Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Кафедра радиофизики и электроники

Основы радиоэлектроники

Практическая работа по радиоэлектронике:

«Прослушивающее устройство»

Руководитель работы:

Кашапов М.Р.

Оглавление

Введение 3

Принцип работы 4

Теоретический материал 5

Оборудование 12

Заключение 13

Используемая литература 14

Введение

Цветомузыка - музыка цвета (англ. colour music, нем. Farbenmusik, франц. musique des couleur), сопровождение музыки последовательностью цветов согласно той или иной «шкале соответствий». Идеи цветомузыки выдвигались с 18 в. главным образом учёными (Л. Б. Кастель, А. Римингтон, Ф. И. Юрьев, К. Лёф); соответствия звука и цвета искались ими на уровне механистических аналогий. Реальное воплощение идея нашла лишь в 20 в., когда к ней обратились музыканты и художники.

Принцип работы

Существующие конструкции цветвмузыкальных устройств основаны на частотном разделении спектра звукового сигнала на отдельные частотные каналы: низкочастотный, среднечастотиый и высокочастотный. Сигналы в каждом канале управляют своим источником света.

Разделение спектра звуковых колебаний на частотные каналы осуществляется с помощью LC или RC фильтров.

На схеме 1 приведён пример простой цветомузыки. Она состоит из трёх каналов и предусилителя. Звук подаётся с линейного выхода или усилителя НЧ на трансформатор, который нужен для усиления звука и гальванической развязки. Подойдёт сетевой малогабаритный, на вторичную обмотку которого подаётся звуковой сигнал. Можно обойтись без него, если входного сигнала достаточно для вспыхивания светодиодов. Резисторами R4-R6 регулируется вспыхивание светодиодов. Далее идут фильтры, каждый из которых настроен на свою полосу пропускания частот. Низкочастотный - пропускает сигналы частотой до 300Гц (красный светодиод), среднечастотный - 300-6000Гц (синий), высокочастотный – от 6000Гц (зелёный). Транзисторы подойдут практически любые, структуры npn с коэффициентом передачи тока не менее 50, лучше, если больше, например те же кт3102 или кт315.

Схема1 – Цветомузыка

Теоретический материал

1) Конденсатор - в народе именуемый кондером, является средством накопления электроэнергии в электрических цепях. Типичной областью применения являются: сглаживающие фильтры в источниках электропитания; цепи межкаскадовых связей; фильтрация помех.

Электрическая характеристика конденсатора определяется его конструкцией и средствами используемых материалов. Конденсатор состоит из пластин (или обкладок) находящиеся друг перед другом, сделанных из токопроводящего материала, и изолирующего материала (в основном бумага и слюда).

Рисунок 1 – Конденсатор

Основной характеристикой является емкость. Измеряют емкость в Микрофарадах (мкФ)(1*10^-6 Фарада), НаноФарадах (нФ)(1*10^-9 Фарада) и Пикофарадах (пФ)(1*10^-12 Фарада). Если вы разберете конденсатор, то увидите там обкладки. Емкость конденсатора пропорционально увеличивается с площадью обкладок и уменьшается с расстоянием между ними. Еще одним важным параметром конденсатора является рабочее напряжение. Напряжение это не с потолка берется, а характеризуется максимальным напряжением, при превышении которого наступает пробой диэлектрика и смерть кондера.

Расшифровка обозначений: Примеры, остальные по аналогии: 9,1пф - 9П1 22пф - 22П 150пф - Н15 1800пф - 1Н8 0.01мкФ - 10Н 0.15мкФ - м15 50мкФ - 50М 6.8мкФ - 6М8

Зарубежные керамические дисковые конденсаторы (темно желтые): (последняя цифра обозначает кол-во нулей на конце) 391 - 390пф132 - 1300пф 473 - 47000пф 1623 - 162000пф - 162нф 154 - 150000пф - 0.15мкф 105 - 1000000пф - 1мкф .001 - 0.001мкф .02 - 0.02мкф

Типы конденсаторов: БМ - бумажный малогабаритный БМТ - бумажный малогабаритный теплостойкий КД - керамический дисковый КЛС - керамический литой секционный КМ - керамический монолитный КПК-М - подстроечный керамический малогабаритный КСО - слюдяной опресованный КТ - керамический трубчатый МБГ - металлобумажный герметизированный МБГО - металлобумажный герметизированный однослойный МБГТ - металлобумажный герметизированный теплостойкий МБГЧ - металлобумажный герметизированный однослойный МБМ - металлобумажный малогабаритный ПМ - полистироловый малогабаритный ПО - пленочный открытый ПСО - пленочный стирофлексный открытый

2) Транзистор — полупроводниковый электронный прибор с двумя электронно-дырочными переходами, обеспечивающий управление электрическим током посредством управляющего тока или напряжения. Также к транзисторам относят некоторые другие полупроводниковые приборы подобные им по структуре или функциональности (транзистор Дарлингтона, интегральные транзисторы).

Транзисторы

Биполярные Полевые

P-N-P N-P-N С p-n переходом С изолированным

затвором

Канал N-типа Канал P-типа

Таблица 1 – Структура транзисторов

Различают два вида транзисторов: биполярные и полевые. Биполярные транзисторы управляются током, а не напряжением. Бывают мощные и маломощные,  высокочастотные и низкочастотные, p-n-p и n-p-n структуры. Транзисторы выпускаются в разных  корпусах и бывают разных размеров, начиная от чипа SMD,  которые предназначены для поверхностного монтажа, заканчивая очень мощными транзисторами.  По рассеиваемой мощности различают маломощные до 100 мВт, средней мощности от 0,1 до 1 Вт и мощные транзисторы больше 1 Вт.

Рисунок 2 – Транзисторы

Когда говорят о транзисторах, то обычно имеют ввиду биполярные транзисторы. Биполярные транзисторы изготавливаются из кремния или германия. Биполярными они названы потому, что их работа основана на использовании в качестве носителей заряда как электронов, так и дырок. Транзисторы на схемах обозначаются следующим образом:

Рисунок 3 – обозначение транзистора

Одну из крайних областей транзисторной структуры называют эмиттером. Промежуточную область называют базой, а другую крайнюю — коллектором. Эти три электрода образуют два p-n перехода: между базой и коллектором — коллекторный, а между базой и эмиттером — эмиттерный.  Как и обычный выключатель, транзистор может находиться в двух состояниях — во "включенном"  и  "выключенном". Но это не значит, что они имеют движущиеся или механические части, переключаются они из выключенного состояния во включенное и обратно с помощью электрических сигналов.

В нашей схеме используются транзисторы KT315. КТ315 — тип кремниевого биполярного транзистора, n-p-n проводимости, получившего самое широкое распространение в советской радиоэлектронной аппаратуре.

Транзисторы КТ315 предназначались для работы в схемах усилителей высокой, промежуточной и звуковой частот. Транзисторы этого типа стали первенцами новой технологии — планарно-эпитаксиальной. Эта технология подразумевает, что все структуры транзистора образуются с одной стороны, исходный материал имеет тип проводимости, как у коллектора, в нём сначала формируется базовая область, а затем в ней — эмиттерная. Эта технология была освоена советской радиоэлектронной промышленностью, как ступень к изготовлению интегральных микросхем без диэлектрической подложки. До появления КТ315 низкочастотные транзисторы изготавливались по «сплавной» технологии, а высокочастотные — по диффузионной.

Соотношение параметров, достигнутое в КТ315, было прорывным для времени его появления. Так, например, он превосходил современный ему германиевый высокочастотный транзистор ГТ308 по мощности в 1,5 раза, по граничной частоте в 1,4 раза, по максимальному току коллектора в 3 раза, и при этом был дешевле. Он мог заменить и низкочастотные МП37, при равной мощности превосходя их по коэффициенту передачи тока базы, максимальному импульсному току и обладая лучшей температурной стабильностью.

Рисунок 4 - kt315

3)Рези́стор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) — пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома для участка цепи: мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально току проходящему через него . На практике же резисторы в той или иной степени обладают также паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольт-амперной характеристики.

По характеру изменения сопротивления:

• постоянные резисторы;

• переменные регулировочные резисторы;

• переменные подстроечные резисторы.

Рисунок 5 - переменный резистор

Переменный резистор - электрический аппарат, изобретённый Иоганном Христианом Поггендорфом, служащий для регулировки и получения требуемой величины сопротивления. Как правило, состоит из проводящего элемента с устройством регулирования электрического сопротивления. Изменение сопротивления может осуществляться как плавно, так и ступенчато. На схеме используется переменный резистор 47кОм.

4)Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра. Его спектральные характеристики зависят во многом от химического состава использованных в нём полупроводников. Иными словами, кристалл светодиода излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона), в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр и где конкретный цвет отсеивается внешним светофильтром.

Рисунок 6 – Светодиод

Рисунок 7 - обозначение на схеме