Схема абонентского громкоговорителя с трансформатором

Последнее обновление 05 . 02 . 11

Абонентский трансформатор и его роль в сети ПВ при вещании в нее пиратской станции.

Как известно, вещание в абонентскую линию ( далее АЛ ) подъезда или дома — один и самых простых, но неэффективных способов вещания в радиосеть. Простота в том что АЛ подведена в каждую квартиру, неэффективность — потери мощности в проводах от пиратской станции до абонентского трансформатора ( далее АТ )), а также в нем самом. При идеальной слышимости сигнала АЛ своего, в распределительном фидере ( далее РФ ) остается мало что, не говоря уже об АЛ других домов.

Причина такого низкого КПД в том, что АТ, повышая в данном случае 30в до 240в, должен быть нагружен сопротивлением 5760 Ом (240в, 10вт). В этом случае напряжение станции будет действительно повышаться в 8 раз. Но трансформатор подключен первичной обмоткой к распределительному фидеру, импеданс ( полное сопротивление, переменному току, в данном случае на f=400 гц ) которого обычно лежит в пределах 8. 30ом (240в, 2..7кВт), т.е. они абсолютно не согласованы друг с другом. То есть, АТ уже не способен работать как повышающий, а работает в режиме короткого замыкания. При этом вся мощность, подаваемая нами в АЛ, рассеивается на трансформаторе и проводах АЛ в виде тепла.

Вообще, на сетях проводного очень часто импеданс источника меньше, чем нагрузки. На рисунке ниже приведены импедансы основных цепей и устройств.

Сеть находится в исправном состоянии, все абонентские громкоговорители ( далее АГ ) включены на полную громкость, мощность каждого 0.25вт, включены в АЛ через резисторы по 300ом в каждом проводе, напряжение АЛ 30в, мощность АТ 10вт, напряжение РФ 240в, мощность одного РФ 500вт, на ТП РФ соединены вместе напрямую, мощность ТП 5кВт, напряжение МФ 960в. Опорно-Усилительную станцию (далее ОУС) для простоты не рассматриваем, а ее выходной импеданс вместе с проводами МФ принимаем равным 50ом.

1. Начнем снизу: попробуем вынуть вилку абонентского громкоговорителя из радиорозетки и измерить его импеданс. Он как правило равен 3.6кОм (для АГ 0.25вт) или 7.2кОм (для АГ 0.125вт).

2. Теперь измеряем импеданс между отверстиями радиорозетки. При наличии и правильном номинале резисторов, исправности проводки он будет чуть более 600 ом ( провода АЛ, вторичная обмотка АТ, и другая нагрузка АЛ имеют импеданс на три порядка ниже, так что им пренебрегаем ).

3. Суем вилку АГ на место, и размыкаем провода перед коробкой со своими резисторами. Измеряем импеданс на проводе, идущем в квартиру (комнату). Он равен сумме АГ и резисторов, то есть 4200 ом.

4. Измеряем импеданс АЛ в точке подключения к ней квартирного провода ( не важно, подключена-ли в этот момент квартира к АЛ, импедансы разные на два порядка ). Он равен импедансу последовательно включенных проводов стояка и вторичной обмотки АТ, и параллельно им подключенной нагрузке подъезда. Примем импеданс проводов равным 7.5 ом (40 метров провода ТРП 2*0.5мм), импеданс вторички АТ ( подключенного к РФ ) тоже 7.5ом. Нагрузкой подъезда являются 40 точек по 4200ом, в итоге импеданс 105ом ( то что нагрузка раскидана по этажам по всей длине стояка АЛ учитывать не будем ). В итоге получаем примерно 13ом (7.5+7.5=15; (15*105)/(15+105)=13). Именно на такой импеданс должен быть рассчитан усилитель при вещании, хотя все равно пересчитывать придется в зависимости от этажа, типа АТ и кол-ва АГ в парадной.

5. Размыкаем провод от вторичной обмотки АТ к АЛ (около самого АТ, наверху стояка). Измеряем импеданс между проводами АЛ. Он равен импедансу нагрузки подъезда, то есть 105 ом ( сопротивление проводов будет на порядок ниже, так что им пренебрегаем ).

6. Измеряем импеданс вторичной обмотки АТ. Он зависит от числа витков, сечения провода обмоток, типа сердечника, и от того, к чему в конкретном случае подключена первичная обмотка. Рассчитать это достаточно сложно даже для нормального режима, не говоря о режиме короткого замыкания (тем более неполного КЗ, т.е. импеданс РФ нулю все таки не равен). По результатам измерения с эквивалентом РФ (10ом), он равен для трансформатора типа ТА-10 ( выпущенного в 1999 году в СПБ ) 7.5ом. При замкнутой накоротко первичной обмотке 7ом. Советую поэкспериментировать с разными типами трансформаторов. Если взять более мощный, импеданс будет ниже, но и на проводах АЛ будет теряться больше.

7. Подключаем на место АЛ к АТ. Отключаем первичную обмотку АТ от РФ. И измеряем импеданс первичной обмотки АТ. Он, как и в предыдущем случае, зависит от типа АТ, но уже в гораздо меньшей степени ( т.к. это не режим короткого замыкания, а нормальный рабочий ). В основном он зависит от нагрузки на трансформатор, то бишь в АЛ. Для указанного выше АТ он равен 5681 ом.

8. Измеряем импеданс РФ в точке подключения к нему АТ ( не важно, подключена-ли в этот момент первичка АТ к РФ, импедансы разные на два порядка ). Он равен импедансу соединенных последовательно проводов РФ ( того, который измеряем ) и вторичной обмотки трансформатора ТП, и подключенной параллельно нагрузкой всех РФ. Примем импеданс проводов равным 6 ом ( удельное сопротивление применяемого сталеалюминиевого провода, как и его название, мне неизвестно ). Импеданс вторичной обмотки трансформатора ТП примем равным 6 ом. Нагрузка на каждый РФ — 50 штук АТ, (каждый со своей нагрузкой ), в итоге импеданс 115 ом. В сумме импеданс нагрузки 9 штук РФ ( все кроме измеряемого РФ ) будет 12.7 ом ( то что нагрузка РФ раскидана по всей их длине, указывать не будем ).

Таким образом, импеданс ТП со всеми остальными РФ будет чуть более 4 ома ( (6*12.7)/(6+12.7)=4 ). С учетом проводов от ТП до места измерения, а также нагрузки измеряемого РФ это будет 9.2 ома (4+6=10, (10*115)/(10+115)=9.2). Именно на такой импеданс должен быть рассчитан усилитель при вещании, хотя все равно пересчитывать придется в зависимости от расстояния до ТП, ее мощности, расстояния от нее до ОУС, числа РФ на ТП, наличия в каждом РФ ограничивающих устройств.

9. Отключаем провода РФ от ТП (около самой ТП, на ее стойке). Измеряем импеданс между проводами РФ. Он равен импедансу нагрузки РФ, то есть 115 ом ( сопротивление проводов будет на порядок ниже, так что им пренебрегаем ).

10. Отключаем провода всех РФ, и соединяем их вместе, не подключая к ТП. Измеряем импеданс в точке соединения или рядом. Он будет равен импедансу нагрузки всех 10 штук РФ, то есть 11.5 ом.

Эксперименты с эквивалентами сети.

Недавно я проводил опыты с эквивалентами оборудования радиосети, чтобы проверить прохождение сигнала от станции до слушателя, при вещании в абонентскую линию или на распределительный фидер. Цель: Определение субъективной громкости передачи у слушателя, находящегося в другом доме, на той-же сети РФ.

Оборудование: В обеих случаях (т.е и на РФ и на АЛ) и у слушателя и на станции применяется одно и то-же оборудование, разница лишь в подключении станции. На станции ставится усилитель 100У-101 мощностью 100вт, выходное напряжение 30в, в подъездах станции и слушателя трансформатор ТАМУ-10С (мощность трансформатора у слушателя не имеет значения), у слушателя имеются резисторы перед матюгальником номиналом 300ом каждый, трехпрограммный громкоговоритель «МАЯК-202», работающий без усиления и рассчитанный на 30в.

На усилитель подается реальный музыкальный сигнал, выставляется максимальная неискаженная громкость ( U =30в).

Резистор R1 является эквивалентом всей нагрузки фидера (сотни АТ со своими АЛ, ТП со своей ОУС), и взят номиналом 10ом. Он нагружает усилитель так, как это делал- бы реальный распределительный фидер.

В обычных условиях, когда станция недалеко от ТП, потери в проводах РФ небольшие, и их сопротивлением можно пренебречь.

Трансформатор Т1 является абонентским трансформатором, стоящем в подъезде одного из слушателей. Резистор R2 — номинальная нагрузка трансформатора — радиоточки всего подъезда. Его номинал — 47ом (это 75 радиоточек).

R3 и R4 — резисторы в квартире слушателя. Но они, как мы знаем, при приеме на стандартный матюгальник сильно ни на что не влияют.

В качестве громкоговорителя использован стандартный матюгальник МАЯК-202, используемый большинством абонентов. Он работает в пассивном режиме, без усиления.

Результат №1 — громкость небольшая, но реальный музыкальный сигнал слышен на расстоянии 5. 7 метров, и даже мешает смотреть телевизор.

Резисторы R1 и R 2 — провода абонентской линии от станции до АТ. Рассматривается худший случай, когда провода довольно длинные, сопротивление (и импеданс на НЧ тоже) каждого — 4.7ом.

Сопротивлением нагрузки своей АЛ можно пренебречь, так как, если она исправна, то не оказывает большого влияния на работу системы.

Абонентский трансформатор тоже выбран далеко не лучший, но распространенный — ТАМУ-10с.

Роль R3 та-же, что R1 в предыдущем случае — нагрузка РФ (10ом). Все остальные элементы, как и R3, такие-же, только другая нумерация.

Результат №2 — громкость намного ниже, чем в предыдущем случае. Разобрать что-либо можно, только приложив ухо к динамику. Причина — несогласованность импеданса вторички Т1 и нагрузки R3 .

Вывод: При вещании в АЛ потери в ее проводах и АТ существенны, но если очень надо, передачу можно услышать.

Источник

Простейший усилитель НЧ для абонентского громкоговорителя (MPSW45A)

Принципиальная схема простейшего усилителя НЧ на одном транзисторе для абонентского громкоговорителя Нейва АГ-301. Радиотрансляционная сеть в нашем доме давно уже не работает, да никто и нежалеет об этом, — в «лихие 90-е» многие отказывались от неё, чтобы не платить абонентскую плату.

Абонентский громкоговоритель «Нейва АГ-301» уступил место на кухне китайскому УКВ-радиоприемнику, и отправился «почивать» на антресоль. Так и пролежал бы там еще несколько лет, если бы срочно не потребовалась «акустика» для персонального компьютера. Причем такая, чтобы орала не громко, но услышать вопли прыгающего и стреляющего «покемона» можно было отчетливо.

Принципиальная схема

Принципиальная схема горомкоговорителя «Нейва АГ-301» показана на рис.1. Ничего там нет кроме трансформатора звукового, переменного резистора для регулировки громкости и собственно, динамика.

Попробовали подключить непосредственно на выход звуковой карты, то есть, вместо вилки припаяли штекер. Работает, но слишком тихо и только в положении резистора максимальной громкости.

Рис. 1. Принципиальная схема абонентского громкоговорителя.

В общем, без УНЧ никак. Но все предполагалось сделать «прямо сейчас», поэтому в ход пошли имеющиеся в наличии детали, а именно составной транзистор MPSW45A малой мощности (корпус как у КТ3102) и несколько деталей.

Схема показана на рисунке 2. На составном транзисторе VТ1 сделан, фактически, двухкаскадный УНЧ, первый каскад которого является эмиттерным повторителем, а второй усилителем мощности.

Рис. 2. Принципиальная схема однотранзисторного усилителя низкой частоты для абонентского громкоговорителя.

Напряжение смещения на базе задает делитель из резисторов R2 и R3. Нагрузкой служит первичная обмотка звукового трансформатора Т1, который есть в абонентском громкоговорителе, переменный резистор — регулятор громкости тоже оттуда.

Детали

В качестве источника питания было решено взять напряжение 5V с USB-порта персонального компьютера. Это напря-жеие поступает через разъем Х2. Для подключения к USB-порту был взят удлинитель USB, у которого вилку оставили, а розетку отрезали.

Затем нужно разделать красный и черный провода. Красный — это +5V, черный — это -5V. Монтаж схемы без печатной платы, просто на выводах переменного резистора, и все так и висит в воздухе.

Налаживание

Налаживания никакого не потребовалось, все заработало сразу после первого же включения. Возможно, транзистор MPSW45A можно заменить другим аналогом, или даже просто взять два транзистора типа КТ3102 и включить их между собой как видно на схеме. Но эта «теория» на практике не проверялась.

Источник

Вторая жизнь проводного радио

Разбирая бабушкины вещи, я наткнулся на проводное радио (абонентский громкоговоритель), служившее верой и правдой порядка 30 лет. Назвать его выдающимся творением советского промдизайна, конечно, нельзя, но и выкинуть жалко.

С другой стороны, куда же его применить? В моей квартире абонентская радиоточка отсутсвует, да и слушать вещание национального радио особого желания нет. Вот бы слушать то, что хочешь и вроде как по радио… А, собсвенно, почему бы и нет? И тут у меня родилась идея сделать из абонентского громкоговорителя обычный! Ну, т.е. обыкновенную моноколонку, подключенную к источнику звука через усилитель.

Что же мне досталось?

Для определения модели устройства пришлось осуществить поиск по внешнему виду с полным перебором, т.к. ни названия модели, ни производителя на корпусе не значилось. К счастью, перебор был недолгим — достался мне абонентский громкоговоритель «Донбасс».

В моем случае, правда, черно-желтый, без рукоятки, без задней стенки, без вилки и со скрученным проводом.

План модернизации

Суть модернизации заключается в том, чтобы интегрировать усилитель в корпус громкоговорителя и подключить на вход какой-либо источник звука. С усилителем вопрос был решен достаточно просто: выпаять его из ненужных ~~китайских~~ тайваньских колонок.

Надо заметить, что использование усилителя из тайваньских колонок — это не самый хороший вариант в плане качества звука, но самый простой и дешевый (при условии наличия таких колонок).

Главным же вопросом модернизации стал источник звука. Подключить на вход можно что угодно: портативное радио, плеер, телефон, ноутбук. При этом не хотелось загромождать устройство функционально, а наоборот — сделать его максимально простым и удобным для использования. Хорошим вариантом могло бы стать использование аудио выхода AirPort Express, но он уже используется, а покупать еще один роутер не хотелось. Оптимальный вариант нашелся неожиданно.

Громкоговоритель решено было повесить на кухне на стене, куда изначально планировалось повесить телевизор. Под телевизор были выведены обычная и телевизионная розетки, причем телевизонный кабель от розетки идет в другую комнату к единому месту коммутации кабелей для телевизора и модема.

А что если пустить звук по коаксиальному кабелю из комнаты в кухню? Из комнаты я подключаю все, что хочу, а на выходе просто усиливаю звук. Понятно, что коаксиалу до бескислородной меди далеко, но я же не hi-fi собираюсь по громкоговорителю слушать.

Модернизация

Ну-с приступим. Из трех деталей в корпусе громкоговорителя: динамика, переменного резистора и трансформатора, — оставляем только динамик. Точнее, вначале стоит извлечь все детали, смыть с корпуса налет бурной молодости и затем вставить обратно только нужную. Сразу хочу предупредить: динамик громкоговорителя воспроизводит звук в диапазоне примерно 160-6300 Гц, так что если вы собрались слушать вашу любимую музыку через такой динамик, то звучать она будет как минимум не совсем аутентично.

Разбираем тайваньские колонки: из той, что с регулятором громкости, изымаем плату и трансформатор. В моем случае динамик в колонке был не припаян, а подключен через разъем. Отпаиваем провода вместе с разьемом от динака колноки и припаиваем к динамику громкоговорителя. Трансформатор из колонок тоже с разъемом, а потому практически без проблем стал на место прежнего в корпусе громкоговорителя. Переходим к плате.

Отпаиваем вторую колонку (провода слева), а вместо проводов от джека (справа) припаиваем оригинальный провод от абонентского устройства. Тут главное найти, какой из каналов идет к динамику и подпаяться к нему. Второй канал можно заземлить. Далее, выпаиваем переменный резистор, а на его место впаиваем три проводка (опять же со стороны канала, идущего к динамику).

Эти проводки подпаиваем к переменному резистор такого же номинала, но с выключателем. А сам переменный резистор крепим на место прежнего в корпусе. Выключатель будет служить кнопкой включения схемы усиления. В результате, при повороте ручки регулятора вначале будет включаться усилитель, а затем регулироваться громкость. Интересно, что кнопка включения усилителя в колонках, которые я использовал, находится после трансформатора. Т.е. при включении в сеть этих колонок не зависимо от того включена сама схема или нет, они потребляют свои два ватта. Собственно, поэтому я поставил выключатель не вместо кнопки, а перед трансформатором.

Плату и разъем питания я прикрепил силиконовым клеем к корпусу, а из старых советских ручек выбрал наиболее подходящюю. В результате, так громкоговритель выглядит изнутри:

Не забывем про розетки: меняем стандартные белые на более подходящие по цвету черно-желтые:

Место коммутации (переходник: коаксиал — моноджек, удлинитель: джек-мама — джек-папа):

В работе

В работе ~~абонентский~~ обычный громкоговритель ведет себя хорошо — исправно воспроизводит подаваемый на вход звук, окрашивая его эффектом проводного радио. Автоматически, источник звука в виде ноутбука стал режиссерским пультом, т.к. при подключении микрофона появляется возможность вещать из комнаты на кухню: передавать приветы, ставить любимую музыку, а также общаться с радиослушателями. Из минусов можно отметить разве что характерный фон усилителя из дешевых тайваньских колонок.

Источник