Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1 Вибір та обгрунтування схеми пристрою
1.1 Вибір і обгрунтування структурної схеми пристрою
За завданням даний підсилювач звукової частоти з дискретним регулюванням гучності, тембру та зміни АЧХ з наступними параметрами:
В схемі ПЗЧ треба передбачити схему регулювання підсилення і регу лювання тембру на основі дискретних елементів.
Так як передбачається двоканальний підсилювач з однополярним жив ленням, то напруга живлення буде однаковою для двох каналів. Для вихідної потужності Рвих= 15 Вт величина орієнтованого значення залишкової напру ги може бути визначена Uзал = 2 В. Тому напруга живлення визначається:
.
Оскільки величина Р вих= 2x15 Вт значна, то тут доцільно використати мікросхему. Для цієї вихідної потужності можна використати мікросхему фір ми Philips TDA7297 і яка має такі параметри: діапазон відтворюваних частот 20 Гц...20 кГц при нерівномірності АЧХ ±0,5 дБ; номінальна потужність при навантаженні на один канал 8 Ом складає Рвих = 15 Вт, номінальна вхідна на пруга UBX = 250 мВ; номінальна напруга живлення Еж = 18 В, коефіцієнт нелі нійних спотворень Кн = 0,8 %.
Рисунок 1.1 – Структурна схема підсилювача потужності.
Оскільки будь-яка схема кінцевого підсилювача потужності вносить нелінійні спотворення, в нашому випадку 0,8%, то доцільно визначити ве личину нелінійних спотворень попереднього підсилювача який складає 0,2%. Тоді нелінійні спотворення всього підсилювача потужності будуть дорівнювати:
.
Визначаємо загальну величину коефіцієнта підсилення всього підси лювача за потужністю при вхідному опорі підсилювача 30 кОм:
,
,
.
Дискретне регулювання потужності і тембру здійснюється на мікро схемі TDA1524A (рисунок 1.2) при використанні цифрових мікросхем, які забезпечують напругу керування гучністю і тембром. Також для мікросхеми ТDА1524А максимальна напруга керування тембром і гучністю складає 3,8 В. При допомозі цифрових мікросхем використовується 16-рівнів регу лювання тембром і гучністю. Так як максимальна напруга керування 3,8 В і 16 рівнів керування, то дискретний крок складає 253 мВ.
Регулятор виконується на дискретних елементах для того щоб збільшити надійність регулювання, тобто якщо використовувати перемінні резистори їх надійна робота погіршується з часом, контакти і резистивні доріж ки з часом зношуються і забруднюються. При такому використанні пере-резисторів, коли вони мають погані контакти, відбуваються спотворення сигналу, а саме рипіння, грюкання, що може призвести до виходу з ладу гучномовців, особливо коли вихідна потужність велика. Також в
схемі не присутні механічні деталі, що значно покращує роботу користу вачу з цим пристроєм.
1.2 Розробка принципової схеми пристрою
Розробка принципіальної схеми починається з розробки джерела жив лення. Трансформатор повинен видавати напругу від 10 до 13,5 В зі стру мом до 2 А. Дивлячись з того що випрямляч доцільно використовувати на порядок вище тому краще використовувати зібраний в один корпус випря мляч на 4 А щоб було менше теплових втрат і щоб випрямляч швидко не вийшов з ладу. Фільтр потрібно вибирати не менше за 10000 мкФ, так як при майже максимальній потужності почнуться спотворення сигналу на виході попереднього підсилювача, а через це і на кінцевому підсилювачі будемо спостерігати дуже відчутно спотворений сигнал. В основному спо творений сигнал, через просідання напруги, буде спостерігатись при від творенні низьких частот, так як при них виділяється велика потужність на гучномовцях, а через це знімається великий струм з кінцевого підсилюва ча.
Весь блок живлення краще заекранувати щоб частота мережі не впли-
вала на роботу підсилювача, тобто не була завад на цій же частоті при від-
творенні звукового сигналу. Товщина екрану джерела живлення складає не
менше 1 мм алюмінієвої пластини.
Для забезпечення вихідної потужності 2x15 Вт використовується мік росхема TDA7297 (двоканальний мостовий підсилювач потужності НЧ) з параметрами:
Мікросхема TDA7297 вибрана тому, що в неї коефіцієнт нелінійних спотво рень досить малий всього 0,1%, смуга відтворюваних частот покриває сму гу задану в ТЗ, напруга живлення одно полярна, що дешевшим при скла данні підсилювача.
Мікросхема має 2 виводи Mute (вивід 6) і Stand-by (вивід 7) на які по дається рівень ТТЛ, тобто 5В. Mute призначено для приглушення звука, а Stand-by для переходу в очікувальний режим. Так як у схемі підсилювача потужності передбачено кнопка пониження рівня -20дБ тому ці виводи бу демо живити 5В, тобто мікросхема буде задіяна постійно без очікувально го режиму. Для рівня ТТЛ можна використати інтегральний стабілізатор КРЕН5Б або закордонний аналог 7805. Інтегральний стабілізатор викорис товувати краще через те, що коефіцієнт стабілізації кращий ніж у резистивного подільника і резистивний подільник поганий тим, що при зміні споживанні струму змінюється напруга. В схемі підсилювача потрібно передбачити тепловідвід для мікросхеми потужності кінцевого каскаду.
Рисунок 1.2 – Схема застосування мікросхеми TDA1524A
Параметри мікросхеми TDA1524A (рисунок 1.2) наступні:
Мікросхема TDA1524A відповідає частотному діапазону заданого по технічному завданню, малий споживає мий струм, можливість викорис тання регулювання покроково.
Рисунок 1.3 – Електрична схема регулятора тембру
Для регулювання підсиленням і тембру використовується К561ИЕ11, К561ЛП2 і К561ТЛ1 [4].
Цифровий код керування тембром формує двійковий реверсиий лічи льник К561ИЕ11. Імпульси поступають на нього з генератора DDI.4 на мі кросхемі К561ТЛ1. Напрям рахунку залежить від стану RS-тригера на еле ментах DD1.2 і DD1.3. Коли на виході U К561ИЕ11 високий рівень, лічи льник працює на додавання, в протилежному випадку – на віднімання.
Напруга керування тембром НЧ формує ЦАП на прецензійних резис торах R12-15 і R5. Опір резистора R5 визначають по формулі [3,8/(Uжив -3,8)]-Re, де 3,8 В – максимальна напруга на входах керування мікросхеми DA2 (TDA1524A); Uжив – напруга живлення формувача коду; Re (група) – загальний опір резисторів R12-R15 при їх паралельному з'єднанні. Значен ня опору цих резисторів знаходиться при співвідношенні 8:4:2:1, тому в залежності від стану лічильника К561ИЕ11 (DD2) напруга в точці з'єднання R12-R15 і R5 змінюється від 0 до 3,8 В і назад з дискретним кро ком 3,8/15 = 253,3 мВ.
При натисненні на кнопку SB 1 негативний перепад напруги на виводі 13 мікросхеми К561ТЛ1 встановлює RS-тригер в стан, при якому на вході U DD2 високий рівень, який забезпечує роботу лічильника в режимі дода вання. Одночасно низький рівень на виводі 1 елемента DD1.1 (К561ТЛ1) викликає появу на його виході високого рівня, закривання діоду VD1 і ге нерацію імпульсів. Кожний зростаючий перепад імпульсу на вході С ви кликає збільшення вмісту лічильника DD2 на одиницю і ріст напруги на виводі 9 DA2, що викликає підйом підсилення низькочастотних складових звукового сигналу. При натисненні на кнопку SB2 низький рівень на виводі 8 мікросхеми К561ТЛ1 переводить RS-тригер в протилежний стан і лічильник DD2 працює на віднімання. Одночасно низький рівень на виводі 2 елемента DD1.1 викликає появу на його виході (вивід 3) високого рівня, закриття діода VD1 і генерацію імпульсів. Кожний імпульс зменшує вміст лічильника DD2 на одиницю і напругу на виводі 9 DA2 спадає на 253 мВ, г що викликає спад підсилення низьких частот.
Вивід переносу Р лічильника DD2 (вивід 7) сполучений з виводом 6 мікросхеми К561ТЛ1 в результаті при переповненні лічильника (досягнен ня стану 1111 при додаванні і 0000 при відніманні) відбувається зупинка генератора, яка забороняє скачкоподібного коду від 1111 до 0000, і навпа ки.
Регулювання гучністю відбувається аналогічно як і тембром.
К561ТЛ1 (має в своєму складі тригери Шмідта) має час відклику 600 нс при напрузі живлення 5 В і 300 нс при 10В.
К561ЛП2 (містить в собі чотири базові елементи виключне АБО) і має час затримки 40... 150 нс при напрузі живлення 10 В, час фронту і зрізу ви хідного імпульсу 25... 150 нс.
К561ШІ1 двійковий, чотирьохрозрядний реверсний лічильник.
Рисунок 1.4 – Функціональна схема підсилювача потужності.
Кінцевий підсилювач потужності виготовлений на мікросхемі TDA7297 [8], що було визначено вище, функціональна схема зображена на рисунку 1.5.
Рисунок 1.5 Схема підсилювача потужності мікросхемі TDA7297
ВТК 5.090704.018 ПЗ
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ВТК 5.090704.018 ПЗ
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ВТК 5.090704.018 ПЗ
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ВТК 5.090704.018 ПЗ
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ВТК 5.090704.018 ПЗ
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ВТК 5.090704.018 ПЗ
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ВТК 5.090704.018 ПЗ
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.
ВТК 5.090704.018 ПЗ
Арк.
Дата
Підпис
№ докум.
Арк.
Змн.