30. Nov, 2021.

Pri namenskim konstrukcijama pojačala različite vrste i snage ponekad se ukaže potreba kontrole izlaznog stepena, posebno u uslovima kada nismo u mogućnosti da to pratimo preko slušalica, ili kontrolnog zvučnika. Takve situacije sam doživljavao pri korišćenju ručno rađenog pojačavača u školskom razglasu kada je bila potrebna kontrola jačine izlaza dve stereo grane razglasnog pojačala nešto veće snage. Ponekad je bilo suvišno koristiti kontrolne zvučnike, tako da je VU  metar bio pravo rešenje.

VU metar ( engleski: „Volume Unit Meter“ - merač jačine zvuka ) predstavlja uređaj za određivanje i praćenje nivoa signala u audio opremi. Razvijen je kasnih 1930 – tih godina da bi se olakšala standardizacija transmisije preko telefonskih linija. Vremenom je postao standardni merni instrument u audio tehniici. Nastao je u vreme kada je takva konstrukcija bila pasivna kao detektorsko RC kolo sa integratorom i instrumentom sa skretnim kalemom i kazaljkom. Otpornost potrošača obično je podešavana na 600 oma. Kada je signal stacioniran pokazivanje takvog VU metra odgovara skali dBm. Rad VU metra precizno je utvrđen dogovorenim standardom. Najvažija osobina koja je definisana standardom je njegova balistika, odnosno brzina reagovanja na trenutnu pobudu nekim referentnim signalom  konstantne frekvencije i amlitude. Vreme integracije treba da bude podešeno tako da se 99 % otklona instrumenta postiže za 330 ms, što na neki način liči na reakciju čula sluha kod čoveka. U vreme kada je VU metar nastao nije bilo mogućnosti da se u njega ugradi logaritamski pojačavač. Za njegov rad treba obezbediti poseban izvor stabilnog napajanja čija vrednost zavisi od samog izbora, da li da bude analognog, ili digitalnog tipa.

Pošto je baždarenje skale VU metra u logaritamskoj razmeri ( u dB ), a rad instrumenta relativno linearan, raspored podeoka njegove skale je uglavnom nelinearan. Referentni podeok od 0 dB napravljen je na oko dve trećine pune skale, jer je to zona najpreciznijeg kretanja kazaljke insrumenta sa skretnim kalemom. Dobijena je skala instrumenta na kojoj više od pola opsega zauzima raspon pokazivanja samo od 6 dB. Danas bi se to moglo prevazići logaritamskim pojačavačem, ali je veoma davno usvojeni standard učinio da skala VU metra i danas izgleda skoro isto. U izradi skale VU vetra ranije je korišćen drugačiji oblik baždarenja koji je bio u procentima. Procenti se odnose na stepen modulacije predajnika koji je sledio iza tačke kontrole.

VU metar koji je prikazan u ovom članku pravljen je odvojeno od kutije pojačavača sa dva kanala i podešenim ulaznim otporom uz mogućnost da se otpor fino podešava prema izlazu pojačavača. To se može uraditi pomoću ugrađenih „trimera“ koji se nalaze na pločici izlaznog dela VU metra. Osetljivost aktivnih komponenti obezbeđuje veoma brz odziv skretanja kazaljke VU metra u odnosu na promenu jačine zvuka. Maksimum skretanja kazaljke namerno nije baždaren do maksimuma jačine izlaza zbog mera zaštite, ali je kontrola sigurna, tako da se efikasno može utvrditi jačina zvuka i odrediti balans između kanala koji je ujednačen prilikom podešavanja.

Veoma je bitno da su spojevi ulaza VU metra do aktivnog dela elektronike obezbeđeni putem mikrofonskog kabla čiji širm nije u spoju sa masom, iz prostog razloga što neki pojačavači ne smeju da se na svom izlazu spajaju sa masom, bolje reći uzemljenjem koje ide preko metalne kutije uređaja. Ovakav izbor obezbeđuje siguran rad bilo koje vrste pojačavača, jer ne smemo zaboraviti da naponska razlika minus izlaza zvučnika i tzv. mase može uništiti, kako pojačavač, tako i VU metar. Malo je neobično što je opisani VU metar izdvojen od pojačavača, ali to daje mogućnost izmeštanja na vidljivo mesto praćenja jačine izlaznog signala, što je u pomenutom rešenju školskog razglasa dalo željeni izbor kontrole jačine zvuka.

Izrada kvalitetnog stereo pojačala nije ni malo jednostavan posao koji, pored dobrog poznavanja teorije, traži odgovarajuću spretnost prilikom izbora, konstrukcije i rasporeda elektronskih komponenti. Ovom problematikom bavio sam se godinama kroz mentorski rad sa učenicima koji su sa svojim takmičarskim radovima izlazili na zapažene smotre iz tehnike. Kroz seriju pažljivo odabranih članaka rečju i slikom prezentujem najbolje radove koji su osvojili zlatne medalje na republičkim smotrama. U ovoj oblasti, sa interesantnim konstrukcijama, se pojavilo nekoliko učenika, među kojima je Sava Grković u Beogradu 2004. godine osvojio zlatnu medalju. Danas je pomenuti takmičar uspešan elektroinženjer. Negujući uspomenu i posebnu zahvalnost za blistave radove mojih učenika, u ovom članku sam objedinio u praksi isprobana rešenja za konstrukciju kvalitetnog stereo pojačala, koje sam “za svoju dušu” radio nešto duži vremenski period, sa namerom da se što manje razlikuje, ili da čak bude bolje, od fabričkog.

Kod izrade pojačala uvek mi je najveći problem bila odgovarajuća kutija (ovde sam odabrao kutiju od rashodovanog projektora) u kojoj će biti dovoljno prostora da se odvoji napajanje od ulaznih i izlaznih kola na samom pojačalu, kako ne bi došlo do samooscilovanja, ili neprijatnog brujanja. Ispravljački stepen može biti standardnog tipa sa dobrom filtracijom, a za pojedine module (predpojačalo i mikseta) i sa dobrom stabilizacijom napona. Prilikom izrade napajanja posebnu pažnju obratiti na snagu transformatora koja mora odgovarati izlaznoj snazi pojačala, odnosno da bude nešto veća od nje. Presek jezgra transformatora ( S = a*b , cm2) se određuje vađenjem kvadratnog korena iz odabrane snage. Danas se mogu naći, ili jednostavno kupiti transformatori potrebne snage različitog izgleda i pakovanja. Ispravljanje napona je najbolje uraditi pomoću fabričkog grec-spoja koji odgovara proračunatoj jačini struje. Napajanje pojačala i predpojačala treba odvojiti, odnosno da ne budu sa istog sekundara transformatora. Veoma je važno da se mrežni deo u samoj kutiji odvoji od ostalih delova zbog mogućih iznenađenja. Elektrolitički kondenzatori moraju da imaju kapacitet od nekoliko hiljada mikrofarada (10 000 - 15 000) i probojni napon koji je najmanje za 10 % veći od stvarnog napona napajanja. Za regulatore napona najbolje je koristiti fabričke integralce sa tri izvoda koji se mogu naći u slobodnoj prodaji (T812, T815, T824, …), ali sa odgovarajućom amperažom.

Zahtevan posao je izrada odgovarajućeg predpojačala, ukoliko želimo da koristimo jedan, ili više mikrofona. Slab signal iz mikrofona se vodi okloljenim kablom do ulaza predpojačala. Za gradnju koju opisujem koristio sam mikrofonsko stereo predpojačalo iz radio-kompleta ( RK: 3660, 3665, 3772, 3765, 3779 ), gde, kako je naznačeno, postoji izbor nekoliko vrsta u stereo i mono tehnici. Kompleti se mogu nabaviti u “KELCO Doo” Beograd, a oni sadrže štampanu pločicu i sve pasivne i aktivne komponente. Na izlazu stereo predpojačala koristio sam stereo potenciometar 100 koma (log). Sa njegovog srednjeg izvoda uzima se signal preko otpornika vrednosti 10 koma, što se odnosi i na drugi i treći potenciometar (stereo) preko koga idu NF signali. Takva kombinacija predstavlja pasivnu miksetu čija je šema na priloženoj slici.

semapojacala2x20w-2

semapojacala2x20w-1

Na tačke U1-L i U1-R dovodi se pojačan mikrofonski signal sa izlaza stereo predpojačala, a nezavisni NF izlazi se dovode preko tačaka U2-L i U2-R, odnosno U3-L i U3-R. Signal za ulaz pojačala se uzima iz tačaka L i R, koje predstavljaju dva kanala, preko stereo potenciometra sa oznakama R14-R13 (Out-L, Out-R). Kombinaciju stereo potenciometara predstavljaju R1-R10, R2-R11 i R3-R12. Svi spojevi sa potenciometrima moraju biti izvedeni sa oklopljenim kablom da bi se izbeglo pištanje i brujanje. Za izbegavanje ove neprijatne pojave važno je i kako vezujemo masu ( izjednačavanje potencijala ), da to bude na jednoj tački ( - ) kod elektrolitičkog kondenzatora velikog kapaciteta ( kod ispravljačkog stepena ). Pletena košuljica oklopljenog kabla, takođe mora biti vezana na minus ( - ) pol, odnosno na masu, što se odnosi i na kutiju uređaja, ukoliko je metalna.

Kod izrade pojačala možemo se opredeliti na nekoliko izbora iz radio-kompleta. Svako od njih traži ugradnju odgovarajućih aluminijskih hladnjaka zbog odvođenja toplote sa izlaznih tranzistora, ili integralnih kola. Kod moje gradnje odlučio sam se za RK 3822 koji se sa pločicom i delovima može nabaviti u Radio klubu “KELCO Doo” Beograd. Ovu varijantu sam namerno odabrao zato što je jednostavna za konstrukciju, zauzima malo prostora i napaja se stabilnim naponom od 6 – 18 V sa maksimalnom strujom od 3,3 A. Ukoliko nemamo jake zvučnike možemo odabrati RK 7057 ( 2x5W ), RK 2003 ( 2x10 W ). Probao sam i sa većim snagama pojačala, što se ne isplati, pre svega zbog zvučnika koji su prilično skupi, ali i zbog koncepcije da ne gradim snažna, već kvalitetna (osetljiva) pojačala koja će dati odgovarajući kvalitet reprodukcije. Stara mudrost Vilhelma Buscha glasi: “Čini se da nam muzika često smeta, jer uz nju stalno ide buka”. Kod izbora zvučnika treba voditi računa o njihovoj snazi koja mora biti nešto veća od nominalne izlazne snage pojačala. Ni jedan od izlaza zvučnika ne sme da se veže za masu, tako da treba obratiti pažnju ako koristimo metalnu kutiju. U suprotnom možemo uništiti vitalne komponente pojačala, ili same zvučnike. RK 3822, koji sam izabrao prilikom gradnje, daje na 4 oma 2x20W čiste sinusne snage u frekventnom opsegu od 20 Hz do 15 000 Hz. Nekoliko ugrađenih zaštitnih mera brinu da se integrisano kolo TDA 1553CQ s pravom označi kao krajnje robusno. Tu spada, pre svega, osigurač od kratkog spoja, zatim osigurač koji štiti zvučnike, osigurač od termičkog preopterećenja i zaštita od zamene polova. Posebnu ulogu integrisano kolo ima sa priključkom 11 za nemu vezu (“muting”), pri čemu IC prelazi u stanje mirovanja ( stand-by ). Zbog jakih struja koje protiču kroz IC moramo ugraditi dobar aluminijski hladnjak i obaveznu upotrebu termalne paste pri postavljanju IC na telo hladnjaka.

Na kraju, opravdano pitanje, da li se isplati ova konstrukcija? Za mnoge ne isplati, jer su delovi skupi i samo mala nepažnja može dovesti do pregorevanja osetljivih aktivnih komponenti. Za one prave zaljubljenike elektronike gradnja predstavlja izazov vredan pažnje. Kod same konstrukcije moramo imati jasan plan šta želimo, predstavu koliko koštaju svi delovi i jaku volju da to uradimo valjano, precizno i sa dobrim proračunima ulaznih i izlaznih napona u odnosu na osetljivost predpojačala i pojačala. Za eventualne rizike, kod samostalne konstrukcije, ne snosim nikakvu odgovornost, jer je opisani rad u domenu takmičenja i hobija.

Izvori saznanja:
1.“Mala škola elektronike”, Vladimir D. Krstić i Željko V. Krstić, Beograd 2002. godine,
2. Radioamater”, broj 7/8, 1976. godina.

Zvuk je po prirodi sastavni deo svakodnevnog života i deo čovekovog okruženja. Javlja se kao pratilac mnogih životnih aktivnosti i njegovo prisustvo je evidentno gotovo u svim sferama ljudske aktivnosti.

Zvuk ne mora biti glasan da bi nas uznemiravao (pod koji škripi, oštećenja na tonskim zapisima, “nemilosrdno” kapljanje vode i sl.). Nepoželjnost i neprijatnost su često u funkciji vremena kada se zvuk pojavljuje (noć ili dan). Zvuk može da nanese štetu ili čak izazove i razaranje određenih struktura (zvučni udar). Po definiciji, svaki zvuk, bez obzira na njegov intenzitet, koji nas ometa u nekim našim aktivnostima, ili nam smeta na bilo koji način, predstavlja buku.

Buka u životnoj sredini, ili kako se veoma često zove - komunalna buka, definiše se kao buka koju stvaraju svi izvori buke koji se javljaju u čovekovom okruženju.

Glavni izvori komunalne buke koji se svakodnevno sreću u čovekovom okruženju uključuju:

  • Izvore buke na otvorenom prostoru;
  • Izvore buke u zatvorenom prostoru.

Izvori komunalne buke na otvorenom prostoru mogu se dalje podeliti na sledeće grupe:

  • Saobraćaj (drumski, železnički i avionski);
  • Građevinske mašine koje se koriste pri izvođenju javnih radova;
  • Industrija;
  • Mašine za kućnu upotrebu (kosačica, motorna testera i sl.);
  • Mašine i vozila za komunalno održavanje;
  • Sportske aktivnosti, koncerti, zabavni parkovi, alarmi;

Izvori komunalne buke u zatvorenom prostoru mogu se podeliti na sledeće grupe:

  • Kućni aparati (usisivač, fen za kosu, veš mašina i sl.);
  • Ventilacioni sistemi i klima uređaji, pumpne stanice, trafostanice;
  • Uređaji za muzičku reprodukciju;
  • Žurke.

Neki od nabrojanih izvora buke u zatvorenom prostoru mogu se pojaviti i kao izvori buke na otvorenom prostoru. Buka u životnoj sredini je svetski problem. Način borbe protiv buke u velikoj meri zavisi od kulture, ekonomije, politike. Ne postoji sigurna procena, na svetskom nivou, o uticaju buke na životnu sredinu kao ni o ceni tog uticaja.

Neke okvirne procene je dala European Unions´s Green Paper on Future Noise Policy (1996) i one kažu da:

  • 20% populacije (oko 80 mil.) je izloženo neprihvatljivom nivou buke koji uzrokuje nedostatak sna, uznemirenost i druge nepovoljne zdravstvene efekte;
  • dodatnih 170 mil. živi u zonama gde nivoi buke izazivaju stalno ometanje tokom dana;
  • procena je da komunalna buka košta Zajednicu od 0,2% do 2% bruto nacionalnog dohotka.

Građani, pre svega u razvijenim zemljama, veoma jasno prepoznaju problem i ukazuju na buku kao glavni činilac koji kritično opterećuje populaciju.

Zašto merimo jačinu zvuka / buke?

Merenja daju tačno određenu veličinu koja opisuje i rangira zvuk – to je neophodno kod unapređenja zaštite od buke, akustike stambenih zgrada, muzičkih i bioskopskih dvorana, izrade kvalitetnijih zvučnika i sl.

  • Merenja nam omogućavaju preciznu, naučnu analizu ometajućih zvukova; intezitet ometanja zavisi od osobe do osobe (zavisno od psiholoških i fizioloških razlika između osoba).
  • Jasno nam definišu kada zvuk može da izazove oštećenja – omogućava nam preduzimanje određenih zaštitnih mera.
  • Konačno, merenja i analize zvuka su snažan dijagnostički alat u procesu sniženja buke – na aerodromima, autoputevima, u industrijskim pogonima i sl.
  • To je alat koji nam može pomoći da unapredimo kvalitet života.

Izvor: akademijazakme.edu.rs

Priredio: Bojan Todorović III-4

PokloniIOtpadSkloni