43078

Расчет усилителя мощности низкой частоты

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Усилитель мощности. В зависимости от типа усиливаемого параметра усилительные устройства делятся на усилители тока напряжения и мощности. Одним из ответственных узлов звукозаписывающей аппаратуры является усилитель мощности.

Русский

2013-11-01

1.37 MB

43 чел.

Кафедра РПрУиТВ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по курсу “Схемотехника аналоговых и электронных устройств ”

Тема: «Расчет усилителя мощности низкой частоты»

Выполнил:                                                             ст.гр. Р-34

                                                                                                          Абраменко М.В.

Проверила:                                                                    Снежкова Л.А.                               

           Таганрог 2008

Лист замечаний

 

                                                     Содержание

Введение…………………………………………………………………..….4

Техническое задание………………………………………………………...6

Анализ технического задания ……………………………………………....7

Выбор, обоснование и расчет структурной схемы усилителя.………........8

Регулятор тембра……………………………………………………………..9

Регулятор громкости……………………………………………………..….10

Усилитель мощности………………………………………………..……. ..11

Построение АЧХ и ФЧХ в Micro Cap………………………………….…..12

Список литературы………………………………………………………….14

Приложение №1……………………………………………………………..15 Приложение №2……………………………………………………………..16

Приложение №3……………………………………………………………..17

Приложение №4……………………………………………………………..18

Приложение №5……………………………………………………………..19

Приложение №6……………………………………………………………..20

Введение

    Быстрое расширение областей применения электронных устройств – одна из характерных особенностей современного научно-технического прогресса. Этот процесс в определенной степени связан с внедрением интегральных микросхем в универсальные и управляющие вычислительные комплексы; периферийное оборудование; устройства регистрации и передачи информации.

      Применение интегральных микросхем позволило усовершенствовать и создать новые методы проектирования, конструирования и производства радиоэлектронной аппаратуры различного назначения, повысить ее эксплуатационные и технические характеристики. Интегральная микросхема (ИС)- микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов, которое с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации рассматривается как единое целое.

       В зависимости от типа усиливаемого параметра усилительные  устройства делятся на усилители тока, напряжения и мощности.

       Одним из ответственных узлов звукозаписывающей аппаратуры является усилитель мощности. Он должен обеспечивать требуемую мощность сигнала, подводимую к громкоговорителю, при наименьших искажениях. Бестрансформаторные усилители мощности (БТУ), обладающие рядом преимуществ перед трансформаторными, широко используются в различных радиотехнических устройствах.

      Номинальная выходная мощность усилителей достигает сотни Ватт. При выборе выходной мощности надо исходить из вида, объема помещения, эффективности громкоговорителей, частотных характеристик усилителя, уровня шума.

   БТУ отличает следующее: он состоит из технологичных элементов массового производства ; имеет  меньшие габариты и массу, а также частотные искажения; имеет несколько больший КПД ; может быть выполнен в виде интегральной микросхемы. А при массовом производстве переход к БТУ дает экономию меди, трансформаторной стали, уменьшат общую трудоемкость изготовления.

   Современная элементная база для усилителей мощности ЗЧ включает в себя, прежде всего транзисторы, операционные усилители (ОУ), а так же интегральные микросхемы.

                

                                                                            

Техническое задание

  1.  Выходная мощность Pвых,                                                               3 Вт   
  2.  Сопротивление нагрузки Rн,                                                          4 Ом
  3.  Входное напряжение Uвх ,                    25 мВ
  4.  Сопротивление источника сигнала Rис ,                 150 Ом
  5.  Нижняя граничная частота  fн ,                    30 Гц
  6.  Верхняя граничная частота fв ,                    14 кГц
  7.  Уровень частотных искажений, Мнв            0,7
  8.  Коэффициент нелинейных искажений,                           не более 1 %
  9.  Предусмотреть плавную регулировку громкости

 

Анализ технического задания

    В данном курсовом проекте я проектирую усилитель мощности (УМ) на основе интегральной микросхемы.  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 принципиальную схему  предварительного усилительного каскада на ОУ и  интегральную микросхему.

   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.

   В ходе  работы мной был разработан усилитель, удовлетворяющий всем заданным параметрам, кроме  значения верхней граничной  частоты fв,=14кГц так как порогом чувствительности человеческого слуха является частота  величиной в 20кГц.

 

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  4,8В

    Коэффициент усиления  =100 раз

        

       Теперь запишем параметры оконечного каскада:

Регулятор тембра

   Блок регуляторов тембра является обязательным звуковоспроизводящего устройства.  Темброблок определяет такие параметры усилителя как уровень шума, коэффициент гармоник, диапазон регулировки частотной характеристики. До недавнего времени для регулировки тембра использовали в основном только пассивные перестраиваемые RC фильтры, которые ослабляли сигнал в несколько раз, вносили дополнительные шумы и искажения. Такие устройства вносили усложнения в схему, вызывали необходимость компенсации ослабления, путем включения дополнительных каскадов усиления.

   В настоящее время в высококачественной аппаратуре используются активные регуляторы тембра, которые свободны от вышеперечисленных недостатков, свойственных пассивным цепям. Они позволяют получить подъем или спад частотной характеристики на низких или высоких частотах диапазона воспроизведения.

   Выбранный мной темброблок построен на основе операционного усилителя.    В приложении 3 представлена схема регулятора тембра на основе неинвертирующего операционного усилителя с последовательной обратной связью по напряжению. Он обеспечивает подъем или спад частотной характеристики до уровня 20дБ на верхних и нижних частотах.

   R2 –регулятор нижних частот (при перемещении движка влево он поднимает частотную характеристику)

  Конденсаторы С3 и С4 начинают шунтировать потенциометр R2

на частотах от 50 до 500 Гц.

   Регулятор верхних частот состоит из потенциометра R5 и конденсаторов С2, С5.

   В среднем положении движков обоих потенциометров коэффициент усиления равен 3.Это достигается с помощью сопротивлений R7 и R8 :

                                                        Ku =1+ 

   При значениях R7 =25 Ом и R8 =50 Ом, Ku =3.

Регулятор громкости

   Для регулятора громкости выберем  схему плавной потенциометрической регулировки. В качестве потенциометра R используем переменный резистор.

Регулятор громкости будет нормально работать при соотношении тогда R = 30 RИСТ.  R = 30*150=4500 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 мною была выбрана моно микросхема TDA 1904.

   Данная интегральная микросхема обладает следующими параметрами :

Uп=20В

P=4Bт

Rн=4Ом

fн=30Гц

fв=20кГц

Кг=1%

Выбранная мной микросхема полностью удовлетворяет параметрам технического задания. Кроме того, фирма PHILIPS хорошо зарекомендовала себя на рынке микроэлектроники.       

Построение амплитудно - и фазочастотных характеристик в пакете Micro-cap.

   

   Произведем построение требуемых АЧХ и ФЧХ в пакете Micro-Cap.

Схема регулятора тембра

Полученные результаты

Список использованной литературы.

  1.  Б.Ф. Тарабрин, Л.Ф. Лунин   Интегральные микросхемы: справочник. Издательство «Радио и связь», 1983г.
  2.  Справочная книга радиолюбителя-конструктора. Под ред Н.И. Чистякова.
  3.  Проектирование УУ под ред Н.В. Терпугова М. ВШ 1982.
  4.  Д.И. Атаев, В.А. Болотников. Функциональные узлы усилителей высококачественного воспроизведения. М. Радиосвязь 1984.
  5.  Расчет электронных схем/ Г.И. Изъюрова и др М. ВШ, 1987.
  6.  Л.Е. Варакин Бестрансформаторные усилители мощности. М. 6 Радио и связь.1984.
  7.  Б.И Горошков. Элементы радиоэлектронных устройств. Справочник. М.: Радио и связь. 1988.
  8.  Сайт «cxem.net»

Приложение 1

Структурная схема усилителя

1 - блок регулятора громкости

2 - блок регулятора тембра

3 - усилитель мощности.

Приложение 2

Электрическая схема

Приложение 3

Регулятор тембра

Приложение 4

Принципиальная схема регулятора громкости

Приложение 5

Принципиальная схема TDA1904

Приложение 6

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

ЦТРК .040576.Э1

Изм.

Лист

№   документа

Подп.

Дата

Усилитель звуковых частот

Перечень элементов

Лит.

Л

Л

Разработал

Бабцов С.В.

1

1

Проверил

Шибаева Е.М.

Р – 34

Н. Контроль


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36869. Решение нелинейных уравнений и систем 120.5 KB
  Всякое алгебраическое уравнение относительно x можно записать в виде 0xn1xn−1 n−1xn = 0 где 0 0 n 1 и i коэффициенты алгебраического уравнения nй степени. Решение алгебраического уравнения в Scilb состоит из двух этапов. Примеры символьных операций с полиномами p1=poly[1 2]xc p1 = 1 2x p2=poly[3 7 2]xc p2 = 2 3 7x 2x p1p2 Сложение ns = 2 2 5x 2x p1p2 Вычитание ns = 2 4 9x 2x p1p2 Умножение ns = 2 3 3 13x 16x 4x p1 p2 Деление ns = 1 3 x p1^2 Возведение в...
36870. ВВОД И РЕДАКТИРОВАНИЕ ФОРМУЛ. СТАНДАРТНЫЕ ФУНКЦИИ EXCEL 312 KB
  На первом листе повторитеОбразец 1 Образец 2 Образец 3 и Образец 4 используя команды форматирования ячеек Таблица 1 и средства автозаполнения команда меню Правка Заполнить Прогрессия. Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец 4 Таблица 1 Команда меню вкладка Опции Действие Формат Ячейкивкладка Граница области Все Отдельные и Линии Создание границ таблицы или обрамление таблицы Формат Ячейкивкладка Число список Числовые форматы Изменениечислового формата Формат Ячейкивкладка Выравнивание раскрывающиеся списки по...
36872. Исследование дешифраторов 42 KB
  Цель лабораторной работы: исследовать основные способы построения и работу дешифраторов. Задание: снять временные диаграммы определить таблицы состояний и особенности работы дешифраторов. Порядок выполнения: включить персональную ЭВМ запустить на выполнение программный пакет EWB и далее следовать порядку работы в пакете. В отчете приводится наименование и номер лабораторной работы цель работы программа работы с указанием всех необходимых экспериментов полученных результатов их объяснения и выводов.
36873. Фильтрация данных и вычисление итоговых характеристик 151 KB
  Удалите все листы кроме первого исходного листа Реки Украины. Примечание: Уровень оценки Количество листов для копирования Обязательное для выполнения задание 4 4 сортировка 1 условие 1 автофильтр 1 автофильтр 2 5 5 То же что и на 4 сортировка 2 6 7 6 То же что и на 5 сортировка и структура 7 8 7 То же что и на 7 условие 2 9 10 8 То же что и на 7 8 расширенный фильтр 11 12 9 Дополнительно 13 сводных таблицы Задания для выполнения: На листе Сортировка 1 необходимо отсортировать данные таблицы следующим образом: 1...
36875. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ И АБСОЛЮТНОЙ АДРЕСАЦИИ В ВЫЧИСЛЕНИЯХ 197.5 KB
  Переименуйте Лист 1 в Задание 1 и на этом листе создайте таблицу по Образцу 1 значения в ячейках к которым применена заливка серым цветом подсчитать с помощью формул: в ячейку D2 введите формулу в которой по умолчанию используются относительные адреса ячеек и скопируйте её в ячейки для других товаров D3 D4 с помощью маркера автозаполнения; в ячейку D5 введите формулу расчета суммы затрат на приобретение товаров; в ячейку E2 введите формулу: = Стоимость 100 Всего в которой используются относительные адреса ячеек и...
36876. РАБОТА СО СПИСКАМИ: ФИЛЬТРАЦИЯ, СОРТИРОВКА, ИТОГИ, СВОДНЫЕ ТАБЛИЦЫ 64.5 KB
  РАБОТА СО СПИСКАМИ: ФИЛЬТРАЦИЯ СОРТИРОВКАИТОГИ СВОДНЫЕ ТАБЛИЦЫ. Перейти на лист Книжный магазин и скопировать таблицу на листы Итоги1 Итоги2 Итоги3 и Итоги4. На листе Итоги1 сформировать итоги по товарам: в итоги включить сумму значений по столбцам Колво и Доход руб. На листе Итоги2 сформировать итоги по продавцам: в итоги включить сумму значений по столбцам Колво и Доход руб.
36877. РАБОТА С ФОРМУЛАМИ И ФУНКЦИЯМИ В MS EXCEL 527 KB
  Создайте таблицу Результаты тестирования рассчитайте средний показатель тестирования для каждого сотрудника. Создайте таблицу содержащую следующие поля: № п п Фамилия Тест 1 Тест 2 Тест 3 Тест 4 Средний показатель Заполните таблицу данными. Таблица результаты тестирования Рассчитайте Средний показатель тестирования каждого сотрудника. Для этого: Выделите пустую ячейку в поле Средний показатель напротив фамилии первого сотрудника.