Розрахунки двоканального підсилювача електричних сигналів, звукового каналу, диференційного підсилювача та фільтра, теоретичні основи роботи підсилювачів. Розробка структурної схеми, вибір елементної бази. Функціональні вузли та принципова схема.
Аннотация к работе
Це пояснюється, як правило, невідповідністю параметрів електричних сигналів, отриманих при первинному перетворенні різних неелектричних фізичних величин в електричні, параметрам, необхідним для нормальної роботи більшості виконавчих (навантажувальних) пристроїв.Згідно з вхідними даними в курсовому проекті повинний бути спроектований підсилювач низької частоти, що має два канали обробки сигналу, якій надходить від одного джерела (генератора). Назвемо перший канал звуковим, другий - фільтром. Смуга частот, які підсилювач повинний передавати в це навантаження без істотних частотних скривлень, визначається нижньою (fн = 250 Гц), та верхньою (fв = 15 КГЦ) частотами. Пристрій, що є споживачем підсилених сигналів, називають навантаженням підсилювача, а коло підсилювача, до якого навантаження підключене, - вихідним колом, або виходом підсилювача. Джерело вхідного сигналу, який потрібно підсилити, називається джерелом сигналу, вхідним джерелом або генератором, а коло підсилювача, в якій вводять сигнал, називається вхідним колом або входом підсилювача.Визначимо напругу навантаження звукового каналу: Звідки коефіцієнт підсилення по напрузі звукового каналу (без врахування перерозподілу ЕДС генератора між вихідним опором джерела сигналу і вхідним опором підсилювача): По аналогічній формулі обчислимо коефіцієнт підсилення каналу фільтра по напрузі: При проектуванні підсилювача на основі дискретних елементів можна вважати, що один каскад забезпечує підсилення на 20…30 ДБ. Якщо виходячи з цього проаналізувати значення параметрів, наведених у ТЗ, то видно, що підсилювач, який розробляється, повинний бути багатокаскадним. 3.1) можна виділити: вхідний каскад, проміжні каскади і вихідний каскад. Вхідний каскад повинний забезпечити узгодження вихідних параметрів джерела сигналу з вхідними параметрами підсилювача. Кількість каскадів попереднього посилення, у які включаються каскади до вихідного, визначається підсиленням сигналу до величин, що необхідні для нормальної роботи підсилювача потужності.В ТЗ задані вимоги до потужності, яку підсилювач звукового каналу повинен розвити на навантаженні, а саме Рн=8 Вт. Підсилювача потужності можна реалізувати як на основі дискретних елементів так і на основі інтегральних мікросхем (ІМС). На можливість використання в підсилювачі таких ІМС вказує і значення опору навантаження, яке близьке до стандартних опорів гучномовців (4, 8, 10 Ом).Опір навантаження відрізняється від опору навантаження 4 Ом, на якому визначається номінальна потужність мікросхем серії К174. Аналіз графіків малюнків, приведених у довідниках, показує, що значення вихідної потужності Рн (в межах допустимих її значень), яку здатна розвивати мікросхема на навантаженні опором Rн при обраній напрузі живлення, може бути визначене за наближеним виразом: де Р4 - потужність навантаження при Rн = 4 Ом (номінальна потужність ІМС). З останньої формули маємо: Цій вимозі відповідаєють мікросхеми К174УН11 або К174УН19, які при навантаженні 4 Ом розвивають потужність 15 Вт. Для мікросхеми К174УН19 коефіцієнт гармонік дорівнює 10%, не не задовольняє вимогам, заданим в ТЗ. Для подальшого розрахунку оберемо мікросхему К174УН11, яка буде мати наступні параметри: Номінальна напруга живлення ± 17 ВЯк було сказано в попередньому розділі, підсилювач потужності може також забезпечувати підсиленя вхідного сигналу по напрузі. Величина синфазної складової на вихлді не повинна не повинна перевищувати: Звідки маємо коефіцієнт підсилення синфазного сигналу: Отже, маємо, величину коефіцієнта ослаблення синфазної складової: Встановимо розрахункове значення КОССР = 55 ДБ, що відповідає послабленню синфазного сигналу приблизно в 560 разів. Цим опором буде визначатися коефіцієнт підсилення ДП. Уточнимо величину КОСС, обумовленого розкидом опорів, що визначають коефіцієнти підсилення по входу, що інвертує і не інвертує. Як було визначено вище, опір, якій підключається до входу, що інвертує, дорівнює 101 КОМ.Для такої особливості вважають, що функціональні вузли мають: а) мінімальну потужність, яка використовується (тобто єдиний операційний підсилювач); б) мінімальне число елементів; в) мінімальні вимоги по налаштуванню або, якщо можливо, їхня відсутність. 5.1,а) використовує ОП з розімкнутою петлею зворотного звязку, а модель з позитивним зворотним звязком (рис.Як було сказано в аналізі технічного завдання, в якості фільтра будемо використовувати смуговий низькодобротний фільтр. Будемо використовувати керамічні конденсатори КМ6 з допуском 6%. 5.2.2 Обчислимо допоміжний параметр Обчислимо значення та виберемо номінал цього резистора: 5.2.3 Обчислимо К0 Розрахуємо значення R4, R11, R12 з наступним вибором номіналів: R4 = P R1 = 4•2,4•103 = 9,6 КОМПринципова схема утворюється як результат обєднання схем, що були розраховані і розроблені в попередніх розділах. Перший вхідний диференційний каскад виконаний у відповідності зі схемою, зображеною на рис.У даному курсовому проекті була розроблена схема двоканального підсилювача.
План
Зміст
Вступ
1. Аналіз технічного завдання
2. Підсилювальні пристрої (огляд літератури)
3. Розробка структурної схеми
4. Розрахунок звукового каналу
4.1 Вибір елементної бази
4.2 Підсилювач потужності
4.3 Вхідний диференціальний підсилювач
5. Розробка фільтра
5.1 Низькодобротні функціональні вузли
5.2 Розрахунок фільтра
6. Розробка принципової схеми
Висновки
Література
Вывод
У даному курсовому проекті була розроблена схема двоканального підсилювача. Розроблена схема відповідає параметрам, заданим в технічному завданні. Деякі параметри перевищують ті, що задані в ТЗ. Отже, можна зробити висновок, що підсилювач розроблений правильно, поставлене завдання було виконано.
Список литературы
Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем Киев: Вища школа, 1983.- 240 с.
Аналоговые интегральные микросхемы: Справочник. /Б.В. Кудряшов, Ю.В. Назаров, Б.В. Тарабрин, В.А. Ушибышев. - М.: Радио и связь, 1981.- 160 с.
Аналоговые интегральные микросхемы для бытовой радиоаппаратуры: Справочник. /В.А. Атаев, В.А. Болотников, 2-е издан.- М.: МЭИ, 1992. - 240 с.
Резисторы: Справочник. /Под ред. И. И. Четверткова и В.Ф. Смирнова. - М.: Радио и связь, 1983. -516 с.
Конденсаторы: Справочник Под ред. И.И. Четверткова. - М.: Энергоиздат, 1981 -352 с.
Пейтон А. Дж., Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях. -М.: БИНОМ, 1994. -352 с.
Щербаков В.И. Электронные схемы на операционных усилителях: Справочник. -Киев: Техника, 1983. -218 с.
Програма, контрольні завдання та методичні вказівки по вивченню дисципліни “Електроніка і мікросхемотехніка” /Укладач Є.С. Купкін.- Житомир: ЖІТІ, 1998. -75 с..
Мошиц П., Хорн Г. Расчет активных фильтров -М.: Мир, 1987.- 320 с.
Щербаков В.И., Грездов Г.И. Электронные схемы на операционных усилителях: Справочник. - К.: Техніка, 1983. - 218 с.