Класифікація, характеристики та умови експлуатації підсилювачів. Галузь використання приладу і ціль. Аналіз структурної та електричної принципової схеми та принцип роботи. Тепловий розрахунок пристрою. Розробка топології та компонування друкованої плати.
Аннотация к работе
Сучасні мікшерські пульти дозволяють не тільки ввести сигнали, провести його змішування та корекцію, але й отримати деякі акустичні ефекти - реверберація, вібрація, стиснення, розширення, а також мають роздільне регулювання по низьким та високим частотам, фільтри "присутності", подавлення шумів та рокоту, фільтри обмеження смуги. В електротехніці за характером вхідного сигналу підсилювачі діляться на підсилювачі постійного та змінного струму, які в свою чергу, поділяються на підсилювачі: · низької частоти (ПНЧ) (діапазон частот від 10 Гц до 20 КГЦ); Блок обробки вхідного сигналу порівнює сигнал, одержуваний від попереднього підсилювача магнітоли з вихідним сигналом підсилювача для його коректування, щоб видалити перекручування, що виникають при посиленні. Підсилювачі розділяються по класах залежно від своєї ефективності (К. П.Д.) і рівня перекручування вихідного сигналу. Підсилювачі цього класу мають низьку ефективність, але дають дуже "чистий" сигнал.Пристрій експлуатується в умовах, де відсутні постійні вібрації, де значення робочої температури повітря складає 40 ОС (верхнє), 0 ОС (нижнє), нормальна температура 20 ОС. Розробляємий попередній підсилювач повинен мати блоки: - вхідний - повинен забезпечити вхідний опір не менше 100 КОМ, коефіцієнт підсилення рівний 1, вихідний опір 100 Ом для ввімкнення в подальшому слідуючого блоку корекції сигналу та смугу частот 20...20 000 Гц, коректор - призначений для корекції АЧХ, містить регулятор тембра (НЧ та ВЧ ±10ДБ), клавіші вмикання/вимикання регулятора тембру, послаблення на 20 ДБ, тонкомпенсація; вихідний - буферний каскад, який повинен забезпечити підсилення вхідного сигналу в 2 рази та скомпенсувати затухання сигналу в коректорі сигналу, джерело живлення - для живлення ІМС ±15 В (повинен забезпечити двополярне живлення з досить низьким коефіцієнтом пульсації). Оскільки структурною схемою передбачено, що є вхідний та вихідний підсилювач, а загальний коефіцієнт підсилення незначний (схема буде вмикатися між мікшерним пультом в якого вихідний сигнал становить 750 МВ, та кінцевим підсилювачем потужності, в якого номінальна вхідна напруга становить 1,5 В), тому коректор, який буде складатися з роздільного послідовного регулятора тембра, тонкомпенсації та послаблення на 20 ДБ, буде пасивним. Послаблення сигналу при проходженні через цю схему буде становити 2...5 раз.Установочна площа для елементів, які знаходяться на друкованій платі, обраховується наступним чином. Під час розробки конструкції приладу необхідно провести компонування на двох рівнях: 1 - компонування друкованої плати з необхідною привязкою груп елементів за функціональними групами, теплової сумісності з мінімізацією довжин зєднувальних провідників; Під час трасування провідників необхідно досягти мінімальних довжин звязків, мінімізації паразитних звязків між провідниками та елементами і, якщо можливо, то потрібно виконати рівномірне розподілення навісних елементів на платі. Першим малюються габарити друкованої плати (вони збігаються іноді з межею трасування), наступний є шаром, в якому здійснюється трасування, а третій - в якому здійснюються написи на платі та рисуються компоненти. Топологічне креслення, компонування друкованої плати зображено на кресленні друкованої плати додатках.Було проведено порівняльну характеристику приладу, що розробляється з вже існуючими прототипами та аналогами, вказані переваги та недоліки. Були проведені розрахунки електромагнітної сумісності елементів, механічної міцності друкованої плати, а саме: на удар, на вібрацію, розрахунок на надійність, теплові розрахунки. Під час розрахунку плати електромагніту сумісність на провідників, які розташовані на одній поверхні друкованої плати взаємну ємність та індуктивність провідників які розташовані на одній поверхні друкованої плати становили 10,72 ПФ та 108 НГН, які знаходяться в межах норми і не потрібно додаткових засобів з їх зниження. Під час розрахунку плати на вібростійкість частота власних коливань не співпала з резонансною частотою і становить 442 Гц, отже співвідношення розмірів плати задовольняють вимогам вібростійкості.
Вывод
1. У курсовому проекті розроблявся автомат світлових ефектів з музичною активацією.
2. Було проведено порівняльну характеристику приладу, що розробляється з вже існуючими прототипами та аналогами, вказані переваги та недоліки.
3. Запропонована електрична принципова схема пристрою на основі мікроконтролера та вітчизняних і зарубіжних радіоелементів.
4. На основі електричної принципової схеми проведено трасування та встановлені розміри плати виробу 115?115 мм і розрахована маса 97,2 г.
5. За матеріал для друкованої плати обрано склотекстоліт фольгований двосторонній марки СФ-2-35-1.5, який має товщину фольги 35 мкм, товщина матеріалу з фольгою 1.5 мм.
6. Були проведені розрахунки електромагнітної сумісності елементів, механічної міцності друкованої плати, а саме: на удар, на вібрацію, розрахунок на надійність, теплові розрахунки.
7. Під час розрахунку плати електромагніту сумісність на провідників, які розташовані на одній поверхні друкованої плати взаємну ємність та індуктивність провідників які розташовані на одній поверхні друкованої плати становили 10,72 ПФ та 108 НГН, які знаходяться в межах норми і не потрібно додаткових засобів з їх зниження.
8. Під час розрахунку плати на вібростійкість частота власних коливань не співпала з резонансною частотою і становить 442 Гц, отже співвідношення розмірів плати задовольняють вимогам вібростійкості. А граничний прогин друкованої плати становить 2•10-6, що не перевищує допустимого значення, тому можна сказати, що вібраційні навантаження не вплинуть на роботу пристрою.
9. При розрахунку плати на надійність, було отримано 32250 годин безвідмовної роботи.
10. При розрахунку на удар виявилось, що спосіб кріплення (чотири отвори по краях плати) та її товщина забезпечують найменшу частоту власних коливань, найбільше віброзміщення при дії вібрації і найменше ударне прискорення при дії ударів.
11. В результаті теплових розрахунків було отримано потужність розсіювання, яка становить 5,52 КВТ/м2. Перегрівання для апаратури з природною конвекцією було отримано 35 К, при цьому забезпечуються умови нормального теплового режиму, і природної конвекції для цього достатньо.
12. Згідно розрахунків можна констатувати, що пристрій задовольняє всі техніко-технологічні характеристики та може бути введений у експлуатацію.
Список литературы
1. Відлюдьків С.А. Цифрові пристрої на МОН-інтегральних мікросхемах. -М.: Радіо й звязок, 1996.
2. Евсеев А.Н. Электронные устройства для дома. - М.: Радио и связь, 1994.
3. Радиолюбитель, 1999, №4.
4. РАДИО № 8,9, 1990 г.
5. Радиокомпоненты и материалы. Справочник. Радиософт, 1998, - 720с.
10. Белинский В.Т., Гондюл В.П., Грозин А.А., Круковский-Синевич К.Б., Мазур Ю.Л. Практическое пособие по учебному конструированию РЭА.-К.: Вища школа, 1992. - 494 с.
11. А.А. Яншин. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВА: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1983. - 312 с.
12. Технология деталей электронной аппаратуры.Учеб. пособие для вузов/С.Е. Ушаков, В.С. Сергеев, А.В. и др. М.: Радио и связь. 1986. - 256 с.
13. Сташин В. В., Урусов А. В, Мологонцева О. Ф. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах. - М.: Энергоатомиздат, 1990.
14. Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры. Учебное пособие для ВУЗОВ. Е.М. Парфенов, Э.Н. Камышная, В.П. Усачов. - М.: Радио и связь, 1989.
15. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник В.И. Иванов, А.И Аксенов.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатом издат., 1989,-448с.
16. Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств. - М. Высшая школа, 1990 - 424с.
17. В.І.Калінін, О.А. Костюк, А.А. Грудін. Математичні моделі та методика оцінки експлуатаційної надійності елементів і виробів електронної техніки. Частини І-ІІІ. Навчальний посібник”. В.:ВДТУ, 1999. - 56 с. Укр. мовою.