Реферат: Разработка эквалайзера

Äëÿ íàèáîëåå ïîëíîé êîððåêöèè ÷àñòîòíûõ èñêàæåíèé, âíîñèìûõ â çâóêîâîé ñèãíàë ÀÑ è àêóñòè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè ïîìåùåíèé ïðîñëóøèâàíèÿ, íåîáõîäèì, êàê ìèíèìóì, äåñÿòèïîëîñíûé ýêâàëàéçåð [4].

Äëÿ óñòðàíåíèÿ âçàèìíîãî âëèÿíèÿ ðàçðàáàòûâàåìîãî óñòðîéñòâà è ïðåäûäóùèõ êîìïîíåíòîâ áûòîâîãî àóäèîêîìïëåêñà öåëåñîîáðàçíî íà âõîäå óñòàíîâèòü áóôôåðíûé êàñêàä, êîòîðûé ìîæíî ñîâìåñòèòü ñ ôèëüòðîì âåðõíèõ ÷àñòîò ñ ÷àñòîòîé ñðåçà 20 Ãö (ðîêîò-ôèëüð, êîòîðûé îñîáåííî àêòóàëåí ïðè ïðîñëóøèâàíèè ãðàìçàïèñåé).

Òàêèì îáðàçîì, âûáðàíà ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà: äåñÿòèïîëîñíàÿ ñ ôèëüòðàìè â öåïè îáðàòíîé ñâÿçè è áóôôåðíûì êàñêàäîì íà âõîäå.

3. Äîêóìåíòû òåõíè÷åñêîãî ïðîåêòà

3.1. Îáîñíîâàíèå ñõåìîòåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé.

Ïîñòðîèòü äåñÿòèïîëîñíûé ýêâàëàéçåð íà áàçå îáû÷íûõ íèçêîäîáðîòíûõ ïîëîñîâûõ ôèëüòðîâ ñëîæíî. Èç-çà ðàçáðîñà íîìèíàëîâ ðåçèñòîðîâ è êîíäåíñàòîðîâ ïîëó÷èòü òî÷íîå ñîîòâåòñâèå ðåàëüíûõ è ðàñ÷åòíûõ ïàðàìåòðîâ è À×Õ òàêèõ ôèëüòðîâ î÷åíü òðóäíî. Ïðè ýòîì, ÷òîáû íàñòðîèòü äåñÿòèïîëîñíûé ýêâàëàéçåð ñ òî÷íîñòüþ ±10% ïî âñåì êàíàëàì, íåîáõîäèì íå òîëüêî ïðåäâàðèòåëüíûé ïîäáîð íîìèíàëîâ ýëåìåíòîâ äî ñáîðêè, íî è äîïîëíèòåëüíàÿ èõ êîððåêöèÿ óæå â ãîòîâîì ôèëüòðå. Íà ïðàêòèêå êàæäûé ôèëüòð ïðèõîäèòñÿ íàñòðàèâàòü â ìàêåòíîì âàðèàíòå è òîëüêî ïîñëå ýòîãî óñòàíàâëèâàòü íà þáùóþ ìîíòàæíóþ ïëàòó. Òàêàÿ íàñòðîéêà îòíèìàåò ìíîãî âðåìåíè, òðåáóåò âûñîêîé êâàëèôèêàöèè, ñïåöèàëüíûõ ïðèáîðîâ è áîëüøîãî ÷èñëà èñïîëüçóåìûõ äëÿ ïîäáîðà ýëåìåíòîâ, ÷òî â èòîãå ïðèâîäèò ê óäîðîæàíèþ óñòðîéñòâà â ïðîöåññå ïðîèçâîäñòâà.

Òàêèì îáðàçîì, ïðèìåíåíèå îáû÷íûõ íèçêîäîáðîòíûõ ôèëüòðîâ íåöåëåñîîáðàçíî.

Ðàññìàòðèâàåìîå ñõåìîòåõíè÷åñêîå ïîñòðîåíèå ôèëüòðà ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü îïòèìàëüíûå ïàðàìåòðû (íåîáõîäèìîå ïðîèçâåäåíèå óñèëåíèÿ íà ÷óâñòâèòåëüíîñòü, ìèíèìàëüíûé øóì è ìàêñèìàëüíûé äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí [3]).

 êà÷åñòâå àêòèâíûõ ýëåìåíòîâ ñõåìû ïðèìåíÿþòñÿ ìèêðîñõåìû Ê157ÓÄ2, êîòîðûå ñîäåðæàò ïî äâà ÎÓ, ÷òî óìåíüøàåò ãàáàðèòíûå ðàçìåðû èçäåëèÿ.

Íà ñõåìå ïîêàçàí òîëüêî îäèí ÷àñòîòíûé êàíàë, îñòàëüíûå åìó èäåíòè÷íû.

3.2. Ðàñ÷åòû, ïîäòâåðæäàþùèå ðàáîòîñïîñîáíîñòü èçäåëèÿ.

Ïðèâåäåì ïðèíöèïèàëüíóþ ñõåìó ôèëüòðà, êîòîðûé èñïîëüçóåòñÿ â öåïè îáðàòíîé ñâÿçè ýêâàëàéçåðà:

Ðèñ. 3.1 Âûñîêîäîáðîòíûé ôèëüòð. Ñõåìà ýëåêòðè÷åñêàÿ ïðèíöèïèàëüíàÿ.

Îñíîâíûå ðàñ÷åòíûå ïàðàìåòðû ôèëüòðîâ ðàçðàáàòûâàåìîãî óñòðîéñòâà [3]:

Ðàññìàòðèâàåìîå ñõåìîòåõíè÷åñêîå ïîñòðîåíèå ôèëüòðà ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü îïòèìàëüíûå ïàðàìåòðû (íåîáõîäèìîå ïðîèçâåäåíèå óñèëåíèÿ íà ÷óâñòâèòåëüíîñòü, ìèíèìàëüíûé øóì è ìàêñèìàëüíûé äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí [3]), â òîì ñëó÷àå, åñëè åìêîñòü Ñ1=Ñ2=Ñ, à ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðîâ ðàâíû R0=1/(2·p·fð·Ñ). Ðåçèñòîð R5 îáåñïå÷èâàåò òðåáóåìóþ äîáðîòíîñòü. Åãî ñîïðîòèâëåíèå îïðåäåëÿåòñÿ âûðàæåíèåì [3]:

R5=R₀ ·Q_ð .

Òî÷íûé ïîäáîð R0 íå òðåáóåòñÿ, äîñòàòî÷íî âûáðàòü ðåçèñòîð ñî ñòàíäàðòíûì íîìèíàëîì Rd, áëèçêèì ê R0. Ðàçíîñòü ìåæäó ýòèìè ñîïðîòèâëåíèÿìè ìîæíî ñêîìïåíñèðîâàòü, ïîäîáðàâ íîìèíàë ðåçèñòîðà R4 ðàâíûì (R0)2/Rd.

Èñõîäÿ èç îïèñàííûõ âûøå çàâèñèìîñòåé ìîæíî ðàñ÷èòàòü ïàðàìåòðû ôèëüòðîâ ýêâàëàéçåðà. Âûáåðåì äåñÿòü ðåçîíàíñíûõ ÷àñòîò ôèëüòðîâ ãðàôè÷åñêîãî ýêâàëàéçåðà, ïðè÷åì êàæäàÿ ïîñëåäóþùàÿ ÷àñòîòà âäâîå áîëüøå ïðåäûäóùåé: 30, 60, 120, 240, 480, 960, 1920, 3840, 7680 è 15360 Ãö.

Ðàñ÷èòàåì ôèëüòð äëÿ ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòû 30 Ãö:

R0=1/(2·p·fð·Ñ).

Âûáåðåì Ñ=1 ìêÔ.

Òîãäà R0=1/(2·p·30·1·10-6); R0=5305.32.

Âûáèðàåì çíà÷åíèå ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ, ðàâíîå 5.1 êÎì.

Àíàëîãè÷íî ðàñ÷èòûâàåì îñòàëüíûå ôèëüòðû. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ïðèâåäåíû â òàáëèöå 3.1.

Òàáëèöà 3.1

Íîìèíàëû ýëåìåíòîâ	×àñòîòà íàñòðîéêè ôèëüòðà, Ãö
ôèëüòðà	30	60	120	240	480	950		1920	3840	7680	15360
C, ìêÔ	1	0.5	0.22	0.1	0.068	0.033		0.015	0.0068	0.0033	0.0015
R, Îì	5.1	5.6	6.2	6.8	4.7	5.1	5.6		6.2	6.2	6.8

Àíàëèç ïðèâåäåííûõ âûðàæåíèé fð, Qð è Êð ïîêàçûâàåò, ÷òî ðåçîíàíñíóþ ÷àñòîòó è äîáðîòíîñòü ìîæíî ðåãóëèðîâàòü ñîîòâåòñòâåííî ðåçèñòîðàìè R4 è R5, èñêëþ÷èâ ïîäáîð íîìèíàëîâ äðóãèõ ïàññèâíûõ ýëåìåíòîâ. Ïðåäåëû ðåãóëèðîâêè ïåðâîãî ïàðàìåòðà ±400% (äàëüíåéøåå èõ ðàñøèðåíèå ìîæåò ïîâëå÷ü çà ñîáîé ñàìîâîçáóæäåíèå ôèëüòðà íà ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòå), âòîðîãî - 0...20 (âåðõíåå çíà÷åíèå îãðàíè÷åíî âõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì ÎÓ).

Çàâèñèìîñòü ÷àñòîòû îò èçìåíåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðà R4 ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 3.2.

Ðèñ. 3.2 Ðåãóëèðîâêà ÷àñòîòû ôèëüòðà ðåçèñòîðîì R4.

Çàâèñèìîñòü äîáðîòíîñòè îò èçìåíåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðà R5 ïðèâåäåíÿ íà ðèñ. 3.3.

Ðèñ 3.3 Ðåãóëèðîâêà äîáðîòíîñòè ôèëüòðà ðåçèñòîðîì R5.

Ðåãóëèðîâî÷íûå õàðàêòåðèñòèêè ýêâàëàéçåðà, ïðèâåäåííû íà ðèñ. 3.4.

Ðèñ 3.4 Ðåãóëèðîâî÷íûå õàðàêòåðèñòèêè ýêâàëàéçåðà.