Підсилювач запису стерео магнітофону, страница 2

1.1 Експлуатаційне призначення: підсилювач запису стерео магнітофона. Джерелом сигналу даного підсилювача є стерео мікрофон, а навантаженням записуюча стерео головка відповідної потужності.

1.2 Варіант виконання: переносний , що означає що магнітофон та підсилювач повинні бути виконані у вигляді окремого блока, також повинно бути забезпечено живлення підсилювача від джерела магнітофона, напруга живлення якого становить Е = 12,6(В).

1.3 Підсилювальні елементи: транзистори або ІМС. Пристрій має бути виконаний за сучасними вимогами, що передбачає використання саме таких підсилювальних елементів.

1.4 Пристрій має виконувати підсилення по двох каналах, при певному значенні опору навантаження і нелінійних спотворень.

1.5 Частотний діапазон: нижня частота (FH) = 20Гц, верхня частота (FB) = 6кГц.  На цих частотах частотні спотворення не повинні перевищувати МН = 1,5 дБ, МВ = 1,5 дБ.

1.6 Нелінійні спотворення: нелінійні спотворення або коефіцієнт гармонік,  на частоті 1 кГц не повинен перевищувати 2,5%.

1.7 Співвідношення сигнал/шум: 60дБ. Тобто, цей параметр передбачає, що на вході підсилювача корисний сигнал перевищуватиме шуми на 60 дБ.

1.8 Регулятор глибини рівня запису ³ 30дБ, тобто підсилювач повинен виконувати зміну вихідного сигналу відносно початкового більше, як на 30 дБ.

1.9 Первинним джерелом живлення пристрою є напруга живлення 12.6 В постійного струму.

1.10 Кліматичні умови: діапазон робочих температур від 0 оС до +40 оС, при відносній вологості не більше 70%.


2 Розробка структурної схеми пристрою

2.1 Визначення величини опору навантаження

Щоб обрати потрібний опір навантаження в підсилювачі запису магнітофона, необхідно зробити наступне: підібрати тип головки з даними: опором головки RГ, індуктивністю L, струмом запису ІЗ та струмом підмагнічуванням ІП.

Виберемо магнітну головку запису  3А24Н081 [11] з параметрами: 

LГ = 75 (мГн), RГ = 160 (Ом), ІЗ = 0,08 (мА), ІП = 0,4(мА).

Для стабілізації струму запису послідовно з головкою необхідно під’єднати опір R8, значення якого повинно відповідати умові , де FB – верхня частота діапазону;

Рисунок 2 Схема включення головки запису з RC - фільтром.

    де, П3 – підсилювач запису.

           ГЗ – головка запису.               

(кОм);

Загальний опір навантаження каскаду RH = RГ + R8+ R9;

R8 = 0.2*R9 Þ R8 = 0.2*5655 = 1131(Ом);

RH = 160 + 5655+1131 = 6946 (Ом);

Необхідна амплітуда напруги запису становить UЗ = ІЗ * RH;

UЗ = 0,08*10-3*6946 = 0,556 (В);

Знайдемо потужність запису, тобто вихідну потужність ККП:

РЗ = ІЗ2 * RН = (0,08*10-3)2*6946 = 44,45*10-6=44,45 (мкВт);

2.2 Вибір схеми підсилювача потужності

Оскільки даний підсилювач малу вихідну потужність, 10-ки мкВт слід використовувати однотактну схему підсилення.

ККП має вигляд схеми ввімкненою з спільним колектором коефіцієнт нелінійних спотворень якого (1..3%) [4].

2.3 Визначення типів транзисторів підсилювача потужності

Вибір транзистора ККП потрібно здійснювати на основі попереднього визначення потужності втрат РК, максимальної напруги на переході колектор-емітер UKmax(доп), та максимального колекторного струму IKmax(доп), окрім цього необхідно врахувати і частотні можливості транзистора.

Для однотактного безтрансформаторного ККП, вибираючи транзистор, необхідно забезпечити умови:

,

де h - коефіцієнт корисної дії ККП, а .

Маємо:

(Вт),

РК_ДОП » 10*44,45 *10-6 = 444,5*10-6 =444,5 (мкВ)

Для забезпечення необхідної вихідної потужності, живлення однотактного безтрансформаторного каскаду повинно здійснюватися напругою Е.

, де UЗАЛ » 4...1(В).

(В),

в свою чергу

, звідки .,

де UКЕ_ДОП – максимальна допустима напруга між відповідними електродами транзистора.

          UKE_доп=4,572/0,8=5,715(В),

          Визначимо допустимий струм колектора (max):

IK.доп³Imax,

Imax=IKm+IKo,

IKm=,

IKo=(2-3)IKm.

          Розрахуємо: