Курсовая работа (т): Підсилювач потужності звукової частоти

Підсилювач потужності звукової частоти

Вступ

Звукотехніка є однією з направлень технологічної діяльності, при якій засоби радіотехніки здійснють обробку, накопичення та розповсюдження в електричній формі сигналу звукового діапазону частот. Сучасна звукотехніка направлена на забезпечення потреб людини. Завдяки розровсюдженню звукотехнічних пристроїв разом з засобами аудіовізуальної інформації та комунікації формується та змістова частина середовища, яка як правило позитивно впливає на людей.

Широке розповсюдження стерефонії почалось з 50-х років. Але перша спроба просторової звукопередачі була принята майже 100 років назад відразу після винаходу телефону. В 20-х роках були приняті спроби стереофонічної передачі на двох радіоканалах.

По мірі накопичення теоретичних знань, виявились деякі недоліки та обмеження двохканальної стерефонії: эфект провалу звуку в центрі між гучномовцями, вузька зона прослуховування, в якій відчувається стереоефект, спотворення звуку. Тому були прийняті експерименти по трьохканальній стереофонічній передачі симфонічних концертів.

Перші успіхи були досягнені в кінематографії, коли почалась трансляція широкоекранних кінофільмів по системі «Синемаскоп» з чотирьохканальною магнітною фонограмою. Це була перша реалізована система квадрафонії.

На початку квадрафонія була принята як новинка, якій наврядчи судилося отримати попит: високою ціною - двухкратним збільшенням числа - підвищується стереофонічний ефект. В майбутньому це непідтвердилось, квадрафонія продовжує приваблювати все більше людей яких приваблює високоякісне звуковідтворення.

Сучасна звукотехніка розвивається в двух основних напрямках. По перше, це розповсюдження використання інтегральних схем і, по друге, використання цифрової техніки не тільки для управління і регулювання але й для передачі сигналів. Сучасні способи передачі і запису звуку, реалізовані, наприклад, в системі компакт-диск, вимагають аналогових підсилювачів з високими показниками якості: динамічним діапазоном до 100 Дб та коефіцієнтом нелінійних спотворень біля 0,002.

При обробці звукових сигналів в електронних звукових пристроях намагаються по змозі більш краще зберегти інформацію. При цьому обєктивна оцінка якості звукотехнічних пристроїв виконується по наступним показникам:

лінійні спотворення (нерівномірність амплітудно- та фазочастотної характеристик),

нелінійні спотворення та паразитна модуляція (появлення нових складаючих в частотному спектрі сигналу, варіанти рівня та частоти сигналів - детонація),

відносний рівень перешкод (відношення сигнал/перешкода).

Вдосконалення методу аналізу звукотехнічних схем дають змогу виявити всі нові недоліки, які приводять до спотворень при відтворенні. Вирішальну роль при аналізі электронних схем звукового обладнання відіграють розрахунки та моделювання на ЕОМ, а при конструюванні - машинне проектування. Тільки завдяки новим методам та засобам вимірювання стало можливим обєктивне підтвердження самих різноманітних ефектів, на основі розрахунків.

Даний підсилювач потужності звукової частоти забезпечує вихідну потужність не менше 75 Вт при навантаженні 4 Ом. Смуга відтворюємих частот від 3 Гц до 100 кГц. Частота одиночного підсилення складає 15 МГц, швидкість наростання вихідної напруги 50 В/мкс.

Даний підсилювач володіє чудовою перехідною характеристикою, він здатний працювати на низькоомне навантаження порядку 2 Ом, чудово відпрацьовує скачок у вигляді ступні завдяки широкій полосі пропускання.

Таким чином, даний підсилювач володіє ідеальною фазочастотною характеристикою.

1. Технічне завдання

.1 Назва виробу та область використання

В даному курсовому проекті буде розроблений високоякісний підсилювач потужності звукової частоти. ППЗЧ призначений для підсилення потужності по звуковій частоті для професійних звуковідтворюємих приладів.

1.2 Підстави для розробки та її джерела

.2.1 Підстави для розробки

1 Завдання на курсове проектування, видане цикловою комісією радіотехнічних дисциплін КРМК 1 вересня 2008 року.

2       Схема електрична принципова підсилювача потужності звукової частоти Р534. 44КП02 065 Э3.

електричний схема друкований плата

1.2.2 Джерела для розробки

1 Cтандарти ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПВ.

ГОСТ 15150-69 Машини, Прилади, Технічні вироби.

“Справочник конструктора РЕА. Общие принципы конструирования”. Под редакцией Варламова Р. Г.

Белинский В. Т. “Практическое пособие по учебному проектированию РЕА”.

Фрумкин Г. Д. “Расчет и конструирование РЕА”.

Ненашев А.П. “Конструирование РЕП”.

”Професиональная електроакустика. Руководство по експлоатации. Том І - том ІІІ”.

1.3 Мета і призначення розробки

.3.1 Мета розробки

1 Закріплення теоретичних знань, практичних вмінь і навичок, щодо розробки та розрахунків РЕА, набутих при вивченні комплексу дисциплін згідно з навчальним планом підготовки молодого спеціаліста-радіотехніка.

Формування вмінь і навичок, використання набутих знань для вирішення конкретних задач проектування РЕА.

Систематизація і комплексне використання сформованих знань і умінь.

Методична підготовка виконання дипломного проекту.

1.3.2 Призначення розробки

Призначенням розробки є захист курсового проекту.

1.4 Технічні вимоги

.4.1 Вимоги до показників призначення

Радіотехнічні характеристики функціонального призначення:

а) напруга живлення 220В;

б) частота 50Гц;

в) струм споживання, не більше 0.457А;

г) вихідна напруга постійного струму 80В; д) вихідний струм 1А;

е) амплітуда пульсацій, не більше 20мВ.

Класифікаційна характеристика об`єму розміщення:

а) клас використання - наземна РЕА;

б) група використання - стаціонарна;

в) підгрупа використання - професійна.

1.4.2 Склад РЕА та вимоги до конструкції виробу

Склад РЕА:

а) пристрій буде складатися з одного боку;

б) так як прилад відноситься до наземної РЕА, то вимоги щодо габаритних розмірів не критичні, але розміри та параметри не повинні перевищувати оптимальних;

в) прилад встановлюється на прямій поверхні без закріплення;

г) по розмірам корпусу визначаються розміри приладу;

д) Вимоги до рівня мініатюризації:

Коефіцієнт щільності

 , (1.1)

де  - кількість елементів у складі МС;

 - кількість дискретних ЕРЕ;

 - габаритний об’єм виробу .

Орієнтовно вибирається .

Коефіцієнт заповнення

 , (1.2)

де  - сумарний об’єм корпусів всіх ЕРЕ;

Орієнтовно вибираємо .

Коефіцієнт збірності

; (1.3)

де  - кількість складових частин, які входять в окремі блоки чи вузли, тобто в специфіковані одиниці;

 - загальна кількість складових частин виробу (елементів і деталей);

Орієнтовно вибирається .

1.4.3 Вимоги стійкості РЕА до механічних та кліматичних впливів

ГОСТом 15150-69 встановлено 9 основних кліматичних виконань РЕА.

РЕА, що проектується має згідно з завданням УХЛ виконання для регіонів з помірним і холодним кліматом при середньорічному мінімуму температури не нижче .

Цим же ГОСТом встановлені округлені та додаткові категорії розміщення. Згідно з визначеним видом кліматичного виконання та категорією розміщення РЕА за ГОСТом 15150-69 має такі нормативні кліматичні впливи:

) вплив температури:

а) робочі: верхнє, нижнє , середнє ;

б) граничні від до ;

) дія відносної вологості: при ;

) ударна стійкість:

а) прискорення ;

б) тривалість ударного імпульсу 16 мкс.;

в) число ударів не менше 20;

) ударна міцність - не регламентується;

) міцність при транспортуванні ( в упакованому вигляді):

а) прискорення ;

б) тривалість ударного імпульсу 11 мкс.;

в) число ударів не менше 1000;

) теплостійкість:

а) робоча температура ;

б) гранична температура ;

) понижений атмосферний тиск 70 кПа;

) холодостійкість:

а) робоча температура ;

б) гранична температура ;

) вологостійкість:

а) вологість 93%;

б) температура .

1.4.4 Вимоги до надійності РЕА

1) основним показником надійності є показник безвідмовності - середнє спрацювання на відмову Тср.=23963,6 год;

) мінімальний час відновлення працездатності стану пристрою Тв=3,31 год;

) коєфіцієнт готовності kг = 0,99.

Збільшення показників надійності проектує мого приладу є недоцільним з точки зору морального старіння.

1.4.5 Вимоги ергономіки та технічної естетики

При проектуванні необхідно забезпечити ергономічні вимоги:

а) антропологічні - вибір повинен відповідати силовим, швидкісним, та рецепторним (зір, слух, дотик), можливостям користувача;

б) психофізіологічні - виріб має відповідати можливостям споживача до сприйняття, зберігання, переробки інформації і забезпечувати адекватну їх дію;

в) гігієнічні - експлуатація виробу має передбачати і забезпечувати не вище (не нижче) граничного рівня температуру, вологість, тиск, освітлення, шум, вібрацію, перевантаження, випромінення, напруженість електричного, магнітного та ел.-маг. полів, стан повітряної суміші;

Для спеціалізованої РЕА по можливості обумовлюють простоту та зручність користуванні приладу, експлуатацію добре підготовленим споживачем, наявність чітких, зрозумілих та стійких до витирання позначень написів. Якщо прилад відноситься до проф. РЕА, то також треба відмітити важливість користувача оформлення зовнішнього виду з урахуванням вимог технічної естетики. Це знищить втомленість оператора, а значить - кількість помилок, збільшить продуктивність та ефективність праці.

Оцінка ергономічних показників проводиться порівнянням заданих і базових показників. В результаті відпрацювання приладу на ергономічність повинна бути забезпечена взаємодія людини з приладом, знижена втомленість оператора.

Оцінка показників якості по технічній естетиці виконується методом експертних оцінок в порівнянні базовими зразками.

1.4.6 Вимоги технологічності та уніфікації

Вимоги:

а) показники технологічності, які характеризують конструктивні властивості виробу і його складових частин

) коефіцієнт складності збирання конструкції:

Ксз=Слз/(Слз+Сг+Снр), (1.4)

де Слз - число легкороз’ємних з’єднань (байонетні, засувки тощо);

Сг - число гвинтових з’єднань;

Снр - число нероз’ємних з’єднань.

Обирається Ксз=0,2.

2)       коефіцієнт використання ІМС та мікроз’єднань

Квик=(Nіс+Nмсб)/(Nіс+Nмсб+Nере), (1.5)

де Nіс - число інтегральних мікросхем;мсб - число число мікрозбірок;ере - число ЕРЕ.

Обирається Ксз=0,35.

б) Показники технологічності, які характеризують технологію виготовлення

) коефіцієнт використання друкованого монтажу

Кд=Пкп/Пзаг, (1.6)

де Пкп - кількість контактних площадок на платі;

Пзаг - загальна кількість пайок;

Обирається Кд=0,5.

в) Показники уніфікації

) коєфіцієнт застосування

Кзс=(nтп-nтпо)/nтпо, (1.7)

де Птп - загальна кількість типорозмірів.

Птпо - кількість оригінальних типорозмірів.

Обирається Кзс=0,7.

) коєфіцієнт повторюваності

Кпв=1-(nтп/Nсч) (1.8)

де Nсч - загальна кількість складових частин.

Обирається Кпв=0,7.

) коефіцієнт уніфікації

Ку=Nсчу/Nсч, (1.9)

де Nсчу - кількість уніфікованих складових частин.

Вибираємо Ку=0,7.

) коефіцієнт стандартизації

Кст=Nсч.ст/Nсч, (1.10)

де Nсч.ст.- кількість стандартизованих складових частин виробу.

Обирається Кст=0,5.

1.4.7 Вимоги безпеки РЕА

Безпека РЕА - властивість апаратури забезпечити відсутність небезпеки при виконанні заданих функцій у визначених умовах на протязі встановленого часу.

Якщо проектуємий пристрій відноситься до спеціалізованої РЕА, то це передбачає експлуатацію підготовленим користувачем, повинен бути простим в експлуатації і абсолютно безпечним при дотримані правил експлуатації, він повинен бути сконструйований і виготовлений так, щоб в умовах експлуатації для оператора не виникала небезпека, навіть при недбалому поводженні з приладом. При цьому має бути забезпечений захист від ураження струмом, дії високих температур, випромінювання, роботи рухомих механічних вузлів тощо. Умови роботи завжди вважають нормальними, дещо інше необумовлене спеціально, навіть при не сприятливішому збігу умов експлуатації: напруги і частоти живлення, навіть перешкод для вентиляції, довільному положенні органів керування і регулювання, можливості відключення заземлення тощо. Випробування приладу при виготовленні передбачають в умовах несправності: імітують різні КЗ, відключення заземлення, деяких елементів навантаження, послаблення механічних кріплень відключення примусового охолодження тощо.

На прикладі слід нанести необхідну інформацію:

-         вид живлення;

-        номінальна напруга;

         споживана потужність;

         позначення контактних пристроїв ( особливо клема заземлення, контакти під небезпечною напругою, клеми навантажень);

         номінальна вхідна напруга, опір, потужність та інші.

Попередження небезпеки ураження струмом включає низку заходів техніки безпеки.

Доступні частини приладу неповинні знаходитись під небезпечною напругою. Доступність частин випробовують спеціальним випробувальним „пальцем”. Напругу вважають небезпечною, якщо між поверхнею і полюсом дна живлення через резистор 50кОм, проходить змінний струм понад 0,7 мА або постійний понад 2 мА.