Усилитель звуковых частот реферат

Обновлено: 08.07.2024

Усилительные устройства актуальны были всегда. И в нынешнем, современном мире они все также находят достойное место среди другой аппаратуры. Усилители широкополосные, импульсные, осциллографические, видео, звуковые и еще много других, без которых не обходится сейчас практически ни один законченный функциональный блок. Особое место занимают усилители звуковых частот (УЗЧ). Необходимость их применения очевидна и вытекает из названия. УЗЧ применяются как бытовой аппаратуре, так и в военной, а также космической технике.

Сейчас, в век интегральных технологий габариты устройств снизились на столько, что полностью законченное устройство можно разместить и на ладони. Не обошло стороной это и УЗЧ. Сейчас легко приобрести довольно компактную микросхему усилителя нужной мощности и, дополнив ее некоторыми стандартными навесными элементами, получить готовый прибор. Однако, за габариты микросхем, в некоторой степени, нужно "платить". Дело в том, что многие микросхемы требуют достаточно громоздкие радиаторы, поэтому в мощных усилителях, а точнее в их выходных каскадах применяют в основном транзисторы. Микросхемы (например, операционный усилитель) дают очень большой коэффициент усиления по напряжению, однако, для того чтобы развить в нагрузке необходимую мощность требуется еще и усиление по току. Транзисторы являются приборами, которые работают с большими токами, и, к тому же они не очень высокочастотны, то есть они отлично подходят для УЗЧ. В промежуточных и входных каскадах чаще используют все же микросхемы. Таким образом, в современной аппаратуре с успехом применяются как транзисторы, так и аналоговые микросхемы.

Кстати сказать, сейчас среди довольно известных знатоков музыки бытует мнение о том, что якобы ламповые усилители наиболее четко передают истинное звучание живой музыки. Поэтому, в последнее время у наиболее крупных фирм-производителей аудио аппаратуры появились усилители звука на лампах (довольно дорогие, надо сказать). Специально для этой цели разработаны новые, компактные, лампы. Такая вот тенденция к возвращению к былым технологиям. Что ж, не все старое нужно выбрасывать и забывать…

Глава 1. Разработка и расчет структурной схемы

Основываясь на предварительном анализе технического задания можно сделать вывод, что нужно спроектировать усилитель звуковой частоты небольшой мощности, к которому не предъявляются очень высокие требования по качеству воспроизведения и условиям эксплуатации. Однако, усилитель должен иметь компактные размеры и удовлетворять массовости производства, то есть собран из недорогих деталей. Поэтому, для получения необходимого результата проекта, будем разрабатывать как можно более простую и дешевую схему с малым количеством деталей.

Структурные схемы применяются для упрощённого изображения схем электронных устройств, в том числе и схем усилителей. Структурная схема состоит из прямоугольников, обозначающих основные узлы устройства. Структурные схемы называют также блок-схемой или функциональной схемой.

Блок-схема разрабатываемого усилителя изображена на рис. 1.

В разрабатываемой схеме отсутствует входной каскад. Обоснованием сего служит стремление к удешевлению устройства, к тому же в качестве промежуточного каскада используем ОУ, с помощью которого обеспечим необходимый коэффициент усиления по напряжению всего усилителя. Регулировка усиления будет построена на этом же ОУ. Можно сделать регулировку тембра активной, на этом же ОУ, однако, это чревато взаимным влиянием усиления на тембр, и к тому же расчет такой схемы слишком сложен. Поэтому сделаем ее пассивной, и поставим на входе устройства, а все потери в регуляторе скомпенсируем дополнительным увеличением коэффициента усиления ОУ. При этом несколько возрастут шумы усилителя, однако, так как ограничения в этой области в техническом задании не указаны, то учитывать шумы не будем.

Глава 2. Разработка и расчет принципиальной схемы

2.1 Расчет оконечного каскада

В настоящее время широко применяются усилители с двухтактным бестрансформаторным оконечным каскадом и последовательным питанием транзисторов по постоянному току. Вследствие симметрии двухтактных схем и возможности поочерёдной работы плеч, они могут работать в энергетически более выгодных режимах класса В и АВ. При этом удаётся существенно повысить к. п. д. и отдаваемую мощность при сравнительно небольшом уровне нелинейных искажений.

Наиболее целесообразен для двухтактных усилителей режим класса АВ. Особенностью режима класса АВ является зависимость среднего значения токов баз и коллекторов от уровня подводимых сигналов. Изменение средних токов в зависимости от амплитуды сигналов является препятствием для осуществления температурной стабилизации режима. Поэтому обычные схемы стабилизации оказываются непригодными.

Указанное в техническом задании значение выходного напряжения и сопротивление нагрузки позволяют определить необходимую мощность в нагрузке. Примерно оценивая значение выходной мощности, приходим к выводу, в выходном каскаде в качестве оконечных транзисторов целесообразно использовать транзисторы разной полярности, благо при малых мощностях такую комплементарную пару подобрать не сложно.

Работа предоконечного каскада существенно влияет на качественные показатели оконечного усилителя. Это обусловлено, прежде всего, тем, что цепи возбуждения мощных транзисторов являются низкоомными и потребляют значительную мощность возбуждающих колебаний. Для обеспечения работы транзисторов предоконочного каскада в режиме АВ на их базы приходится подавать небольшое начальное смещение.

Оконечные каскады питаются обычно от двух источников напряжения, что часто неудобно. Так как в симметричной двутактной схеме ток в цепи нагрузки не содержит постоянной составляющей, последовательно с нагрузкой можно включить разделительный конденсатор Сp и заменить два источника питания одним с удвоенным напряжением. Так как по техническому заданию необходимо спроектировать устройство с одним источником питания, то используем схему с несимметричным питанием.

На основании выше сказанного можно составить принципиальную электрическую схему оконечного усилителя мощности (рис. 2).

Данная схема является комплементарной схемой на составных транзисторах с несимметричным источником питания. Транзисторы VT1, VT3 и VT2, VT4 образуют составные транзисторы включённые по схеме с общим коллектором. Составные транзисторы используются с целью увеличения коэффициента усиления по току и входного сопротивления всего каскада. Резисторы R1 и R2 задают необходимую величину тока покоя предоконечных транзисторов. Резисторы R3 и R4 стабилизируют работу плеч каскада и создают в нем отрицательную обратную связь.

Разделительный конденсатор Сp защищает сопротивление нагрузки от тока короткого замыкания в случае пробоя транзисторов.

Усилитель звуковой частоты. Выполнил Мишечкин Михаил, студент первого курса, группа МТО-91. Использовав, микросхему собрал усилитель звуковой частоты, в работе указаны виды усилетелей и рекомендации.

Вложение	Размер
Усилитель звуковой частоты	532.9 КБ

Предварительный просмотр:

Создание макета усилителя звукового сигнала

Мишечкин Михаил группа МТО-91

Руководитель: Дондокова Любовь Гармаевна

Добрый день, я хочу рассказать об основах построения усилителя звукового сигнала. Это будет интересно тем кто никогда не занимался радиоэлектроникой, конечно же она будет смешна тем кто не расстаётся с паяльником. И поэтому я попытаюсь рассказать о данной теме как можно проще.
Что такое усилитель звука?

Качественный аудиоприбор, будь то магнитола в автомобиле или акустическая система для домашнего кинотеатра, практически всегда снабжается усилителем звука. Это специальное электрическое устройство, преобразующее слабый электрический сигнал в более сильный с помощью увеличения мощности тока. Усилитель мощности звука может быть как отдельным прибором, входящим в аудиосистему, так и являться внутренним компонентом, например, колонок , входящим в их гибридную систему.
Зачем нужен усилитель звука?

Обыватели нередко полагают, что усилить звук стараются непременно для повышения его громкости. Такое утверждение верно лишь отчасти. Усилитель звука в машину или для домашнего, профессионального использования необходим для качественного преобразования слабого электрического сигнала в более мощный.

Актуальность: в современном мире, в котором мы живем, пользуемся устройствами воспроизведения – плееры, магнитофоны и магнитолы, но они имеют разную величину выходного аудиосигнала, которой не всегда хватает для качественного звучания. С усилителями звук получается более качественным, без помех и искажений.

Цель: выяснить, реально ли самостоятельно создать усилитель звукового сигнала.

Выяснить, на каких принципах основывается работа устройств, усилителя звукового сигнала.
Попробовать создать усилитель звукового сигнала.
Узнать о будущем данной технологии и определить, какой фактор развития она преподнесёт в современную жизнь общества.

Гипотеза: можно ли самим создать усилитель звукового сигнала, создав для этого несложное устройство;

Объект исследования: усилитель звукового сигнала.

Методы исследования: анализ научной, учебной литературы, интернет данных; систематизация данных; создание несложного устройства для усилителя звукового сигнала; проведение опытов с созданным устройством; анализ опытов; выдвижение теорий и предположений.

II. Основная часть

Усиление низких частот

Усилитель звуковой частоты или усилитель низкой частоты. Усиление низких частот и устройства, выполняющие эту функцию, находятся в области звуковоспроизведения, а значит определённом диапазоне, который начинается с 20 Гц и заканчивается в пределах 20 000 Гц(20 кГц). Именно эти звуковые колебания может слышать человеческий слух. То есть, чтобы человек услышал звуковые колебания в качестве речи, музыки, песен и т. д. они должны пройти через специальное устройство усиливающие эти, называющиеся, низкими частотами. Чем проще и дешевле эти устройства, тем меньше диапазон передаваемых в динамики или громкоговорители частот.

Применение и реализация усиления звука низкой частоты

Во многих аудиосистемах бытового и профессионального назначения используется специальный компонент – усилитель звука. Он необходим для качественного, громкого воспроизведения аудиоинформации без помех и искажений. Устройства отличаются исходными характеристиками, совместимостью с другими приборами и сферой применения.

Устройство усилителя звука

Стандартный усилитель звука для колонок имеет следующие конструкционные особенности:

Принцип работы усилителя звука.
Любой простой усилитель звука вне зависимости от класса и конструктивных особенностей работает по следующей схеме:

В блоке питания входящий электрический ток от стандартной сети электропитания или автомобильного аккумулятора преобразуется в постоянный ток.
Усилители звука для домашней акустики через входную систему получает сигнал от подключенного устройства ( CD-плеера , например) и изменяет (увеличивает) его амплитуду с помощью постоянного тока. Длина звуковой волны остается без изменений.
Усиленный звуковой сигнал передается на выходное устройство (колонки), через которые и воспроизводится в новом, улучшенном качестве.

Характеристики усилителя звука.

Основные характеристики, которыми обладает усилитель звука для компьютера или другого прибора:

Выходная мощность. Она может быть номинальной, то есть измеряемой при заданном коэффициенте нелинейных искажений и максимальной, которая учитывается при ненормированном коэффициенте.
Даже мини усилитель звука для колонок обладает такими параметрами, как коэффициент усиления и коэффициент полезного действия.
Частотный диапазон, то есть разнообразие частот, с которыми прибор способен работать. Оптимальный вариант – 20-20000 Гц.
Коэффициент гармонических искажений показывает слышимую часть тех самых искажений на частоте 1 кГц и составляет 0,001-0,1%.
Отношение сигнал/шум показывает, на сколько собственные шумы усилителя меньше полезного музыкального сигнала.
Демпинг-фактор или способность подавлять паразитарные напряжения, влияющие на качество мелодии.

В качестве дополнительных характеристик могут быть указаны:

коэффициент интермодуляционных искажений;
скорость нарастания выходного сигнала;
перекрестные помехи.

Виды усилителей звука.

Акустическая аппаратура имеет разнообразные характеристики и области применения, поэтому и усилитель звука имеет несколько разновидностей. По мощности бывают:

предварительные, являющиеся промежуточным звеном;
оконечные, непосредственно увеличивающие мощность;
интегральные, объединяющие две предшествующие разновидности в единый прибор.

По элементной базе различают:

ламповые;
транзисторные;
интегральные устройства.

По количеству подключаемых каналов приборы делятся на:

одноканальные устройства;

двухканальный девайсы;
многоканальные усилители .

Важным критерием классификации является и область применения устройства:

1. Автомобильный усилитель звука.

Для создания усилителя звукового сигнала я использовал микросхему .

Микросхема TDA2003 — усилитель звука

Микросхема TDA2003 дает возможность собрать простой усилитель звуковой частоты, при использовании минимального количества внешних компонентов. При этом она обеспечивает высокую нагрузочную способность по току (до 3.5 А) и очень низкие уровни гармоник и перекрестных помех. Безопасная работа обеспечивается защитой от короткого замыкания по постоянному и переменному току, тепловой защитой и отключением нагрузки при всплесках напряжения до 40 В.

Комплектующие: звуковая микросхема TDA 2003 . конденсатор на 10 мкФ, 16 В, вход, 100 мкФ, 16 В, конденсатор керамический 2 штуки на 1мкФ, резистор 1 кОм, резистор 1 Ом, резистор 5 Ом, конденсатор электролитический 25 В, 470 мкФ, шнур для подачи звукового сигнала, блок питания 12 В до 18 В, колонка с сопротивление 2 Ом.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Останкинская средняя школа

УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ

Земцов Александр Владимирович,

Докукин Ярослав Николаевич -

ученики 10 класса

Истомина Марина Васильевна ,

учитель физики высшей

1.Обзор литературы ………………………………. ……………. ……… . 5

1.2. Основные характеристики усилителей звуковой частоты……………………. 7

1.2. Анализ существующих образцов УЗЧ .…………………………………………8

2. Материалы и методики исследования ………………. ……………………. 11

2.3 Электрическая схема УЗЧ ……………. …. 12

3.Результаты и их обсуждение ……………………………………………………..14

Актуальность темы:

Во все времена всегда и везде молодёжь очень любит слушать музыку. Мы в этом плане не отличаемся оригинальностью. Музыку слушаем и при поездках в транспорте, и при ходьбе или занятиях спортом, и сидя за компьютером, и выполняя какую-то физическую работу.

В последние годы технический уровень бытовой радиоприемной аппаратуры постоянно совершенствуется. Непрерывно увеличивается ее ассортимент, а потребительские качества улучшаются. Кроме этого, сама радиоаппаратура в настоящее время всё больше усложняется в связи с усовершенствованием технологических возможностей изготовления и самих знаний в данной отрасли. Это связано с тем, что при прослушивании музыки необходимо улучшение качества приема радио- и телепередач, воспроизведения и записи звука, его усиления. При конструировании и изготовлении новых аппаратов в настоящее время существует стремление максимально упростить системы управления сложной техникой, сделать ее удобной в обращении для каждого человека. И тем не менее без определенного, хотя бы минимального знания радиотехники и принципов работы радиоустройств иногда просто невозможно в полной мере оценить достоинства того или иного аппарата и правильно эксплуатировать его.

Импортные и отечественные усилители звука, которыми переполнены рынки и магазины, не могут обеспечить качественного громкого звучания. А если могут, то цена у них – запредельная. Поэтому мы решили изготовить УЗЧ своими руками. Наш усилитель предназначен для воспроизведения стереофонических музыкальных программ и рассчитан на работу с радиоприемником, магнитофоном, электропроигрывающим устройством, компьютером, мобильным телефоном.

Также усилитель поможет обеспечить нам проведение школьных дискотек, различных классных мероприятий и т.д.

Его можно использовать совместно с ДВД плеером, что позволит увеличить количество колонок и тем самым обеспечить объемное звучание. При использовании его с телевизором или в большом зале наш усилитель сможет обеспечить красивое, объемное звучание на достаточно большом расстоянии, т.к. это устройство достаточно мощное.

Для изготовления проекта, кроме желания, необходимо оценить и свои собственные возможности. Так как у нас имеется в наличии необходимый материал, и навыки, которые потребуются при изготовлении проекта, у нас тоже

есть, потому что подобные изделия нам приходилось выполнять и раньше, то это не окажется для нас очень сложной или невыполнимой задачей. Материал, полученный на уроках математики, физики и технологии, окажет нам помощь при выполнении проекта. Отсюда возникла цель нашего проекта :

ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: создать усилитель звуковой частоты.

- Изучить историю возникновения усилителей звуковой частоты.

- Выяснить принцип работы усилителей звуковой частоты.

- Создать усилитель звуковой частоты своими руками.

- Научиться самостоятельно выбирать необходимые материалы и применять нужные инструменты.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

города Рязани Реферат по физике

Классификация и основные параметры усилителя Принцип построения каскада усиления Усилители на лампах Усилители на транзисторах Интегральные усилители Экспериментальное изготовление усилителя

Список литературы Введение Усилитель звуковых частот (УЗЧ), усилитель низких частот (УНЧ) или усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) — прибор для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот (обычно от 16 до 20 000 Гц). Может быть выполнен в виде самостоятельного устройства, или использоваться в составе более сложных устройств — телевизоров, музыкальных центров, радиоприёмников, радиопередатчиков, радиотрансляционной сети и т. д.

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.

Цель исследования темы: изучить работу усилителя звуковых частот.

Рассмотреть классификацию и основные параметры усилителя Рассмотреть принцип построения каскада усиления Рассмотреть структурные схемы лампового усилителя Рассмотреть структурные схемы усилителя на биполярных транзисторах Рассмотреть структурные схемы интегрального усилителя Описать изготовление УНЧ на своей практике

Актуальность темы: В нашем современном мире усилитель звуковой частоты можно встретить во всей современной и даже несовременной технике: в телевизорах, музыкальных центрах, радиоприёмниках, радиопередатчиках, радиотрансляционных сетях, телефонах, мобильных телефонах, автомагнитолах и т. д. Я всегда интересовался техникой и электроникой. Будучи маленьким, всегда играл с настоящей техникой и иногда ее ломал, а когда немного повзрослел вместе с папой стал пытаться технику ремонтировать. Недавно у меня возникла идея собрать усилитель звуковой частоты. Предмет физики мне помог разобраться в некоторых терминах по сбору УЗЧ. Для более глубокого исследования усилителя звуковой частоты я сам собрал такой усилитель звуковой частоты на интегральной микросхеме TDA2003(К174УН14). Поэтому для меня выбранная тема оказалась актуальной и интересной. 1. Классификация и основные параметры При обработке сигналов информации в большинстве случаев необходимо их предварительное усиление. Для этих целей используют усилители, назначение которых — усиление в определенное число раз

Читайте также: