30038
Расчет усилителя звуковой частоты
Курсовая
Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы
6 Выбор обоснование и расчет структурной схемы усилителя. Широкое распространение получили операционные усилители на основе которых можно сконструировать отдельные каскады и структурные блоки усилителя. Анализ технического задания В данном курсовом проекте техническое задание состоит в проектировании усилителя звуковой частоты на основе интегральных микросхемах.
Русский
2013-08-22
1.5 MB
84 чел.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Таганрогский государственный радиотехнический университет
Кафедра РПрУиТВ
по курсу “Схемотехника аналоговых электронных устройств ”
Тема: «Расчет усилителя звуковой частоты»
Варламов В.Н.
Таганрог 2007
Лист замечаний
Содержание
Введение…………………………………………………………………..….4
Техническое задание………………………………………………………...5
Анализ технического задания ……………………………………………....6
Выбор, обоснование и расчет структурной схемы усилителя.………........7
Регулятор тембра……………………………………………………………..8
Регулятор громкости……………………………………………………..….9
Усилитель мощности………………………………………………..……. ..10
Построение АЧХ и ФЧХ в Micro Cap………………………………….…..11
Список литературы………………………………………………………….13
Приложение №1……………………………………………………………..14
Приложение №2……………………………………………………………..15
Приложение №3……………………………………………………………..18
Приложение №4……………………………………………………………..20
Приложение №5……………………………………………………………..21
Заключение…………………………………………………………………..22
Введение
В настоящее время технические возможности передачи, записи и воспроизведения звука достигли такого совершенства, что позволяет осуществлять воспроизведение сигналов звуковых частот от 20 до 20 000 Гц и более при больших динамических уровнях с минимальными частотными и нелинейными искажениями.
Усилители низкой частоты являются одним из важнейших структурных элементов звуковоспроизводящих радиотехнических устройств. Развитие усилительных устройств тесно связано с совершенствованием электронных приборов, сначала ламп, затем транзисторов и интегральных микросхем. Резкий скачок в усовершенствовании усилителей произошел после того, как нашла применение отрицательная обратная связь.
В настоящее время в основном используются усилители на основе интегральных микросхем. Современные усилительные устройства разрабатываются в направлении микроминитюаризации и улучшения качества звуковоспроизведения.
В современной усилительной технике применяют беcтрансформаторные усилители мощности, которые имеют сравнительно малые габариты, обеспечивают высококачественное воспроизведение. Все шире используются схемы в интегральном исполнении, которые могут содержать десятки тысяч элементов. С их помощью возможна реализация усилителей с низким уровнем шумов, большой полосой пропускания, высоким входным и низким выходным сопротивлением. Широкое распространение получили операционные усилители, на основе которых можно сконструировать отдельные каскады и структурные блоки усилителя. Необходимо также отметить тенденцию к расширению полосы пропускания усилителей до 50 60 кГц и уменьшению коэффициента нелинейных искажений до тысячных долей процента, что позволяет добиться естественности звучания.
Техническое задание
Анализ технического задания
В данном курсовом проекте техническое задание состоит в проектировании усилителя звуковой частоты на основе интегральных микросхемах. В задачу входит выбор типа электронных компонентов, входящих в состав устройства.
Для разработки данного усилителя мощности следует произвести предварительный расчёт и оценить количество и тип основных элементов. После этого следует выбрать интегральную микросхему и, при необходимости, принципиальную схему предварительного усилительного каскада.
При проектировании усилителя следует использовать такие элементы, чтобы их параметры обеспечивали максимальную эффективность устройства по заданным характеристикам, а также его экономичность с точки зрения расхода энергии питания и себестоимости, входящих в него компонентов.
При выборе интегральной микросхемы пришлось немного отойти от технического задания в виду возможности обеспечения данной микросхемой верхней граничной частоты 40 кГц, что в свою очередь только улучшит качество воспроизводимого звука. Так же было принято решение использовать вместо ступенчатой регулировки громкости плавную потенциометрическую в виду ее более простой технической реализации, а так же удобстве при использовании.
Выбор, обоснование и расчет структурной схемы усилителя.
В соответствии с техническим заданием нужно получить на нагрузке с сопротивлением Rн=4 Ом мощность 3 Вт. Входное сопротивление рассчитывается по формуле
В
То есть амплитуда выходного напряжения равна 5,3В
Коэффициент усиления =354 раз
Теперь запишем параметры оконечного каскада:
Структурная схема усилителя
Регулятор тембра
Блок регуляторов тембра является обязательным звуковоспроизводящего устройства. Темброблок определяет такие параметры усилителя как уровень шума, коэффициент гармоник, диапазон регулировки частотной характеристики. Самый простой способ его реализации - перестраиваемый RC фильтр, однако недостаток такого решения - ослабление сигнал в несколько раз, шумы и искажения. Для устранения этих недостатков приходится вносить в схему дополнительные каскады усиления, что в итоге заметно усложняет схему.
В данном усилителе регулятор тембра будет базироваться на активном элементе (операционном усилителе NE5534), так как активные регуляторы тембра обладают следующими положительными качествами:
Регулятор громкости
Для регулятора громкости выберем схему плавной потенциометрической регулировки в виду максимальной простоты ее реализации. В качестве потенциометра R воспользуемся переменным резистором.
Нормальная работа регулятора громкости будет достигаться при выполнении соотношений:
Тогда R = 30 RИСТ. R = 30*80=2400 Ом.
Ср выбираем равным С1 в схеме регулятора тембра.
Усилитель мощности
При выборе микросхем для аппаратуры конкретного назначения необходимо руководствоваться не только функциональным назначением микросхемы, но и значением параметров, характеризующих свойства ИМС и режим работы.
В качестве интегральной микросхемы усилителя мощности была выбрана моно микросхема TDA1904 фирмы SGS-THOMSON Microelectronics,
обладающая следующими параметрами:
Uп=20В
P=4Bт
Rн=4Ом
fн=40Гц
fв=40кГц
Кг=0,1%
Выбранная мной микросхема полностью удовлетворяет параметрам технического задания, обеспечивает хорошее качество звучания, не требует большого радиатора, обладает невысокой ценой (порядка 20 40 руб.), достаточно высокой надежностью и распространенностью, что делает ее выбор полностью обоснованным.
Построение амплитудно - и фазочастотных характеристик в пакете Micro-cap.
Произведем построение АЧХ и ФЧХ в пакете Micro-Cap.
Схема регулятора тембра
АЧХ регулятора тембра
Список использованной литературы.
Приложение 1
Электрическая схема
Приложение 2
Регулятор тембра
Внутренняя схема ОУ NE5534
Зависимость смещения и спада входного тока от температуры. |
Зависимоть максимума двойной амплитуды . выходного напряжения от частоты |
температура |
частота |
Зависимость скорости нарастания выходного напряжения и единичного усиления полосы пропускания от питающего напряжения |
Зависимость коэффициента нелинейных искажений от частоты. |
питающее напряжение |
частота |
Приложение 3
Усилитель мощности
Внутренняя схема
Приложение 4
Ргулятор громкости
Принципиальная электрическая
схема регулятора громкости
Приложение 5
Поз. обозначе ние |
Наименование |
Кол. |
Прим. |
||||||||
R1,R3,R6,R11=4.7 кОМ |
МЛТ-0,125 |
4 |
|||||||||
R2,R5,=47кОм |
МЛТ-0,125 |
2 |
|||||||||
R4=1.2кОм |
МЛТ-0,125 |
1 |
|||||||||
R7=25Ом |
МЛТ-0,125 |
1 |
|||||||||
R8=50 Ом |
МЛТ-0,125 |
1 |
|||||||||
R9=68кОм |
МЛТ-0,125 |
1 |
|||||||||
R10=10кОм |
МЛТ-0,125 |
1 |
|||||||||
R12=100кОм |
МЛТ-0,125 |
1 |
|||||||||
С8,C12,Сp,C1=2.2 мкФ |
4 |
||||||||||
C2,C3,C4,C5=0.068 мкФ |
4 |
||||||||||
С7=0,1мкФ |
1 |
||||||||||
С9=47мкФ |
1 |
||||||||||
С10=22мкФ |
1 |
||||||||||
С11=1000мкФ |
1 |
||||||||||
С12=100мкФ |
1 |
||||||||||
С13=0,22мкФ |
1 |
||||||||||
NE5534 |
1 |
||||||||||
TDA1904 |
1 |
||||||||||
ЦТРК .040576.Э1 |
|||||||||||
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подп. |
Дата |
Усилитель звуковых частот Перечень элементов |
Лит. |
Л |
Л |
|||
Разработал |
Савченко Е.М. |
1 |
1 |
||||||||
Проверил |
Шибаева Е.М. |
Р 34 |
|||||||||
Н. Контроль |
Заключение
В результате выполнения данного курсового проектирования по заданным в ТЗ параметрам была выбрана, обоснована и рассчитана структурная схема усилителя мощности звуковой частоты, определены параметры оконечного усилителя, темброблока и регулятора громкости. По расчитаным параметрам были выбраны элементы на которых и были спроектированны эти схемы. Было произведено их моделирование на ЭВМ с использованием специального пакета программ и построены соответствующие диаграммы и характеристики. Получен бесценный опыт.
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
58513. | Властивості інформації. Кодування інформації | 82.5 KB | |
Перевірка домашнього завдання 67 хв. Зараз я пройду та перевірю домашнє завдання. 1 учень: Запиши у якому вигляді подано інформацію в таких прикладах: Хто не виконав завдання слідкуйте і самостійно запишіть відповідь у таблицю. | |||
58514. | Первобытный мир – первые шаги человечества | 153.5 KB | |
Цели: образовательные: создать у детей образ эпохи Первобытного мира; проследить расселение первобытных людей по планете; развивающие: учить анализировать ответы товарищей и высказывать свое мнение; познакомить с открытиями и изобретениями древних людей... | |||
58517. | ВОЕННЫЕ ПОХОДЫ ФАРАОНОВ | 33.5 KB | |
ЗАДАЧИ: образовательные изучить причины характер и последствия военных походов фараонов Древнего Египта научить распознавать интересы различных общественных групп; развивающие продолжить формирование умений работать с исторической картой... | |||
58518. | Пилявецька битва | 34 KB | |
Мета: Дидактична: формувати початкові знання та елементарн уявлення про Пилявецьку битву; навчати сприймати історичний текст, вибирати в тексті основне; розвивати читацькі навички; розвивати вміння користуватись історичними картами. | |||
58519. | Причини і початок Французької революції | 58.5 KB | |
Охарактеризуйте економічний розвиток Франції напередодні революції. Охарактеризуйте королівську владу у Франції. Визначте роль третього стану в соціальноекономічному і політичному житті Франції. | |||
58520. | Встановлення Якобінської диктатури | 57 KB | |
прихід якобінців до влади; 24 червня 1793 р. прихід до влади термідоріанців; 17951799 рр. перехід влади до трьох консулів. Вивчення нового матеріалу Організація влади якобінців. | |||
58521. | ІV Універсал Центральної Ради. Проголошення незалежності УНР | 79 KB | |
Перед зовнішньою агресією УЦР виявилася фактично беззбройною. Більшість із них заплатили власним життям за недалекоглядну політику лідерів УЦР але нічого змінити не змогли. Керівники УЦР були змушені переглянути свої погляди на статус України і відмовившись від гасел автономії у складі рівноправної федерації... | |||