Електричні розрахунки попереднього підсилювача – коректора, страница 2

          В якості регулятора гучності і балансу була обрана мікросхема К174УН12 в типовому включенні. Варіант включення мікросхеми зображено на рисунку 3.3:

Рис 3.3. Варіант включення мікросхеми в якості тон компенсованого регулятора гучності і стереобалансу.

Вихідними даними для розрахунку є:

          глибина регулювання гучності – -30 дБ;

          Кр = 20 дБ при U(13) = +9 В;

          глибина регулювання балансу – ±10 дБ;

          Кн. = 0.3 % [5], М_н = 0.5 дБ.

          Ємності С4 і С9 є фільтруючими по живленні і вибираються в межах 50¸200 мкФ [1]. Вибираються [8] К50 – 16 – 16 В – 100 мкФ ± 20 %.

Ємність С3 являє собою фільтр внутрішнього стабілізатора напруги і вибирається [5,8]  К50 – 16 – 16 В – 50 мкФ ± 20 %.

          Опори R1 і R2 рівні і визначають вхідний опір каскаду. Для практичних схем вони приймаються рівними 270 кОм і вибираються [8]:

С2 – 23 – 0.125 Вт – 270 кОм ± 10 %.

          Ємності С1 і С2 є розділовими і вибираються з міркувань мінімальних частотних спотворень на НЧ. Для їх визначення визначимо вхідний опір каскаду, беручи до уваги, що вхідний опір мікросхеми рівний 3 МОм.

.

Щоб частотні спотворення  на частоті  40 Гц прямували до нуля, то приймемо, що на частоті 10 Гц вони складають 0.1 дБ (1.012 раза). Тоді:

,

.

Вибирається [8] ємність  К10 – 17а – 25В – Н90 – 430 нФ ± 20 %.

          Регулювання гучності і балансу передбачає зміну напруги на виводах 12 і 13 від 11.7 до 0.7 В. Для розрахунку задаються опором R11 і він вибирається [5,8] С2 – 23 – 0.125 Вт – 1.5 кОм ± 20 %. Струм через подільник рівний:

.

Знаючи струм, визначимо решту опорів регулювання:

З [8] вибираються: R3,R4  СП3 – 33 – 32 – 0.125 Вт – 10 кОм ± 20 %;

                                R19:  С2 – 23 – 0.125 Вт – 330 Ом ± 10 %.

Для розрахунку частотозадаючих елементів, які забезпечують тон компенсацію при зміні рівня гучності скористаємось характеристикою, зображеною на рисунку 3.4.

                    Рис 3.4. АЧХ тон компенсованого регулятора гучності.

Для розрахунку вибирається опір R15=R10 [8] С2–23 – 0.125 Вт – 24 кОм±10 %.

Як видно з графіка (рис.3.4), коефіцієнт підсилення при  напрузі на 13 виводі 11.7 В приблизно рівний 3 дБ або 1.4 раза. Тоді:

.

З [8] вибирається опір С2 – 23 – 0.125 Вт – 16 кОм ± 10 %.

Для подальших розрахунків задаються опорами R9,R16,R8,R17 [5,8]:

          R9, R16: С2 – 23 – 0.125 Вт – 100 кОм ± 20 %,

          R8, R17: С2 – 23 – 0.125 Вт – 2.4 кОм ± 20 %.

Задаються коефіцієнтами підсилення:

          Fн = 40 Гц – Кн. = -15 дБ (0.18 раза);

          Fс = 1.1 кГц – Кс = -38 дБ (0.01 раза);

          Fв = 12 кГц – Кв = -22 дБ (0.08 раза).

Тоді:

,

,

,

.

З довідника [8] вибирається:

R6, R13:  С2 – 23 – 0.125 Вт – 560 кОм ± 20 %;

R5, R14:  С2 – 23 – 0.125 Вт – 240 кОм ± 20 %;

C5, C7: К10 – 17 – 1а – 50В – М47 – 56 пФ ± 20 %;

C6, C8: К10 – 17а – 25В – Н90 – 39 нФ ± 20 %.

Виконується перевірка:

-  по частотним спотворенням на частоті 40 Гц:

(0 дБ).

-  по глибині регулювання:

.

Отже, отримані частотні спотворення на частоті 40 Гц взагалі відсутні, а глибина регулювання гучності більша за необхідні 30 дБ, а тому розрахунок виконаний вірно.

3.4.   РОЗРАХУНОК ПІДСИЛЮВАЧА ПОТУЖНОСТІ

В якості кінцевого каскаду була обрана мікросхема К174УН11 в типовому включенні. Варіант включення мікросхеми зображено на рисунку 3.5.

Рис.3.5. Варіант включення мікросхеми кінцевого каскаду.

Вхідними даними для розрахунку є:

Rвх = 50 кОм, К_u = 30 дБ, К_р = 63.8 дБ, Мн = 1 дБ, М_в = 0.2 дБ,  Кн = 0.3 %,      F_н = 40 Гц, F_в = 12 кГц,  Рвих = 15 Вт.

Так як вхідний опір мікросхеми складає 100 кОм, а необхідний вхідний опір складає 50 кОм, то опір R1 вибирається [8] С2 – 23 – 0.25 Вт – 100 кОм  ± 20 %. В такому випадку паралельне з’єднання однакових опорів дасть результуючий опір в два рази менший, що нам і потрібно.

          Ємність С1 визначається:

,

.

Вибирається [8] ємність К10 – 17а – 25В – Н90 – 200 нФ ± 20 %.

Ємність С5 вибирається [5,8] К10 – 17 – 1а – 50В – М47 – 68 пФ ± 20 %.

Вибирається опір R3 [8] С2 – 23 – 0.25 Вт – 100 кОм ± 20 %.

Визначається опір R2:

.

Вибирається опір R2 [8] С2 – 23 –0.25 Вт – 3 кОм ± 10 %.

Ємність С2 вибирається з умови, що . Тоді:

.

Вибирається  ємність С2 [8] К50 – 16 – 25 В – 20 мкФ ± 20 %.

Для типової схеми включення вибирається решта елементів [5,8]:

          R4: С2 – 33 – 0.5 Вт – 1 Ом ± 10 %;

         С3, С6: К10 – 17а – 25 В – Н90 – 0.1 мкФ ± 10 %;

         С4, С7: К50 – 16 –25 В – 100 мкФ ±20 %.

Виконується перевірка:

-  по вхідному опору:

,

-  по коефіцієнту підсилення за напругою:

;

-  по коефіцієнту підсилення за потужністю:

;

-  частотні спотворення на частоті 40 Гц:

Виконується перевірка параметрів отриманого тракту підсилення:

-  частотні спотворення в області ВЧ:

,

;

                   - частотні спотворення в області НЧ:

,

;

-  нелінійні спотворення:

,

;

-  потужність:

,

.

Отримані параметри спроектованої структурної схеми цілком задовольняють вимоги технічного завдання і необхідного коефіцієнта підсилення за потужністю. Отже електричний розрахунок схеми завершено.