Моделювання розробленої схеми пристрою здійснюється за
допомогою електронної моделюючої системи Electronics WorkBanch, що дає змогу
без матеріальної реалізації підсилювача отримати усі необхідні характеристики
(АЧХ,ФЧХ і т.п)
1. РОЗРОБКА ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАНЯ
Технічне завдання на розробку пристрою є
основоположним для подальшого проектування, і правильна його розробка може
значно спростити проектування пристрою у подальшому. Основою для розробки ТЗ є
завдання до курсового проектування.
1.Експлуатаційне призначення: підсилювач
відтворення магнітофона, варіант виконання: стаціонарний або переносний.
Джерелом вхідного сигналу є магнітна головка магнітофона. Використовуючи
довідникові дані [3] приймаємо значення вихідного сигналу магнітної головки
магнітофона 2,7мB. Вхідний опір має бути великим, щоб не впливати на магнітну
головку, тобто не менш 100кОм. Це означає, що всі вихідні параметри підсилювач
повинен забезпечити при вхідній напрузі 2,7мB на вхідному опорі більше 100кОм.
2.Варіант виконання: стаціонарний або
переносний, джерелом напруги живлення є блок живлення постійної напруги
працюючий від побутової електричної мережі, сумарна напруга споживана від
джерела буде визначатись в ході розрахунку структурної схеми та електричного
розрахунку. Від напруги живлення залежить вихідна потужність, лінійність
амплітудної характеристики та інші параметри.
3.Підсилювальні елементи: транзистори або
інтегральні мікросхеми. При використанні інтегральних підсилювачів ми можемо
отримати більш високе значення коефіцієнта корисної дії ніж в транзисторному
підсилювачі. Оскільки даний пристрій має бути реалізований у сучасному
виконанні, бажано виконати його на інтегральних мікросхемах. Схемний варіант
вибирається в розрахунку структурної схеми.
4.Вихідна потужність: 10Вт х 2. Тобто
необхідно розробити стереопідсилювач з номінальною вихідною потужністю 10Вт на
канал (при вхідній напрузі 2,7мB).Навантаженням підсилювача будуть гучномовці
або акустичні системи магнітофона.
5.Частотний діапазон: 60Гц ÷ 10кГц. Це
означає, що даний підсилювач повинен мати рівномірну амплітудно-частотну
характеристику в цій смузі.
6.Нелінійні спотворення: 2 %. Тобто сума
всіх гармонічних складових сигналу, які утворилися на виході підсилювача при
подачі на вхід основного сигналу амплітудою 2,7мB, повинно складати один
відсоток від основного сигналу (на частоті 1кГц).
7.Частотні спотворення: Мн=1 дБ, Мв=2 дБ.
Це означає, що загальний коефіцієнт підсилення на межі смуги проникнення в
області низьких частот (в даному випадку нижня частота складає 60Гц)
зменшується на 1дБ, а на межі смуги проникнення в області високих частот (10
кГц) загальний коефіцієнт зменшується на 2 дБ.
8.Співвідношення сигнал/ шум: 60дБ. Цей
параметр вказує на те, що мінімальний сигнал на вході підсилювача повинен
перевищувати напругу шумів на 60дБ. Власні шуми підсилювача залежать від смуги
робочих частот (чим більша смуга тим більше значення шумів) і складаються з
таких видів шумових ефектів: наводки від сторонніх джерел, фон в шині живлення
(коли фонові завади потрапляють на перші каскади підсилення, вони підсилюються
і далі ідуть на вихід), шуми від мікрофонного ефекту – таке явище відбувається
при дії на підсилювач механічних коливань, теплові або термічні шуми виникають
внаслідок хаотичного руху електронів в будь-якому провіднику, та залежать вони
від опору кола, смуги частот та температури. Напругу шумів підсилювального
елемента та теплових шумів неможливо знизити до довільного значення, їх можна
зменшити правильним вибором типу транзистора, та режимів його роботи. Не
враховуючи те, що всі транзистори в підсилювачі “шумлять”, на рівень власних
шумів підсилювача значно впливають тільки шуми першого каскаду плюс шуми
вхідного кола
9.Регулятори:
9.1
Гучності (підсилення): 30дБ. Характеристика сприйняття людським вухом звукових
сигналів має особливість, яка виявляється в тому, що чутливість його найбільша
в діапазоні середніх частот (fср=500 ÷ 3кГц), а на низьких частотах зменшується
на 40 ÷ 60дБ, а на високих частотах 30 ÷ 40дБ, у тому числі існує нерівномірне
сприйняття смуги.
