Ім'я файлу: ККП з Конструювання Шевченко Д. С. 540 гр..docx
Розширення: docx
Розмір: 7191кб.
Дата: 25.05.2023
скачати
Пов'язані файли:
Ресурсний потенціал атмосфери.pptx
Розширення: docx
Розмір: 7191кб.
Дата: 25.05.2023
скачати
Пов'язані файли:
Ресурсний потенціал атмосфери.pptx
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського
«Харківський авіаційний інститут»
Факультет радіоелектроніки, комп’ютерних систем та інфокомунікацій
Кафедра радіоелектронних та біомедичних комп'ютеризованих засобів і технологій
Комплексний курсовий проект
(тип кваліфікаційної роботи)
З курсу «Конструювання та технології»
перший (бакалаврський)
(освітній ступінь)
на тему: «Розробка підсилювача потужності звуку»
ХАІ 502.540.23В.172.1905013 ПЗ
Виконав: студент (ка) 4 курсу групи № 540
Галузь знань з
(код та найменування)
Спеціальність 172 «Телекомунікації та радіотехніка»
(код та найменування)
Освітня програма Телекомунікації та радіотехніка
(найменування)
Шевченко Д. С.
(прізвище та ініціали студентки)
Керівник: Олійник В. М.
(прізвище та ініціали)
Харків – 2023
Міністерство освіти і науки України
Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського
«Харківський авіаційний інститут»
Факультет Радіоелектроніки, комп’ютерних систем та інфокомунікацій
(повне найменування)
Кафедра Радіоелектронних та біомедичних комп’ютеризованих засобів і технологій
(повне найменування)
Рівень вищої освіти Перший (бакалаврський)
Галузь знань 172 «Електроніка та телекамунікації»
(код та найменування)
Спеціальність 172 «Телекомунікації та радіотехніка»
(код та найменування)
Освітня програма ____ «Телекомунікації та радіотехніка»
(найменування)
ЗАТВЕРДЖУЮ
Керівник конструкторського напрямку
______ Михайло БАБАКОВ
(підпис) (ініціали та прізвище)
«» 2023 р.
ЗАВДАННЯ
НА КОМПЛЕКСНИЙ КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
Шевченко Дмитро Сергійович
(прізвище, ім’я та по батькові)
1. Тема курсового проекту Створення підсилювача потужності звуку класу B
керівник кваліфікаційної роботи Олійник В'ячеслав Миколайович, к.т.н., доцент.
затверджені наказом Університету №від «»20року.
2. Термін подання здобувачем вищої освіти роботи 5 травня 2023 року
3. Вихідні дані до роботи: напруга живлення - +/- 30В; напруга стабілізації – 15В; струм стабілізації – 10 мА; максимальна вхідна напруга – 0.5В; діапазон частот – 20Гц…20кГц; опір навантаження – 4…8Ом;
4.Зміст пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити)
1. Розробка конструкції модуля підсилювача потужності 2.Технологія налагодження підсилювача потужності 3. Розрахунок площі радіатору для відведення тепла з транзисторів 4. Розрахунок резонансної частоти друкованої плати 5. Оцінка надійності та безвідмовної роботи друкованої плати
5. Перелік графічного матеріалу:
1. Структурна схема (плакат, арк. А4).
2. Схема електрична принципова (плакат, арк. А4).
3. Ескіз друкованої плати (плакат, арк. А4).
6. Консультанти розділів роботи
| Розділ | Прізвище, ініціали та посада консультанта | Підпис, дата | |
| завдання видав | завдання прийняв | ||
| 1-5 | Олійник В.М, доцент | 09.02.23 | |
Нормоконтроль ________ В. М.Олійник «__05__» травня 2023 р.
(підпис) (ініціали та прізвище)
7. Дата видачі завдання «09» лютого 2023 р
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
| № з/п | Назва етапів кваліфікаційної роботи | Строк виконання етапів кваліфікаційної роботи | Примітка |
| 1 | Розробка схемо технічних рішень | 09.02.22 – 05.03.23 | |
| 2 | Технологія налагодження | 06.03.23 – 12.04.23 | |
| 3 | Оформлення пояснювальної записки до комплексного курсового проекту | 13.04.23-28.04.23 | |
| 4 | Подача матеріалів комплексного курсового проекту на рецензування. | 29.04.23-03.05.23 | |
| 5 | Усунення зауважень | 04.05.23 | |
| 6 | Захист комплексного курсового проекту | 05.05.23 | |
Здобувач вищої освіти _________ Шевченко Д. С.
(підпис) (прізвище та ініціали)
Керівник курсовороботи ________ Олійник В. М.
(підпис) (прізвище та ініціали)
ЗМІСТ
Вступ………………………………………………………………………………….5
1. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА ТА АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД……………………...6
1.1 Визначення та загальна характеристика підсилювача потужності звуку……..6
1.2 Аналітика………………………………………………………………………..11
1.3 Постановка задачі проектування………………………………………………12
2. СХЕМОТЕХНІЧНА РОЗРОБКА………………………………………………..13
2.1 Структурна схема……………………………………………………………….13
2.2 Розгляд компонентів……………………………………………………………13
3. РОЗРОБКА КОНСТРУКТОРСЬКИХ РІШЕНЬ………………………………..20
3.1 Розробка друкованої плати……………………………………………………..20
3.2 Розробка корпусу……………………………………………………………….25
3.3 Умови експлуатації……………………………………………………………..26
3.4 Конструкторські розрахунки…………………………………………………..28
3.4.1 Розрахунок резонансної частоти друкованої плати………………………...28
3.3.2 Розрахунок радіатору охолодження…………………………………...…….29
4. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА………………………………………………..33
4.1 Технологія виготовлення підсилювача потужності звуку……………………33
4.2 Технологія виготовлення друкованої плати…………………………………..35
ВИСНОВКИ………………………………………………………………………...37
Список інформаційних джерел…………………………………………………….38
ДОДАТОК А………………………………………………………………………..40
ДОДАТОК Б………………………………………………………………………...44
ДОДАТОК В………………………………………………………………………...46
ДОДАТОК Ґ………………………………………………………………………...48
ВСТУП
У зв'язку зі стрімким розвитком технологій, на сучасному етапі неможливо уявити життя без електронної техніки. Зокрема, аудіоапаратура є одним з найбільш популярних пристроїв, що використовуються в повсякденному житті. Однак, якість звуку в значній мірі залежить від властивостей підсилювача, що використовується в системі.
У даній курсовій роботі розглядається можливість модернізації підсилювача потужності звуку LANZAR шляхом заміни транзисторів на польові підсилювачі. Дослідження проводиться з метою покращення якості звуку та збільшення ефективності роботи підсилювача.
У роботі розглядається теоретична база роботи підсилювача, аналіз принципів роботи транзисторів та польових підсилювачів, розрахунок
Отримані результати можуть бути корисними для практичного застосування в аудіосистемах, що використовують підсилювачі потужності звуку, а також для подальших досліджень в галузі електроніки.
1. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА ТА АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД
1.1 Визначення та загальна характеристика підсилювача потужності звуку
Підсилювач звуку - це електронний пристрій, який використовується для підсилення аудіосигналу і передачі його на гучномовці для відтворення звуку.
Існує декілька типів підсилювачів звуку. Один з найпоширеніших типів - це транзисторні підсилювачі (рис. 1.1). Вони використовують транзистори для підсилення сигналів. Такі підсилювачі можуть бути класу А, класу В або класу AB, в залежності від того, яким чином транзистор використовується для підсилення сигналу. Підсилювачі класу А використовуються там, де потрібна висока якість звуку, але мають низьку ефективність. Підсилювачі класу В та AB мають більшу ефективність, але можуть мати меншу якість звуку.
Рисунок 1.1 – Транзисторний підсилювач потужності звуку
Транзисторний підсилювач звуку має кілька основних параметрів, що визначають його ефективність та якість звуку. Основними параметрами є:
1. Коефіцієнт підсилення (gain) - це співвідношення вихідної і вхідної напруги або струму. Він вимірюється в децибелах (dB). Високий коефіцієнт підсилення дозволяє отримати більшу гучність вихідного звукового сигналу.
2. Лінійність (linearity) - це здатність підсилювача передавати вихідний сигнал без спотворень. Вимірюється у відсотках (%).
3. Частотна характеристика – це залежність коефіцієнта підсилення від частоти вхідного сигналу. Вона вимірюється у герцах (Hz) і показує, як добре підсилювач передає сигнали на різних частотах.
4. Вхідний опір - це опір вхідного кола підсилювача, що вимірюється в омах (Ω). Вхідний опір підсилювача повинен бути достатньо великим, щоб забезпечити точну передачу слабких вхідних сигналів
5. Вихідний опір - це опір вихідного кола підсилювача, що вимірюється в омах (Ω). Вихідний опір повинен бути достатньо низьким, щоб забезпечити передачу сильного вихідного сигналу до навантаження, наприклад, до динаміка.
6. Коефіцієнт гармонік (THD) - це відношення сумарної потужності гармонік до потужності фундаментальної складової сигналу. Він вимірюється в відсотках (%) і вказує, наскільки сильно підсилювач спотворює звук.
7. Коефіцієнт демпфування (damping factor) - це співвідношення вихідного опору підсилювача і опору навантаження (динаміка). Він вимірюється без одиниць і вказує на те, як точно підсилювач може контролювати рухи динаміка.
Інший тип підсилювачів звуку - це лампові підсилювачі (рис.1.2). Вони використовують вакуумні лампи для підсилення сигналів. Такий тип підсилювачів використовувався в електронних пристроях ще до того, як були винайдені транзистори. Внаслідок появи транзисторів, лампові підсилювачі звуку були поміщені на задній план, проте згодом знову стали популярними в народному та професійному звукозаписі через притаманний їм «звуковий почерк», який неможливо відтворити за допомогою транзисторів.
Лампові підсилювачі звуку мають кілька важливих параметрів, які визначають їх ефективність:
1. Потужність лампового підсилювача звуку - зазвичай вимірюється в ватах (Вт)
2. Коефіцієнт підсилення – вимірюється в децибелах (dB).
3. Співвідношення сигналу до шуму, яке вимірюється в децибелах (dB). Інші важливі параметри лампових підсилювачів звуку включають опір входу та вихідного опору, які впливають на якість звуку та його частотну характеристику.
Рисунок 1.2 – Ламповий підсилювач потужності звуку
Лампові підсилювачі звуку мають деякі переваги порівняно з транзисторними підсилювачами. Вони мають високу лінійність та відсутність кросоверних перекривань, що дозволяє зберігати відтворення звуку з високою точністю. Крім того, лампові підсилювачі звуку мають тепловий звук, який додає окремий елемент до відтворення музики.
Однак, лампові підсилювачі звуку мають деякі недоліки. Вони є менш ефективними за транзисторні підсилювачі, зазвичай мають більш високу вартість, більші габарити та вагу порівняно з транзисторними підсилювачами звуку. Однак, вони можуть мати більш високу якість звуку та щільну теплову атмосферу викликану ламповою технологією. Лампові підсилювачі зазвичай використовують високоомні лампи, які забезпечують високий рівень вхідного опору, що дозволяє зменшити спотворення сигналу.
Лампові підсилювачі звуку застосовуються в аудіофільских системах, студійному обладнанні та інших високоякісних аудіо пристроях. Вони можуть також використовуватися для покращення якості звуку в старих аудіопристроях, що не мають сучасних технологій підсилення.
Третій тип підсилювачів звуку - це польові підсилювачі (рис. 1.3). Вони використовують польові транзистори для підсилення сигналів. Ці підсилювачі мають більшу чутливість та точність передачі звуку, що робить їх популярними для використання в професійних аудіосистемах. Польові підсилювачі можуть бути різних типів, таких як MOSFET, JFET, BJT та інші. Вони використовуються в різних сферах, включаючи музичні інструменти, радіостанції, мобільні телефони, автомобільні звукові системи та багато іншого.
Рисунок 1.3 – Польовий підсилювач потужності звуку
Принцип роботи польового транзистора полягає у контролі потоку струму в стоковому контакті струмом, який подається на затворний контакт. Таким чином, сигнал в затворі впливає на рівень струму в стоці, що дозволяє підсилити аудіосигнал. Таким чином, амплітуда вихідного сигналу залежить від амплітуди вхідного сигналу.
Основні параметри польового підсилювача звуку включають:
1. Підсилення (amplification) - визначає, в якому співвідношенні змінюється вхідний і вихідний сигнали. Вимірюється в децибелах (dB).
2. Ступінь зсуву фази (phase shift) - визначає, наскільки відкладений вихідний сигнал в часі порівняно з вхідним. Вимірюється в градусах.
3. Рівень спотворень (distortion) - визначає, наскільки відповідність вихідного сигналу вхідному. Найчастіше вимірюється у відсотках.
4. Імпеданс (impedance) - визначає, наскільки складно вхідний сигнал проходить через підсилювач. Вимірюється в омах.
Польовий підсилювач звуку має декілька переваг у порівнянні з транзисторними і ламповими підсилювачами, зокрема:
він має високий коефіцієнт підсилення та малу спотвореність звуку;
він може працювати при високих частотах звуку, що дозволяє використовувати його у високоякісних аудіосистемах;
він має низький рівень шуму, що забезпечує високу якість звуку;
він більш енергоефективний і менше нагрівається.
Однак, польові підсилювачі мають і деякі недоліки, такі як:
обмежена потужність, що обмежує їх застосування в окремих високопотужних аудіосистемах;
складна структура, тому виготовлення і налагодження їх може виявитися складними процесами.
Застосування польових підсилювачів звуку може бути різноманітним, вони використовуються в: мобільних пристроях, таких як смартфони та планшети; низьковольтних аудіосистемах, таких як портативні аудіоплеєри та гучномовці; радіоприймачах та трансиверах; автомобільних аудіосистемах; професійних аудіосистемах, таких як студійні монітори та системи публічного оголошення.
1.2 Аналітика
Порівняння різних видів підсилювачів звуку дає можливість визначити переваги та недоліки кожного типу, що дозволяє зробити обґрунтований вибір при виборі оптимального рішення для виконання поставленої задачі.
Транзисторні підсилювачі звуку:
Основний параметр: коефіцієнт підсилення.
Переваги: висока якість звуку, велика точність відтворення звуку, можливість використовувати в різних пристроях, довгий термін служби.
Недоліки: обмеження на максимальну потужність, складність у виробництві.
Лампові підсилювачі звуку:
Основний параметр: коефіцієнт підсилення, дисторсія.
Переваги: теплий, приємний звук, високий коефіцієнт підсилення, можливість використовувати у високовимогливих аудіо системах.
Недоліки: висока вартість, складність ремонту, скорочений термін служби.
Польові підсилювачі звуку:
Основний параметр: коефіцієнт підсилення.
Переваги: висока потужність, низький рівень спотворень, низький рівень шуму.
Недоліки: висока ціна, складність у виробництві.
Також, слід зазначити, що транзисторні підсилювачі мають значно меншу споживану потужність та виробляють менше тепла, що знижує вимоги до охолодження, порівняно з ламповими підсилювачами.
Наслідком високої ефективності польових підсилювачів є також їх широке застосування в автомобільних аудіосистемах, акустичних системах на відкритому повітрі, а також в звукових системах для великих заходів та концертів.
Відносно недоліків, можна відзначити, що польові підсилювачі мають більш складну структуру порівняно з транзисторними підсилювачами, що може підвищити вартість їх виробництва. Також, польові підсилювачі мають меншу лінійність по відношенню до транзисторних підсилювачів, що може вплинути на якість звуку у деяких випадках.
1 2 3 4