МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ З ОСНОВ СХЕМОТЕХНІКИ

(розрахунок структурної схеми)

для студентів бакалаврського напрямку

0924 - „Телекомунікації”

ВІННИЦЯ ВНТУ 2005

Методичні вказівки до курсового проектування основ схемотехніки (розрахунок структурної схеми), частина 1. Для студентів бакалаврського напрямку 0924 - "Телекомунікації". /Уклад. В.Д. Рудик. - Вінниця: ВНТУ 2005 - 28 с Укр мовою /.

Укладач Вадим Данилович Рудик

Редактор В.О. Дружиніна

Коректор З.В. Поліщук

Відповідальний за випуск В.М. Кичак

ЗМІСТ

ВСТУП

В технічному завданні до курсового проекту з дисциплін "Основи схемотехніки' повинні бути визначені такі загальні дані, що необхідні для розрахунку структурної схеми та елементів принципової електричної схеми пристрою:

- призначення пристрою та умови його експлуатації;

- вимоги до конструкції (стаціонарний, переносний та ін.);

- номінальна вихідна потужність (вихідна напруга та опір наванта-

ження);

- діапазон роботих частот (F_H... F_B],

- допустимі частотні та нелінійні спотворення;

- наявність регулювання (підсилення, форми АЧХ), та його види;

- відношення сигнал / шум;

-вид джерела живлення

Виконання курсового проекту необхідно розпочинати з розра­хунку структурної схеми пристрою, загальний вигляд якої наведений на рис.1

Рис 1.

Зрозуміло, що структура пристрою змінюється в залежності від його значення.

Метою розрахунку струтурної схеми пристрою є:

- розрахунок кількості каскадів пристроїв та обгрунтування виробу підсилення едементів для кожного каскаду;

- вибір схеми та режиму роботи кожного каскаду;

В процесі розрахунку отримають структурну або функціональну схему пристрою і додаткові дані, шо необхідні для повного розрахун­ку. Повинні бути також отримані дані для електричного розрахунку кожного з каскадів пристрою.

Результатом повного розрахунку є принципова електрична схема та значення номіналів елементів.

В пристроях на біполярних транзисторах, внаслідок споживання вхідним колом кожного каскаду значної потужності від джерела сигналу, розрахунок структурної схеми ведеться з використання коефіцієнтів підсилення каскадів по потужності.

Розрахунок структурної схеми пристрою, на уніпулярних транзисторах, зручніше проводити виходячи з коефіцієнта підсилення ка­скаду по напрузі. В такому випадку враховуються усі фактори, які здатні змінювати коефіцієнти підсилення каскадів по напрузі (наприклад дія від'ємного зворотного зв'язку послаблення сигналу між каскадами за рахунок дії регуляторів форми АЧХ та ін.).

1. РОЗРАХУНОК СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ АЕП

1.1. Визначення опору навантаження

Опір навантаження визначається експлуатаційним призначенням пристрою. Так наприклад, усі підсилювачі низької частоти, що приз­начені для відтворення звуку, в якості навантаження мають один або декілька гучномовців електродинамічного типу.

При виборі гучномовців враховують такі параметри:

1.1.1. Вихідну потужність.

Рекомендується підбирати гучномовці таким чином, щоб номі­нальна потужність їх навантаження дорівнювала:

Р_{ном. гм} = (2 ... 5) Р_{ном. вих..} (1.1 )

чим вищі вимоги до якості відтворення сигналу, тим більший коефі­цієнт, оскільки при номінальній потужності нелінійні спотворення, що вносяться гучномовцем, досягають 7...10%, що недопустимо у ви­сокоякісних пристроях.

1.1.2. Діапазон відтворюваних частот.

При виборі гучномовців (випромінювачів) повинні виконуватись умови:

F_{Н.ГМ } F_Н. Та F_{В.ГМ } F_В.

Слід враховувати, що добре акустичне оформлення (рупор, фазо­інвертор) дозволяє знизити величину Г_н. _гм на 20...30%. Такого ефек­ту можна досягти і при використанні групи однакових низькочастот­них гучномовців, з'єднаних паралельно.

Використання в акустичній системі двох або більше однотипних випромінювачів, у випадку незначного розкиду їх резонансних час­тот, значно зменшує нерівномірність частотної характеристики (час­тотні спотворення) по звуковому тиску (з 12... 18 дБ для одного гучномовця до 4...6 дБ для двох) за рахунок розбіжності "провалів" в частотних характеристиках окремих гучномовців.

Системи з одним випромінювачем використовують лише у випадках, коли вимоги якісного відтворення звуку не є першочерго­вими (абонентські гучномовці, мегафони та ін.). При використанні декількох гучномовців:

Р_{ном. гм} = n x Р_{ном. гм1,}

де n - число гучномовців в акустичній системі;

Р_{ном.гм 1} - номінальна потужність одного гучномовця.

Для зниження інтермодуляційних спотворень смугу частот ділять на дві (двосмугове відтворення) або на три (трисмугове відтворення) області, кожна з яких відтворюється окремим гучномовцем (групою гучномовців).

Відомо, що при відтворенні музичних програм на долю високих звукових частот (більше 1,5...2 кГц) припадає лише 20...30% усієї звукової потужності, що дозволяє значно зменшити потужність високочастотних гучномовців.

Графіки на рис.2 дають можливість на підставі середньостатичних даних при двосмуговому відтворені визначити необхідну потуж­ність низькочастотних і високочастотних гучномовців, відносно визначеної з виразу (1.1).

Наприклад, якщо вибрана частота поділу смуги відтворення 1000 Гц і Р_ном.гм- 4 Вт, то в низькочастотному (НЧ) каналі можуть працювати два гучномовці з потужністю по 2 Вт ( Р_{ном гм. нч} = 0,93 Р_{ном. гм}), а у високочастотному (ВЧ)- два одноватних ( Р_{ном. гм вч} = 0,49 Р_{ном. гм} ) Ці графіки рекомендується використовувати для ви­бору потужності низькочастотного та високочастотного кінцевих каскадів підсилювання при двосмуговому підсилені.