2Amp → 1Speaker

2Amp 1Speaker-Switch
Zweck
Um zwei Verstärker abwechselnd an einer Lautsprecherbox zu betreiben, wäre im einfachsten Fall
nur ein zweifacher Umschalter erforderlich. Bei Röhrenverstärkern besteht jedoch die Gefahr, daß
der Verstärker ohne Last bei Aussteuerung Schaden am Ausgangsübertrager nimmt, da es - bedingt durch die Spannungsüberhöhung ohne angeschlossene Last - zu Durchschlägen und damit
Kurzschlüssen in der Primärwicklung kommen kann. Abhilfe könnte hier ein zusätzlicher Lastwiderstand schaffen, der - im Wechsel mit der Box - an den (sonst) unbelasteten Verstärker geschaltet wird. Dazu benötigt man dann einen vierfach Umschalter (oder ein entsprechendes Relais).
Bei dieser Methode bleibt aber ein Restrisiko der Ausgangsübertragerschädigung in dem kurzen
Moment, wo die Box zwar schon vom Verstärker abgeschaltet, der Lastwiderstand aber noch nicht
angeschaltet ist. Das Risiko wird höher, wenn dieser Verstärker auch noch weiterhin angesteuert
wird.
Die hier vorgestellte Schaltung umgeht dieses Problem, indem vor dem eigentlichen Umschalten
zusätzlich zwei Hilfswiderstände an die Verstärker geschaltet werden und dann erst der eigentliche
Wechsel zwischen Lautsprecher und Ersatzlast vorgenommen wird. Danach werden dann die beiden Hilfswiderstände wieder abgeschaltet. Da die Hilfswiderstände einen höheren Widerstand als
die Nennimpedanz aufweisen, ist diese - kurzzeitige - Unterschreitung der Nennimpedanz des
Röhrenverstärkers unkritischer als der lastlose Zustand.
Die Schaltung enthält eine Timinglogik, die beim Betätigen des (Fuß)Schalters zuerst für eine Zeit
T1 (ca. 0,4...0,8 s) die Hilfswiderstände an beide Verstärker anschaltet und erst nach einer Verzögerungszeit T2 (ca. 0,2... 0,4 s = 1/2·T1) den Wechsel zwischen Lautsprecher und Lastwiderstand
vollzieht. Siehe dazu auch das Timing-Diagramm im Schaltplan.
Aufbau
Die Schaltung sollte unbedingt in einem belüfteten Metallgehäuse aufgebaut werden. Das Leistungsteil (Relais, Lastwiderstände Ein- und Ausgangsbuchsen) sollte darin als gesonderte Einheit
mit entsprechenden Leiterquerschnitten (mind. 1,5 mm²) eingebaut werden. Auch sollte die LogikEinheit, die als Platine oder auf Streifenraster aufgebaut werden kann, weit entfernt von den Wärmequellen (den Lastwiderständen) plaziert werden.
Versorgt wird das Ganze durch ein Steckernetzteil, welches bei der Verwendung von 12 V-Relais
12 VDC bei >250 mA aufbringen sollte. Die Stromaufnahme der Logikplatine liegt unter 5 mA (ohne Relais und LEDs). Beim Einbau eines 230 V-Netzteils ist auf die entsprechenden Vorschriften
(Schutzerdung, Absicherung… ) zu achten.
die Schaltzeit T1 wird von C1/R4, T2 von C2/R5 bestimmt. Die Schaltzeit berechnet sich nach der
Formel T = 0,7·R·C (T in s, R in Ω, C in F). Mit den im Schaltplan angegebenen Werten ergeben
sich für T1 = 0,72 s und für T2 = 0,33 s (gemessen). Ob eine Verkürzung der Schaltzeiten möglich
ist, hängt von der Reaktions- und Prellzeit der verwendeten Relais ab.
Die ICs und Relais können gesockelt werden.
Die drei Leuchtdioden können in "Ampelschaltung" auf der Front der Umschaltbox montiert werden
und so die Schaltphasen und den angewählten Verstärker anzeigen.
Modifikationen
Die Änderung von rastendem Fußschalter zu tastendem ist möglich durch die Verwendung des
unbenutzten Flipflops (74HC74).
Ein Temperaturfühlerschaltung für die Lastwiderstände zwecks Alarmauslösung und/oder Lüftersteuerung ist ebenfalls denkbar.
Entwicklungsstand
Es wurde ein Labormuster des Steuerungsteils (ohne Relais) aufgebaut und getestet.
© 2006 eb jacobs
Schaltplan
Stückliste
Bezeichner
Halbleiter
IC1
IC2
VR1
Q1,Q2
Q3
LD1
LD2,LD4
LD3
D2,D3,D4,D5,D6,D8
Anz. Wert
Anmerkungen
1
1
1
2
1
1
2
1
6
74HC221
74HC74
7805
BC337-16
BC556B
yel
red
grn
1N4148
evtl. 16pol. Fassung verwenden
evtl. 14pol. Fassung verwenden
kein Kühlkörper erforderlich
jeder NPN mit B > 100 und Ic > I relais
jeder PNP mit B > 100 ist geeignet
Widerstände
R1,R2
2
*
R3
1
*
R4
R5
R6,R7,R9,R13,R17
R8,R12
R10,R11
R14
R15
R16
1
1
5
2
2
1
1
1
220k
100k
10k
3k9
1k*
270
330
2k2
* Wert = 2fache Ausgangsimpedanz der Verstärker.
Belastbarkeit: mind. 1/4 der Ausgangsleistung des
stärksten Amps.
* Wert = Ausgangsimpedanz der Verstärker. Belastbarkeit: mind. 1,5fache der Ausgangsleistung
des stärksten Amps. Kühlung (aktiv oder passiv
erforderlich! Nicht in der Nähe der Elektronik montieren! Der Wert kann aus mehreren Widerständen
möglichst gleicher Werte zusammengesetzt werden
(Reihen- und/oder Parallelschaltung)
alle Metallfilm 1%, 0,6 W
Kondensatoren
C1,C2
C3
C4,C5
C6,C7
2
1
2
2
4µ7 Elko
100p ker.
100n ker.
100µ Elko
6,3 V
Schalter, Relais
RL1
1
2x EIN
RL2
1
4x UM
FS
1
1x EIN
z. B. Reichelt 55.32.9 12V (2x UM)
Es kann auch ein Relais mit 2x UM verwendet werden.
z. B. Reichelt Fin 55.34.9 12V
Es können statt dessen auch zwei Relais mit 2x UM
verwendet werden
Trittschalter, rastend
4
1
1
Klinkenbuchse, mono
DC-Einbaubuchse
Klinkenstecker, mono
isolierte Version oder isolierter Einbau
passend zum Steckernetzteil
für Fußschalteranschluß
Buchsen
J1, J2, J4, J5
J3
P2
Sonstiges
Metallgehäuse
Fußschaltergehäuse
2-adr. Kabel
Steckernetzteil
1
1
1
oder andere Si-Schaltdiode
* für V+ = 12 V, sonst neu berechnen
16 V
mit Lüftungsschlitzen
für Fußschalter
bei 12 V-Relais: 12 V DC/> 250 mA