焼け落ちた高周波スピーカーの抵抗はどれくらいですか? ツイーター過負荷保護

自分でスピーカーを修理するにはどうすればよいですか? よくある質問その8

高周波ダイナミックヘッドの修復工程を図解付きで解説します。

Youtube で最も興味深いビデオ

ただし、視力があまり良くない場合は、追加の光学機器を使用する必要があります。ツイーターのコイルを巻くワイヤーの直径は通常0.1mm未満です。

特に4GDV-1のスピーカーコイルは、直径わずか0.08mmの線で巻かれています。このような場合、私は双眼鏡にアタッチメントレンズを追加して使用します。

紙テープ、コイル端子を固定し、88接着剤で接着されていることが判明しました。スリーブの損傷を避けるために、古いコイルを取り外すときに、私は浸した接着接続コイルリード線が配線される場所のみ。

リードを敷いた後、テープの端を閉じてBF接着剤で接着しました。

スピーカーの組み立ては逆の順序で行われますが、可動システムの位置合わせはスピーカーの設計自体によって確実に行われるため、それほど難しくはありません。

前に最終組み立て可動システムのストロークが非常に小さいため、組み立て後にこれを行うのはより困難になるため、スピーカーの位相を確認できます。

位相が正しく設定されていれば、可動システムはハウジングから「飛び出す」はずです。

アスピリン錠剤を使用して、コイル端子からワニスを取り除くことができます。これがどのようにできるかについてはすでに説明しましたが、それを示しました。

トリーパー過負荷保護

一般に、スピーカーシステムが正しく設計され、適切に動作していれば、信頼性の問題は発生しません。しかし、音楽の「愛好家」の中には、よく言うように「最大限に」音響をオンにする人もいます。この場合、近隣住民だけでなく、家全体が被害を受けます。このような状況では、スピーカーが耐えられずに燃え尽きてしまうことがよくあり、高周波スピーカーが燃え尽きることが最も多いです。ツイーターが最も頻繁に焼けるのはなぜですか? まず第一に、常に高周波ドライバーが焼けるわけではなく、低音域ドライバーや中音域ドライバーが焼けることもあります。しかし、それでも、(第二に) – ブザーがかなり頻繁に点灯します。

定格電力がスピーカーに印加されると、ボイスコイルは約 90 ～ 100 ℃の温度まで加熱します。 ○(場合によってはそれ以上) これは明らかです。熱(この参考データは、I. Aldosina の著書「Electrodynamic Loudspeakers」から引用しています)。さらに、低周波、中周波、高周波スピーカーのボイスコイルは発熱します。さまざまな速度で、これはいわゆる 「熱時定数」ダイナミクス。定格出力が 30 W を超えるウーファーの場合、熱定数は 15 ～ 20 秒です。定格電力がスピーカーに印加されると、ボイスコイルは 15 ～ 20 秒で設計温度まで加熱されます。定格出力が 15 ～ 25 ワットのミッドレンジスピーカーの熱時定数は約 5 ～ 6 秒です。そして最後に、ツイーター熱定数は約 1.5 秒です。これは、ツイーターに過負荷がかかると、ボイスコイルがほぼ 1 秒以内に焼き切れてしまうということです。そのため、ツイーターが頻繁に「飛び出す」のです。

熱時定数は信号の周波数に依存することは明らかですが、ボイスコイルが巻かれているワイヤの直径にも依存します。したがって、低周波スピーカーの場合、ボイスコイルは通常ワイヤーで巻かれます。 Ø( 0.25-0.35) mm、中周波用 – Ø (0.14-0.16) mm、ツイーター用、線径 Ø 0.10mmかそれよりわずかに小さい。ワイヤーが細いほど熱定数が低くなり、それに応じてスピーカーが過負荷によって故障するまでの時間が短くなります。同じ出力でインピーダンスが異なる 3 つの高周波スピーカー、6GDV-4-8 (インピーダンス 8 Ω)、6GDV-6-16 (16 Ω)、および 6GDV-6-25 (25 Ω) を比較してみましょう。 8 Ω インピーダンスのスピーカーには、ワイヤーが巻かれたボイスコイルがあります。 Ø 0.10mm、抵抗16Ωのスピーカーの場合、ボイスコイルはワイヤーで巻かれています Ø 0.08mm、抵抗値25Ωのスピーカーではさらに細いワイヤーを使用しています。上記の文脈で言えば、同じ過負荷の下では、ここで言及した 3 つのスピーカーの中で最も信頼性が低いため、抵抗 25 Ω のスピーカーが最初に「焼損」することは明らかです。そして、この三位一体の中で最も信頼できるのは、抵抗が 8 Ω のスピーカー (つまり、6GDV-4-8) です。

スピーカーが焼けるのはリスニング中の過負荷だけではありません大音量の音楽。場合によっては、不完全なパワーアンプが原因でこの問題が発生することがあります。電源がオンになると、最終パワーアンプでいわゆる「過渡プロセス」が発生し、これによりアンプ出力の電圧が（1 ～ 2）秒間変動する可能性があります。さらに、このような発振の振幅は最終アンプの電源電圧に近づく可能性があり、これは ± (20-40) ｃ．この場合、電源を入れるとスピーカーから「カチッ」という大きな音が聞こえます。同様の過渡的なプロセスは、電源がオフになったときに発生します。したがって、非常に多くの場合、そのような 1 回の「クリック音」で高周波スピーカーが焼き切れてしまうのに十分です。多くの古いスタイルのパワーアンプ、特にリガラジオ工場の 70 年代アンプ「Radiotekhnika UKU-020」にはこの欠点があります。最新のアンプでは、これらの欠点は、スピーカーがリレーの接点を介してパワーアンプの出力に接続され、電源電圧が印加されてから3〜4秒の遅延でオンになり、オンになるという事実によって解消されています。電源を切った後すぐに電源が切れます。その結果、パワーアンプの過渡現象はスピーカーに伝わりません。

ポップ音響では、通常、高周波スピーカーは別のアンプチャンネルに直接接続されます。従来の分離フィルターは不要です。このような状況では、高周波チャンネルに供給される電力を制御できないことが多いため、ポップアコースティックにおける高周波スピーカーの信頼性 (および過負荷保護) は、より差し迫った問題となります。

一般的に問題の概要が説明されています。ここで一つのことについて話しましょう興味深い方法で高周波スピーカーを過負荷から保護します。

S-30 タイプのスピーカーシステムの一部の改造では、過負荷が発生した場合に過負荷インジケーターが使用されます。フロントパネルスピーカーシステムのLEDが点灯します。しかしこのシステムは単なるインジケーターであり、過負荷について通知するだけであり、過負荷からスピーカーを保護するものではありません。

でスピーカーシステム上層階級複雑な「Cleaver 150AC-009」および「Corvette 150AC-001」には、次のスピーカー保護システムが使用されています。過負荷が発生すると、リレーを使用して追加の抵抗がスピーカーに直列に接続され、その結果、スピーカーへの電力が減少します。同様のシステムが、前述のスピーカーの高周波スピーカーと中音域スピーカーに個別に適用されます。これらのシステムのウーファーはヒューズを介して接続されています。興味のある読者は、これらの図を参考書またはこれらのスピーカーシステムのデータシートで見つけることができます。

一部のアマチュア無線家は、高周波スピーカーを保護するために白熱灯をよく使用しますが、これはスピーカーと直列に接続する必要があります ( 私たちが話しているのは小型低圧白熱電球について）、図図１はそのような図を示す。

この保護システムは次のように機能します。低電力では、負荷に小さな電流が流れます。このため、ランプのフィラメントは加熱せず、したがってランプの抵抗は非常に低くなります。このような状況では、ランプはツイーターの動作にほとんど影響を与えません。電力が増加し、負荷を流れる電流が増加すると、ランプのフィラメントが熱くなり、ランプが発光し始め、ランプの抵抗が急激に増加します。この図から、スピーカー付きランプは、可変の分割係数を備えた分割器であることがわかります。負荷を流れる電流が大きくなるほど、さらなる抵抗ランプが多いほど、ランプ U の両端の電圧降下が大きくなります。私、それぞれ、スピーカー U の両端の電圧降下 d– 総電圧 U に比べて減少します ○、つまりスピーカーの電力は自動的に制限され、保護システムが作動します。まさに「コンプレッサー・リミッター」のようなものです。

このような保護システムの動作原理は非常に簡単ですが、ランプのパラメータを計算するにはどうすればよいですか？言い換えれば、白熱灯の適切な電圧と電力を選択するにはどうすればよいでしょうか? これが「本質的な」質問と呼ばれるものであり、これが次に行うことです。

米。 1. ツイーターを過負荷から保護するための白熱電球の接続図。 RF – 高周波セクションフィルター、L – 白熱灯 (R 私– ランプ抵抗)、Gr. – ツイーター (R G– スピーカーのインピーダンス)、U 私(v) – ランプ電圧、U d(c) – スピーカーの電圧、U ○(c) – 負荷全体の電圧。本文中の説明。

ここでは、ツイーターの 4 倍過負荷に対する保護を提供する白熱電球のパラメーターの「簡易計算」と、いわゆる「検証計算」の概要を説明します。検証計算は数学愛好家にとって興味深いものとなるでしょう。これは完全かつ一般的な計算を表しており、任意に与えられたランプに対して、保護システムの一種の「過負荷特性」を計算することができます。許容過負荷値と信号減衰の程度さまざまなレベル力。

簡易計算

特定のダイナミクスに関する計算を示します。たとえば、高周波スピーカー 6GDV-6-25 を考えてみましょう。リガ無線工場からのこの 25 オームスピーカーは、合計スピーカーインピーダンスが 8 Ω の S-90 および S-100 システムの一部の改良版で使用されています。。

定格電力が 6 W、合計抵抗が 25 Ω であると仮定します。スピーカーがアンプに直接接続されていると少し想像して、次のような質問をしてみましょう。「このスピーカーは定格電力に等しい電力をどの電圧で消費しますか? 6W」？この電圧の計算は非常に簡単です。

ここで: N n(W) – 定格スピーカー出力、R G

このスピーカーに 12 ボルトの電圧が印加されると、消費電力は 6 ワットになることは明らかです。また、スピーカーに 2 倍の電圧が印加された場合、つまり 2 倍の電圧がかかることも明らかです。 24 ボルトの場合、スピーカーの電力は 4 倍に増加します。これは、スピーカー (またはその他の負荷) にかかる電力が電圧の 2 乗に比例するためです。

ここで: N (W) – スピーカーの電力、U d(c) – スピーカーの電圧、R G(Ω) はスピーカーのインピーダンスです。

したがって、この中で、特定のケース動作電圧 12 ボルト、電力 6 ワットのランプを使用することで、6GDV-6-25 スピーカーを 4 倍の過負荷から保護します。

一般的な公式を声に出してみましょう。 4 倍の過負荷に対する保護を確実にするには、白熱灯の電力はツイーターの定格電力と等しく、ランプの動作電圧はスピーカーが定格電力を消費する電圧と等しくなければなりません。したがって、計算全体は 1 つの式、つまり式 (1) だけになります。

明らかに、保護として白熱灯を使用すると、ツイーターの音圧がいくらか弱まります。ここで示した単純化された計算では、音圧減衰の程度を決定することはできません。異なる容量。知りたいアマチュア無線家へ完全な説明このような保護制度を利用する場合は、「検証計算」についてよく理解しておくことをお勧めします。

検証計算

この場合、白熱灯は可変抵抗であり、ツイーターを保護します。このような保護システムの一種の「過負荷特性」を数学的に計算するには、ランプの特性を知る必要があります。<Зависимость сопротивления лампы от напряжения на лампе>.

小型白熱電球の名称について、少し説明しておく必要があります。ランプの特性は常に 2 つのパラメータによって示されます。白熱灯を指定するには、電圧と電力、または電圧と電流の 2 つの方法があります。例を挙げてみましょう。したがって、「12V x 4W」ランプの動作電圧は 12 ボルト、電力は 4 ワットです。別の例として、「6.5V x 0.3A」ランプは、動作電圧が 6.5 ボルト、動作電流が 0.3 アンペアになるように設計されています。明らかに、ランプの動作電流と電圧がわかれば、いつでもランプの電力を計算できます (「6.5V x 0.3A」ランプの例を使用してこれを示します)。

ここで: N 私(W) – 白熱灯の電力、U RL(v) – ランプ動作電圧、I RL(A) – ランプの動作電流。

すでに述べたように、保護システムの計算に進む前に、いわゆる<характеристику лампы>白熱灯（つまり、ランプ抵抗のランプ両端の電圧への依存性）。これは次のように行われます。白熱灯を電源に接続してから、ランプの電圧を変更し、同時にランプに流れる電流を測定する必要があります（単純化のため、ここで図を示すことは意味がありません）。電圧はゼロからランプの動作電圧に等しい最大値まで変化します。したがって、依存関係が得られます<тока лампы от напряжения на лампе>。ここで、オームの法則を使用してランプ抵抗を計算することが残ります。

ここで、R 私(Ω) – 白熱灯の抵抗、U 私(c) – ランプ電圧、I 私(A) はランプに流れる電流です。

説明した方法を使用して、次の 7 つの小型白熱ランプの特性を取得します: 3.5V x 0.26A、6.5V x 0.3A、6V x 5W、12V x 1.5W、12V x 4W、12V x 10W、および 26V x 0.12A 。

高価なスピーカーツイーター用の小さいながらも非常に便利な電子ヒューズは、12 個の部品を使用してわずか 1 時間で組み立てることができます。この回路はツイーターであり、それに加えられる電圧レベルが最大許容レベルに近いときにトリガーされます。最初の回路では、単純な電球を負荷として使用します。ツイーター信号が一定の閾値レベルに達すると、このランプが点灯します。