3-Way Active Loudspeaker

3_way_active_lsp_crossover.gif (13294 bytes)

Μετά το κύκλωμα ενεργού ηχείου 2 δρόμων, δίνω ένα πλήρες κύκλωμα του ηλεκτρονικού τομέα ενός ενεργού ηχείου 3 δρόμων. Η επιλογή των μεγαφώνων θα γινει από εσάς, γιατί το συγκεκριμένο κυκλωμα έχει την δυνατότητα να οδηγήσει σχεδόν τα περισσότερα μεγάφωνα του εμπορίου. Η επιλογή που έκανα,   είναι ένα crossover 3 δρόμων τετραγωνισμένου Butterworth με συχνότητες καμπής 200ΗΖ και 3500ΗΖ, με κλίση –12dB/oct. Οι συχνότητες αυτές μπορουν να αλλάξουν και να προσαρμοστούν στην δική σας επιλογή μεγαφώνων , χρησιμοποιώντας τους τύπους υπολογισμού του Fig.5. Υπάρχει η δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί άλλο κυκλωμα crossover όπως το κυκλωμα ενεργού crossover 3 δρόμων με κλίση –24dB/oct. Το κύκλωμα του κροσόβερ δεν υπάρχει επάνω στην κύρια πλακέτα, αλλά επικοινωνεί με αυτή μέσω του βύσματος J2A το οποιο εφαρμόζεται επάνω στο J2B. Αυτό μπορει να γινει εάν στην θέση του J2A τοποθετηθει μια πινοσειρά με 8 pin και η πλακέτα του crossover βισματώνει επάνω την κύρια πλακέτα σε μορφή σάντουιτς. Μπορει όμως να τοποθετηθει σε άλλο σημείο και με ένα flat καλώδιο να μεταφέρουμε τα σήματα και την τροφοδοσία από το J2A στο J2B. Το τροφοδοτικο ± 15V των κυκλωμάτων του crossover βρίσκεται στην κύρια πλακέτα. Ένα σημείο που θέλω να τονίσω είναι σχετικά με τις διάφορες στην ακρίβεια των τιμών υπολογισμού και πραγματικών τιμών αντιστάσεων και πυκνωτών. Είναι λοιπόν καλό, αν η τιμή ενός υλικού δεν υπάρχει σε στάνταρτ τιμή να επιλέξουμε ένα συνδυασμό που θα μας δίνει τιμή κοντά στην θεωρητική και ταυτόχρονα να κάνουμε το ίδιο και στο άλλο ηχείο, ώστε η απόκλιση να είναι η ίδια. Στο σχέδιο υπάρχουν συνδυασμοί παραλλήλων αντιστάσεων, και κάποιες από αυτές δεν χρησιμοποιούνται εάν δεν χρειάζονται. Με τα TR1-2 ρυθμίζουμε την στάθμη των μεγαφώνων, εάν χρειαστει.

Part List [Fig.1]

R1=47Kohms R19-20=47ohms C17-18=47uF 25V
R2=1Kohms C1=2.2uF 63V MKT TR1-2=47Kohms trimmer
R3=4.7Kohms C2=220pF IC1=TL071
R4-11-13-15-17=NC C3-4-11-12=100nF 63V MKT IC2-3=TL072-NE5532
R5-6=12Kohms C5-6-9-10=10nF 63V MKT J1=2pin conn. 2.54mm pin step
R7-8=120Kohms C13=6.8nF 63V MKT J2A=8pin conn. 2.54mm pin step
R9-10=220Kohms C14=3.3nF 63V MKT or 8 pinhead 2.54mm pin step*
R12-14=10Kohms C15=33nF 63V MKT
R6-18=33Kohms C16=18nF 63V MKT All Resistors is 1/4W 1%

Typical specifications

Input sensitivity

1Vrms

Input impedance

47K

High Pass filter

20HZ-:-200HZ

Band Pass filter

200HZ-:-3500HZ

Low Pass filter

3500HZ-:-20KHZ

Slope

-12dB/oct

3_way_active_lsp_protection.gif (21482 bytes)

Το κυκλωμα [Fig.2] προστασίας από συνεχείς τάσεις και καθυστέρησης σύνδεσης των ηχείων, είναι το ίδιο με αυτό που υπάρχει στο ενεργό ηχείο 2 δρόμων, όπου υπάρχει και η σχετική περιγραφή. Υπάρχουν κάποιες διαφορές, έχει προστεθεί ακόμη ένα στάδιο ανίχνευσης συνεχούς τάσης και ένα ρελέ [RL2]. Οι επαφές του RL1 συνδέουν τα ηχεία των υψηλών και μεσαίων συχνοτήτων, στούς αντίστοιχους ενισχυτές IC5-6, αντίθετα οι δυο επαφές του RL2 συνδέονται παράλληλα και συνδέουν το μεγάφωνο των χαμηλών συχνοτήτων στην έξοδο του IC7. Εδώ υπάρχει και το τμήμα τροφοδοσίας ± 15V για το crossover και επαρκεί για κάθε επιλογή άλλου κυκλώματος crossover.

Part List [Fig.2]

R1=470ohms 1W C4=10uF 25V IC1=4093
R2-3=1Mohms C5=1uF 25V IC2=7812
R4=22Kohms C6=4.7uF 25V IC3=7815
R5-21=33Kohms C7-8-10-11-13-14=33uF 63V IC4=7915
R6-8-16=15Kohms C9-12-15=22uF 16V Q1-2=BD678
R7-9-17=56Kohms C16-17=2200uF 25V Q3-4-5=BC550C
R10-23-18=56Kohms C22-23=10uF 25V RL1-2=12V RELAY G2R2 [OMRON]
R11-12-19=10Kohms D1-2-3-4=1N4002 J2B=8pin conn. 2.54mm pin step
R14-15-20=3.9Kohms D5=8.2V 1W Zener J3B=3pin conn. 2.54mm pin step
R22=1Kohms D6-7.....26=1N4148 J8A-B=2pin conn. 2.54mm pin step male-female
C1=100uF 25V D27=Led 5mm
C2-3-18-19-20-21=100nF 63V MKT BR2=BRIDGE RECT. 80V 1.5A All Resistors is 1/4W 1-5%

3_way_active_lsp_power.gif (30880 bytes)

Στο Fig.3, υπάρχει το κύκλωμα των τελικών ενισχυτών που οδηγούν τα αντίστοιχα μεγάφωνα. Η επιλογή είναι και εδώ τα STK4044XI της SANYO με ισχύ εξόδου περίπου 100W το καθένα, ισχύς που θεωρώ ότι είναι πολύ καλή για να οδήγηση την πλειοψηφία των μεγαφώνων του εμπορίου σε υψηλές στάθμες. Η ποιότητα του ήχου που παράγουν είναι πολύ καλή. Η επιλογή του τύπου με την ένδειξη XI έγινε επειδή έχει καλύτερη και πιο σύγχρονη εσωτερική σχεδίαση, σε σχέση με τους τύπους II και V. Μπορουν όμως να χρησιμοποιηθούν και οι άλλοι τύποι [V και II] χωρίς να υπάρχει κάποιο πρόβλημα. Τα φίλτρα RLF1…3 φτιάχνονται από μια αντίσταση 10R 3W, που γύρω της τυλίγουμε περίπου 30 σπείρες σε τρεις στρώσεις , χάλκινου σύρματος μονωμένου, διαμέτρου 1mm. Οι πυκνωτές C66….69 τοποθετούνται επάνω στην κύρια πλακέτα και κοντά στους ενισχυτές ισχύος.

Part List [Fig.2]

R23-33-43-32-42-52=1Kohms RLF1...3=FILTER* See text C32-46-50=1nF 63V MKT
R24-34-44=47Kohms C24-38-52=330pF C33-37-47-51-63-65=100uF 63V
R25-26-35-36-45-46=100ohms C25-39-26-40-54=1uF 63V MKT C34-48-62=220uF 25V
R27-37-47=1Kohms C53=2.2uF 63V MKT C35-36-49-50-61-64=10uF 63V
R28-38-48=0.22ohms 5W C27-28-42-56-41-55=100pF C66-67-68-69=15000uF 63V
R29-39-49=4.7 ohms1W C29-43-57=100pF IC5-6-7=STK4044XI* See text
R30-40-50=56Kohms C30-44-48=15pF F2-3=Fuse 5A Fast 5X20mm+PCB case
R31-41-51=10Kohms C31-45-59=100nF 100V MKT J4A-5A-6A=2pin conn. 3.96mm pin step

Typical specifications

Input sensitivity

1Vrms

Input impedance

47K

Output Power  (0.1% THD)

100W/8 ohm per Band

Power Supply

±53V

Block Diagram

3_way_active_lsp_block.gif (16806 bytes)

Στο Fig.4, φαίνεται ένα μεγάλο μέρος των διαφόρων σταδίων και των συνδέσεων μεταξύ τους. Όπως φαίνεται τα μεγάφωνα τοποθετούνται μεσα σε κατάλληλο ξύλινο κουτι. Στο πίσω μέρος του κουτιού και επάνω σε ένα φύλλο αλουμινίου τοποθετούνται ο μετασχηματιστής ισχύος Τ1, η γέφυρα ανόρθωσης ισχύος BR1, ο γενικός διακόπτης S1, το βύσμα τροφοδοσίας JF1, η ασφάλεια F1, το RCA βύσμα JF2 και το ενδεικτικό led D27. Ο μετασχηματιστής T1 έχει δυο εξόδους Α=2Χ38V και B=2X15V. Η γέφυρα BR1 βιδώνεται επάνω στο αλουμίνιο, ώστε να ψύχεται. Επάνω σε μια μεγάλη ψήκτρα βιδώνονται τα IC5-6-7. Στο βύσμα JF2 εισέρχεται το ακουστικό σήμα χαμηλής στάθμης από την έξοδο ενός προενισχυτή. Καλο είναι η πλακέτα του crossover να βρίσκεται μακριά από τον μετασχηματιστή T1.

Part List [Fig.2]

T1=110-230Vac||A=2X38V  >350VA JF2=Female RCA Jack MID=MIDRANGE 8 ohms
                        B=2X15V     30VA F1=FUSE 1.2A SLOW+CASE WOO=WOOFER 8ohms
BR1=BRIDGE RECTIFIER 400V 35A S1=2XON-OFF 15A Switch
JF1=3pin male supply jack TW=TWEETER 8R

Filter_butterworth_12dB.gif (5974 bytes)

Fig.5--Crossover calculation

 

Sam Electronic Circuits 9/02