LEYBOLD 52261 User manual

Physik Chemie ⋅ Biologie Technik LEYBOLD DIDACTIC GMBH
5/98-Sf-
Gebrauchsanweisung 522 61
Instruction Sheet
This unit can amplify DC voltages and AC voltages of any curve
form up to 1000 times to a maximum output voltage of 15 V
( = 30 Vpp), for a maximum load of 2 A. A built-in 5-V DC voltage
source means that no additional voltage source is required for
the input-side connection of e.g. the carbon microphone
(586 28) or a logic circuit.
The AC/DC-amplifier is short circuit-proof and is equipped with
an automatic overheating cut-out and separate LEDs to indica-
te when the system is overdriving and the maximum output cur-
rent is exceeded, to ensure a high degree of protection against
damage due to improper use. An additional LED indicator
showing when the output voltage is zero permits offset com-
pensation without connecting an external meter.
Possible applications:
•Amplification of slight voltage changes in the audio frequency
range (e.g. microphone or oscillator circuit).
•Measuring amplifier for DC and AC voltage in the millivolt range.
•Power amplifier for function generators (e.g. for generating
low-frequency alternating magnetic fields with currents up to
2 A).
1 Safety notes
Das Gerät ermöglicht eine bis zu 1000fache Verstärkung von
Gleichspannung sowie von Wechselspannung beliebiger Kur-
venform auf eine Ausgangsspannung von maximal 15 V
( = 30 VSS), die bis 2 A belastbar ist. Eine eingebaute 5-V-
Gleichspannungsquelle macht bei eingangsseitiger Beschal-
tung z.B. mit einem Kohlekörnermikrofon (586 28) oder mit ei-
nem Logikschaltkreis die Verwendung einer zusätzlichen
Spannungsquelle überflüssig.
Der AC/DC-Verstärker ist durch Kurzschlußfestigkeit und auto-
matische Übertemperaturabschaltung sowie durch getrennte
LED-Anzeigen für Spannungsübersteuerung und Überschrei-
tung des maximalen Ausgangsstroms weitgehend gegen Fehl-
bedienung gesichert. Eine weitere LED-Anzeige für Span-
nungsfreiheit des Ausgangs ermöglicht eine Offsetkompensa-
tion ohne Anschluß eines Meßinstruments.
Einsatzmöglichkeiten:
•Verstärkung kleiner Spannungsänderungen im Tonfrequenz-
bereich (z.B. aus Mikrofon oder Schwingkreis)
•Meßverstärker für Gleich- und Wechselspannung im Millivolt-
bereich.
•Leistungsverstärker für Funktionsgeneratoren (z.B. zur Er-
zeugung niederfrequenter magnetischer Wechselfelder bei
Strömen bis 2 A).
1 Sicherheitshinweise
AC/DC-Verstärker 30 W
AC/DC-Amplifier 30 W
Fig. 1
115 V " : s. Kat.Nr. 532 20 NA.
Vor Anschließen eines Lautsprechers Offset kompensieren
(vergleiche Abschnitt 3.1)!
Während des Betriebes Luftzufuhr zu den Kühlrippen nicht
behindern!
Maximale Fremdspannung am Ausgang: 15 Veff!
115 V AC : s. cat.no. 532 20 NA.
Compensate the offset before connecting a loudspeaker (cf.
section 3.1).
Do not obstruct the flow of air to the cooling fins of the heat
sink during operation.
Maximum external voltage at output: 15 Vrms!
532 20

2 Beschreibung, technische Daten (Fig. 1)
1 Netzschalter
2 4-mm-Eingangsbuchsenpaar (Input), untere Buchse mit
Massebuchse des Ausgangs verbunden, erdfrei
Eingangsimpedanz: 1 MΩ
Eingang geschützt bis 230 Veff
3 AC/DC-Wahlschalter:
Stellung DC: Gleichspannungsverstärkung
Stellung AC: Verstärkung des Wechselspannungsan-
teils der Eingangsspannung
Frequenzbereich: 1,6 Hz ... 100 kHz (-3 dB)
4
kontinuierlicher Abschwächer 0 ... 100 % für den mit 5 ein-
gestellten Verstärkungsfaktor; Rechtsanschlag kalibriert
5 Verstärkungswahlschalter
Verstärkungen: x 1, x 10, x 100, x 1000, entsprechend Ein-
gangsspannungsbereichen von 15 V ... 15 mV
Genauigkeit: 1 % bei Rechtsanschlag des Abschwächers
4
6 Offset-Potentiometer zur Kompensation der Offsetspan-
nung. Kontrolle durch LED 9 (vergleiche Abschnitt 3.1)
7 4-mm-Ausgangsbuchsenpaar (Output), untere Buchse mit
der Massebuchse des Eingangs verbunden; erdfrei.
Ausgangsspannung: maximal ± 15 V (
= 30 VSS)
Ausgangsstrom: maximal 2 A (
= 4 ASS), elektronisch
begrenzt
Ausgangsimpedanz: 50 mΩ + 5,6 mH
Ausgang kurzschlußfest, bis 15 Veff fremdspannungsfest
Rauschen 0 ... 20 kHz < 20 µVSS, auf den Eingang bezogen
8 Rote LED:
Aufleuchten bei zu hohem Ausgangsstrom I
a > 2 A
(Ansprechen der Strombegrenzung),
Blinken bei Übertemperatur-Abschaltung; vergleiche Ab-
schnitt 3.2
9 Grüne LED:
Aufleuchten bei Ausgangsspannungen |
U
a| < 50 mV; ver-
gleiche Abschnitt 3.1
A Rote LED:
Aufleuchten bei Übersteuerung des Verstärkers
(|
U
a| > 15 V)
B
4-mm-Buchse mit Vorspannung ca. 5 V ( über 18 kΩ; ver-
gleiche Abschnitt 3.3
Leistungsaufnahme: 85 VA
Netzspannungen: 230 V
" /115 V "
Abmessungen: 20 cm x 14 cm x 23 cm
Masse: ca. 4 kg
An der Gehäuserückseite Steckerwanne mit integriertem Halter
für Primär- und Ersatzsicherung. Wert siehe Sicherungsschild
auf der Gehäuse-Rückseite.
Sicherungen für Netzanschlußspannung 230 V " bei Lieferung
eingesetzt.
Im Lieferumfang: Netzanschlußkabel, 2 Sicherungen für Netz-
anschlußspannungen 115 V " .
3 Bedienung
3.1 Einstellungen am Gerät
Eingang 2 und Ausgang 7 entsprechend der Versuchsaufga-
be beschalten; Lautsprecher jedoch erst nach der Offset-Kom-
pensation anschließen.
AC/DC-Wahlschalter 3 auf Gleichspannungsverstärkung
("DC") oder Wechselspannungsverstärkung ("AC") stellen.
Verstärkungsfaktor an Verstärkungswahlschalter 5 so einstel-
len, daß LED A im Betrieb nicht aufleuchtet; erforderlichenfalls
Verstärkung durch Betätigung des Abschwächers 4 erniedrigen.
2 Description, technical data (Fig. 1)
1 Power switch
2 Pair of 4-mm input sockets (INPUT), bottom socket connec-
ted to output ground, floating
Input impedance: 1 MΩ
Input protected up to 230 Vrms
3 AC/DC-selection switch:
Position DC: DC voltage amplification
Position AC: Amplification of the AC component of the
input voltage
Frequency range: 1.6 Hz ... 100 kHz (-3 dB)
4 Continuous attenuator 0 ... 100 % for the gain factor set
with 5 ; right stop calibrated
5 Gain selection switch
Gain factors: x 1, x 10, x 100, x 1000, corresponding to in-
put voltage ranges from 15 V ... 15 mV
Accuracy: 1 % for attenuator at full right stop 4
6 Offset potentiometer for compensating the offset voltage.
LED indicator 9 (see also section 3.1)
7 Pair of 4-mm output sockets (OUTPUT), bottom socket con-
nected to input ground socket; floating
Output voltage: maximum ± 15 V (
= 30 Vpp)
Output current: maximum 2 A (
= 4 App), electronically
limited
Output impedance: 50 mΩ + 5.6 mH
Output short-circuit proof, proof against external voltages
up to 15 Vrms
Noise 0 ... 20 kHz < 20 µVpp, with reference to input
8 Red LED:
Lights up for output currents I
a > 2 A
(current limiting activated),
flashes to indicate overheating cut-out; cf. section 3.2
9 Green LED:
Lights up for output voltages | U
a| < 50 mV; cf. section 3.1
A Red LED:
Lights up for overdriving of amplifier
(|
U
a| > 15 V)
B
4-mm socket with bias voltage approx. 5 V DC via 18 kΩ;
cf. section 3.3
Power consumption: 85 VA
Mains voltages: 230 V AC/115 V AC
Dimensions: 20 cm x 14 cm x 23 cm
Weight: approx. 4 kg
Appliance plug with integrated holder for primary and spare
fuse on rear of housing. See fuse protection rating plate above
on rear of device.
The amplifier is supplied with fuses for mains voltage 230 V AC
installed.
Amplifier supplied complete with: mains cable, 2 fuses for
mains voltage 115 V AC.
3Operation
3.1 Setting up the unit
Connect the input 2 and output 7 as appropriate for the
experiment; however, only connect a loudspeaker after carrying
out offset compensation.
Set the AC/DC-selector switch 3 to DC amplification ("DC") or
AC amplification ("AC").
Use the gain selector switch 5 to set the gain so that LED A
does not light up during operation. If necessary, reduce the gain
using the attenuator 4 .
2

Beim Einsatz des Gerätes als Meßverstärker Abschwächer 4
auf Rechtsanschlag (Stellung "Cal") stellen, so daß die Anord-
nung genau den mit 5 eingestellten Verstärkungsfaktor be-
sitzt.
Offset-Kompensation:
Jeder Verstärker besitzt auch ohne Eingangssignal eine von
Null verschiedene Ausgangsspannung
U
a. Ihr Gleichspan-
nungsanteil wird als "Offset" bezeichnet; der Wechselspan-
nungsanteil besteht im allgemeinen aus einem Rauschsignal,
evtl. mit überlagerter Brummspannung. Mit Hilfe des Potentio-
meters 6 kann der Offset kompensiert, die Ausgangsspan-
nung also näherungsweise auf Null gestellt werden.
Durchführung der Offset-Kompensation
Eingang 2 kurzschließen oder Abschwächer 4 auf Null stellen
(Linksanschlag); Offsetpotentiometer 6 so einstellen, daß die
grüne LED 9 leuchet (Anzeige für eine Ausgangsspannung
|
U
a| < 50 mV); nach Umschalten des Verstärkungsfaktors
(Schalter 5 ) Offsetkompensation nachstellen,.
3.2 Warnanzeigen der roten LED
8 und A
Anzeige Ursache Abhilfe
LED A leuchtet Ausgang übersteuert:
|
U
a| > 15 V
Abschwächer 4 oder
Verstärkungswahl-
schalter 5 nach links
drehen
LED 8 leuchtet Ausgangsstrom > 2 A
evtl. Einsetzen der
Strombegrenzung
Abschwächer 4 oder
Verstärkungswahl-
schalter 5 nach links
drehen oder
Lastwiderstand
vergrößern
LED 8 blinkt Temperatur im Gerät
zu hoch;
automatische
Strombegrenzung auf
ca. 5 mA
Kühlung verbessern;
Lastwiderstand
vergrößern
Bei kaltem Gerät setzt die Strombegrenzung erst bei ca. 2,5 A
ein. Bis zu diesem Strom kann der Verstärker dann ohne Ver-
zerrung belastet werden, auch wenn die LED 8 aufleuchtet.
Ein Leuchten von 8 bei unbeschaltetem Ausgang 7 ist ohne
Bedeutung.
3.3 Einsatz der Vorspannung 5 V (Buchse
B )
3.3.1 Anschluß eines Kohlekörnermikrofons (Fig. 2)
Mikrofonkapsel an Eingangsbuchsenpaar 2 anschließen, obe-
re Inputbuchse mit 5-V-Buchse B verbinden. Stellung des
AC/DC-Wahlschalters 3 auf "AC", Verstärkung auf x 100.
3.3.2 Anschluß von Logikschaltkreisen
Digitalschaltkreise mit Open-Collector-Ausgang an die Input-
Buchsen 2 anschließen und die 5-V-Buchse B mit der oberen
Input-Buchse verbinden. AC/DC-Eingangswahlschalter 3 auf
"DC", Verstärkung auf x 1.
3.3.3 Verwendung als Netzteil 15 V/2 A
5-V-Buchse B mit oberer Buchse von Eingang 2 verbinden,
AC/DC-Wahlschalter 3 auf DC; Verstärkung auf x 1, für Aus-
gangsspannungen über 5 V (max. 15 V) Verstärkung auf x 10;
Grobe Einstellung der Ausgangsspannung mit Abschwächer 4
Feineinstellung mit Offsetpotentiometer 6 vornehmen.
When using the device as a measuring amplifier, set the atte-
nuator 4 to the right stop (position "Cal"), so that the setup has
exactly the gain factor set with 5 .
Offset compensation:
Every amplifier has an output voltage
U
a which is not equal to
zero, even when no input signal is present. Its DC voltage com-
ponent is referred to as the "offset"; the AC voltage component
usually consists of a noise signal, sometimes with a hum volt-
age superposed on it. Using the potentiometer 6 , you can
compensate the offset, i.e. reduce the output voltage to appro-
ximately zero.
Compensating the offset:
Short-circuit input 2 or set attenuator 4 to zero (left stop). Ad-
just the offset potentiometer 6 so that the green LED 9 lights
up (indicating an output voltage |
U
a| < 50 mV). Readjust the off-
set compensation each time after switching the gain factor
(switch 5 ).
3.2 Warning indications of red LEDs
8 and A
Display Cause Remedy
LED A lights up Output overdriven:
|
U
a| > 15 V
Turn attenuator 4 or
gain selection switch
5 to left
LED 8 lights up Output current > 2 A;
current limiting
possibly actuated
Turn attenuator 4 or
gain selection switch
5 to left or increase
load resistance
LED 8 flashes Internal device
temperature too high;
current automatically
limited to approx.
5 mA
Improve cooling;
increase load
resistance
When the device is cool, current limiting cuts in at approx.
2.5 A. The amplifier can then be loaded up to this level with no
distortion, even when LED 8 lights up.
Illumination of 8 when output 7 is unconnected is irrelevant
3.3 Using the bias voltage 5 V (socket
B )
3.3.1 Connecting a carbon microphone (Fig. 2)
Connect the microphone to the pair of input sockets 2 , and
connect the top input socket with the 5-V socket B . Set the
AC/DC selector switch 3 to "AC" and the gain to x 100.
3.3.2 Connecting logic circuits
Connect digital circuits with open-collector output to input
sockets 2 and connect the 5-V socket B to the top input
socket. Set the AC/DC selector switch 3 to "DC" and the gain
to x 1.
3.3.3 Using the amplifier as a power supply 15 V/2 A
Connect the 5-V socket B to the top socket of input 2 and set
AC/DC-selector switch 3 to DC; set the gain to x 1, for output
voltages above 5 V (max. 15 V) set the gain to x 10. Roughly
adjust the output voltage with the attenuator 4 , then carry out
the fine adjustment with the offset potentiometer 6 .
3

3.4 Versuchsbeispiele
s. Fig. 2 bis Fig. 4 auf S. 5/6
4 Sicherungsaustausch,
Netzspannungsanpassung
4.1 Austausch der Primär-Sicherung
•Einsatz a (mit Fassung für Primär-Schmelzsicherung b und
Reservesicherung c ) heraushebeln (Fig. 5.1).
•Defekte Sicherung b durch neue, auf richtigen Sicherungs-
wert überprüfte Sicherung c ersetzen (Fig. 5.2).
•Reservesicherung c einsetzen und Einsatz a wieder ein-
schieben.
4.2 Umrüsten eines Gerätes auf eine
Netzanschlußspannung von 115 V "
Achtung! Netzstecker ziehen!
Gehäuseschrauben e auf der Geräte-Unterseite mit einem
Kreuzschlitzschraubendreher (Größe 2) lösen (Fig. 6.1).
Gerät stellen und Gehäuseoberschale f abziehen (Fig. 6.2).
Aus der blauen Steckfassung g am Transformator die für
230 V Netzspannung plazierte Leiterplatte h herausziehen
(Fig. 6.3).
Platte h so drehen, daß der Aufdruck 110 V (für 115 V Netz-
spannung) links unten über der 1 auf der Steckleistenseite der
Steckfassung g erscheint (Fig. 6.4).
Platte h einschieben und Gehäuse wieder zusammenschrau-
ben.
Primärschmelzsicherung der veränderten Netzspannung an-
passen (s. technische Daten).
Austauschanleitung s. Abschnitt 4.1 (Fig. 6.1 und 6.2).
3.4 Experiment examples
See Fig. 2 to Fig. 4 on pp. 5/6
4 Replacing the fuse and converting the mains
voltage
4.1 Replacing the primary fuse
•Pry out insert a with holder for primary fuse b and spare
fuse c ) (Fig. 5.1).
•Replace the defective fuse b using a new fuse c which has
been checked for the correct rating (Fig. 5.2).
•Insert the new spare fuse c and put the insert a back in the
device.
4.2 Converting the amplifier for mains voltage 115 V AC
Caution! Unplug the amplifier from the mains!
Unscrew the housing screws e on the bottom of the device
using a Phillips head screwdriver (size 2) (Fig. 6.1).
Place the device on the bench right side up and remove the top
section of the housing f (Fig. 6.2).
Take the PC board in the 230 V h configuration out of the blue
plug-in socket g at the transformer (Fig. 6.3).
Turn the board h so that the printed value 110 V (for 115 V
mains voltage) is at the bottom left above the 1 on the side of
the plug-in socket g (Fig. 6.4).
Push in the board h and reclose the housing.
Do not forget to insert the appropriate primary fuse for the new
mains voltage (see technical data).
See section 4.1 (Fig. 6.1 and 6.2) for fuse replacement in-
structions.
Fig. 6. 1 - 6.4
Fig. 5.1 Fig. 5.2
4
gilt nicht für / not for 532 20 -> s. 532 20 NA

Fig. 2 - Fig. 4 Versuchsbeispiele zu 522 61
Examples of Experiments for 522 61
Exemples d’expériences pour 522 61
Ejemplos de experimentos por 522 61
Fig. 2
Verstärkung von Wechselspannung geringer
Frequenz: Induktionsspannung einer Leiter-
schaukel im Feld eines Hufeisenmagneten.
Amplification of low-frequency AC voltage: in-
duction voltage in a wire loop placed in the field
of a horseshoe magnet.
Amplification de la tension alternative basse
fréquence: tension induite d’une boucle con-
ductrice dans le champ d’un aimant en fer à
cheval.
Amplificación de tensión alterna de baja frecu-
encia: tensión de inducción de un lazo con-
ductor en el campo de un imán en herradura.
Fig. 3.1/3.2
Einsatz als Mikrofonverstärker
Application as microphone amplifier
Utilisation comme amplificateur de microphone
Empleo como amplificador de micrófono
Fig. 3.1
Modellversuch zum piezoelektrischen Mikrofon: Erzeugung von Wech-
selspannung durch die von einer schwingenden Stimmgabel verur-
sachten Druckänderung auf einen piezokeramischen Körper (587 25);
Leistungsverstärkung im AC/DC-Verstärker zur Wiedergabe des Tons
durch einen Lautsprecher (587 08).
Model experiment for piezoelectric microphone: generation of an AC
voltage from the change in the pressure on a Rochelle salt crystal
(587 25) produced by an oscillating tuning fork. Amplification via
AC/DC-amplifier for sound reproduction using a loudspeaker (587 08).
Expérience modèle pour le microphone piézoélectrique: génération
d’une tension alternative par le changement de pression sur un corps
piézocéramique (587 25) suscité par un diapason en vibration; amplifi-
cation de puissance dans l’amplificateur CA/CC pour la restitution du
son par un haut-parleur (587 08).
Experimento modelo de un micrófono piezoeléctrico: generación de la
tensión alterna mediante la variación de la presión sobre un cuerpo
piezocerámico (587 25), causada por un diapasón oscilante; amplifica-
dor de potencia en el amplificador CC/CA para la reproducción de to-
nos por un altavoz (587 08).
Fig. 3.2
Anschluß des Kohlekörnermikrofons (586 28) an den AC/DC-Verstär-
ker: 5-V-Buchse a zur Spannungsversorgung des Mikrofons mit Si-
gnaleingang b verbunden.
Connection of a carbon microphone (586 28) to AC/DC amplifier: 5 V
socket a for microphone voltage supply, connected to signal input b .
Raccordement du microphone au charbon (586 28) à l’amplificateur
CA/CC: douille de 5 V a pour l’alimentation en tension du microphone
reliée à l’entrée des signaux b .
Conexión del micrófono de granos de carbón (586 28) al amplificador
CC/CA: hembrilla de 5 V a para la alimentación de tensión del
micrófono conectada con la entrada de señales b .
5

Fig. 4
Einsatz als Leistungsverstärker zum akustischen Nachweis des Barkhausen-Effekts: Auf- und Entmagnetisieren von Weicheisen (Blumendraht
a ) durch ein sich langsam änderndes Magnetfeld von Spule b ; Leistungsverstärkung der Spannungsstöße, die infolge der Barkhausensprünge
bei der Änderung des Magnetisierungszustandes des Weicheisens in Spule c induziert werden; an- und abschwellendes Rauschen im Lautspre-
cher als Indikator für die Barkhausensprünge.
Application as a power amplifier for acoustically demonstrating the Barkhausen effect; magnetization and demagnetization of soft iron (binding
wire a by a slowly changing magnetic field in coil b ; power amplification of the voltage surges induced by changes in the magnetization state of
the soft iron in coil c due to the Barkhausen jumps. The rising and falling loudspeaker noise is an acoustic indication of the Barkhausen effect
Utilisation comme amplificateur de puissance pour démontrer l’effet Barkhausen: magnétisation et démagnétisation du fer doux (fil pour fleurs a )
par la lente variation du champ magnétique de la bobine b ; amplification de puissance des chocs de tension induits dans la bobine c à la suite
des sauts de Barkhausen au changement de la magnétisation du fer doux; l’augmentation et la diminution du bruit dans le haut-parleur caractéri-
sent les sauts de Barkhausen.
Empleo como amplificador de potencia para la verificación acústica del efecto Barkhausen: magnetización y demagnetización de hierro dulce
(alambre para flores a ) por un campo magnético de la bobina b que se altera lentamente; amplificación de potencia de los pulsos de tensión
que se inducen como consecuencia de los saltos Barkhausen al cambiar el estado de magnetización del hierro dulce en la bobina c ; crecimiento
y reducción del ruido en el altavoz como indicador de los saltos de Barkhausen.
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