Aktywne mini-głośniki







Aktywne mini-głośniki



Wstęp



Małe, przenośne odtwarzacze, korzystają z wszystkich aktualnie stosowanych nośników, poczynając od kaset, poprzez płyty kompaktowe aż do kaset cyfrowych. Są niedrogie i doskonale nadają się nie tylko do takich zastosowań, do jakich zostały stworzone. Dzięki ciągle poprawiającej się jakości dźwięku mają przed sobą znacznie szersze perspektywy. Taki zminiaturyzowany odtwarzacz umożliwia słuchanie muzyki w każdym pomieszczeniu mieszkania lub domu, a nie tylko tam, gdzie znajduje się wielki zestaw
HiFi z jeszcze większymi głośnikami. Niestety, korzystanie przez dłuższy czas ze słuchawek jest bez bólu uszu niemożliwe. Rozwiązaniem jest zestaw stacjonarny, który swymi rozmiarami byłby zbliżony do
walk-/discmana, kosztowałby niewiele i gwarantował dobre brzmienie. Przedstawiamy poniżej opis aktywnego mini-głośnika, który jest niewiele większy od samego odtwarzacza. Para takich głośników, ewentualnie uzupełniona aktywnym
subwooferem, spełnia wspomniane warunki. Aby aktywny mini-głośnik nie kompromitował swej nazwy, na rozbudowany układ wzmacniacza mocy nie znajdzie się w nim miejsca. Z tego powodu zastosowano stopień mocy w postaci układu
scalonego - TDA1516. Układ ten zawiera dwa identyczne stopnie końcowe i wspólny dla nich obwód zabezpieczeń. Oba stopnie końcowe pracują w układzie
mostkowym, dzięki czemu moc wydzielana na obciążeniu 4om może osiągać 22W.



Zasada działania



Sygnał wejściowy jest podawany na odwracające wejście wzmacniacza różnicowego pierwszego stopnia końcowego i nieodwracające wejście wzmacniacza różnicowego drugiego stopnia końcowego (k. 2 i 13). Pozostałe wejścia tych wzmacniaczy (k. 1 i 4) połączone są ze sobą i z wewnętrznym źródłem napięcia odniesienia. Wzmocniony napięciowo (22dB) sygnał wejściowy jest
doprowadzony do wzmacniaczy mocy, których wyjścia (k. 5 i 9) są doprowadzone do głośnika. Centralny fragment układu
ma za zadanie ochronę przed skutkami błędnej polaryzacji napięcia zasilania,
przegrzania lub zwarcia (z masą lub dodatnim biegunem napięcia zasilania). W takich przypadkach stopnie mocy zostaną odłączone (mute switch). Funkcja bootstrap nie jest wykorzystana. Oprócz układu scalonego potrzebnych jest tylko kilka elementów. Są to: kondensatory C3 i C4 filtrujące napięcie zasilania, potencjometr P1 i kondensator sprzęgający C2. Filtr dolnoprzepustowy (R1, R2 i C1) nie jest nieodzowny, przebieg
charakterystyki częstotliwościowej wskazuje jednak wyraźnie, że bez tego
filtra wysokie tony są zbyt uwypuklone, a zależność wzmocnienia od częstotliwości jest znacznie bardziej nierównomierna. Uzasadnieniem dla tej sytuacji są małe rozmiary obudowy. Filtr dolnoprzepustowy osłabia przenoszenie wysokich częstotliwości i gwarantuje, poczynając od 300Hz, płaskość charakterystyki częstotliwościowej. Wpływ na przebieg tej charakterystyki ma sposób umieszczenia obudowy zawierającej głośnik, co ilustruje
różnica pomiędzy przebiegami "a" i "b". Przebieg "a" został wyznaczony dla głośnika wolnostojącego, zaś przebieg "b" dla głośnika ustawionego na regale z książkami. W tej drugiej sytuacji charakterystyka częstotliwościowa pomiędzy 250Hz a 15kHz jest wyraźnie bardziej równomierna niż dla głośnika wolnostojącego. Bezwzględne wartości poziomu dźwięku nie były wyznaczane. Ze względu na założone małe rozmiary obudowy zastosowano głośnik szerokopasmowy MS-55 f-my Monacor, który - przynajmniej teoretycznie - przenosi całe pasmo akustyczne, ma średnicę 5cm i dopuszcza obciążenie 5W.



Montaż




Obsadzenie elementami płytki drukowanej wykonujemy w ciągu kilku minut. Dla sygnałów wejściowych, wyjściowych i zasilania są przewidziane oczka lutownicze. Układ scalony
wlutowujemy dopiero po jego przymocowaniu do tylnej ścianki obudowy. Kondensator elektrolityczny na wszelki wypadek dodatkowo przyklejamy, aby nie narażać jego końcówek na nadmierne obciążenia mechaniczne, które mogą pojawić się w czasie wstrząsów obudowy.
Konstrukcja obudowy jest równie łatwa. Jak wynika z rysunku konstrukcyjnego
potrzebne sÄ… nastÄ™pujÄ…ce elementy: Å›cianka przednia z twardego laminatu lub blachy aluminiowej o gruboÅ›ci 3mm, Å›cianka tylna z 3mm blachy aluminiowej i 4 Å›cianki boczne z 12mm sklejki. WÄ…skie krawÄ™dzie Å›cianek bocznych powinny być Å›ciÄ™te pod kÄ…tem 45°. JeÅ›li mamy zamiar skonstruować obudowÄ™ wedÅ‚ug wÅ‚asnej koncepcji,
powinna ona mieć pojemność netto ok. 300cm3. Forma płyty czołowej ma wyraźny wpływ na jakość dźwięku. Otwór na głośnik wycinamy piłką włośnicową i obrabiamy papierem ściernym.
Pamiętać należy o otworach do przymocowania głośnika. Po sprawdzeniu wymiarów i dokładności wzajemnego dopasowania sklejamy elementy drewniane i płytkę czołową. Bardzo pomocne okazują się przy tym kołeczki drewniane (wstępne usztywnienie konstrukcji) i ściski stolarskie. Po wyschnięciu połączeń i zdjęciu ścisków obrabiamy obudowę, tj. szlifujemy na gładko i gruntujemy. Po wyschnięciu ponownie delikatnie szlifujemy i lakierujemy (2 lub 3 warstwy).
W tylnej ściance wiercimy 4 lub 6 otworków do jej przymocowania, otwór na gniazdo cinch (sygnał audio) i otwór na gniazdo zasilania -
gniazda muszą być od ścianki odizolowane. W miejscu gdzie ma zostać przymocowany układ scalony wiercimy dwa otwory na wkręty M3. ścianka tylna spełnia rolę radiatora dla układu scalonego - dopiero po jego przykręceniu wlutowujemy go w obwód drukowany.
Do połączeń prowadzących sygnał audio stosujemy przewód ekranowany, do pozostałych połączeń wystarczy izolowany przewód montażowy (0,75.-.1 mm2).




Uruchomienie




Ustawiamy P1 w położenie min., doprowadzamy zasilanie i podłączamy walk-/discmana nastawionego na maksymalną głośność. Obracamy powoli P1 do
momentu, kiedy usłyszymy zniekształcenia. Do jeszcze otwartej obudowy wkładamy kawałki waty syntetycznej (tłumienie drgań własnych), krawędzie czołowe elementów ze sklejki powlekamy silikonem (aby obudowa była rzeczywiście szczelna) i przykręcamy tylną ściankę.




Wymiary jednej płytki: 37x37mm



Wykaz elementów (na jedną minikolumnę):






R1:220 
R2:180
P1:2,5k, potencjometr montażowy
C1,C3:100nF 
C2:68nF 
C4: 4700uF/25Y
IC1:TDA1516
Ls1: gÅ‚oÅ›nik MS-55 Monacor 
gniazdo cinch izolowane 
gniazdo zasilacza 
zasilacz wtyczkowy 12V/1000mA
płytka drukowana
Obudowa:
2 płyty 134x45mm, sklejka #12mm
2 płyty 84x45mm, sklejka #12mm
pÅ‚yta 134x84mm, blacha aluminiowa #3mm 
pÅ‚yta 134x84mm, laminat #3mm 
wata syntetyczna (15x10 cm)






Schemat ideowy



Schemat montażowy



Wzór płytki



Charakterystyka częstotliwościowa dla układu bez
korekcji



WyglÄ…d skorygowanej charakterystyki czÄ™stotliwoÅ›ciowej 
(a - dla obudowy wolnostojÄ…cej; b - dla obudowy zainstalowanej w regale)



Rysunki konstrukcyjne obudowy



Połączenie kompletnego zestawu




Ostanie zmiany: 27 czerwca 2000 11:15:30



Opracowano na podstawie EE 10/94
http://www.elektronika.basnet.pl