3 Електричний розрахунок блоків структурної схеми
3.1 Електричний розрахунок кпп – підсилювача коректора
Схема електрична принципова показана на рисунку 3.1.
Рисунок. 3.1 Схема електрична принципова.
Основні параметри АЧХ підсилювача-кректора:
Сталі часу:
мкс (частота зрізу f1 = 100 Гц)
мкс (частота зрізу f2 = 1300 Гц)
Коефіцієнт підсилення по напрузі на частоті 1 кГц :
К = 30 = 29,5 дБ
Частотні спотворення:
Мн = Мв = 0,5 дБ = 1,059.
Частотний діапазон:
Fн = 50 Гц; Fв = 14 кГц;
Основні параметри ІМС К548УН1А:
К0 = 50000; f1 = 20 мГц; Rвх = 250 кОм.
Коефіцієнт підсилення, що потрібно забезпечити ІМС на частоті нижче ніж f1 = 100 Гц:
Значення опору R1 приймається рівним R1= 330 Ом;
Резистор R2 визначається по формулі:
Конденсатор С1 визначається по формулі:
Резистор R3 визначається по формулі:
Конденсатор С2 визначається по формулі:
Частотні спотворення в області вищих частот:
Для вибору номінальної потужності розсіювання визначимо максимальну потужність розсіювання в схемі:
Вт
За розрахованими значеннями резисторів і конденсатора вибираються згідно Е рядів номінали резисторів і конденсатора.
R1 – С2-23 - 0,125 Вт – 75 кОм 5%;
R2 – С2-23 - 0,125 Вт – 5,6 кОм 5%;
R3 – C2-23 - 0,125 Вт – 330 Ом 5%;
C1 – К10-17б – 16 В – 33 нФ 5%;
C2 – К10-17б – 16 В – 20 нФ 5%.
3.2 Електричний розрахунок каскаду попереднього підсилення
Схема електрична принципова каскаду попереднього підсилення показана на рисунку 3.2.
Рисунок. 3.2. Схема електрична принципова
Дані для розрахунку:
Fн = 50 Гц; Fв = 14 кГц; К = 20.8 дБ = 11;
Мн = Мв = 0,5 дБ = 1,059.
Основні параметри ІМС К548УН1А:
К0 = 50000; f1 = 20 мГц; Rвх = 250 кОм.
Визначимо частотні спотворення , що вносить ІМС у схему:
Отже ІМС К548УН1А доцільно використати для каскаду попереднього підсилення, тому що Мв менше заданого в структурній схемі.
Частотні спотворення в області нижчих частот можна прийняти Мн = 0 дБ тому, що в схемі відсутні розділові конденсатори, які ці спотворення вносять. Відсутність розділових конденсаторів пов’язана з тим, що попередній та наступний каскади виконані також на операційних підсилювачів, які живляться двополярною напругою, тому постійна напруга на виході рівна нулю і немає потреби в розв’язці за постійним струмом. Практично постійна напруга на виході не перевищує декількох мілівольт (так званий дрейф нуля), але в зв’язку з невеликим коефіцієнтом підсилення даного каскаду і наявністю розділового конденсатора перед каскадом кінцевого підсилення ця напруга не впливає на роботу підсилювача.
Опір R1 визначає вхідний опір схеми і приймається R1 = 22 кОм;
Для визначення опору R2 задається опір R3 = 1к Ом:
Для вибору номінальної потужності розсіювання визначимо максимальну потужність розсіювання в схемі:
Вт
За розрахованими значеннями резисторів вибираються згідно Е рядів номінали резисторів.
R1 – C2-23 - 0,125 Вт – 22 кОм 5%; R2 – С2-23 - 0,125 Вт – 10 кОм 5%;
R3 – С2-23 - 0,125 Вт – 1 кОм 5%.
3.3 Розрахунок регулятора тембру
У технічному завданні регулятор тембра повинен ослаблювати та підсилювати вхідний сигнал на 20 дБ в області НЧ, СЧ та ВЧ.
Параметри розрахунку:
Глибина регулювання:
=
20 дБ = 10
Частоти зрізу: fн = 100 Гц; fс = 1 кГц; fв = 10 кГц.
Схема зображена на рисунку 3.2.
Рисунок 3.2.Трьохсмуговий регулятор тембра.
Приймемо значення резистора R2 рівним:
R2 = 100 кОм
Опір R1 визначається за виразом:
Б
локуючий
резистор Rк
приймається рівним:
Rк = R1 = 11 кОм
Ємність С1 визначає частоту зрізу на нижніх частотах:
Резистор R4 приймається рівним:
R4 = R2 = 100 кОм
Обчислимо величину резистора R3:
Ємність С2 визначається з формули:
Визначимо ємність С3:
Резистор R6 розраховується по формулі:
R6 = 3.7 * R2 = 370 кОм;
Опір R5 приймається рівним:
Обчислимо ємність С4:
Обчислимо максимально можливу потужність розсіювання на резисторах в схемі (на опорі R3):
Вибір елементів проводиться згідно Е рядів:
R2, R4: СП5-2-100 кОм
R1, Rк: С2-23-0,125 Вт 11 кОм ± 5%
R3, R5: С2-23-0,125 Вт 3,6 кОм ± 5%
R6: СП5-2-390 кОм
С1: К10-17б 25В 15 нФ ± 10%
С2: К10-17б 25В 1,5 нФ ± 10%
С3: К10-17б 25В 390 пФ ± 10%
С4: К10-17б 25В 39 пФ ± 10%