Пиковый цифровой индикатор выходной мощности усилителя ЗЧ
Схема пикового цифрового индикатора выходной мощности усилителя ЗЧ приведена на рис. 41. Он индицирует четыре градации выходной мощности усилителя (1, 3, 9 и 18 Вт) на нагрузках сопротивлением 4 и 8 Ом. Время индикации — не менее 0,5 с, даже если длительность перегрузки составляет всего 10 мкс. При желании время индикации можно увеличить либо, наоборот, уменьшить. Прибор состоит из четырех пороговых устройств с «памятью», каждое из которых собрано на элементах 2ИЛИ-НЕ, четырех буферных каскадов на транзисторах VT1—VT4 и двух семисегментных светодиодных индикаторов.
При подаче питающего напряжения загорается децимальная точка (сегмент h) индикатора HG1, свидетельствующая о его включении. Сигнал с выхода усилителя мощности 34 поступает на переключатель SA1, положение которого должно соответствовать сопротивлению подключенной нагрузки. Отрицательные полуволны напряжения сигнала замыкаются через диод ѴШ на «землю», а положительные поступают на входы пороговых устройств.
Рассмотрим работу одного из пороговых устройств, например верхнего по схеме, собранного на элементах DD1.1 и DD1.2. Если амплитуда входного сигнала вместе с постоянным напряжением, поступающим на вход (вывод 12) элемента DD1.1 с резистора R8, будет меньше высокого уровня, то на выходе элемента DD1J2 установится низкий уровень напряжения. Транзистор VT1 закрыт. Если же напряжение на входе порогового устройства даже на короткое время превысит высокий уровень, то на выходе элемента DD1.1 появится низкий уровень, а на выходе элемента DD1.2 — высокий, это напряжение через конденсатор С1 поступит на другой вход элемента DD1.1 и удержит пороговое устройство в таком состоянии до тех пор, пока не зарядится этот конденсатор. Время зарядки конденсатора определяется его емкостью и сопротивлением резистора R11. В это время транзистор VT1 будет открыт, загорятся сегменты b и с индикатора HG1 —индицируется цифра 1. Если уровень входного сигнала станет меньше порога срабатывания первого устройства, то после зарядки конденсатора оно вернется в исходное состояние и цифра 1 погаснет. Если же входной сигнал превышает порог срабатывания этого устройства, то цифра 1 горит.
При увеличении входного напряжения до уровня, соответствующего мощности 3 Вт, срабатывает второе пороговое устройство на элементах DD1.3 и DD1.4, открывается транзистор VT2 и начинают светиться сегменты a, g и d — индицируется цифра 3. При достижении входным напряжением уровня, при котором выходная мощность составляет 9 Вт, срабатывает третье пороговое устройство и начинает светиться сегмент f индикатора HG1 —индицируется цифра 9. Когда же мощность достигает значения 18 Вт, срабатывает четвертое пороговое устройство на элементах DD2.3 и DD2.4. В этом случае загораются сегменты е индикатора HG1 и сегменты b и с индикатора HG2, индицируя цифру 18.
DD1, DD2 К564ЛЕ5
Рис. 41. Принципиальная схема пикового цифрового индикатора выходной мощности усилителя ЗЧ
Переключатель и светодиодные индикаторы можно расположить на передней панели усилителя, мощность которого индицирует описанное устройство. Остальные детали размещают на печатной плате из фольгированного текстолита (рис. 42). Микросхемы устанавливают со стороны печатных проводников платы.
Налаживание устройства производят в следующей последовательности. Движки подстроечных резисторов устанавливают в нижнее по схеме положение, а переключатель SA1 в положение «4 Ом». Подав на вход постоянное напряжение 2 В (соответствует мощности 1 Вт на нагрузке 4 Ом), плавно вращают движок резистора R8 до момента загорания цифры 1. Затем на вход подают постоянное напряжение 3,46 В и вращением ротора резистора R4 добиваются загорания цифры 3. Далее при входном напряжении 6 В резистором R6 добиваются загорания цифры 9 и, наконец, при напряжении 8,49 В резистором R7 добиваются загорания цифры 18.
Затем переключатель переводят в положение «8 Ом», подают постоянное напряжение 2,83 В, постоянный резистор R1 временно заменяют переменным и плавным изменением его сопротивления от большего значения к меньшему добиваются загорания цифры 1. Остается измерить получившееся сопротивление переменного резистора и установить постоянный резистор с таким же сопротивлением.
Рис. 42. Печатная плата пикозого цифрового индикатора выходной мощности
Следует сказать, что уровни срабатывания пороговых устройств зависят от напряжения источника питания устройства. Поэтому напряжение питания должно быть стабилизированным. При этом осуществлять питание транзисторов можно и от нестабилизированного напряжения, но оно должно быть обязательно больше напряжения питания микросхем. Индикатор HG1 относится к младшему разряду, поэтому его следует располагать справа от индикатора HG2. Для стереофонической системы такой индикатор можно установить на выходе усилителя мощности каждого канала. Индикатор можно отградуировать и для других сопротивлений нагрузки.
Диапазон индицируемых мощностей можно расширить и дополнить градациями 40 и 80 Вт. Для этого потребуется еще два пороговых устройства и три транзистора. Пятое пороговое устройство должно зажигать сегменты g в f индикатора HG2 и гасить сегмент g индикатора HG1, а шестой — зажигать сегменты а, е и f индикатора HG2. Сигнал на дополнительные пороговые устройства подают отдельно, так же, как и на первые четыре. При этом диод VD1 заменяют стабилитроном Д814 В, чтобы ограничить переменное напряжение на входах первых четырех пороговых устройств.
Известно, что информация с этих индикаторов считывается хорошо только при среднем освещении. При сильном освещении обычно яркости недостаточно, а при слабом цифры светятся слишком ярко. Для устранения такого явления в прибор можно встроить устройство автоматической регулировки яркости индикаторов. Схема одного из таких устройств, предназначенного для работы с люминесцентными индикаторами типа ИВ-ЗА, ИВ-6, приведена на рис, 43,а [15]. В этом индикаторе заложен принцип питания сеток индикатора импульсным напряжением, скважность которого изменяется в зависимости от внешней освещенности. На элементах DD1.1 и DD1.2 выполнен генератор прямоугольных импульсов со скважностью примерно 2. На элементах DD1.3, DD1.4, фотодиоде VD1, резисторах Rl, R2 и конденсаторе С2 собран узел регулировки скважности импульсов, который задерживает фронт импульса с выхода генератора на время, зависящее от освещенности диода. Чем сильнее освещенность, тем меньше время задержки фронта. Положение среза импульса при этом не изменяется. Импульсы с изменяющейся скважностью усиливаются транзисторами VT1 и VT2 и далее поступают непосредственно на сетки индикаторов.
Рис. 43. Схема (а) и монтажная плата (б) автоматического регулятора яркости люминесцентных индикаторов
При указанных на схеме номиналах резисторов яркость индикаторов в зависимости от освещенности изменяется в 3...4 раза. Такой режим работы наряду с экономичностью питания устройства увеличивает срок службы индикаторов.
Фотодиод размещают на передней панели измерительного устройства, все другие детали монтируют на плате (рис. 43,6). Налаживание регулятора заключается в установке начальной яркости свечения индикаторов. Для этого фотодиод затемняют и резистором R1 добиваются желаемой начальной яркости свечения.
Автоматический регулятор яркости свечения газоразрядных индикаторов можно собрать по схеме, приведенной на рис. 44,а [16]. Он, как и предыдущий регулятор, обеспечивает оптимальную яркость свечения при изменении внешней освещенности. Основой такого регулятора является генератор .на транзисторе VT1 и элементе DD1.1, он вырабатывает импульсы, скважность и частота следования которых изменяются (за счет изменения сопротивления фоторезистора) в зависимости от освещенности. При указанных на схеме .номиналах цепи C1R4 при затененном фоторезисторе генератор вырабатывает короткие импульсы положительной полярности с частотой следования около 200 Гц. При освещенном фоторезисторе длительность импульсов несколько увеличивается, а частота следования возрастает до 5 кГц.
Элемент DD1.2 выполняет функции буферного каскада, а транзисторы VT2 и ѴТЗ — выходного каскада. Монтажная плата регулятора показана на рис. 44,6. Все детали, кроме фоторезистора и конденсатора С2, размещаются на ней. Фоторезистор следует разместить на передней панели прибора, рядом с индикаторами, конденсатор устанавливается также вблизи индикаторов.
Рис. 44. Схема (а) и монтажная плата (б) автоматического регулятора яркости газоразрядных индикаторов
Налаживание регулятора сводится к установке необходимой яркости свечения индикаторов при затененном фоторезисторе. Делают это подбором резистора R2: чем меньше сопротивление этого резистора, тем ярче свечение индикатора, и наоборот. Исключить этот резистор нельзя при затененном фоторезисторе индикаторы гаснут и перестает работать генератор.
Описанные регуляторы можно устанавливать не только во вновь разрабатываемые измерительные приборы, но и в уже эксплуатируемые.
Литература: И. А. Нечаев, Массовая Радио Библиотека (МРБ), Выпуск 1172, 1992 год.