|
Met dit schakelingetje kunt u uw (dure) luidsprekers beveiligen tegen overbelasting. Als uw versterker te veel vermogen levert of gelijkspanningen produceert, dan wordt de verbinding tussen versterker en speaker verbroken. |
De schakeling van de luidsprekerbeveiliging
Waarom een luidsprekerbeveiliging nuttig is
In feite is het onverantwoord dat luidsprekersystemen, die vaak meer dan € 500,00 per stuk kosten, zomaar aan eindversterkers worden aangesloten. Als er immers in een geluidsweergave systeem iets kapot gaat, dan is het negen kansen op tien de eindversterker, dat is statistisch bewezen. En in de meeste gevallen slaat een van de eindtransistoren door, waardoor de volle voedingsspanning van de versterker (30 V tot 60 V) over de luidspreker met een impedantie van 4 à 8 Ω komt te staan. Geen enkele luidspreker die dat langer dan een paar seconden overleeft! In het gunstige geval brandt een van de zeer dunne draadjes door, waarmee de conus met de luidsprekeraansluiting is verbonden. Dat is nog te repareren, maar vraag niet hoeveel het kost. In het ongunstigste geval echter, verandert de spreekspoel in een rokende massa kool.
Vandaar dat zeer goede versterkers tegenwoordig allemaal zijn voorzien van een elektronische luidsprekerbeveiliging. Een schakeling die onmiddellijk een relaiscontact, opgenomen in de luidspreker aansluiting, opent als er iets mis gaat met de uitgangsspanning van de versterker.
Bespreking van de schakeling
De op deze pagina beschreven universele luidsprekerbeveiliging kan in ieder versterkersysteem worden opgenomen en doet precies hetzelfde als zijn in dure versterkers ingebouwd broertje. Want zodra de spanning over de klemmen van de luidspreker een (instelbare) drempel overschrijdt, wordt een relaiscontact geopend en de verbinding tussen versterkeruitgang en luidspreker verbroken.
Het zeer eenvoudige schema van de beveiliging is getekend in de onderstaande figuur. Het uitgangssignaal van de versterker wordt aangeboden aan een bruggelijkrichter, opgebouwd uit de dioden D1 tot en met D4. De gevoeligheid van deze schakeling is afhankelijk van de waarde van de onderdelen C1, R1 en R2. Voor signalen met een hoge frequentie heeft de condensator een te verwaarlozen impedantie en de instelpotentiometer R1 wordt alleen door de weerstand R2 belast. Daalt de signaalfrequentie, dan neemt de impedantie van de condensator toe. De spanning die aan de gelijkrichter wordt aangelegd neemt dus toe als de frequentie van het signaal afneemt. Is de frequentie van het signaal gelijk aan nul (gelijkspanning) dan heeft de condensator een oneindig hoge impedantie en de volle uitgangsspanning van de versterker wordt door de bruggelijkrichter doorgekoppeld naar weerstand R3, die de ingang van de beveiligingsschakeling vormt.
De spanning over R3 wordt eerst door middel van de elco C2 afgevlakt en nadien aangeboden aan de ingang van een schmitt-trigger. Deze schakeling is opgebouwd uit twee poorten van een CD4049BE C-MOS IC. Door middel van de terugkoppeling van de uitgang naar de ingang (weerstanden R4 en R5) zal de schakeling aanspreken als de spanning op de ingang een bepaalde waarde overschrijdt.
De uitgang van de schakeling wordt dan 'H' en dit signaal laadt de condensator C3 op. De diode D5 voorkomt het onmiddellijk ontladen van de condensator als de uitgang van de schmitt-trigger weer naar 'L' gaat. Nu is de enige ontlaadweg voor de condensator C3 de hoge weerstand R6 en het duurt dan ook ongeveer twee seconden alvorens de spanning over C3 tot onder de aanspreekspanning van de poort tussen de pennen 11 en 12 is gedaald.
 |
| Het volledig schema van de schakeling. (© 2019 Jos Verstraten) |
De rest van de schakeling is overduidelijk. De spanning over C3 stuurt via twee inverters (deze vormen in feite een hoogimpedante buffer voor C3) de transistor T1 in geleiding en deze bekrachtigt het relais Rel1. Het contact Sy1 van dit relais is geschakeld tussen de versterkeruitgang en de luidspreker.
Het relais
Relais onderbrengen op een printontwerp is altijd een beetje problematisch. Er bestaan immers ontelbaar verschillende uitvoeringen en iedere onderdelenhandel heeft zo zijn eigen voorkeuren. In dit ontwerpje hebben wij gekozen voor een relais van het type JQC-3FF van Tianbo, een relais dat spotgoedkoop wordt aangeboden op de bekende Chinese postorder sites. Maar ook Reichelt heeft dit relais in de aanbieding voor een prijs van slechts € 0,76! Dat relais is leverbaar met verschillende spoelspanningen, in dit ontwerp is er eentje gekozen met een spoelspanning van 12 V.
 |
| De gegevens van het in deze schakeling toegepaste relais. (© 2019 Jos Verstraten) |
U kunt deze schakeling, of twee bij stereogebruik, voeden uit een kleine netstekkervoeding die een gelijkspanning van 12 V levert.
De bouw van de schakeling
De print en de componentenopstelling
De print voor de schakeling en de componentenopstelling zijn voorgesteld in de onderstaande figuren.
 |
| Het printje voor de schakeling. (© 2019 Jos Verstraten) |
 |
| Componentenopstelling van de print. (© 2019 Jos Verstraten) |
Nadat u de print(en) hebt aangesloten op uw versterker, luidspreker(s) en netstekkervoeding zet u de versterker aan en kiest een muzieksignaal zonder overduidelijke pieken. Een rustig achtergrondmuziekje, zogezegd. Draai nu de instelpotentiometer langzaam open. Op een bepaald moment moeten de luidsprekers verstommen.
Verlaag nu het volume van de versterker. Na twee seconden moet het geluid weer aanwezig zijn. Dit is het bewijs dat de schakeling het doet.
Over het afregelen valt eigenlijk weinig te vertellen. Draai het volume zover open tot de luidsprekers duidelijk hoorbaar gaan vervormen. Verminder nu het volume tot onder de hoorbare vervormingsgrens. Zet nu de instelpotentiometer van de beveiliging in die stand waarbij de beveiliging net aanspreekt.
5 x JQC-3FF relais
