САУ громкостью звука в аудитории - Курсовая работа

Выбор элементной базы 2.1 Выбор акустической системы 2.2 Выбор УМЗЧ Расчет передаточной функции системы.Цель курсового проекта - разработать систему автоматического управления громкостью звука в аудитории. Системы автоматического управления создаются для того, чтобы автоматически, без непосредственного участия человека, поддерживать необходимый режим работы различных обслуживаемых этими автоматами объектов. Системы автоматического управления самостоятельно, без вмешательства извне либо поддерживают постоянной, либо изменяют по заранее заданному закону одну или несколько физических величин, характеризующих процессы, протекающие в обслуживаемых объектах. Особенно широкое применение получили системы, автоматического поддержания какого-либо параметра (температуры, силы светового потока, громкости звука). Ведь, если в помещении находится небольшое количество людей, а, следовательно, шум, издаваемый ими невелик, то громкость звука из динамиков должна быть минимальной, так повышенный уровень громкости звука вызовет неприятные ощущения у человека, что приведет к меньшему усвоению им полезной информации.Проектируемая САУ, предназначена для автоматического поддержания уровня громкости звукового сигнала в аудитории, воспроизводимого лектором, в зависимости от уровня шума в помещении. Система автоматического управления громкостью звука состоит из акустической системы (АС), усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ), микропроцессора (МП), промежуточных усилителей (ПУ1 и ПУ2), микрофона (М1) и датчика обратной связи, которым является микрофон (М2). Система работает следующим образом: звуковой сигнал х поступает от лектора на микрофон М1, где он преобразуется в электрический сигал и усиливается промежуточным усилителем Пр1 до уровня ?, воспринимаемого микропроцессором МП. Эти сигналы преобразуются микрофоном в электрический сигнал, который усиливается промежуточным усилителем ПУ2, до уровня ?, который воспринимается микропроцессором.Передаточная функция ЗАС определяется, как отношение выходного сигнала Увых (стандартное звуковое давление) к входному Хвх (подводимое к АС напряжение). Напряжение на выходе УМЗЧ определяется: IMG_ef3e45a9-b1b2-4e86-b102-a67cdca63b52 (10) где Rн - выходное сопротивление УМЗЧ, численно равное сопротивлению, подключаемой к нему нагрузки. Напряжение на входе каскада предварительного усиления U0 выражается через напряжение U1: IMG_56027339-a7f1-471f-aee6-ddd3bf1a4a0d (16) где К1 - коэффициент усиления входного каскада УМЗЧ. Передаточная функция УМЗЧ определится как отношение напряжения на выходе Uвых, к напряжению на входе Uвх: IMG_1c1cae48-0c2a-48b5-9e19-0a6dfa702b65 (17) Подставляя выражения (10), (15), (16) в (17) и учитывая конденсатор С2 на входе получаем общий вид передаточной функции УМЗЧ: IMG_124cd288-ae96-4ccb-a09f-b174f25591fa (18) где

Содержание

Введение

1. Техническое задание

1.1 Описание функциональной схемы и принципа действия системы

Цель курсового проекта - разработать систему автоматического управления громкостью звука в аудитории. Необходимо обеспечить заданные запасы устойчивости по амплитуде и по фазе, при заданных показателях качества. При необходимости САУ следует скорректировать и вычислить параметры корректирующего устройства.

Системы автоматического управления создаются для того, чтобы автоматически, без непосредственного участия человека, поддерживать необходимый режим работы различных обслуживаемых этими автоматами объектов. Системы автоматического управления самостоятельно, без вмешательства извне либо поддерживают постоянной, либо изменяют по заранее заданному закону одну или несколько физических величин, характеризующих процессы, протекающие в обслуживаемых объектах.

За последние несколько десятилетий произошло множество изменений и новаций в развитии систем автоматического управления. Особенно широкое применение получили системы, автоматического поддержания какого-либо параметра (температуры, силы светового потока, громкости звука). Стремительное развитие и миниатюризация электронных радиоэлементов, позволила создавать устройства с небольшими габаритами и широкими функциональными возможностями. Также значительно уменьшилось и энергопотребление.

Существуют более простые САУ громкостью звука в помещении, например САУ [1], реализующая постоянное поддержание уровня громкости звукового сигнала, без учета возмущающих воздействий. Такая САУ не нашла широкое применение, так как на систему всегда действуют возмущающие факторы, такие как, внешний шум, материал покрытия стен помещения, электромагнитные помехи, температурные колебания и так далее. Из всех вышеперечисленных возмущающих факторов, наиболее значительным является уровень шума в помещении. Ведь, если в помещении находится небольшое количество людей, а, следовательно, шум, издаваемый ими невелик, то громкость звука из динамиков должна быть минимальной, так повышенный уровень громкости звука вызовет неприятные ощущения у человека, что приведет к меньшему усвоению им полезной информации. И наоборот, если в помещении высокая зашумленность, необходимо увеличить уровень громкости динамиков акустической системы. На уровень зашумленности, кроме издаваемого шума людьми в помещении, влияет также и другие воздействия, например, звук, издаваемый работающей машиной за окном. Это влияние система должна также учитывать.

Предлагаемая САУ, будет учитывать уровень громкости шума, взаимное влияния звукового сигнала от акустической системы на датчик, а также будет иметь защиту от перегрузок. Система должна также выдавать постоянный уровень выходного сигнала при некотором изменении входного.

Такая САУ может найти широкое применение в различных отраслях промышленности и в научных исследований.

САУ будет обладать простотой в управлении и наладке, будет обладать высокой надежностью, так как она не будет иметь механических движущихся частей и будет собрана на электронных компонентах, которые широко распространены, поэтому САУ будет имеет низкую стоимость и станет доступным широкому кругу потребителей.