Малопотужний низьковольтний ПЗЧ для контактного мікрофона. Параметри вибору схеми ПНЧ. Стерео підсилювач на мікросхемі МАХ9751

Київський національний університет імені Тараса Шевченка.

Факультет радіофізики, електроніки та комп’ютерних систем

Малопотужний низьковольтний ПЗЧ для контактного мікрофона

Курсова робота до курсу:

«Приймання та оброблення сигналів»

Студента IV-го курсу

Науковий керівник:

Асистент кафедри

фізико-математичних наук

Київ 2016р.

Оглавление

Завдання. 4

1.       Схеми підсилювачів. 5

1.1 Параметри вибору схеми ПНЧ.. 5

1.2 Схема №1: стерео підсилювач на мікросхемі МАХ9751. 5

1.3 Схема №2: Екстримально низьковольтний підсилювач. 7

1.4 Підсилювач з НІ-END якістю звучання. 8

2.       Експериментальна частина. 9

2.1 Структурна схема. 9

2.2 Принципова схема. 10

2.2.1 Опис електрично-принципової схеми. 10

2.3     Дослідження параметрів мого підсилювача. 11

2.3.1 Знаходження динамічного діапазону підсилювача. 11

2.3.2 Знаходження струму спокою підсилювача. 11

2.3.3 Спектр аналіз мого підсилювача. 12

2.3.4 Виміряні параметри мого підсилювача. 13

2.4 Друкована плата попереднього підсилювача. 13

2.4.1 Перероблена принципова схема блоку попереднього підсилювача............................................................................................. 13

2.4.2 Друкована плата блоку попереднього підсилювача. 14

2.4.3 Перероблена принципова схема основного блоку підсилювача. 15

2.4.4 Друкована плата основного блоку підсилювача. 15

Висновок. 16

Література. 17

Завдання

Розробити схему підсилювача низької (звукової частоти) для контактного мікрофона. Підсилювач повинен бути достатньо чутливим, щоб працювати з п’єзо звуко-знімачем на вході, тобто з малопотужним джерелом сигналу. Вихідна потужність підсилювача – порядку сотень міліват на підключення  гучномовці малого опору – 4 Ом. Він повинен бути малогабаритним, та виконаним на доступних елементах, і повинен бути незалежним від мережі живлення 200В 60Гц, тобто мати низький рівень живлення, щоб можна було просто реалізувати акумуляторне живлення.

1.  Схеми підсилювачів

1.1 Параметри вибору схеми ПНЧ

Порівнюючи підсилювачі, я відштовхувався від декількох параметрів, котрі згідно з завданням вважаю найважливішими:

-  Його живлення.

-  Чутливості (мінімального необхідного рівня вхідної напруги).

-  Низьких нелінійних спотворень.

-  Доступності елементів.

-  Габаритів.

-  Вартості.

Підсилювачів існує величезна кількість, декілька схем схожих на мою схему ПНЧ будуть розглянуті нижче.

1.2 Схема №1: стерео підсилювач на мікросхемі МАХ9751

Рисунок 1. Принципова схема підсилювача на мікросхемі МАХ9751

-  Напруга живлення даної схеми , В...................................... 4,5-5,5;

-  Мінімальна вхідна напруга, мВ.................................................. 75;

-  Споживаний струм у режимі відсутності сигналу, мА............. 12;

-  Вихідна потужність на навантаженні 4Ом, Вт .......................... 2 ;

-  Коефіцієнт гармонік при (1Вт і 4Ом), %................................. 0,02;

-  Діапазон робочих частот, Гц........................................... 22-20000;

Цей стерео підсилювач при мостовому включенні може видати на навантаженні в 4Ома до 4Вт, що задовольняє нас, також він має непоганий динамічний діапазон і невисокий коефіцієнт нелінійних спотворень, також дана мікросхема є поширеною, але вона є дуже дорого вартісною, у чому й значно програє моїй схемі підсилювача, також вона має низьку чутливість, оскільки мінімальна вхідна напруга у неї на рівні 75мВ.

1.3 Схема №2: Екстримально низьковольтний підсилювач

Рисунок 2. Принципова схема екстримально низьковольтного підсилювача

-  Напруга живлення даної схеми , В...................................... 1,1-1,5;

-  Мінімальна вхідна напруга, мВ.................................................... 5;

-  Споживаний струм у режимі відсутності сигналу, мА............... 4;

-  Вихідна потужність на навантаженні 4Ом, мВт ................. 60-80;

-  Коефіцієнт гармонік при (4Ом), %............................................... 1;

-  Діапазон робочих частот, Гц........................................... 20-20000;

Дана схема є над низьковольтною, а тому краща в плані напруги живлення, також вона є малогабаритною і достатньо чутливою, елементна база не є рідкою і дуже дешева, проте вихідна потужність цієї схеми є малою.

1.4 Підсилювач з НІ-END якістю звучання

Рисунок 3. Принципова схема підсилювача з хай-енд якістю звучання

-  Напруга живлення даної схеми , В........................................... ±35;

-  Мінімальна вхідна напруга, мВ................................................ 100;

-  Споживаний струм у режимі відсутності сигналу, мА............... 5;

-  Вихідна потужність на навантаженні 4Ом, Вт ......................... 80;

-  Коефіцієнт гармонік при (4Ом), %........................................ 0,001;

-  Діапазон робочих частот, Гц........................................... 10-25000;

Схема даного підсилювача дозволяє на головці динаміка 4Ом розвити потужність 80, і навіть 100Вт (при підвищенні живлення і невеликих модернізаціях схеми). Даний підсилювач має просто прекрасні параметри якості та доступності елементної бази, проте габарити та двох полярне живлення роблять його не конкурентом схемі моєї курсової роботи.

2.  Експериментальна частина

2.1 Структурна схема

Схема мого підсилювача для контактного мікрофона зібрана із двох схем: каскаду попереднього підсилення з п’єзо елементом і основного блоку підсилення, які рознесені у просторі і відповідно з’єднані екранованим проводом.

Рисунок 4. Структурна схема мого підсилювача