164736. lajstromszámú szabadalom • Túlterhelés védő és kijelző áramkör, különösen hangsugárzókhoz
7 164736 8 de sem a különösen fontos 1., sem a 3., ill. 6. követelményt nem teljesiti. Különösen hátrányos, hogy az áramkör a bemenetre kapcsolt jel teljesitménye helyett csak a rövididejű teljesitménycsucsok időbeli átlagát érzékeli, s ily módon nem a műsorjelnek az emlékezési időre értett átlagteljesítményétől, hanem a rövididejű teljesitménycsucsok időbeli átlagától függően avatkozik be az áramkör. így pl. szimfonikus zene esetében az áramkör emlékezési ideje kisebb, mint egy sec, míg tánczene esetében is legfeljebb csak néhány sec. [5]. Az áramkör működési elve a következő: az erősitő kimeneti pontjaira az A, B pontokkal csatlakoztatott, hangszóróval ellátott védőáramkörben az időben változó hangfrekvenciás váltakozó feszültség az Rc - C frekvenciafüggő hálózaton keresztül a D diódát táplálja, amelynek egyenirányitott feszültsége a Cj kondenzátorral párhuzamosan kötött Jj jelfogó behúzó tekercsére kerül. Ha a jelfogó behuzótekercsén átfolyó áram értéke meghaladja a behúzáskor szükséges küszöbértéket, a jelfogó meghúz és a H hangszóróval sorbaköt egy Rs ellenállást. Ennek hatására a hangszóróban folyó áram a megengedhető értékre csökken. Tekintettel arra, hogy az egyenirányító áramkör lényegében a jelfogó tekercsének ellenállásával terhelt csucsegyenirányitó, a védőáramkör emlékezési ideje nem az áramkör bemeneti pontjaira kapcsoltjel teljesítményétől fog függeni, hanem a pillanatnyi csúcsértékektől, amelyek az előzőek alapján a melegedés szempontjából érdektelenek. További hátránya az áramkörnek az, hogy emlékezési Ideje a csucsegyenirányitó alkalmazása következtében a bemenetére adott jel hullámalakjától függ, ugyanakkor viszont független a hőmérséklettől. További hátránya az áramkörnek az, hogy működése erősen függ a jelfogó tulajdonságainak időbeli stabilitásától. A 2. ábrán ismertetett megoldás [6] lényegében az előbbihez hasonló, azzal az eltéréssel, hogy a Ji jelfogót Gräetz kapcsolású egyenirányító táplálja, ennek következtében a jelfogó működtetése a kevésbé pulzáló egyenfeszültség miatt valamivel megbízhatóbb. A H hangszórót ugyanakkor túlterhelés esetén az áramkör lekapcsolja: nem teljesül tehát az 5. követelmény, sem. Ezen különbségektől eltekintve ez a védőáramkör ugyanazokban a hiányosságokban szenved, mint amelyeket az 1. ábrával kapcsolatban már részleteztünk. Az előbbiekben felsorolt 1, 2, 3, 4, 5 követelményeket kielégiti a találmány tárgyát képező megoldásunk, amelyet a 3. ábrán mutatunk. Az áramkör működési elve a következő. Tegyük fel egyelőre, hogy az R2 ellenállás igen nagy, ugy, hogy rajta áram gyakorlatilag nem folyik át. Az A, B pontokra kapcsolt feszültség hatására a D egyenirányító a bemenő feszültséggel arányosan növekvő pulzáló egyenfeszültséget szolgáltat, amelyet a Ci kondenzátor kisimít. Ezt a növekvő egyenfeszültséget egy Z^ Zener-dióda megfelelően megválasztott feszültség felett stabilizálja. [7] Ily módon a Zener-dióda sarkain levő feszültség egy bizonyos bemenőfeszültség felett állandósul, tekintet nélkül az A,B pontokra kötött . jel feszültségének növekedésére, valamint a jel hullámalakjára. A Zener-diódát célszerűen ugy választjuk meg, hogy a Zener-feszültség mintegy 10%-kai kisebb legyen, mint az a feszültség, amelyre a Jj jelfogó már behúz. A Zenerdiódával párhuzamosan van kötve továbbá egy sorbakapcsolt közvetett fütésü TK, termisztor [_8j és a Jj jelfogó behúzó tekercse. Az elemek ellenállásainak megfelelő megválasztásával biztosithatjuk azt, hogy az U bemenőfeszültség változásától függetlenül a termisztoron átfolyó áram olyan csekély legyen, hogy az önmagában még ne legyen elegendő a Jj meghúzásához. Ha azonban a TKj termisztor fütőtekercsét egy megfelelő értékű, de véges R2 ellenállás sorbakapcsolásával az A, B pontokra kötjük, - a 3. ábrának megfelelően - akkor közvetlenül belátható, hogy a termisztor fütőteljesitménye és ilyen módon a termisztor hőmérséklete az A, B pontokra kapcsolt villamos jel időbeli lefolyásától függetlenül az A, B pontokra kapcsolt jel teljesítményétől függ. Mivel pedig a teljesítmény - egy állandó konstans szorzótól eltekintve - az effektiv érték négyzetével arányos, azért a termisztor hőmérséklete ilyen módon az A, B pontra kapcsolt jelfeszültség effektiv értékének négyzetével lesz arányos. Ezért, ha az A, B pontokra kapcsolt jel feszültségének effektív értéke egy célszerűen megválasztott értéket - célszerűen a védendő hangsugárzó melegedéssel határolt teljesítményéből számitható értéket - meghaladja, a közvetett fütésü termisztor felmelegszik, s mivel ellenállása növekvő hőmérséklettel csökken, a Zj Zener-diódával stabilizált egyenfeszültség-forrás a rákapcsolt TKj termisztorból és j± jelfogóból álló áramkörön elegendő áramot hajt át ahhoz, hogy a jelfogó meghúzzon. Mivel a termisztor ellenállása a hőmérséklet függvénye, ezt pedig adott környezeti hőmérséklet esetében a fűtőkörén átfolyó áram szabályozza, a védőáramkör a termisztor termikus felfűtési időállandójától függően, amelyet adott termisztor esetében az R2 ellenállás értékének változtatásával lehet megváltoztatni, a Jj jelfogó segítségével lekapcsolja a H hangsugárzót az A, B pontokról, mielőtt a hangsugárzó károsodhatna. Ugyanakkor, mivel az emlékezési idő a termisztor futőtekercsében folyó áram függvénye, növekvő túlterhelésre a beavatkozás gyorsabban bekövetkezik. Tekintettel arra, hogy a termisztor ellenállása nemcsak a fütőtekercsben folyó áramtól, hanem a környezeti hőmérséklettől is függ, mégpedig növekvő környezeti hőmérséklettel csökken az ellenállása, azért az emlékezési idő növekvő környezeti hőmérséklettel ugyancsak csökken. Ha mármost a túlterhelés hirtelen megszűnik, a Zener-dióda mentén mutatkozó feszültség a C, kondenzátor kapacitásával és a TKj termisztor R-p melegellenállásával és az ezzel sorbakapcsolt J, jelfogó tekercsének R. ohmos ellenállásával meghatározott Xi =C1 (Rj+R.) időállandóval gyorsan lecsökken, ugy, hogy a jelfogó újra zárja a hangsugárzó áramkörét. Ha viszont a túlterhelést hirtelen ismét rákapcsoljuk, akkor a Zener-diődán rC 2 = C1 (R 1 +R D ) Időállandóval megjelenő feszültség - ahol a dióda vezetőirányu Rj-> ellenállása -10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
