2.9 Розробка структурної схеми

В основу розробки структурної схеми підсилювача запису магнітофона покладемо дані які отримали у процесі розрахунку.

Для забезпечення потрібної АЧХ підсилювача запису ми створюємо на каскаді кінцевого підсилення коректор частотної характеристики, за допомогою якого ми зможемо забезпечити необхідну її форму, підйом на нижніх та верхніх частотах.

По вище зробленим розрахункам побудуємо структурну схему даного пристрою на дискретних елементах, в якій буде відображено каскади, регулятор глибини рівня запису, коректор форми АХЧ, джерело та споживач сигналу.

Структурна схема підсилювача наведена на рисунку 3.

Рисунок 3.-- Структурна схема двоканального підсилювача запису стерео магнітофона на дискретних елементах

2.10 Обґрунтування можливості використання імс

Виходячи з результатів розрахунків структурної схеми пристрою на дискретних елементах, розглянемо можливість побудови пристрою на ІМС, що може дати цілий ряд переваг.

Розроблені каскади на транзисторах VT1 ,VT2 та VT3 можна замінити на операційний пісилювач К548УН1А, ввівши корекцію АЧХ в ВЗЗ операційного підсилювача [1].

Потрібно щоб вхідний каскад підсилювача мав великий вхідний опір, щоб не впливати на джерело сигналу, тобто, підсилювач має бути універсальним. Основні параметри мікросхем наведені в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1— Параметри мікросхеми К548УН1А

Параметр мікросхеми	Одиниці вимірювання	Значення
Вхідний опір	кОм	250
Напруга шуму на виході, при RГ = 500 Ом, f = 0.02..10 кГц, RН = 10 кОм.	мкВ	0,7
Коефіцієнт підсилення напруги при RH = 10 кОм, UВИХ = 2 В, fВХ  100 Гц, UЖИВ = 12 В.	дБ	100
Частота одиничного підсилення при UВХ = 5 мВ, RH = 10 кОм.	МГц	20
Вихідний опір	кОм	5
Максимальна вихідна напруга	В	5
Напруга живлення (не більше)	В	30
Коефіцієнт гармонік при КУ = 50, UВИХ = 2 В, RH = 2 кОм, fВХ = 1 кГц.	%	0,1
Струм споживання	мА	15

Заміна мікросхемами дасть одразу декілька переваг:

1) простота наладки, монтажу та більш висока надійність при експлуатації.

2) розміри та маса зменшаться.

3) покращенні електричні параметри.

4) при такій розробці схеми відпадає необхідність в застосуванні каскадів попереднього та кінцевого підсилення, вони реалізуються на цій мікросхемі

повністю.

Врахувавши табличні дані коєфіціент підсилення по потужності мікросхеми К548УН1А приблизно рівний 68 дБ. Побудуємо структурну

схему пристрою із використанням інтегральної мікросхеми.

Рисунок 4. — Структурна схема двоканального підсилювача запису стерео магнітофона на інтегральній мікросхемі.

3.Електричні розрахунки пристрою.

3.1 Розрахунок коректора форми ачх на оп

Вихідні дані: Кр = 68 дБ,

Мн = 1,4 дБ,

Мв = 3 дБ,

Rвх = 250 кОм,

Rвих = 9960 Ом,

Рисунок 5.  Коректор АЧХ на ОП К548УН1А.

В даному випадку стоїть задача розрахувати коректор АЧХ на ОП, який повинен забезпечити потрібну форму АЧХ (рис. 1) для відповідної швидкості магнітної стрічки, в даному випадку це стандартна швидкість запису для сучасних стерео магнітофонів, а саме 4.73 см/с.

Отже, запишемо основні параметри необхідної форми АЧХ, які будуть потрібні в подальших розрахунках:

f_H = 60 Гц, f_U = 180 Гц, f_A = 2500 Гц, f_B = 13000 Гц;

Візьмемо для подальших розрахунків:

R₇ = 10 (кОм),Н₀= 1000, ₁ = 3180, (мкс) ₂ = 70 (мкс);

Маємо:

Розрахуемо розділову ємність:

Розрахуємо номінальні потужності обрахованих резисторів за формулою:

Р_R = U²_C/R

де, Р_R – потужність відповідного опору,

Uc – напруга сигналу на опорі,

R – номінал опору.

P_R3 = 0,12²/977000 = 0,014*10^-6 = 0,014(мкВт),

P_R4 = 0,12²/12000 = 0.0012*10^-3 =1,2 (мкВт),

P_R5 = 0,12²/10000 = 1,44(мкВт),

P_R6 = 0,12²/2400 = 0,6(мкВт),

Зробимо вибір розрахованих елементів згідно стандартів:

R3 = С2-22-0,125-1 МОм±5%

R4 = С2-22-0,125-12 кОм±5%

R5 = С2-22-0,125-10 кОм±5%

R6 = С2-22-0,125-1,5 кОм±5%

С₂= К10-23 – 0,2 мкФ 50В 5%

С₃ = К10-23 – 330 пФ  50В 5%

С₄ = К10-23 – 5,1 нФ  50В 5%

С₆ = К10-23 – 0,2 мкФ 50В 5%

Розрахуємо коефіцієнт підсилення по напрузі даної ІМС. При К_0ß=1538 раз, згідно рисунком 6.

Рисунок 6.— АЧХ коректора

Та коефіцієнті підсилення по потужності Кр=68 дБ, що дорівнює 6309573 раз, коефіцієнт підсилення по напрузі визначається за формулою

Для забезпечення такого коефіцієнта підсилення по напрузі необхідно реалізувати зворотній зв’язок з такими параметрам:

Отже, ми реалізували необхідний коефіцієн підсилення, щоб забезпечити вихідну напругу 0,6 В при вхідній  1,2 мВ, тобто:

Розрахуємо частотні спотворення, які вносить схема.

Знайдемо глибину зворотнього зв’язку  :

Знайдемо тепер К_ß(ВЧ) за формулою:

Отже, частотні спотворення, які вносить схема дорірівнюют:

Враховуючи частотні спотворення, які вносять елементи схеми

М_В.СХ = 0.1 дБ, маемо:

М_В = М_В.К + М_В.СХ

М_В = 2,1+ 0,1 =2,2 (дБ).