvedbi s mikrokontrolerom, sklop je tome primjereno inteligentan i jednostavan za rukovanje.

Pretpojaèala i kontrole U ovom æete poglavlju naæi i dva èlanka u kojima je opisana izrada mikrofonskog pretpojaèala te jedan s opisom sklopa efekta za elektriène gitare. Tu su još i dva èlanka o audio/video preklopniku. U suvremenom svijetu sve se èešæe dogaða da uz preklaplanje audiosignala istovremeno trebamo preklapati i videosignale. Za kvalitetno obavljanje te funkcije dobro vam mogu poslužiti i predstavljeni preklopnici audio/videosignala. Poglavlje o pretpojaèalima i tonskim kontrolama predstavlja, dakle, zakljuèenu cjelinu o audioureðajima koju audiofil jednostavno mora imati. 201

F1

RV1

PRIM

TR1

SEK

C7

C8 IC5

+

AC

BR1

C6

C9

C15

R17

AC

D5

S2

S1

R15 R18 R14

IC6 C13 C12

C10

C11

-

KON1

R11 +5

220398

C2

D3 ~E A1 A0

IC2

HCWSAPP-RL

C1

IC1

D2

893022

LR-PPASWCH

220398

LR-PPASWCH

C4

R10 R9 C3

D4

D1

L

IC3

D

J6

J1

R5

R1

J7

J2

R6

R2

J8

J3

R7

R3

J9

J4

R8

R4

COMPONENT

SOLDER

SOLDER

Slika 3a: Gornja i donja strana tiskane ploèice i raspored elemenata

205

R16

J11

J12

J10

J5

Slika 6: Elektrièna shema kontrolnih sklopova i mrežnog dijela

Na shemi nije nacrtan upravljaèki sklop preklopnika audiosignala jer je on veæ bio opisan u èlanku istog naslova. Elektriènu shemu sklopa i njen opis možete proèitati u SE5, rujan ’98. Tiskana ploèica je tlorisno jednako postavljena kao i ploèica LR-PPADIGI, jedino su kondenzator C5 i otpornik R12 dobili novi položaj. Komponente naravno 218

Mrežna sklopka svakako mora imati stalno napajanje što osiguramo serijskim kondenzatorom C23 i poluvalnim ispravljaèem izvedenim pomoæu dioda D1 i D2. Napon izgladimo elektrolitskim kondenzatorom C26 i stabiliziramo Zenerovom diodom ZD1-12V. Ovaj sklop osigurava nam dovoljno kvalitetan napon za djelovanje mrežnog sklopa i pogon svijetleæe diode u fotoveznom elementu IC11. Ništa strašno, ako je napon pod optereæenjem malo valovit. Ovakvo rješenje je svakako jeftinije od varijante s transformatorom i integriranim stabilizatorom 78xx. I tako smo u objašnjavanju ove svemirske tehnologije došli skoro do kraja.

KAMO S TREÆIM SLOJEM SENDVIÈA? Pa, najbolje na sam vrh! Prièvrstimo ga iznad NF pretpojaèala. To je nužno i logièno buduæi da na njemu imamo digitalne nadomjestke klasiènih mehanièkih potenciometara. Kako bi digitalni potenciometri uspješno izvršavali svoju zadaæu, moramo ih povezati s ploèicom NF pretpojaèala. To su toèke P1-1,2,3 do P4-1,2,3. Potrebno je meðusobno povezati istoimene toèke. Sve veze moraju biti realizirane usporedno i ne smiju se meðusobno ispreplitati!!! Žièane veze na tiskanoj ploèici audiopreklopnika ostanu iste kao i prije. Prethodne male kontrolne ploèice audiopreklopnika više ne trebamo. Odstranimo ih i pospremimo za sluèaj ako æemo audiopreklopnik možda nekada koristiti samostalno, ili pak materijal s njih prenesemo na neku novu ploèicu.

PRILIKOM SASTAVLJANJA PAZITE NA ... Lemljenje materijala na ploèicu je klasièno. Neklasièni su samo redna stezaljka KON1, kondenzator C23 i elektrolit C26 koji su stavljeni na lemnu stranu ploèice. To je bilo potrebno zbog njihove prevelike visine koja bi smetala montaži ploèice iza prednje ploèe kuæišta. Tiskanu ploèicu potrebno je približiti toliko da tipke dovoljno gledaju kroz prednju ploèu kuæišta (cca 2 mm). Svi elementi koji se nalaze na drugoj strani ploèice iznad kondenzatora C23, na ploèicu su zalemljeni sa strane komponenata. To je napravljeno iz sigurnosnog razloga jer bi lemne toèke mogle ometati prilijeganje kondenzatora C23 na ploèicu. Ako æete kontrolnu ploèicu smjestiti iznad NF pretpojaèala s 3 centimetarskim odstojnicima, izmeðu kondenzatora C23 i mrežnog transformatora NF pretpojaèala bit æe prostora samo za žilet. Ovo nisam projektirao, mogli bismo zapravo reæi da me pratila poèetnièka sreæa!? Bilo kako bilo, malo prostora je i meðu rednim stezaljkama obiju ploèica, zbog èega je 230-voltne vodove potrebno povezati prije nego se nova ploèica prièvrsti iznad NF pretpojaèala. Slika 5 prikazuje naèin povezivanja mrežnih vodova na redne stezaljke. I tako smo došli do samog kraja. PAZITE na mrežni napon! Budite oprezni! Lemite tankim vrhom lemilice kako istovremeno ne biste zalemili po dvije lemne toèke. U tom sluèaju završili biste prebrzo i gradnja ne bi djelovala tako kako smo zamislili. Autor: Roman Lederer

222

O

vim se pitanjem vjerojatno muèite i vi, stoga po slušajte savjet – dok god ste zadovoljni zvukom svojih postojeæih zvuènièkih kutija, gradnja novih je besmislena. A ako biste ipak željeli slušati zvuk iz svojih, vlastitim rukama izraðenih kutija, preporuèamo vam da, prije nego što se prihvatite posla, proèitate oba èlanka iz ovog poglavlja.

Izraðivati li nove zvuènièke kutije ili ne? Naime, zvuk iz vaše zvuènièke kutije ne ovisi samo o upotrijebljenom zvuèniku i velièini kutije, veæ i o mnogoèemu drugome. Moja je procjena da æete uz pomoæ ovih èlanaka doæi do veæine spoznaja potrebnih za samogradnju novih zvuènièkih kutija. 243

važne toèke

Slika 15: Važne toèke za izraèun Q parametara zvuènika pri mjerenju impedancije

Prvi korak je kalibracija voltmetra. To èinimo zato da bismo vrijednosti impedancije R mogli neposredno oèitavati. Umjesto zvuènika za potrebe kalibracije vežemo 10-ohmski otpornik. Izlazni signal iz generatora poveæavamo sve dok na voltmetru ne oèitamo vrijednost 0,01 V. Nakon toga otpornik zamijenimo zvuènikom i poènemo mijenjati frekvenciju. Oèitane vrijednosti na voltmetru pomnožimo s 1000. Tako dobivene vrijednosti predstavljaju impedancije zvuènika na odreðenoj frekvenciji. Oèitana vrijednost 0,008 V predstavlja impedanciju od 8Ω itd. Uspijemo li na voltmetru oèitati vrijednost impedancije kod 1 Hz, ista nam može poslužiti kao vrijednost otpora zvuènika Re (ohmskog), u protivnom ga moramo izmjeriti posebno. Ukoliko oèitane vrijednosti prikažemo u dijagramu, dobit æemo impedancijsku karakteristiku sliènu karakteristici kakvu vidimo na skici.

THIELE- SMALL PARAMETRI Kako bismo omoguæili usporedbu dinamièkih zvuènika koji u osnovi djeluju vrlo slièno, a istovremeno omoguæili i njihov opis te specifiènost djelovanja, amerièki su struènjaci Neville Thiele i Richard Small definirali odreðene parametre koji se po njima i nazivaju. Ovi parametri u potpunosti definiraju interakciju zvuènika (kao komponente) i zvuènièke kutije te omoguæuju prepoznavanje odgovarajuæeg zvuènika za odreðenu uporabu. Neke od tih parametara (najvažnije) u nastavku æu i predstaviti.

Klipovi su istih dimenzija Posuda 1

Posuda 2 Pomak klipa

Manji otpor

Slika 16: Otpor zraka u posudama razlièitih velièina

252

Veæi otpor

F = frekvencija dijeljenja (Hz) C R = nazivna impedancija visokotonskog zvuènika (Ω). T

Vrijednost zavojnice (filtra za podruèje niskih tonova), izraženu u mH, dobijemo iz sljedeæe jednadžbe: L 1=

159,155 RW FC

R = nazivna impedancija niskotonskog zvuènika (Ω). W Prilikom odabira odgovarajuæeg visokotonskog zvuènika u ovom sluèaju moramo paziti da je njegova rezonantna frekvencija barem dvije oktave ispod frekvencije dijeljenja zvuènog filtra jer stupanj prigušenja iznosi 6 dB/oktavi.

visokotonski zvuènik

niskotonski zvuènik

pojaèalo

Slika 25: Dvopojasni filtar I. reda (6 dB/oktavi)

DVOPOJASNI ZVUÈNI FILTAR II. REDA (12 dB/oktavi) Za izraèun pojedinih elemenata ovog filtra postoje razlièiti naèini koji su rezultat istraživanja struènjaka iz ovog podruèja, a meðusobno se razlikuju prema konaènom uèinku odnosno namjeni filtra. Za profesionalne namjene, dakle, za ozvuèenja u veæim prostorijama i javnim nastupima na otvorenom, koriste se takozvani Constant-Power filtri. Za njih je karakteristièno da omoguæuju bolji uèinak zvuènika izvan vertikalne osi slušanja (u odnosu na položaj sustava), što je s obzirom na veliku udaljenost zvuènièkog sustava od slušatelja i velike pokretljivosti auditorija vrlo poželjni uèinak. Meðutim, za potrebe kvalitetne reprodukcije i gradnje takvih sustava više su u uporabi All-Pass odnosno Linkwitz-Riley zvuèni filtri koje je utemeljio i predstavio autor projekta Passive Crossover Networks for Noncoincident Drivers, Siegfried Linkwitz 1978. godine. Ovi filtri osiguravaju simetrièno akustièko sijevanje i maksimalni zvuèni pritisak na vertikalnoj osi zvuènièkog sustava. Sve dane jednadžbe služe za izraèun zvuènog filtra II. reda upravo spomenutom (All-Pass) metodom.

visokotonski zvuènik (pazi na polaritet)

visokotonski zvuènik

niskotonski zvuènik

pojaèalo

niskotonski zvuènik Slika 26: a) dvopojasni filtar II. reda, b) polarna karakteristika sustava u odnosu na os slušanja

Vrijednosti elemenata dobijemo pomoæu sljedeæih jednadžbi: C1 =

264

1 79577 .106 = 4πFC RT FC RT

(µF)

Drugi dio osnovnog održavanja predstavljaju manji popravci i zahvati na zvuèniku koje bez posebnih alata i pomagala možemo izvoditi i sami: • popravak manjih izoblièenja na kapi, • popravak manjih puknuæa i ošteæenja prièvrsnih vodilica, • dodatno lijepljenje vodilice na koš zvuènika, • premazi vodilica i njihova obnova. Cilj ovih popravaka je neprestano održavanje i uklanjanje nedostataka koji nastaju uslijed starenja materijala i popravljanje najèešæih mehanièkih ošteæenja, jer bi u protivnom stanje zvuènièkog sustava puno brže slabilo i na kraju dovelo do puno veæe štete. Najèešæe i najneugodnije je mehanièko ošteæenje kape koje je obièno u obliku izoblièenja. Ako je kapa izraðena od mekih plastiènih ili vlaknastih materijala, ovo izoblièenje jednostavno poravnamo pomoæu elektriènog usisavaèa. Cijev stavimo na izoblièeni dio i djelovanjem podtlaka kapu dovedemo u prvobitni oblik. Druga moguænost je slièni postupak s jaèom ljepljivom trakom. Za konaèni izgled pobrinemo se ne prejakim zagrijavanjem kape pomoæu žarulje kako bi kapa ponovo poprimila jednakomjerni oblik. Meðutim, previsoka temperatura može trajno oštetiti umjetnu masu, stoga valja raditi oprezno. Papirnate i kape iz tekstila puno su zahtjevnije za izravnavanje te ih na kraju moramo ponovo prièvrstiti kako bi i dalje služile svojoj svrsi. Stoga preporuèam odljepljivanje pomoæu sredstva za otapljanje. Najdostupnija ali i sasvim dovoljno uèinkovita organska otapala jesu trikloretilen (obièno ga koriste u kemijskim èistionicama za odstranjivanje masnih i sliènih mrlja) i nitro razrjeðivaè (njime razrjeðujemo boje i lakove na istoj osnovi i èistimo soboslikarski pribor). U radu s njima valja obratiti pozornost prozraèivanju prostorije u kojoj radimo i izbjegavanju dodira sredstva s kožom. Otapalo nanosimo injekcijskom špricom neposredno na lijepljeni spoj. Za veæu uèinkovitost djelovanja otapala spoj prekrijemo metalnim poklopcem i postupak više puta ponovimo sve dok ljepilo potpuno ne otpusti. Nakon toga kapu pincetom oprezno odstranimo, s nje obrišemo suvišno ljepilo te je s unutarnje strane pomoæu nekog zaobljenog predmeta polako izravnamo. Ponovo je uèvrstimo akrilnim lakom ili razrijeðenim ljepilom za drvo (PVaC), prièekamo da se posuši, a potom je po rubu namažemo kontaktnim (kauèukovim ili neoprenskim) ljepilom i još svježu zalijepimo na prvobitno mjesto. Popravci prièvrsnih vodilica od bilo kojeg materijala uvijek se izvode s donje (unutrašnje) strane jer sloj ljepila mora biti što tanji, a ljepilo takoðer mora biti i vrlo elastièno. Za popravak papirnatih i tekstilnih vodilica upotrebljavamo èista kauèukova ljepila s niskim postotkom pomiješanog otapala koja se dobro upijaju i ostanu elastièna. Vodilice od gume, nosorexa i sliènih neporoznih umjetnih materijala takoðer se lijepe tim ljepilima, ali je mjesto lijepljenja prethodno potrebno dobro odmastiti otapalom, saèekati da nastala deformacija nestane i tek zatim zalijepiti. Kod poroznih vodilica od pjenaste gume i sliènih materijala ljepila ne smiju sadržavati organska otapala jer bi ih deformirala. Stoga u obzir dolaze samo silikonska ljepila i kitovi. Uslijed starenja, vlage i temperaturnih razlika èesto se dogodi da se vodilica odlijepi od koša što tijekom rada zvuènika daje prilièno neugodni zvuk u obliku zujanja i brujanja. Ovaj kvar otklonit æemo dodatnim lijepljenjem vodilice na koš. Ljepilo izabiremo s obzirom na materijal od kojeg je vodilica izraðena, stoga su izabrani materijali prilièno slièni prije nabrojanim. Vodilice od papira i tekstila lijepe se pomoæu kontaktnih ljepila na neoprenskoj i kauèukovoj osnovi, a neporozne vodilice od gume i sliènih umjetnih masa istim ljepilima s manjom primjesom organskih otapala jer ih jedino takva kod otvrðivanja previše ne deformiraju. Kod pjenastih i sliènih poroznih materijala vrlo zadovoljavajuæi rezultati postižu se uporabom PVaC i akrilnih ljepila na vodenoj osnovi. 272

U

ovom æete poglavlju naæi mnogo korisnih shema elektriènih sklopova koje vam mogu puno pomoæi ukoliko se bavite audiotehnikom. Na poèetku tu je vrlo kvalitetan èlanak o hladilima, odnosno elementima za izradu hladnjaka koji æe odvoditi prekomjernu toplinu s vaših pojaèala i drugih poluvodièkih elemenata. Buduæi da su hladila prilièno skupa, bilo bi besmisleno kupovati veæa hladila ako ona našem ureðaju ne trebaju. Praktiènim proraèunom odredit æemo površinu hladila èijim æemo uèinkovitim djelovanjem odvoditi toplinu iz svojeg NF pojaèala.

Pomagala i razni dodaci audioureðajima Prilikom izrade audioureðaja višestruko æe vam dobro doæi jednostavan generator 1 kHz signala, a isto æe vam tako dobro doæi i sklop kojim æete mjeriti izlazni napon svojeg pojaèala. Ljubitelje dobre i glasne glazbe tijekom vožnje automobilom razveselit æe shema DC/DC pretvaraèa. Ureðaj pretvara istosmjerni napon s 12V na ±30V koliko trebamo za napajanje pojaèala izlazne snage. Meðu ureðajima koji æe vam pouzdano dobro doæi su i 20-bitni D/A pretvaraè i sklopovi za redukciju šuma. 287

Kako se može zakljuèiti iz ovog skraæenog prikaza, LM3914 je vrlo fleksibilan i može se upotrijebiti u razlièitim aplikacijama. Pored LE dioda potrebno je svega nekoliko elemenata za podešavanje. S vrijednostima kao na slici referentni napon se može pomoæu R2 postaviti izmeðu 1,25 i 4 V. Referentnim naponom je odreðen nivo iznad kojeg se ukljuèuje D10 (gornji prag), dok se donji prag podešava pomoæu R3. Postavimo li klizaè trimera R3 u krajnji donji položaj, referentni napon æe se ravnomjerno razdijeliti i pad napona na svakom otporniku æe iznositi upravo 0,1*UREF. U ovom sluèaju, R3 možemo posve izostaviti, a donji prag (kada zasvijetli D1) je jednak 1/10 referentnog napona. Zakretanjem klizaèa R3 prema drugom krajnjem položaju, podižemo nivo donjeg praga a pad napona na otpornicima otpornièke mreže proporcionalno smanjujemo. Kako je veæ reèeno, izlazna struja LE dioda ovisi o struji koja prolazi kroz pin 7. U izvedbi bez R3 i vrijednostima kao na slici, ILED æe biti oko 5 mA. Dodatkom R3, ova struja æe se nešto poveæati; odluèimo li se za referentni napon iznad 1,5 V, R3 treba poveæati na 10 kohma kako bi ILED ostala ispod 10-tak mA. Ova vrijednost je prihvatljiva za veæinu klasiènih LE dioda. Kod osjetljivih (low-current) LE dioda i struja od 5 mA æe biti prevelika; u tom sluèaju æemo proporcionalno poveæati R1 - R3. Prave vrijednosti je najbolje odrediti pokusom jer se faktor proporcionalnosti izmeðu ILED i I7 razlikuje od primjerka do primjerka do ±30%. Još rijeè-dvije o napajanju sklopa. Kako slika prikazuje, U+ možemo mijenjati u vrlo širokom rasponu. Nije nužno da U+ bude stabiliziran, jedino je potrebno osigurati da je uvijek najmanje za 1 V viši od podešenog referentnog napona. Uled može biti istovjetan ili odvojen od U+; u posljednjem sluèaju poželjno je odabrati što niži napon napajanja LE dioda. Prema uputama proizvoðaèa Uled nije uopæe nužno filtrirati i zadovoljit æe i punovalno ispravljeni pulsirajuæi napon.

Klasièan spoj (lijevo) i modifikacija koja omoguæava smanjenje potrošnje struje u “bar” modu djelovanja

300

izveden kao zaseban integrirani sklop ili u istom kuæištu s D/A pretvaraèem. Jedno od moguæih rješenja je primjena integriranog kruga PMD100 tvrtke Pacific Microdevices koji uz digitalni interpolacijski filtar sadrži i kompletan HDCD dekoder (više o HDCD postupku potražite na www.hdcd.com). I, konaèno, slijedi kljuèni element èitavog ureðaja, a to je D/A pretvaraè. O principu rada i izvedbama pojedinih vrsta D/A pretvaraèa neæu duljiti. Samo æu navesti neka osnovna obilježja D/A pretvaraèa korištenog u ovom projektu (slika 3). CS4329 je stereo D/A pretvaraè s 128-strukom digitalnom interpolacijom, delta-sigma D/A pretvorbom èetvrtog reda, 128-struko naduzorkovanim delta-sigma modulatorom i analognim filtrom. 1-bitni D/A pretvaraè je upotrijebljen zbog svih prednosti koje pruža u odnosu na višebitni, a to su idealna diferencijalna linearnost, nepostojanje izoblièenja uzrokovanih neidealnošæu R-2R skale i sl.

Slika 3: Blok shema D/A pretvaraèa CS4329

Kod ureðaja visoke klase je korištenje pretvaraèa PCM63 i PCM1702 postalo gotovo standard, no ponegdje se u primjeni nalaze i stariji višebitni pretvaraèi kao npr. TDA1541 koji se ugraðuje u CD reproduktore tvrtke Naim. Jedan od najveæih nedostataka višebitnih pretvaraèa je moguænost pogreške najznaèajnijeg bita (MSB error) pa se danas gotovo iskljuèivo koriste 1-bitni pretvaraèi.

O SKLOPU Digitalna kodirana informacija dovodi se preko veznog transformatora na diferencijalne linijske ulaze RXP i RXN prijamnika/dekodera CS8412 (pinovi 9 i 10). Kako bi se izbjegao utjecaj šuma, koristi se Schmittov okidni sklop.

Slika 4: Shema sklopa

Funkcija treæeg pina odabire se naponom na pinu 16 (select) koji, ako je na visokoj razini, odreðuje pin 3 kao pin statusa kanala. Informacija s pina 3 dovodi se na ulaze ILI-sklopova (pinovi 2 i 4 TTL sklopa 74HC32) te se ovisno o položaju sklopki S1a i S1b aktivira i odabire deakcentuacija s obzirom na frekvenciju uzorkovanja ulaznog signala na pinovima 1 i 2 (DEM0, DEM1) sklopa CS4329. 322

Slika 9: Tiskana ploèica-donja strana

326