Дипломная работа: Розробка конструкції акустичної системи

У момент розробки акустичної системи по даній схемі враховувалося те, що стереоефект виявляється в основному на середніх і високих частотах. На низьких же частотах він відчувається слабо, оскільки має мале зрушення фаз між каналами. Тому низькочастотні сигнали лівого і правого каналів змішуються і відтворюються в режимі «моно», а для додання звуку стереозвучання середні і високі частоти лівого і правого каналів відтворюються в режимі «стерео». Призначення двоканального регулятора гучності необхідне для електронного управління рівня вихідного сигналу, а також регулювання балансу каналів.

Регулятор тембру призначений для електронної корекції частотної характеристики всієї схеми на високих і низьких частотах, а також для додання звуку бажаного забарвлення. Зміна характеристики здійснюється на краях частотного діапазону, де необхідно створити потрібну величину підйому або спаду. Пасивні розділові фільтри служать для розбиття частотного діапазону сигналу на дві окремі смуги (низької і високої частоти), причому сума сигналів на виході всіх смуг залишається рівною вхідному сигналу. Для отримання рівня сигналу необхідного для створення звукового тиску вихідний сигнал кожної смуги посилюється своїм підсилювачем потужності і поступає для відтворення на динамічні головки.

Блок живлення необхідний для здійснення живлення електричних ланцюгів акустичної системи постійною напругою +15В. Цю напругу отримують шляхом перетворення мережевої напруги 220В, випрямляння в постійний струм і згладжування пульсацій. При введенні до складу акустичної системи блоку живлення дозволяє здійснити автономний режим роботи.

Акустична система, побудована по даній схемі, володіє наступними перевагами, перед іншими системами:

- має власний, достатньо, якісний підсилювач і окреме живлення (у відмінності від пасивних колонок), що сприяє отриманню сигналу з лінійного виходу звукової карти, де відсутні додаткові перешкоди від інших компонентів звукової карти і що інших комплектують;

- кращі перехідні характеристики підсилювачів;

- хороше електричне демпфування рухомої частини гучномовця, оскільки котушка динаміка безпосередньо приєднана до малого вихідного опору підсилювача потужності;

- можливість отримання фільтрів з великою крутизною АЧХ і узгодженими характеристиками;

- зниження напруги джерела живлення (вихідна потужність підсилювача рівна сумі потужностей трьох підсилювачів потужності);

При будуванні за даною схемою, акустична система матиме мінімальні габарити і високу якість відтворення.

На основі аналізу призначення можна зробити слідуючи висновки:

а) в пристрої є загрозлива для користувачів напруга-220В, тому при розробці треба дотримуватись заходів щодо захисту людини від ураження електричним струмом;

б) оскільки акустика система може використовуватись як на виробництві, так і в побутових умовах, слід звернути щільну увагу на економіку та дизайн виробу;

в) серед можливих користувачів пристрою також можуть бути діти – тому треба звернути увагу на безпечність користування – в корпусі не повинно бути гострих граней, треба пильно вибирати конструкційні матеріали, забезпечити міцність конструкції тощо;

г) не обходимо добитись максимальної технологічності конструкції – це знизить її технологічності, і, як результат, - збільшить конкурентоспроможність.

1.2 Аналіз схеми електричною принциповою і принцип її дії

По функціональності схему електричну принципову можна розбити на наступні підсхеми (блоки):

- підсилювач-регулятор гучності і балансу каналів;

- регулятор тембру;

- змішувач;

- розділові фільтри низької і високої частоти;

- підсилювачі потужності двох частотних діапазонів;

- динамічні головки;

- блоку живлення.

Наявність джерела живлення необхідна для надійної роботи акустичної системи, здатного забезпечити необхідну вихідну потужність при напрузі живлення +15В. Для зменшення маси і габаритів основного виробу джерело живлення доцільно виконати окремим блоком у власному корпусі і сполучати з основною схемою шнуром. У даному проекті він не розробляється, а приймається вже готовим виробом.

Вхідний сигнал через роз'єм Х1 подається на електронний регулятор гучності, виконаний на мікросхемі DA1 К174ун12 (малюнок 1.2). Через розділові конденсатори С3 і С4 сигнал поступає на керовані напругою підсилювачі регулятора балансу і регулятора гучності мікросхеми К174ун12.Громкость регулюється змінним резистором R3,баланс каналів – R4. Елементи R5, R6 задають ланцюг тонкорекції. Змінним резистором R5 здійснюють регулювання тонкорекції.

Малюнок 1.2-Регулятор гучності на мікросхемі К174УН12

Елементи R1, R2, R5–R16, С2, С4–с11 задають ланцюги зворотних зв'язків і режими роботи керованих підсилювачів мікросхеми. Далі сигнал проходить через розділові конденсатори С3 і С4 (малюнок 1.3) поступаючи на регулятор тембру, що складається з мікросхеми DA2 К174УН10 і задаючих RC ланцюгів R2–R 17, С5–с 12. За допомогою змінного резистора R2 коректується область низьких частот, а область високих частот – резистором R1. Щоб підсилити низькі частоти сигналу лівого і правого каналів з виходу регулятора тембру (виводи 3 і 5 DA2) необхідно провести змішування на резисторах R36–R37 і подати на фільтр низької частоти (ФНЧ). З виводів 3 і 5 сигнал також поступають на фільтр високої частоти (ФВЧ).

ФНЧ виконаний на пасивному ланцюзі RC що складається з елементів R40 і С19. Фільтр налаштований на частоту зрізу f=150 Гц. Фільтр високої частоти лівого і правого каналів виконані на елементах R38, С20 і R39, С21 і частота їх зрізу складає також 150 Гц.