Проектирование усилителя низкой частоты активной акустической системы
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
kipedia.org/wiki/_> (обычно от 16 до 20 000 Гц ). Может быть выполнен в виде самостоятельного устройства, или использоваться в составе более сложных устройств. Усилитель звуковых частот обычно состоит из предварительного усилителя и усилителя мощности. Предварительный усилитель предназначен для повышения напряжения и доведения его до величины, нужной для работы оконечного усилителя мощности. Усилитель мощности должен отдавать в цепь нагрузки (потребителя) заданную мощность электрических колебаний. Его нагрузкой могут являться излучатели звука, например акустические системы.
Усилитель низких частот является неотъемлемой частью всей звуковоспроизводящей, звукозаписывающей и радиотранслирующей аппаратуры.
1.Эскизное проектирование усилителя
Для определения основных функциональных частей усилительного устройства составим принципиальную схему усилительного устройства.
В усилительном устройстве содержится предварительный промежуточный и оконечный усилители. Предварительный усилитель подключается к внешнему источнику сигнала и служит для усиления по напряжению. Для согласования источника сигнала и предварительного усилителя используется входная цепь. Промежуточный усилитель служит для усиления сигнала по напряжению, до уровня необходимого для нормальной работы оконечного усилителя. В промежуточном усилителе происходит регулирование АЧХ, громкости и баланса. Оконечный усилитель служит для усиления сигнала по мощности до заданной в техническом задании [1]. Для расчёта входных, выходных сопротивлений блоков и их согласования удобно пользоваться эквивалентной схемой замещения на рис.2.2. Все блоки усилителя питаются постоянным напряжением 15 В.
Рис. 2.2 Эквивалентная схема замещения блоков усилителя
2.Определение схемы блока оконечного усилителя
Усиление сигнала по мощности до номинального значения осуществляется с помощью блока оконечного усиления. Для усиления используются активные элементы: транзисторы, радиолампы, интегральные микросхемы. Усилительный каскад на транзисторе содержит резистивный делитель напряжения, разделительные конденсаторы, цепи обратной связи, элементы для стабилизации теплового режима. Для получения большой мощности в канале усиления находится несколько каскадов, что приводит к увеличению элементов схемы, её усложнению, уменьшению надежности, высоким трудозатратам при производстве. Ламповые усилители имеют несколько меньшее количество элементов. Ламповые усилители имеют низкий КПД, плохие массогабаритные параметры, питаются высоким двухполярным напряжением. Поэтому в цепях питания и входных цепях используются трансформаторы с высоким коэффициентом трансформации. Использование нескольких мощных трансформаторов ещё больше увеличивает массу, размеры и стоимость усилителя. Усилитель на интегральной микросхеме обладает наименьшим числом навесных элементов и параметрами не уступающими ламповым и транзисторным усилителям. Поэтому для усилителя выбрана отечественная микросхема К174УН15. Микросхема представляет собой сдвоенный (двухканальный) усилитель мощности низкой частоты с выходной мощностью 2,5...9 Вт на канал (в зависимости от сопротивления нагрузки, 6 Вт на нагрузке сопротивлением 2 Ом (при Uп = 15 В)). Предназначена для использования в автомобильной и стационарной стереофонической звуковоспроизводящей аппаратуре. Содержит 172 интегральных элемента. Корпус типа 1502.11-1, масса не более 5 г(аналог - TDA2004). Типовая схема включения приведена на рис. 3.2.
Т.к. разрабатываемое изделие переносное, то напряжение питания однополярное. И для обеспечения заданной величины мощности P = 4 Вт, достаточно напряжения питания величиной Uп = 9,5 В - 7 батарей типа АА (рис. 3.1.а).
Электрические параметры микросхемы К174УН15
Номинальное напряжение питания: ……………….....………1510% В
Ток потребления при Uп=15 В, Uвх=0,Rн=2 Ом:
при Т= +25С ………………………………………………….40...120 мА
при Т= -25С и +55С ………..……………………………….30...140 мА
Номинальная выходная мощность при Uп=15 В, f=1кГц, Кг? 1%, Rн=2 Ом, Т=+25 С, не менее………………..…………………………..………...6 Вт
Коэффициент, усиления напряжения при Uп=15В, Uвх=10 мВ, f=1кГц….40…44 дБ
Рабочая частотная полоса усиления……………….……...30…20000 Гц
Выходное напряжение ………….……………………………….3,4…4,2 В
Тепловое сопротивление кристалл-корпус………….…………….2С/В
Коэффициент гармоник при Uп=15 В, Rн=2 Ом, Т=+25С, Рвых=0,05…6 Вт не более…………….…………..………..…………………….…..1%
Входное напряжение при: Uп=15 В, f=1 кГц, Рвых=6 Вт, Т=+2…..…….10...40 мВ
Входное сопротивление………………………………..…………150 кОм
Расчет входного напряжения БОУ
а) б)
в)
Рис. 3.1. Типовые зависимости для К174УН15: а) зависимость тока потребления от напряжения питания; б) зависимость максимальной выходной мощности от напряжения питания при Kг=10 % и частоте 1 кГц; в) зависимость коэффициента гармоник от выходной мощности при Uпит=15 В, частоте 1 кГц
Рис. 3.2 Типовая схема включения микросхемы К174УН15
усилитель схема частота акустическая
Рис. 3.2 - Внешний вид К174УН15 (корпус 1502.11-1)
3.Расчёт предварительного усилителя
Предварительный усилитель служит для усиления сигнала, поданног?/p>