ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту:
“УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ
ЧАСТОТЫ”
Выполнил: студент группы Р-35
Трофимчук Д.А
Проверила:
Шибаева Е.М.
Таганрог 2007
ЛИСТ ЗАМЕЧАНИЙ
СОДЕРЖАНИЕ
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ. 4
1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ.. 6
2. ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫУСИЛИТЕЛЯ.. 7
3. ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫУСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ.. 9
4 РАСЧЕТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ.. 12
5 Расчет регуляторов тембра. 14
6 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ БЛОКА ПИТАНИЯ.. 16
7 Расчет разделительных конденсаторов. 17
8 Расчет результирующей характеристики (АЧХ) 19
Заключение. 21
ЛИТЕРАТУРА.. 22
Приложение 1. 23
Приложение 2. 24
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время технические возможности передачи, записи и воспроизведения звука достигли такого совершенства, что позволяет осуществлять воспроизведение сигналов звуковых частот от 20 до 20 000 Гц и более при больших динамических уровнях с минимальными частотными и нелинейными искажениями.
Усилители низкой частоты являются одним из важнейших структурных элементов звуковоспроизводящих радиотехнических устройств. Развитие усилительных устройств тесно связано с совершенствованием электронных приборов, сначала ламп, затем транзисторов и интегральных микросхем. Резкий скачок в усовершенствовании усилителей произошел после того, как нашла применение отрицательная обратная связь. В настоящее время в основном используются усилители на основе транзисторов и интегральных микросхем. Современные усилительные устройства разрабатываются в направлении микроминитюаризации и улучшения качества звуковоспроизведения.
В современной усилительной технике применяют бестрансформаторные усилители мощности, которые имеют сравнительно малые габариты, обеспечивают высококачественное воспроизведение. Все шире используются схемы в интегральном исполнении, которые могут содержать десятки тысяч элементов. С их помощью возможна реализация усилителей с низким уровнем шумов, большой полосой пропускания, высоким входным и низким выходным сопротивлением. Широкое распространение получили операционные усилители, на основе которых можно сконструировать отдельные каскады и структурные блоки усилителя. Необходимо также отметить тенденцию к расширению полосы пропускания усилителей до 50 – 60 кГц и уменьшению коэффициента нелинейных искажений до тысячных долей процента, что позволяет добиться естественности звучания.
Кафедра РПрУ и ТВ
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
На курсовое проектирование
Студенту Трофимчуку Дмитрию Александровичу Группа Р-35
По курсу «Схемотехника аналоговых электронных устройств»
Тема «усилитель мощности звуковой частоты»
Выходная мощность, Вт 6
Сопротивление нагрузки, Ом 8
Входное напряжение, мВ 100
Сопротивление источника сигнала, Ом 600
Нижняя граничная частота, Гц 20
Верхняя граничная частота, Гц 20000
Уровень частотных искажений, Мв=Мн 0,7
Диапазон регулировки громкости, Дб 80
АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
В данном курсовом проекте стоит задача спроектировать усилитель звуковых сигналов. Так как заданная выходная мощность 6 Вт, то усилитель можно считать маломощным, значит, он не будет использоваться для массовых мероприятий или в студиях. Так как полоса частот от 20 Гц до 20 кГц, то такой усилитель не предполагается использовать для высококачественного усиления стереофонического сигнала. В качестве нагрузки можно использовать громкоговоритель, сопротивлением 8 Ом. Проектируемый усилитель будет использоваться в бытовых целях, для воспроизведения звука в помещении, такой усилитель должен удовлетворять условию недорогой стоимости и вместе с тем достаточной надежности.
ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫУСИЛИТЕЛЯ
Рис. 1.Функциональная схема усилителя
РГ - регулятор громкости
РТ - регулятор тембра
ПУ - предварительный усилитель
УМ - усилитель мощности
БП - блок питания
Выбор функциональной схемы усилителя произведен из условия нормальной работы усилителя. На входе усилителя стоит предварительный усилитель, назначение которого усилить входной сигнал до заданного уровня.
В современной звуковоспроизводящей аппаратуре блок регуляторов тембра является обязательным устройством. От блока регуляторов тембра зависят такие параметры, как уровень шума, коэффициент гармоник, диапазон регулировки частотной характеристики. Регулировка тембра основана на изменении АЧХ усилителя в определенной области частот.
Распределим коэффициенты усиления по напряжению между отдельными устройствами усилителя.
Общий коэффициент усиления найдем по определению:
Напряжение на нагрузке усилителя при номинальной мощности:
Коэффициент усиления по напряжению:
Коэффициент усиления по напряжению усилителя мощности примем равным
КУМ = 0,94
Коэффициент усиления по напряжению темброблока примем равным
КUТ = 1
тогда коэффициент усиления по напряжению предварительного усилителя равен
Распределим частотные искажения, допущенные на усилитель, между отдельными его каскадами. В задании частотные искажения равны 0,7. Можно положить отсутствие частотных искажений для блока регуляторов тембра и регулятора громкости. Так как частотные искажения усилителя в дБ равны сумме искажений отдельных блоков в дБ, примем частотные искажения равными
для усилителя мощности МН < 0,7, МВ < 0,7
для предварительного усилителя МН < 0,7, МВ < 0,7.
Распределим нелинейные искажения, допущенные на усилитель, между отдельными его каскадами. Для упрощения расчетов примем, что искажения будут вноситься в основном усилителем мощности.
Основным требованиями, предъявляемыми к выходным каскадам, является получение требуемой мощности при допустимых искажениях сигнала и максимальном КПД. Оконечные каскады усилителей реализуются по-разному в зависимости от их назначения. Они делятся на резисторные, трансформаторные, дроссельные, а при отсутствии элементов связи – на бестрансформаторные и бесконденсаторные.