Усилитель низкой частоты для наушников - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника контрольная работа

Техника усиления электрических сигналов. Применение усилителей низкой частоты для усиления сигналов, несущих звуковую информацию, и их классификация. Функциональная схема усилителя, его основные технические характеристики и выбор элементной базы.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

За последние 100 лет, значительные изменения во многих областях науки и техники обусловлены быстрым развитием электроники. На сегодняшний день невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не использовались бы электронные приборы или электронные устройства измерительной техники, автоматики, а тем более вычислительной техники. Это связано с многочисленными положительными качествами электронных устройств, такими как: быстродействие, надёжность, помехоустойчивость, а в некоторых случаях и незаменимость. Например, надёжная работа ядерного реактора невозможна была бы без применения вычислительных машин и множества разнообразных датчиков, так как контроль за процессом размножения нейтронов должен быть очень высоким - нельзя допускать превышение этого коэффициента даже на сотые доли процента. Такую точность может обеспечить только автоматика.
В большинстве электронных приборов и устройств необходимо обеспечить усиление электрических сигналов ввиду естественных потерь рассеивания энергии. Усиление представляет собой процесс преобразования энергии внешнего источника под воздействием на него управляющего (усиливаемого) сигнала. Для этих целей используются устройства, называемые усилителями.
Усилитель предназначен для увеличения мощности, напряжения или тока сигнала, подведённого к его входу. Выходной сигнал должен либо соответствовать входному, либо отличаться от него в определённых заданных пределах. В качестве источника сигнала может использоваться любой преобразователь какого-либо вида энергии в электрические колебания, например микрофон, магнитная головка, звукосниматель, датчик, радиотехническое устройство.
Техника усиления электрических сигналов непрерывно развивается и совершенствуется. Это связано в первую очередь с развитием и совершенствованием радиоэлектроники и технологий, разработки принципиально новых усилительных приборов. Появление новых полупроводниковых приборов и технологических процессов позволило объединить множество транзисторов, диодов, резисторов в одно устройство - интегральную микросхему - ИС.
При развитии линейных ИС значительно расширились возможности использования усилительных устройств. Применяя в качестве усилительного устройства ИС, можно решать ряд задач, связанных с аналоговой обработкой сигналов. Наряду с этим не утратили актуальность и многие проблемы проектирования усилителей на дискретных элементах, где в основе усилительного прибора используют транзистор.
Умение проектировать усилители на таких транзисторах позволяет решать многие схемотехнические задачи, возникающие при проектировании самих ИС.
Усилитель мощности звука низких частот (УНЧ) - прибор (электронный усилитель) для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот.
Усилители низкой частоты наиболее широко применяются для усиления сигналов, несущих звуковую информацию, в этих случаях они называются, также, усилителями звуковой частоты, кроме этого УНЧ используются для усиления информационного сигнала в различных сферах: измерительной технике и дефектоскопии; автоматике, телемеханике и аналоговой вычислительной технике; в других отраслях электроники. Усилитель звуковых частот обычно состоит из предварительного усилителя и усилителя мощности (УМ). Предварительный усилитель предназначен для повышения мощности и напряжения и доведения их до величин, нужных для работы оконечного усилителя мощности, зачастую включает в себя регуляторы громкости, тембра или эквалайзер, иногда может быть конструктивно выполнен как отдельное устройство. Усилитель мощности должен отдавать в цепь нагрузки (потребителя) заданную мощность электрических колебаний. Его нагрузкой могут являться излучатели звука: акустические системы (колонки), наушники (головные телефоны); радиотрансляционная сеть или модулятор радиопередатчика. Усилитель низких частот является неотъемлемой частью всей звуковоспроизводящей, звукозаписывающей и радиотранслирующей аппаратуры.
Tаким образом к таким усилителям предъявляется требование усиления в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц по уровню -3 дБ, лучшие образцы УЗЧ имеют диапазон от 0 Гц до 200 кГц, простейшие УЗЧ имеют более узкий диапазон воспроизводимых частот.
Основные признаки классификации усилителей:
- режим работы нелинейного активного элемента;
По характеру усиливаемых сигналов различают:
Здесь пренебрегают процессами установления. Основная характеристика - частотная передаточная.
Входной сигнал изменяется настолько быстро, что переходные процессы в усилителе являются определяющими при нахождении формы сигнала на выходе. Основной характеристикой является импульсная передаточная характеристика усилителя.
По назначению усилителя делятся на:
Все они усиливают мощность входного сигнала. Однако собственно усилители мощности должны и способны отдать в нагрузку заданную мощность при высоком коэффициенте полезного действия.
С точки зрения выбора режима работы активного элемента различают:
- Режим слабого сигнала. Нелинейный активный элемент работает в квазилинейном режиме;
Применяется в усилителях напряжения или тока.
По типу используемых активных элементов усилители делятсяна:
- СВЧ-усилители, работающие с помощью специальных СВЧ-приборов;
В зависимости от вида частотной передаточной характеристики усилителя и абсолютным значениям полосы частот различают:
- усилители постоянного тока (УПТ);
Такое название обусловлено тем, что они способны усиливать очень медленные изменения сигналов (в том числе постоянные), т.е. рабочая полоса частот начинается от нулевой частоты до некоторой верхней граничной частоты. Величина верхней граничной частоты f в  зависит от вида усиливаемых сигналов. Так, если УПТ используется в канале изображения телевизионной системы, то частота f в составляет 6 - 6,5 МГц, т.е. УПТ это, как правило, широкополосный усилитель.
- усилители низкой частоты (усилители звуковой частоты);
Название условное, оно подчеркивает, что нижняя граничная частота лежит в области низких частот, несоизмеримо ниже верхней граничной частоты. Само значение верхней граничной частоты может быть разным: от единиц-десятков КГц до сотен МГц.
- усилители радиочастоты (полосовые усилители, усилители высокой частоты, избирательные усилители);
1.3 Примеры схем усилителей низкой частоты
В настоящее время состав элементной базы позволяет собирать высококачественные усилители, используя крайне малое количество элементов, поскольку существуют микросхемы позволяющие создавать усилители для различных областей применения. В данных примерах мы будем рассматривать микросхемы серии TDA, которые получили свою известность, начиная с 1995 г.
Рассмотрим усилители мощность которых составляет 3 - 12 Вт.
1) Усилитель на интегральной микросхеме TDA2021 [2]
Потребляемый ток (Vin=0) 90 мА макс.
Выходная мощность 1 Вт тип. при 9В, 4 Ом и d = 0.05%
Выходная мощность 0,5 Вт тип. при 3,7В, 4 Ом и d = 0.5%
Номинальный частотный диапазон 20 - 80000 Гц
Схема усилителя принципиальная представлена на рисунке 1.1 [3]:
Рисунок 1.1 - Функциональная схема усилителя на ИМ TDA2021
2) Микросхема TDA3454 представляет собой УНЧ класса А.
Потребляемый ток (Vin=0) 12 мА макс.
Выходная мощность 0,3 Вт тип. при 5 В, 4 Ом и d = 0.002%
Выходная мощность 0,5 Вт тип. при 14В, 8 Ом и d = 0.5%
Номинальный частотный диапазон 20 - 80000 Гц
Схема усилителя принципиальная представлена на рисунке 1.2 [4]:
Рисунок 1.2 - Функциональная схема усилителя на ИМ TDА3454
2) Микросхема TDA 2343 представляет собой УНЧ класса АВ.
Потребляемый ток (Vin=0) 19 мА макс.
Выходная мощность 0,7 Вт тип. при 5 В, 4 Ом и d = 0.2%
Выходная мощность 1 Вт тип. при 12В, 8 Ом и d = 0.5%
Номинальный частотный диапазон 20 - 80000 Гц
Схема усилителя принципиальная представлена на рисунке 1.3 [5]:
Рисунок 1.3 - Функциональная схема усилителя на ИМ TDА2343
Функциональная схема, представленная на рисунке 2.1, состоит из четырех основных блоков:
Устройство воспроизводящие звуковой сигнал в диапазоне 20-20000 Гц
Данный усилитель ЗЧ имеет очень низкие коэффициенты гармонических и интермодуляционных искажений, он сравнительно прост, способен выдерживать кратковременное короткое замыкание в нагрузке.
Основные технические характеристики:
- максимальная мощность на нагрузке сопротивлением 0,5 0 м - 3 Вт;
- номинальный диапазон частот 20…20000 Гц;
- коэффициент гармоник не более 0,1%;
- коэффициент интермодуляционных искажений 0,005%.
Для подключения усилителя необходим блок питания, обладающий следующими характеристиками:
К данному усилителю рекомендуется подключать акустические системы, обладающие следующими характеристиками:
- Диапазон воспроизводимых частот: 20…20000 Гц;
- Номинальное электрическое сопротивление: 0,5 Ом.
Функциональная схема усилителя представлена на рисунке 2.1:
Рисунок 2.1 - Функциональная схема усилителя
Элементная база усилителя включает в себя следующие элементы:
Применяемые в электротехнике резисторы подразделяют на постоянные и переменные. Переменными называют резисторы, сопротивление которых можно плавно изменять в процессе эксплуатации или регулировки аппарата. Их применяют в тех случаях, когда это необходимо для изменения параметров изделия, или же для компенсации в процессе регулировки погрешностей параметров других элементов схемы. Во всех остальных случаях используют постоянные резисторы.
При создании усилителя были использованы четыре резистора:
Применяемые в радиоаппаратуре конденсаторы можно разделить на конденсаторы постоянной, переменой емкости и подстроечные.
У конденсаторов постоянной емкости в конструкции возможность изменения величины емкости не предусмотрена. Эти конденсаторы применяют в качестве элементов колебательных контуров, настроенных на фиксированную частоту, в качестве элементов связи, для компенсации изменяющихся параметров элементов контура при воздействии повышенной или пониженной температуры, для сопряжения контуров в супергетеродинных приемниках, в качестве разделительных, блокировочных и для многих других целей. Такое разнообразие функций привело к созданию большого количества типов конденсаторов постоянной емкости. В зависимости от материала диэлектрика конденсаторы можно разделить на следующие группы: керамические, слюдяные, бумажные, пленочные и электролитические.
При изготовлении усилителя были использованы семь конденсаторов:
Наибольшее распространение получили интегральные схемы, у которых все элементы и межэлементные соединения выполнены в объеме и на поверхности полупроводника. Их называют полупроводниковыми.
Для изготовления полупроводниковых микросхем используют кремниевые монокристаллические пластины диаметром не менее 30 - 60 мм и толщиной 0,25 - 0,4 мм. Элементы микросхемы - биполярные и полевые транзисторы, диоды, резисторы и конденсаторы - формируют в полупроводниковой пластине методами, известными из технологии дискретных полупроводниковых приборов (селективная диффузия, эпитаксия и др.). Межсоединения выполняют напылением узких проводящих дорожек алюминия на окисленную (т.е. электрически изолированную) поверхность кремния, имеющую окна в пленке окисла в тех местах, где должен осуществляться контакт дорожек с кремнием (в области эмиттера, базы, коллектора транзистора и т.д.).
При изготовлении усилителя используемого в курсовой работе была взята микросхема серииTDA-2822M.
Основные характеристики микросхемы:
Потребляемый ток (Vin=0) 127 мА макс.
Выходная мощность 0,5 Вт тип. при 3,7 В, 4 Ом и d = 0,02%
Выходная мощность 1 Вт тип. при 9В, 4 Ом и d = 0.5%
Номинальный частотный диапазон 20 - 80.000 Гц
Разъём TRS - распространённый разъём для передачи аудиосигнала. Обычно имеет три контакта (стерео), но есть и модификации с двумя (TS, моно) и четырьмя (TRRS) контактами. При изготовлении усилителя были использованы один разъем ТRS3,5 мм и вход Jack Plug3,5 мм.
усилитель сигнал электрический наушник
Рисунок 2.2 - принципиальная схема усилителя
Данное устройство построено на микросхемах TDA 2822M, которая представляет собой монолитный интегральный усилитель класса АB. Характеристики данной микросхемы предоставлены в таблице.
Таблица 2.3 - Характеристики микросхемы TDA2822M
Максимальная температура кристалла, С
Различие коэф-та усиления между каналами, дБ
Коэффициент искажений при вых мощности до 12 Вт
Коэффициент искажений при вых мощности более 20 Вт
Через разъем X1 подается питание на схему что активирует работоспособность микросхемы.
Через разъем X2 подается звуковой сигнал, который проходя через данную схему должен усиливаться с минимальным коэффициентом гармонических искажений.
Через разъем X3 осуществляется выход непосредственно на акустические системы с предельно допустимыми параметрами 1 Вт 4 Ома.
Конденсаторы и резисторы в схеме выполняют функцию ФВЧ - пропускают только нижние частоты.
Устройство было собрано путем навесного монтажа с использованием твердой основы из технического текстолита для более плотной посадки компонентов и во избежание коротких замыканий при использовании. Также после сборки схема была подвержена обработке спиртоканефолем, что позволило плотно разместить компоненты и зафиксировать их в одном положении, также спиртоканефоль предназначен для обработки поверхности плат для избежания коррозии и защиты от попадания влаги. Некоторые части устройства были залиты терм клеем для защиты от перегибов и обрывов проводки питания и входа звукового сигнала. При сборке использовались: семь конденсаторов, четыре резистора, вход TRS3,5 мм и выход Jack Plug3,5 мм, два проводаd = 0,15 мм.
В ходе выполнения были освоены теоретические основы конструирования, надежности и анализа радиоэлектронных систем; изучены основные этапы и методы проектирования; изучены общие требования к аппаратуре по надежности; изучены стадии разработки конструкторской документации, ее виды и комплектность. Освоены принципы и методы системного подхода процесса проектирования радиоэлектронных устройств работы; произведен обоснованный выбор структурной и функциональной схем радиоэлектронной аппаратуры.
Основные параметры усилителей низкой частоты. Усилитель электрических сигналов - устройство, обеспечивающее увеличение амплитуды тока и напряжения. Дифференциальный коэффициент усиления. Особенности схемотехники интегральных усилителей низкой частоты. лекция [621,3 K], добавлен 29.11.2010
Разработка структурной и принципиальной схемы устройства. Расчет двухкаскадной схемы усилителя низкой частоты с использованием полевого и биполярного транзисторов. Выбор навесных элементов и определение конфигурации пленочных элементов усилителя частоты. курсовая работа [220,7 K], добавлен 22.03.2014
Проектирование бестрансформаторного усилителя низкой частоты, расчет коэффициента усиления и диапазона возможных значений. Определение схемы выходного каскада и типов транзисторов каскадов усиления. Расчет электрической принципиальной схемы усилителя. курсовая работа [138,4 K], добавлен 29.06.2015
Обоснование технических решений, проектирование усилителя низкой частоты, назначение и условия эксплуатации, описание существующих конструкций и электрических схем. Расчет параметров усилителя, выбор электронных компонентов схемы, входящих в состав. курсовая работа [303,6 K], добавлен 14.03.2011
Обоснование и выбор функциональной схемы усилителя низкой частоты. Выбор функциональной схемы. Предварительный усилитель и усилитель мощности. Особенности выбора обратной связи и операционного усилителя для ВУ и ПУ. Питание операционных усилителей. курсовая работа [360,9 K], добавлен 27.02.2010
Исследование предназначения каскада предварительного усиления. Определение коэффициентов усиления многокаскадного усилителя. Расчёт мощности на резисторах и емкостей конденсаторов. Амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики элементов усилителя. контрольная работа [224,1 K], добавлен 31.03.2015
Выбор структурной схемы многокаскадного усилителя низкой частоты. Расчет показателей выходного, предокочечного и входного каскадов электронного устройства. Оценка параметров частотного искажения, фазовых сдвигов и усиления по напряжению, мощности и току. курсовая работа [220,0 K], добавлен 03.12.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Усилитель низкой частоты для наушников контрольная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Дипломная работа по теме Социально-педагогическая помощь несовершеннолетним, признанным в социально опасном положении
Преступность Несовершеннолетних Реферат
Биосфера Человека Реферат
Доклад по теме Камелот - замок чудес
Контрольная работа по теме Обучение детей старшей группы составлению описательных рассказов
Поведение И Деятельности Реферат
Контрольная работа по теме Економічна і національна безпека України
Реферат: Информация, которая подлежит защите, понятие и виды
Контрольная работа по теме Разработка технологического процесса восстановления распределительного вала двигателя 'ЗИЛ-130'
Реферат На Тему Информационная И Компьютерная Науки
Реферат: Факторы, влияющие на развитие ребенка
Реферат: Управление в сфере здравоохранения
Курсовая Работа База Данных Библиотека В Fox
Дипломная работа по теме Совершенствоание снабженческо-сбытовой политики
Характеристика Госпожи Простаковой Сочинение Тезис Аргументы
Реферат по теме Производство о применении принудительных мер медицинского характера
Методичка На Тему Технические Приемы Ориентирования На Местности
Реферат по теме Рейтинговая доля
Дипломная работа: Применение полимерно-металлических труб при сооружении промысловых газонефтепроводов
Реферат по теме Христофагия
Louis Armstrong - Иностранные языки и языкознание презентация
Услуги как гражданско-правовая категория - Государство и право курсовая работа
Биология и морфология плаунов. Причины редкости и принципы охраны - Биология и естествознание курсовая работа