42844

Усилитель звуковой частоты мощности тембров и громности

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Схема усилителя Перечень элементов Заключение Список литературы Техническое задание Выходная мощность Pвых 35 Вт Сопротивление нагрузки Rн 4 Ом Входное напряжение Uвх 20мВ Сопротивление источника сигнала Rис 110 Ом...

Русский

2016-08-04

419.17 KB

11 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ

(ТТИ ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА)

Радиотехнический факультет

Кафедра радиоприемных устройств и телевидения

Пояснительная записка

к курсовому проекту

на тему:

«Усилитель звуковой частоты»

Вариант №8

                                                                            Выполнил: студент гр. Р-88

                                                                                                Бевельдянов Э.Б.

                                                                            Проверил:   преподаватель                                                                  

                                                                                                Кравец А.В.

ТАГАНРОГ 2010

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 ,                        10 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 10 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.

В соответствии с техническим заданием нужно получить на нагрузке с сопротивлением Rн=4 Ом мощность 35 Вт. Значит, напряжение на выходе должно составлять:

Uвых=

      На входе усилителя действует сигнал с действующим значением напряжения Uвх=20 мВ при выходном сопротивлении источника сигнала Rи=110 Ом. Значит, усилитель должен усиливать сигнал по напряжению в Кн раз, где

                                                   Kн=

   Коэффициент усиления усилителя TDA2050 равен 45 дБ. Представим в виде:

                                        Ku=

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 записываться 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

-    Тонокомпенсация

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 нет 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 20 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 10 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

Бевельдянов

1

1

Проверил

Кравец

Р – 88

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

81535. Регуляция водно-солевого обмена. Строение и функции альдостерона и вазопрессина 199.48 KB
  Основные гормоны участвующие в тонкой регуляции водносолевого баланса и действующие на дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки почек: антидиуретический гормон АДГ альдостерон и предсердный натриуретический фактор ПНФ. Антидиуретический гормон Антидиуретический гормон АДГ или вазопрессин пептид с молекулярной массой около 1100 Д содержащий 9 аминокислот соединённых одним дисульфидным мостиком. АДГ синтезируется в нейронах гипоталамуса в виде предшественника препрогормона который поступает в аппарат Гольджи и...
81536. Система ренин-ангиотензин-альдостерон. Биохимические механизмы возникновения почечной гипертонии, отеков, дегидратации 105.02 KB
  Главным механизмом регуляции синтеза и секреции альдостерона служит система ренинангиотензин. Субстратом для ренина служит ангиотензиноген. Ангиотензиноген α2глобулин содержащий более чем 400 аминокислотных остатков.
81537. Роль гормонов в регуляции обмена кальция и фосфатов (паратгормон, кальцитонин). Причины и проявления гипо- и гиперпаратироидизма 106.8 KB
  Паратгормон Паратгормон ПТГ одноцепочечный полипептид состоящий из 84 аминокислотных остатков около 95 кД действие которого направлено на повышение концентрации ионов кальция и снижение концентрации фосфатов в плазме крови. Скорость распада гормона уменьшается при низкой концентрации ионов кальция и увеличивается если концентрация ионов кальция высока. Секреция ПТГ регулируется уровнем ионов кальция в плазме: гормон секретируется в ответ на снижение концентрации кальция в крови.
81538. Строение, биосинтез и механизм действия кальцитриола. Причины и проявление рахита 137.84 KB
  Действие гормона направлено на повышение концентрации кальция в плазме крови. Низкая концентрация фосфатов и ионов Са2 в крови также ускоряет синтез кальцитриола причём ионы кальция действуют опосредованно через паратгормон. Так например в клетках кишечника кальцитриол индуцирует синтез Са2переносящих белков которые обеспечивают всасывание ионов кальция и фосфатов из полости кишечника в эпителиальную клетку кишечника и далее транспорт из клетки в кровь благодаря чему концентрация ионов кальция во внеклеточной жидкости поддерживается на...
81539. Строение и секреция кортикостероидов. Изменения катаболизма при гипо- и гиперкортицизме 159.94 KB
  Гормоны коры надпочечников кортикостероиды. В коре надпочечников синтезируется более 40 различных стероидов различающихся по структуре и биологической активности. В коре надпочечников образуются предшественники андрогенов из которых наиболее активный дегидроэпиандростерон ДЭА и слабый андростендион. Самый мощный андроген надпочечников тестостерон синтезируется в надпочечниках в небольшом количестве.
81540. Регуляция синтезами секреции гормонов по принципу обратной связи 126.07 KB
  Поддержание уровня гормонов в организме обеспечивает механизм отрицательной обратной связи. Изменение концентрации метаболитов в клеткахмишенях по механизму отрицательной обратной связи подавляет синтез гормонов действуя либо на эндокринные железы либо на гипоталамус. Синтез и секреция тропных гормонов подавляется гормонами эндокринных периферических желёз.
81541. Половые гормоны: строение, влияние на обмен веществ и функции половых желез, матки и молочных желез 133.12 KB
  Биосинтез эстрогенов как биохимический процесс представляет собой ароматизацию С19стероидов катализируемую комплексом ферментов локализованных в микросомах. У женщин детородного возраста основная масса эстрогенов синтезируется в яичнике содержащем зреющий фолликул или желтое тело. Синтез эстрогенов в фолликуле определяется взаимодействием двух стероидпродуцирующих структур зернистого слоя и текаклеток. Синтез эстрогенов в зреющем фолликуле является одним из основных факторов определяющих функцию гипофизарноовариальной системы т.
81542. Гормон роста, строение, функции 102.09 KB
  Гормон роста соматотропин пептидный гормон образуется в соматотропных клетках аденогипофиза. Молекула СТГ состоит из 191 аминокислотного остатка на восемь остатков меньше чем в молекуле пролактина и в отличие от пролактина содержит не три а два внутримолекулярных дисульфидных мостика Гормоном роста соматотропин называют за то что у детей и подростков а также молодых людей с ещё не закрывшимися зонами роста в костях он вызывает выраженное ускорение линейного в длину роста в основном за счет роста длинных трубчатых костей...
81543. Метаболизм эндогенных и чужеродных токсических веществ: реакции микросомального окисления и реакции конъюгации с глутатионом, глюкуроновой кислотой, серной кислотой 144.87 KB
  В ЭР существуют две такие цепи первая состоит из двух ферментов NDPHP450 редуктазы и цитохрома Р450 вторая включает фермент NDHцитохромb5 редуктазу цитохром b5 и ещё один фермент стеароилКоАдесатуразу. Электронтранспортная цепь NDPHP450 редуктаза цитохром Р450. Восстановленный FMN FMNH2 окисляется цитохромом Р450 Цитохром Р450 гемопротеин содержит простетическую группу гем и имеет участки связывания для кислорода и субстрата ксенобиотика. Название цитохром Р450 указывает на то что максимум поглощения комплекса...