42843

Расчет усилителя звуковой частоты на основе интегральной микросхемы TDA 2050

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

При выборе интегральной микросхемы основного усилительного каскада пришлось немного отойти от технического задания в виду возможности обеспечения данной микросхемой верхней граничной частоты 20кГц и нижней граничной частоты 20 Гц, что в свою очередь только улучшит качество воспроизводимого звука.

Русский

2016-09-14

390.69 KB

9 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по  образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Южный Федеральный Университет

Таганрогский Технологический Институт

Кафедра РПрУиТВ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по курсу “Схемотехника аналоговых электронных устройств ”

Тема: «Расчет усилителя звуковой частоты»

Вариант № 8

Выполнил  студент гр. Р-57: Иванов И.Н.

Проверила преподаватель:     Шибаева Е.М                                  

           Таганрог 2009

Лист замечаний

Содержание

Техническое задание

Анализ технического задания

Выбор и обоснование схемы электрической структурной

Расчет схемы электрической принципиальной

Регулятор тембра,  громкости и баланса

Предварительный каскад

Требования к источнику питания

Расчет АЧХ

Приложение.

  1. Схема усилителя
  2. Перечень элементов

Заключение

Список литературы

Техническое задание

  1. Выходная мощность Pвых,                                                                  35 Вт   
  2. Сопротивление нагрузки Rн,                                                           4 Ом
  3. Входное напряжение Uвх ,                    20мВ
  4. Сопротивление источника сигнала Rис ,                  110 Ом
  5. Нижняя граничная частота  fн ,                        20 Гц
  6. Верхняя граничная частота fв ,                      20 кГц
  7. Уровень частотных искажений, Мнв        0,7
  8. Коэффициент нелинейных искажений,                               не более 1 %
  9. Предусмотреть плавную потенциометрическую регулировку громкости и тембров

 

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 принципиальную схему  предварительного усилительного каскада.

   При проектировании были выбраны доступные компоненты.

   Используется плавная потенциометрическая регулировка громкости в виду ее более простой технической реализации, а так же удобстве при использовании.

  При выборе интегральной микросхемы основного усилительного каскада пришлось немного отойти от технического задания в виду возможности обеспечения данной микросхемой верхней граничной частоты 20кГц и нижней граничной частоты 20 Гц, что в свою очередь только улучшит качество воспроизводимого звука.

   

   Для регулировки тембров и громкости была выбрана, на мой взгляд, очень удачная микросхема из бюджетного ряда.(TDA1524A,A1524A,TSA5500,KA2007,LM1036N) 

Которая в свою очередь имеет возможность регулировки тембров высоких, нижних частот, громкости, баланса и функцию тонокомпенсации.

 

Выбор и обоснование схемы электрической структурной

Для обеспечения требуемых в техническом задании характеристик для усилителя звуковых частот будем применять в качестве основного тракта усиления схему с применением интегральной микросхемы в виде усилителя мощности звуковой частоты. Т.к. при выборе микросхемы мы руководствовались выходными характеристиками и не учитывали входное напряжение то, чтобы удовлетворить ТЗ нам необходим предварительный каскад. В качестве микросхемы для оконечного каскада выберем микросхему типа TDA2050 . Выбор обусловлен тем, что она удовлетворяет условиям ТЗ и доступна в продаже. Регулятор громкости, баланса и тембра построен на основе микросхемы  LM1036N и резисторах переменного сопротивления, которые обеспечивают плавную регулировку уровня.

Рис.1 Схема электрическая структурная

Расчет схемы электрической принципиальной

Для выполнения условий ТЗ была выбрана интегральная микросхема TDA 2050.  Технические параметры приведены ниже. Микросхема может запитываться как от однополярного так и от двухполярного  источника питания. Входной сигнал 600мВ.

Схема электрическая принципиальная :

Регулятор тембра

Технические характеристики регулятора:

Данная схема реализована на интегральной микросхеме LM1036N . Разработана фирмой National Semiconductors, предоставляет собой простой, надежный и качественный темброблок с полным набором функций Hi-Fi линейки бюджетного и средне-бюджетного уровня.

Возможности регулировки:

-    НЧ

-    ВЧ

-    Баланс

-    Громкость

-    Тонкомпенсация

Поискав в сети возможные варианты разводки печатной платы под эту МС, наткнулся на образец от Lincor. Довольно грамотная разводка платы позволяет разместить блок с тембром в непосредственной близости от усилителя мощности, что скажется на длине соединительных проводов, а это, как известно, чем короче - тем лучше. А регуляторы, вынесенные на отдельную плату, можно расположить на передней панели (т.к. у них не прямой связи с источником сигнала)

Схема регулятора тембра, громкости и баланса :

Предварительный каскад.

Он необходим для обеспечения необходимого уровня сигнала на вход оконечного каскада усиления, т.к. для него минимальный уровень 600 мВ, а по условиям ТЗ у нас входной сигнал 25 мВ.

В качестве входного каскада была выбрана микросхема типа К548УН1.

 

Технические характеристики микросхемы К548УН1 :

Напряжения питания ------- 9..16 В,

Входной сигнал -------------- 1..300 мВ,

Входное сопротивление----- 10 кОм,

Выходное сопротивление – 600 Ом,

КНИ------------------------------ 0,1%

Кмакс ---------------------------- 50000

Диапазон рабочих частот ---  20..20000 Гц

Схема включения :

Требования к источнику питания

В качестве источника питания используем однополярный источник питания  

с U = 12 В, который обеспечит питанием весь усилительный каскад.

Подбор по току осуществляем суммированием требований каждой микросхемы.

Максимальный ток 8 А. то есть под наши требования вполне подходит старый блок                

питания персонального компьютера.  

расчёт АЧХ

На частотах 20 Гц и 20 кГц коэффициент передачи усилителя должен составлять 0,7 от максимального значения. АЧХ усилителя на нижних частотах определяется разделительными конденсаторами и сопротивлениями нагрузки каждого каскада в отдельности.

Заданный коэффициент частотных искажений

Построение АЧХ на верхних и нижних частотах:

Приложение 2.

Поз.

Обозначе-

ние

Наименование

Кол

Прим.

Микросхемы

К548УН1

1

LM1036N

1

TDA2050

2

Конденсаторы

К10-52–  10 пФ10%

3

К10-52–  100 пФ10%

1

К10-47 –   10 мкФ10%

6

К50-6 – 2.2 мкФ20%

5

К10-47 – 0.39 мкФ10%

2

К10-47 – 0.47 мкФ10%

3

К50-6 – 100 мкФ20%

4

К50-6 – 2,2 мкФ20%

2

К50-6 – 22 мкФ20%

2

К50-6 – 1000 мкФ20%

4

К50-6 – 4700 мкФ20%

1

Резисторы

МЛТ-1 – 6,2 кОм2%

2

МЛТ-0,125 – 270 Ом2%

2

МЛТ-0,125  470 Ом±2%

1

СП3-0.05 – 47 кОм±20%

4

МЛТ-0,125 – 47 кОм5%

6

МЛТ-1 – 2.2 кОм2%

2

МЛТ-1 – 1,8 Ом2%

2

МЛТ-1 – 22 кОм2%

8

МЛТ-1 – 680 Ом2%

2

ЦТРК 070018.008

Изм.

Лист

№   документа

Подп.

Дата

Перечень элементов

Лит.

Л

Л

Разработал

Иванов

1

1

Проверила

Шибаева

Р – 57

Заключение

Данная работа выполнена в соответствии с требованиями, которые были предъявлены в техническом задании. Выбор микросхем был произведен в бюджетной линейке, что может неплохо удовлетворять соотношению цена - качество звучания. Примерная оценка купленный лично мной набора темброблок +оконечный усилитель + элементы для них, примерно, равно 250 рублей, что я считаю вполне приемлемым, особенно ценя приобретенный опыт. Итого получаем полноценный двухканальный усилитель, особенно радующий слух при мощности до 20 Ватт на канал.

Список используемой литературы.

1. Гусев В.Г. , Гусев Ю.М. Электроника: Учебное пособие для приборостроительных специальных вузов. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: Высшая школа, 1991. 662с

2. Резисторы: Справочник / Под редакцией Четверткова И.И. Терехова В.М. М.: Радио и Связь, 1987. 352с.

3. Остапенко Г.С. Усилительные устройства. - М.: "Радио и связь" 1989 г

4. Интегральные микросхемы: Справочник / Под редакцией Тарабрина Б.В. М.: Радио и Связь, 1984. 528с.

5. Турута Е.Ф. УМНЧ- ИМ справочник.  – ДМК. Москва 2005 г.

        6. ресурсы интернета (радиотехнические сайты, справочники)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4987. Расчет и конструирование узла шарнирного механизма 102 KB
  Расчет и конструирование узла шарнирного механизма. Исходные данные: Выбор материала детали. В качестве материала пальца выбираем сталь 45. Материал проушин назначаем сталь 15. Материал стали...
4988. Экология Предмет и задачи экологии. 317 KB
  Экология Предмет и задачи экологии. Существование человека неразрывно связано с определенными условиями среды (температура, влажность, состав воздуха, качество воды, состав пищи и другие). Эти требования вырабатывались в течение многих тысячелетий с...
4989. Разработка привода - редуктор цилиндрического. 349.99 KB
  Введение Согласно заданию требуется разработать привод ленточного транспортера, состоящий из электродвигателя, клиноременной передачи и двухступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора. Требуется выбрать электродвигатель, рассчитать зубчатые пер...
4990. Основы надежности и технические измерения 451 KB
  Цели и задачи теории надежности. Современное развитие техники характеризуется разработкой и эксплуатацией изделий, представляющих собой сложные технические системы и комплексы. Важным свойством таких систем является надёжность. Надежность ...
4991. Организация деятельности сельскохозяйственных потребительских кооперативов в сфере жилищно-коммунального хозяйства Пензенской области 950.5 KB
  Что такое сельскохозяйственный потребительский кооператив по ЖКХ? Кооперация (от лат. cooperatio - сотрудничество) – это добровольное объединение (или совокупность объединений) людей – крестьян, рабочих, служащих, мелких производителей и с...
4992. Статистика. Учебное пособие. Основные черты и особенности предмета статистики 751 KB
  Статистика как практическая деятельность возникла задолго до статистики – науки. История говорит, что за несколько тысячелетий до нашей эры в Китае, Египте производились такие статистические работы, как перепись населения - для т...
4993. Стендовые испытания двигателей внутреннего сгорания 533.5 KB
  В лабораторном практикуме приводятся методика проведения стендовых испытаний по определению мощностных и экономических показателей двигателей внутреннего сгорания и порядок обработки экспериментальных данных. На основе полученных данных студенты ...
4994. Организация и планирование поточного производства 597.5 KB
  Цель курсового проекта Целью курсового проекта является приобретение студентами практических навыков выполнения проектных работ по организации производственных систем и оценке их эффективности в условиях рыночной экономики на примере поточной линии ...
4995. Методы стратегического анализа. Учебное пособие 805.09 KB
  Введение Развитие рыночных отношений делает необходимым изменение сложившихся стереотипов хозяйствования и характера управления. Они все больше требуют от руководителей умения видеть перспективы и принимать обоснованные стратегические решения. И в п...