DE2641079A1

DE2641079A1 - Lautsprecherschaltung

Info

Publication number: DE2641079A1
Application number: DE19762641079
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Phys Thiele
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1976-09-11
Filing date: 1976-09-11
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2641079C3; DE2641079B2

Description

Lautsprecherschaltung
Beim Betrieb von an Verstärker angeschlossenen Lautsprechern ist es erwünscht, eine Überlastung der Lautsprecher zu vermeiden, weil dadurch die Wiedergabe verzerrt und der Lautsprecher gegebenenfalls zerstört wird. Die Verstärker sind zwar häufig mit elektronischen Sicherungen ausgerüstet, jedoch sprechen diese üblicherweise nur bei einem Kurzschluß am Ausgang an, können also einfache Überlastungen der Lautsprecher nicht in jedem Fall verhindern. Elektronische Sicherungen dienen in erster Linie dem Schutz der Endtransistoren der Verstärker und nicht dem Schutz der Lautsprecher vor Uberlastungen.
Durch die Zeitschrift "HiFiStereophonie" 1976, Heft 6, Seite 686 - 687 ist es bekannt, in eine Lautsprecherbox ein VU-Meter einzubauen, welches die zugeführte elektrische Leistung anzeigt. Durch Ablesen der jeweiligen Zeigerstellungdes VU-Meters läßt sich feststellen, ob eine Überbelastung vorhanden ist. Hierzu muß jedoch die jeweilige Leistungsgrenze des Lautsprechers bekannt sein. Außerdem ist in der genannten Zeitschrift zu erkennen, daß das VU-Meternur bei abgenommener Laut sprechervorderwandsichtbar ist und abgelesen werden kann. Das bekannte VU-Meterist deshalb ungeeignet, einem Zuhörer eine Uberlastungder Lautsprecherbox in einfacher Weise anzuzeigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lautsprecherschaltung anzugeben, welche dem Zuhörer die Möglichkeit gibt, Überlastungen des Lautsprechers leicht zu erkennen..
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 - 3 je ein Ausführungsbeispieleiner Lautsprecherschaltung, mit denen Überlastungen der Lautsprecher optisch angezeigt werden können.
Der in Fig. 1 gezeigte Lautsprecher 7 wird über die Klemmen 1 und 2 von einem nicht dargestellten Verstärker gespeist.
Parallel zu dem Lautsprecher 7 ist eine Schwellwertschaltung angeordnet, die aus zwei antiparallel geschalteten Dioden 5, 6 mit einer ausgeprägten Schwellspannung (relativ scharfer Knick in der Kennlinie) und einem dazu in Reihe geschalteten Leuchtelement, beispielsweise eine Glühlampe 4, besteht. Um Gleichstromimpulse, die beim Einschalten des nicht dargestellten Verstärkers entstehen und die Schwellwertschaltung zerstören können, fernzuhalten, ist ein Kondensator 3 zur gleichspannungsfreien Ankopplung vorgesehen.
Die erwähnte Schwellwertschaltung bildet einen Überlast-Indikator für den Lautsprecher 7 und zeigt dessen Überlastung durch Aufleuchten der Glühlampe 4 an. Der Einsatzpunkt der Überlastanzeige wird durch die Schwellspannungen der Dioden 5 und 6 bestimmt. Die Schwellspannungen sind entsprechend den Nennbelastbarkeitsdaten des Lautsprechers 7 gewählt. Wenn die Amplituden der dem Lautsprecher 7 über die Klemmen1 und 2 zugeführten Wechselstromsignale die Schwellspannungen überschreiten, wird - je nach Polarität der Amplitude - eine der beiden Dioden 5 oder 6 leitend und es kann ein Strom durch die Glühlampe 4 fließen, welche dadurch zum Leuchten gebracht wird. Die Glühlampe 4 wird für einen Zuhörer sichtbar an einer den Lautsprecher 7 enthaltenden Box angeordnet. Der Zuhörer kann also an dem Aufleuchten der Glühlampe 4 erkennen, daß der Lautsprecher 7 überlastet ist. Die Funktion der in Fig. 1 dargestellten Schaltung ist auch gewährleistet, wenn nur eine Diode 5 oder 6 in Reihe zur Glühlampe 4 geschaltet wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, lassen sich anstelle einer Glühlampe 4 zur optischen Anzeige der Überlastung in vorteilhafter Weise auch sogenannte Leuchtdioden (LED) 4a und 4b verwenden, die mit Zenerdioden 12, 13 in Reihe geschaltet sind. Anders als die Zenerdioden 12 und 13 werden die Leuchtdioden 4a und 4b in Durchlaßrichtung betrieben, so daß die Leuchtdiode 4a entgegengesetzt zur Durchlaßrichtung der Zenerdiode 12 und die Leuchtdiode 4b entgegengesetzt zur Durchlaßrichtung der Zenerdiode 13 in Serie geschaltet ist. Zum Schutz der Leuchtdioden 4a, 4b und der Zenerdioden 12 und 13 ist ein Schutzwiderstand 14 in Reihe geschaltet. Der Schutzwiderstand 14 kann ein liniearer ohmscher Widerstand sein. Es ist jedoch auch möglich, einen nichtlinearen PTC-Widerstand als Schutzwiderstand zu verwenden. Anstelle der Zenerdioden 12, 13 können in Fig. 2 auch normale Dioden mit ausgeprägter Schwellwertspannung zur Anwendung kommen. Die Dioden müssen jedoch - anders als die Zenerdioden 12, 13- in gleiche Durchlaßrichtung wie die Leuchtdioden 4a, 4b geschaltet werden.
Die Schaltung gemäß Fig. 2 zeigt die Reihenschaltung je einer Zenerdiode 12,13 mit je einer Leuchtdiode 4a, 4b. Es ist jedoch auch möglich, die parallel zum Lautsprecher 7 angeordnete Schwellwertschaltung so auszubilden, daß sie aus einem Schutzwiderstand 14 und nur einer Leuchtdiode 4a mit nur einer entgegengesetzt in Serie geschalteten Zenerdiode oder in gleiche Durchlaßrichtung geschaltete normale Diode besteht.
Die Erfindung kann sowohl mit einem einzelnen Lautsprechersystem als auch in'Verbindung mit einer Frequenzweiche in mehrfacher Anzahl in einer Lautsprecherkombination (Mehr-Wege- Box) angewendet werden. Hierzu zeigt Fig. 3 ein Beispiel. Es sind zwei Lautsprecher 7a und 7b vorgesehen, denen jeweils eine eigene Schwellwertschaltung als Uberlast-Indikator zugeordnet ist. Bei einer oberlastung des Lautsprechers 7b leuchtet die Glühlampe 4d~auf, während eine Überlastung des anderen Lautsprechers 7a durch die Glühlampe 4cangezeigt wird. Infolge der aus der Induktivität 8 und dem Kondensator 12 bestehenden Frequenzweiche wird der Lautsprecher 7a nur mit relativ niedrigen Freqenzen angesteuert. Demgegenüber werden die höheren Frequenzen wegen des RC-Gliedes 9, 10 und der Induktivität 11 im wesentlichen nur von dem Lautsprecher 7b wiedergegeben.
Auch in Fig. 3 lassen sich die Glühlampen 4c, 4d durch Leuchtdioden ersetzen. In diesem Fall ist dann in Serie zu den Leuchtdioden ein Schutzwiderstand zu schalten. Die Verwendung von Leuchtdioden ist insbesondere bei Lautsprechern mit höheren Impedanzen, z.B. 8 oder 16 Q, vorteilhaft. Demgegenüber eignet sich der Einsatz von Glühlampen 4 vorwiegend bei 4 Q-Boxen, weil dort nur geringe Signalspannung zur Verfügung stehen.
Wenn ein Zuhörer beim Betrieb der Lautsprecher 7a, 7b gemäß Fig. 3 hohe Lautstärken einstellt und dabei Übersteuerungen z.B. des Hochtöners 7b feststellt, so kann er durch die Klangeinstellmöglichkeit an dem nicht gezeigten Verstärker (oder gegebenenfalls auch an der Lautsprecherbox selbst) die Überlastung am Hochtonlautsprecher 7b verhindern. Es tritt dann zwar eine Klangbildveränderung auf, jedoch ist die Lautstärkebeeinflußung nur gering. Die Veränderung am Klangsteller wird solange vorgenommen, bis die entsprechende Glühlampe oder Leuchtdiode, welche die Überlastung anzeigt, nicht mehr aufleuchtet.
Es wurde bereits erwähnt, daß die Ankopplung der Schwellwertschaltung gleichspannungsfrei erfolgt. Zu diesem Zweck ist in Fig. 3 der Kondensator 3 vorgesehen. Ein solcher zusätzlicher Kondensator ist bezüglich der parallel zum Lautsprecher 7b liegenden Schwellwertschaltung nicht erforderlich, da der zur Frequenzweiche gehörende Kondensator 9 bereits die erforderliche Gleichstromtrennung vornimmt. Für die Gleichstromtrennung kann gegebenenfalls auch ein Transformator verwenden werden.
Bei Hochtönern ist die Ansprechschwelle für die Schwellwertschaltung relativ gering zu wählen. In diesem Fall ist es möglich, an Stelle von Zenerdioden normale in Durchlaßrichtung betriebene Dioden zu verwenden, welche bekanntlich, wenn es sich um Si-Dioden handelt, eine Schwellspannung von ca. 0,7 V und 0,2 V bei Ge-Dioden aufweisen. Für besonders große Ansprechschwellen bei Tieftonlautsprechern können gegebenenfalls mehrere Zenerdioden in Reihe geschaltet werden.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche li Schaltung mit mindestens einem von einem Verstärker gespeisten Lautsprecher, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Lautsprecher (7) eine Schwellwertschaltung (5;6) mit mindestens einem Leuchtelement (4) zur Anzeige einer Uberlastung des Lautsprechers (7) angeordnet ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschaltung aus der Reihenschaltung eine Diode (5;6) mit dem Leuchtelement (4) besteht, und daß die Diode (5;6) bei Erreichen der der Nennbelastung des Lautsprechers (7) zugeordneten Spannung leitend wird.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschaltung aus der Reihenschaltung zweier antiparallel geschalteter Dioden (5;6) mit dem Leuchtelement (4) besteht, und daß die Dioden (5;6) bei Erreichen der der Überlastung des Lautsprechers (7) zugeordneten Spannung leitend werden.
4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschaltung gleichspannungsfrei angekoppelt ist.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtelement eine Glühlampe (4) ist.
6. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtelement eine Leuchtdiode (4a; 4b) ist.
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Leuchtelemente zwei antiparallel geschaltete Leuchtdioden (4a;4b) vorgesehen sind, die äeweils in Reihe mit äe einer Zenerdiode (12,13) geschaltet sind, deren Durchlaßrichtung entgegengesetzt zur Durchlaßrichtung der jeweiligen Leuchtdioden (4a;4b) ist (Fig. 2).
8. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Leuchtelemente zwei antiparallel geschaltete Leuchtdioden (4a;4b) vorgesehen sinds die äeweils in Reihe mit je einer normalen Diode in gleiche Durchlaßrichtung wie die jeweilige Leuchtdiode (4a;4b) geschaltet sind.
9. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Mehr-Wege-Lautsprecherboxmit mehreren über Frequenzweichen angesteuerten Lautsprechern (7a,7b) jedem Lautsprecher eine Schwellwertschaltung (5,6) mit je einem Leuchtelement (4) zur Anzeige einer Überlastung parallel geschaltet ist
10. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtelement (4) sichtbar auf der Schallwand einer Lautsprecherbox angeordnet ist.
11. Schaltung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu der bzw. zu den Leuchtdioden (4a;4b) ein Schutzwiderstand geschaltet ist.