|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Lautsprecherimpedanzmessgerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Dieses Gerät misst Modul und Phase der elektrischen Impedanz des Lautsprechers im Audiofrequenzband und ist sehr nützlich für Audio-Enthusiasten, die ihre eigenen Lautsprecher bauen oder modifizieren. Wenn Sie diese Parameter kennen, können Sie den Phasenumrichter richtig konfigurieren, die Crossover-Filter des Lautsprechers auswählen und berechnen und seinen Phasengang verbessern. Die Frequenzabhängigkeit des Widerstandsmoduls sowie die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung an der Spule eines typischen Niederfrequenz-Lautsprecherkopfes ist in Abb. 1 dargestellt. XNUMX. Die Impedanz unterhalb der Eigenresonanzfrequenz ist induktiv, bei Resonanz aktiv, darüber ist sie zunächst kapazitiv und wird dann mit zunehmender Signalfrequenz wieder induktiv. Mithilfe der Phasenfrequenzcharakteristik der Impedanz können Sie zusätzliche Informationen erhalten, die für die Berechnung und Analyse des Lautsprechers erforderlich sind.
Mit dem hier vorgeschlagenen Gerät ist es möglich, die spezifizierten Kennlinien im Frequenzbereich von 17,4 Hz ... 29,4 kHz zu ermitteln. Die Messgrenzen des Impedanzmoduls und des Phasenwinkels liegen jeweils bei |Z|= 0...200 Ohm und f=+90°. Die Messergebnisse werden in Form von Gleichspannungen 0...200 mV und 0...+900 mV wiedergegeben, die numerisch mit den entsprechenden Parameterwerten übereinstimmen. Für schnellere Messungen können zwei universelle digitale Voltmeter oder Multimeter an das Gerät angeschlossen werden. Es können Aufnahmegeräte verwendet werden. Das Funktionsprinzip des Messgeräts, dessen Schema in Abb. dargestellt ist. 2 ist wie folgt. Der Generator erzeugt in zwei Frequenzbereichen, die das gesamte Audiofrequenzband abdecken, zwei sinusförmige Spannungen, die sich in der Phase um 90° unterscheiden (Quadratursignale). Einer davon wird in Form eines stabilen Stroms der untersuchten Last – einem Lautsprecher oder Kopf – zugeführt, und der andere, um 90° phasenvoreilend, wird in ein rechteckiges Signal – einen Mäander – umgewandelt. Die Rechteckwellenphase ist die Referenz zur Messung der Phasenverschiebung zwischen dem Sinusstrom und der Kopfspannung. Vorausgesetzt, dass der Strom durch die Spule stabil ist, ist die Spannung an ihr proportional zum Modul der Impedanz.
Der Generator im Messgerät besteht aus einem Operationsverstärker und einem spannungsgesteuerten Stromverstärker (ITUN). Um die erforderliche Genauigkeit der Frequenzeinstellung zu gewährleisten, ist der Schallfrequenzbereich des Generators zweigeteilt. Zwei variable Abstimmwiderstände (R6 und R8) sind in Reihe mit den Begrenzungswiderständen geschaltet. Für sie ist ein exponentieller Verlauf der Widerstandsänderung erforderlich (Gruppe B). Mit dem Schalter SA1 wird der Frequenzbereich des Generators ausgewählt: in einer Position - 17,4 ... 1000 Hz, in der anderen - 530 Hz ... 29,4 kHz. Im Operationsverstärkergenerator DA2.4 sind die frequenzeinstellenden Elemente ein abstimmbarer Phasenfilter und ein invertierender Integrator auf den Operationsverstärkern ITUN DA1 und DA2.3, abgedeckt durch Rückkopplung. Der Integrator hat eine Phasenverschiebung von 90°, sodass die Phasengleichheitsbedingung des Oszillators erfüllt ist, wenn der Phasenfilter eine Phasenverschiebung von -90° erzeugt. Insgesamt beträgt die Phasendrehung 0°. Die Betriebsfrequenz fG des Generators wird durch die Elemente R8, R9, C10 (bzw. C9) bestimmt:
Um die Schwingungsamplitude am Ausgang des Integrators im Bereich der Betriebsfrequenzen zu halten, muss sich sein Eingangsstrom proportional zur Frequenz ändern. Die entsprechende Änderung des Ausgangsstroms DA1 wird durch Einstellen des Steuerstroms ITUN (an Pin 5) mit einem variablen Widerstand R6 in Kombination mit einem weiteren Frequenzeinstellwiderstand R8 erreicht. Die unvollkommene Anpassung der Widerstände der Widerstände R6 und R8 im Frequenzband führt zu einer Änderung der Amplitude der erzeugten Spannung, aber die Selbstregulierungsschaltung stellt ihren erforderlichen Wert wieder her. Der von der Diode VD1 gleichgerichtete Strom, proportional zur Amplitude der Schwingungen, wird über den Widerstand R12 am Eingang des Integrators DA2.2 mit dem Strom durch die Widerstände R13, R14 algebraisch summiert. Mit steigendem Signal sinkt die Ausgangsspannung des Integrators DA2.2 und auch der Strom ITUN DA1 sinkt. Dadurch stellt sich eine stabile Schwingungsamplitude von 2,14 V ein. Der Korrekturintegrator auf DA2.1 übernimmt die Funktion der Stabilisierung des DC-Modus, bildet einen Tracking-Feedback-Schaltkreis und hält die Spannung am DA2.4-Ausgang mit einer Genauigkeit von mehreren Millivolt aufrecht.
Die vom Generator erzeugte Spannung wird durch den Widerstand R15 in den entsprechenden Laststrom umgewandelt. Aufgrund des relativ geringen Widerstandswerts dieses Widerstands im Vergleich zur Last (Zn max = 200 Ohm) wird die Genauigkeit im Messbereich des Parameters durch einen speziellen Spannungs-Strom-Wandler gewährleistet: den Wechselstromgleichrichter an DA3 zusammen mit R15 , fungiert als Stromgenerator in Bezug auf den zu prüfenden Kopf. Zur Verdeutlichung in Abb. In Abb. 3 zeigt ein Diagramm der Howland-Stromquelle, die aus einem Negativwiderstandswandler gebildet wird (weitere Informationen dazu finden Sie im Buch von V. L. Shilo „Linear Integrated Circuits“. - M: Radio and Communication, 1979. - Ca. ed .). wenn
Der Innenwiderstand Ri der Quelle und der von der Spannungsquelle Ue durch die Last fließende Strom IL werden aus den Beziehungen bestimmt:
wenn
der Innenwiderstand Ri erreicht einen sehr hohen Wert. Beachten Sie, dass die beschriebenen Eigenschaften des Stromgenerators auch dann erhalten bleiben, wenn Elemente eines Vollweggleichrichters in ihn eingeführt werden. Dadurch erhöht sich der wirksame Innenwiderstand auf ca. 36 kOhm. Die Widerstände R16-R20 müssen genau verwendet werden (Abweichung nicht mehr als 1 %). Bei der unabhängigen Berechnung des Widerstandswerts von Widerständen muss auch R22 berücksichtigt werden, wobei der Schwerpunkt auf den Werten der Koeffizienten liegt
Für DA3 wurde ein Operationsverstärker mit einer hohen Grenzfrequenz verwendet, wobei der frequenzabhängige Gleichrichtungsfehler vernachlässigt werden kann. Dieser Breitband-Operationsverstärker mit offenem Regelkreis hat eine Gleichstromverstärkung von etwa 1500, daher werden die Dioden VD2 und VD3 mit einer niedrigen Durchlassspannung ausgewählt. Die Kondensatoren C11 und C13 trennen DA3 von den Dioden im OOS-Schaltkreis, und die Vorspannung des Operationsverstärkers hat keinen Einfluss auf das Messergebnis. Seine Eingangsstufe mit PNP-Transistoren hat einen typischen Basisstromwert IB = 2,8 μA, was zu einem Spannungsabfall am Widerstand R22 relativ zum Ausgang des Operationsverstärkers DA3 von etwa 0,9 V führt, der ausreicht, um den Tantalkondensator C13 zu polarisieren. Gleichgerichtet zur Messung von |ZН| Die Spannung wird von der Kathode der Diode VD2 entfernt. Sie besteht aus zwei Komponenten: Die negative Halbwelle entspricht der Spannung an der Last ZH, die positive Halbwelle der Spannung wird um das Alpha-fache verstärkt. Die Integrierschaltung R21C14 bildet aus dieser asymmetrischen Wechselspannung den Mittelwert UC14, der die gleichgerichtete Ausgangsspannung (in Millivolt) ist, numerisch gleich dem Impedanzmodul (in Ohm):
Die Größe der Phasenverschiebung zwischen dem gemessenen Strom und der auf die Last wirkenden Spannung wird mit zwei Komparatoren DA4 und DA5 und der Mikroschaltung DD1 bestimmt. Unabhängig vom Lastwiderstand wirkt am Widerstand R23 eine Wechselspannung, deren doppelte Amplitude größer ist als die Summe der an den Dioden VD2, VD3 wirkenden Spannungen, sodass der Komparator DA4 auch bei niederohmiger Last deutlich schaltet. Die am Ausgang DA2.3 anliegende Sinusspannung wird vom Komparator DA5 in eine Rechteckspannung umgewandelt. Nach den Komparatoren werden beide Signale von vier parallel geschalteten XOR-Elementen der DD1-Mikroschaltung verarbeitet, deren Versorgungsspannungen relativ zur gemeinsamen Leitung gleich groß sind. Dadurch entspricht sein Durchschnittswert nach der Integration der Spannungsimpulse von den Ausgängen DD1 durch die Elemente R28-R33, C19 und C20 der Phasenverschiebung (numerisch in Grad) zwischen dem gemessenen Strom und der am Widerstand ZH anfallenden Wechselspannung . Die Stromversorgung des Geräts erfolgt über eine separate Einheit mit integrierten Spannungsstabilisatoren. Es liefert eine bipolare Versorgungsspannung von +6,7 V relativ zum gemeinsamen Draht mit einer Gesamtwertanpassung innerhalb von + 15 %. Zur Kalibrierung des Impedanzmessgerätes eignet sich ein 200 Ohm Präzisionswiderstand. Dann stellt der Widerstand R100 bei einer Signalfrequenz von beispielsweise 14 Hz eine Spannung UZ = 200 mV an der Last ein. Die Spannung Uf darf nur durch Anpassung der Spannung im Netzteil eingestellt werden. Die R24C16-Schaltung kompensiert eine gewisse Phasenverschiebung, die durch den aktiven Gleichrichter an DA3 verursacht wird. Dadurch erfolgt die Einstellung des Abstimmwiderstands R24 bei hohen Frequenzen so, dass es zu keiner Phasenverschiebung für den nichtinduktiven Last-Dummy-Widerstand (f=0°) kommt. Zur Kalibrierung des Phasenmessers werden die Ausgänge beider Komparatoren vorübergehend an den -6,7-V-Strombus angeschlossen und der Schieber des Trimmwiderstands R33 auf die Position eingestellt, bei der Uf = -900 mV erreicht wird. Über die Möglichkeit, die Elemente des Geräts auszutauschen. Es ist zulässig, die Operationsverstärker-Mikroschaltung TL084 durch TL074, TL082 oder den inländischen K574UD2 zu ersetzen (die letzten beiden Mikroschaltungen enthalten zwei Operationsverstärker im Paket). Als Verstärker und Komparatoren DA3-DA5 können Sie den K1401UD6-Chip verwenden, der jeweils einen Operationsverstärker und einen Komparator enthält. Die LM311-Komparatoren können jedoch durch andere ersetzt werden, die über einen Open-Collector-Ausgang verfügen – LM306, LM393, K554CA3, KR521CA3. Der Operationsverstärker EL2044CN kann durch einen anderen Breitbandverstärker ersetzt werden; Die Eingangsstufe der meisten dieser Operationsverstärker besteht aus Transistoren mit NPN-Struktur und daher muss die Polarität beim Einschalten des Kondensators C13 geändert werden. Die Dioden VD1-VD3 (mit Schottky-Barriere) haben im direkten Anschluss eine reduzierte Spannung; Sie werden durch KD922(A-B), KD523A ersetzt. Wenn der Breitband-Operationsverstärker DA3 jedoch eine Verstärkung von mehr als 5000 hat, ist der Einsatz von Dioden der Serien KD503, KD518, KD520 zulässig. CD4030 hat ein inländisches Gegenstück K561LP2. Im PSU-Gleichrichter können Dioden KD521, KD522 mit beliebigem Index und eine Mikroschaltung eines einstellbaren bipolaren Spannungsreglers KR142EN6 (NE5554) verwendet werden. Wir stellen außerdem fest, dass fast jeder Funktionsgenerator als Quadratursignalgenerator geeignet ist, der in seiner Struktur einen Integrator und einen Dreieck-Sinus-Signalwandler mit einer Ausgangsimpedanz von nicht mehr als 50 Ohm enthält. Autor: Kuhle H. Messchaltung für Lautsprecher. - Radio-Fernsehen
Eine neue Möglichkeit, optische Signale zu steuern und zu manipulieren
05.05.2024 Primium Seneca-Tastatur
05.05.2024 Das höchste astronomische Observatorium der Welt wurde eröffnet
04.05.2024
▪ ASRock Rack TRX40D8-2N2T Mainboard ▪ Kinderschuhe mit GPS-Tracker
▪ Abschnitt der Website Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik. Artikelauswahl ▪ Kain-Artikel. Populärer Ausdruck ▪ Artikel Was ist Zellulose? Ausführliche Antwort ▪ Artikel von Ferul Karelin. Legenden, Kultivierung, Anwendungsmethoden ▪ Artikel Relaissteuerung bei Niederspannung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen
www.diagramm.com.ua |
Siehe andere Artikel Abschnitt 
Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:
Alle Sprachen dieser Seite