Indikátor výkonu NF zesilovače se 100 LED

Vylepšený (spíše doladěný) dostupný jako stavebnice s podrobným návodem. Zájemci pište na jakubful@gmail.com

Jakub Fulín (PCtun)

Indikátorů výkonů, či indikátorů vybuzení je na internetu spousta, ale indikátor s více jak 15 LED jsem bohužel nenašel. Rozhodl jsem se proto pro návrh jednoduchého poměrně levného indikátoru s 2 x 50 LED.

Technické údaje:

Napájecí napětí: 12Vss stab.
Spotřeba: 10mA až 1.2A
Citlivost: viz. text
Vstupní odpor: 2.2 kOhm
Indikace: sloupcová log.
Rozměry: 292 x 36 mm

Popis:

I když se to na první pohled nezdá, zapojení je velmi jednoduché. Popisovat budu pro zjednodušení jen jeden kanál, součástky druhého kanálu budu uvádět v závorkách. Vstupní signál je nejprve oddělen kondenzátorem C1 (C2). R77 (R78) a C5 (C6) tvoří dolní propust, která odfiltruje signál vysoké frekvence. Dále je signál jednocestně usměrněn pomocí D101 (D102). R81 (R82) určuje vstupní odpor na 2k2. Usměrněný signál je dále upraven potenciometrem R79 (R80), kterým se také nastavuje vstupní citlivost. Z děliče je signál přiváděn na invertující vstupy komparátorů. Za děličem je ještě zařazena ochranná ZD D104 (D103), která chrání zařízení před velkým vstupním signálem při špatném nastavení R79 (R80) a kondenzátor C4 (C3), který zajišťuje, aby se indikovaly i krátké špičky. R84 (R83) zajišťuje vybíjení C4 (C3). Jako komparátory jsou použity LM 339 a LM 393 s otevřeným kolektorem. Pokud je na invertujícím vstupu (-) větší napětí než na neivertujícím (+), je výstup spojen se záporným pólem napájen. Na neinvertující vstupy je přiváděno napětí z odporového děliče R1 až R26. Dělič má log. průběh, aby indikace byla přirozenější. Signál je přiváděn na invertující vstupy. Pokud je na invertujícím vstupu větší napětí než na neinvertujícím vstupu, spojí se výstup komparátoru se záporným pólem napájení a rozsvítí se LED. Rezistory R27 až R76 omezují proud tekoucí LED na 11mA. Celý indikátor je napájen ze stabilizovaného zdroje 12V/1.5A. Lze použít např. stabilizátor 78S12 12V/2A.

Nastavení:

Jediným nastavovacím prvkem je potenciometr R79 (R80), kterým se nastavuje citlivost. Potenciometr nastavíme jezdcem tak, aby odpor mezi zemí a výstupem (jezdcem) byl nulový. Poté připojíme indikátor k zesilovači, který vybudíme na max. výstupní výkon (nejlépe signálem sinusového průběhu, frekvence 1kHz). Potenciometrem R79 (R80) nastavíme indikátor tak, aby svítily všechny LED.

Poznámky a úpravy:

Navržený indikátor je v podstatě indikátor napětí. Pokud ho tedy chceme používat jako indikátor výkonu, musíme znát impedanci reproboxu, který je k zesilovači připojen. Z napětí a impedance se již dá vypočítat výkon a lze tak vytvořit k indikátoru i číselnou stupnici. Nejčastější impedance reproboxů jsou 4 a 8 Ohm. Pokud k zesilovači připojujeme různé reproboxy, vyplatí se udělat k indikátoru dvě stupnice, jednu pro 4 a jednu pro 8 Ohm. Výkon vypočítáme podle vzorce: P=U2/R kde P je výkon a R je impedance reproboxu či reproduktoru. Pokud nastavíme indikátor na největší citlivost, je k plnému vybuzení potřeba napětí zhruba 11.4V. Ze vzorce vypočítáme, že pro plné vybuzení je potřeba výkon 16.3W do 8 Ohm-ové zátěže a 32.5W do 4 Ohm-ové zátěže. Indikátor se dá upravit i pro menší výkony a to zvětšením R26, ale za cenu nepatrného zhoršení přesnosti. Výhodnější by bylo použití jednoduchého předzesilovače s OZ. OZ pak musíte napájet min. 15V (max. dle typu OZ), aby výstupní napětí dosahovalo 11.4V. S předzesilovačem lze indikátor použít nejen k indikaci výkonu, ale také k indikaci vybuzení. Vhodné by bylo také umístění ZD mezi spoj R25, R26 a zem, čímž se změní vstupní citlivost v závislosti na napětí zvolené ZD a zmenší se závislost citlivosti na napájecím napětí.

Konstrukce:

Celé zapojení se nachází na jednostranné desce plošných spojů (DPS). DPS je osazena jak klasickými, tak bezvývodovými součástkami SMD. SMD jsem volil největší běžně dostupnou velikost (1206) pro snazší osazování. S trochou trpělivosti desku osadí i ti, kdo s SMD ještě nemají žádné zkušenosti. Všechny použité součástky jsou běžně dostupné v každém obchodě s el. součástkami. Drátové propojky zhotovte jednoduše z kousku měděného drátu. Rezistory jsem použil uhlíkové, které mají horší parametry, vysoký šum, výkon pouze 0.25W a tolerance 5%. Zde tyto parametry ale plně postačují. LED je nejlepší použít obdélníkové. Vytvoří se tak souvislá řada. Konstrukce není nijak záludná a při pečlivém osazení a kontrole funguje na první zapojení. Při osazování dejte pozor na správnou polaritu LED diod.

Stavebnice

Stavebnice obsahuje kompletní sadu součástek, nevrtaný, lakovaný DPS (vrtaný za příplatek 50Kč), a návod ke stavbě a nastavení, e-mailem zasílám ještě fotky postupu osazování. Cena stavebnice je 550Kč plus poštovné 50Kč. Platbu akceptuji pouze převodem na účet (špatné zkušenosti s dobírkou). V případě zájmu mohu vystavit aukci kup teď na www.aukro.cz

Pozn.: Všechny součástky, nebo jejich náhrady jsou k dostání např. v gm elektronik www.gme.cz Obrazce DPS i osazovacích plánů jsou z pohledu ze shora ze strany součástek.

Přeji hodně úspěchů se stavbou. Případné dotazy či připomínky pište do diskusního fóra nebo na e-mail jakubful@centrum.cz

Webdesign a autor většiny článků: Jakub Fulín (PCtun)

2009