Функциональная схема экспандера. Описание элементов функциональной схемы. Расчет элементов функциональной схемы

Оглавление .

1.  Введение

2.  Функциональная схема экспандера

3.  Описание элементов функциональной схемы

4.  Расчет элементов функциональной схемы

5.  Расчет блока питания

6.  Расчет погрешностей работы схемы

7.  Заключение

8.  Список литературы

9. Приложения

9.1. Схема и ЛАЧХ фильтров ВЧ и НЧ

9.2. Схема и временные диаграммы работы СФАЗ

9.3. Схема и временные диаграммы работы интегратора

9.4. Зависимость параметров схемы от разброса значений                     резисторов и др. элементов .

1. Введение.

В данной курсовой работе разрабатывается схема динамического шумоподавителя ( экспандера ) для аппаратуры магнитной записи с использованием интегральных микросхем . Обычно устройства , воспро-изводящие звук с магнитных носителей информации , имеют неприятный шум в звуковых паузах и при невысоком уровне входного сигнала . Данная схема подавляет данный шум в зависимости от уровня входного сигнала . Принцип работы основан на изменении коэффициента передачи схемы для высокочастотной составляющей сигнала .

2. Функциональная схема экспандера .

 

                       ФВЧ            СФАЗ                 И                     У2

                                                  

 

     У1                                  ПУ                   У3 

                                                    

                                                                                                

                                          ФНЧ                    У4                                   

 

Рис. 1 Функциональная схема экспандера .

Условные обозначения :

У1-входной усилитель

ФВЧ-фильтр высоких частот

ФНЧ-фильтр низких частот

СФАЗ-схема формирования абсолютного значения

И-интегратор

У2-масштабирующий усилитель для информационного сигнала

ПУ-пороговое устройство

У3-усилитель с переменным коэффициентом усиления

У4- масштабирующий усилитель для низкочастотной составляющей

-выходной сумматор

3. Описание элементов функциональной схемы

Входной усилитель – необходим для увеличения входного сигнала . Входной сигнал имеет уровень 200 мВ , и чтобы уменьшить ошибку от напряжения смещения операционных усилителей и последующих ступеней , усилим входной сигнал в несколько десятков раз .

Фильтр высоких частот – необходим для выделения высокочастотной составляющей входного сигнала . В качестве фильтра высоких частот применим фильтр Баттерворта 2-го порядка с частотой среза около 5,6 кГц . Выделение высокочастотной составляющей сигнала необходимо потому что именно в этой части спектра находится шум .

Фильтр низких частот – необходим для выделения низкочастотной составляющей сигнала для его последующего масштабирования и суммирования с обработанным высокочастотным сигналом . В качестве фильтра низких частот используем фильтр Баттерворта с частотой среза около 5,6 кГц .

Схема формирования абсолютного зачения – представляет собой активный двуполупериодный выпрямитель , в котором  практически отсутствует падение напряжения на прямосмещенном диоде . Падение напряжения на открытом диоде , включенном в цепь обратной связи , составляет величину , меньшую обычной в несколько тысяч раз ( в коэффициент усиления операционного усилителя ) . На выходе схемы присутствует сигнал положительной полярности , представляющий собой модуль исходного сигнала .

Интегратор – представляет собой преобразователь переменного напряжения в постоянное с некоторым коэффициентом , зависящим от вида подаваемого на вход сигнала . В нашем случае необходимо выделить огибающую сигнала , поступающего на вход интегратора со СФАЗ . В принципе можно считать сигнал на входе интегратора амплитудно – модулированными колебаниями . Для нас интерес представляет выделение информационной составляющей данного сигнала , а именно - огибающей . Интегратор имеет различное значение времени нарастания и времени спада и работает как фильтр низких частот .

Масштабирующий усилитель для информационного сигнала – данная часть схемы не является обязательной , усилитель служит для удобства задания в дальнейшем уровней опорного напряжения на входах компараторов порогового устройства .

Пороговое устройство – представляет собой схему задания коэффициента усиления для последующего усилителя с переменным коэффициентом усиления в зависимости от сигнала , получаемого с выхода интегратора . Схема включает в себя три компаратора , которые путем сравнения сигнала с соответствующими опорными напряжениями отпирают коммутирующие ключи .