Акустическая система класса HI-FI с инвертирующим усилителем на TDA 7293 с Т-образной ООС.

МБОУ МУК Ворошиловского района.

Акустическая система класса HI-FI с инвертирующим усилителем на TDA 7293 с Т-образной ООС.

Номинация: «Радиоэлектроника и электротехника»

Автор работы:

Аветисян Юрий Эрнестович,

11 «А» Класс

Профиль радиоэлектроника

Руководитель:

Илларионова Валентина Михайловна

Должность: учитель технологии

Г. Ростов-на-Дону

2013г

Содержание

1. Введение

1.1. Обоснования выбора проекта                                                                                 1                    

1.2. Анализ идей                                                                                                                 1                      

1.3. Научное обоснования                                                                                                1                          

1.4. Варианты схем                                                                                                             4                          

2. Основная часть

2.1. Разработка схемы проекта                                                                                       5

2.2. Описания работы прибора                                                                                       5

2.3. Принципиальная электрическая схема                                                                 6

2.4. Перечень элементов                                                                                                  7

2.5. Схема печатных соединений                                                                                   8

2.6. Технологический процесс                                                                                         9

2.7. Экономический расчёт                                                                                            11

2.8. Экологический аспект                                                                                              11

2.9. Техника безопасности                                                                                              12

2.10. Реклама                                                                                                                     12

3. Заключение

3.1. Самоанализ                                                                                                                12

3.2. Список использованной литературы                                                                   12

1. Введение

1.1. Обоснования выбора проекта

Любовь к музыке привела меня к необходимости создания качественной акустической системы, которая будет воспроизводить звук очень близкий к оригиналу, то есть акустическая система класса HI-FI. Найти такую систему в магазинах дело простое, но купить весьма проблематично, так как такие системы стоят в среднем 10000 рублей, а собрать 2745 рублей и весьма много труда, да и конфигурацию можно сделать необычной и небольшой, убрав ненужные «навороты».

1.2. Анализ идей.

При выборе схем возникло весьма много вариантов работ. Варианты имели различные сборки и конфигурации, с различными характеристиками. Дилемма состояла в том, зачем и для чего нужна эта работа. Долго думая я и перебрав множество вариантов (металлоискатель, стабилизатор, программатор pic-контролера), я пришел к выводу сделать акустическую систему класса Hi-Fi.  

1.3. Научное обоснования

  Аку́стика (от греч. ἀκούω (аку́о) — слышу) — наука о звуке, изучающая физическую природу звука и проблемы, связанные с его возникновением, распространением, восприятием и воздействием. Акустика является одним из направлений физики (механики), исследующих упругие колебания и волны от самых низких (условно от 0 Гц) до высоких частот.

Акусти́ческая систе́ма — устройство для воспроизведения звука.

Акустическая система бывает широкополосной (один широкополосный излучатель, например, динамическая головка) и многополосной (две и более головок, каждая из которых создаёт звуковое давление в своей частотной полосе).

Акустическая система состоит из акустического оформления (например, «закрытый ящик» или «система с фазоинвертором» и др.) и вмонтированных в него излучающих головок (обычно динамических).

Количество полос

Однополосная система не получила широкого распространения ввиду трудностей создания излучателя, одинаково хорошо воспроизводящего сигналы разных частот. Высокие интермодуляционные искажения при значительном ходе одного излучателя вызваны эффектом Доплера.

В многополосных акустических системах спектр слышимых человеком звуковых частот разбивается на несколько перекрываемых между собой диапазонов посредством фильтров (комбинации резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, или с помощью цифрового кроссовера). Каждый диапазон подаётся на свою динамическую головку, которая имеет наилучшие характеристики в этом диапазоне. Таким образом достигается наиболее высококачественное воспроизведение слышимых человеком звуковых частот (20—20 000 Гц).

Акустические системы подразделяются на пассивные (состоят только из излучателя и кроссовера) и активные (содержат также усилитель мощности).

Усилитель встраивают внутрь акустической системы по трем причинам:

1. Облегчается согласование усилителя и излучателей по мощности и другим параметрам, вопросами согласования занимается производитель акустической системы, а не конечный потребитель.
2. Уменьшается стоимость системы, так как нет необходимости в отдельном корпусе для усилителя и мощность усилителя (определяющая его стоимость) не завышена.
3. Нет необходимости в кабеле большого сечения (в случае, если усилитель находится в каждой акустической системе).

Однако, есть и недостатки:

1. Затрудняется обслуживание усилителя, так как акустическая система может быть установлена в труднодоступном месте (например, быть подвешена на некоторой высоте).
2. В случае мощных акустических систем усилитель обычно устанавливается в каждую систему, что требует в сравнении с пассивной стереосистемой двух блоков питания вместо одного, что увеличивает стоимость.
3. В случае большого расстояния между акустической системой и источником звука требуется принимать специальные меры по защите сигнала (поднимать его уровень и использовать балансное подключение).

Таким образом, активные акустические системы обычно используются для персональных компьютеров, озвучивания небольших концертных площадок, дискотек, в студийных мониторах. Пассивные чаще встречаются в домашних акустических системах, а также при озвучивании больших площадок.

Hi-Fi (англ. High Fidelity — высокая точность, высокая верность) — термин, означающий, что воспроизводимый звук очень близок к оригиналу.

Надпись «Hi-Fi» на звуковоспроизводящей аппаратуре может значить, что аппаратура соответствует одному из следующих стандартов: DIN 45000, DIN 45500, IEC 60581, ГОСТ 24388-88.

В 1973 году немецкий Deutsches Institut für Normung (DIN) выпустил стандарт DIN 45000, определяющий требования к звуковоспроизводящей аппаратуре:

1. минимальные значения неравномерности амплитудно-частотной характеристики (нАЧХ, измеряется в дБ),
2. коэффициент нелинейных искажений (КНИ, измеряется в %),
3. уровня шума (ШУМ, измеряется в дБ) и способов их измерений.

Затем этот стандарт стал международным IEC 60581 (МЭК) и с минимальными изменениями был повторен в ГОСТ 24388-88. Определяя стандарт Hi-Fi согласно DIN 45000, можно назвать следующие группы параметров и их предельные значения для таких устройств, как тюнеры, усилители и акустические системы.

Также существует похожий термин: Hi-End, или High End.

High End аппаратурой производители называют эксклюзивную, зачастую крайне дорогостоящую звуковоспроизводящую аппаратуру, в которой могут применяться нетрадиционные, нестандартные технические решения, например ламповая или гибридная (лампово-транзисторная) аппаратура, электростатические, контрапертурные или рупорные акустические системы.

Термину High End не соответствует какой-либо стандарт. В общем случае аппаратурой High-End считается Hi-Fi, изготовленный с применением компонентов, использование которых не является экономически обоснованным для серийного производства. Также под это понятие обычно подводят электронику ручной сборки. В последнем случае это означает, что под термином High End может продвигаться какая угодно продукция, иногда не соответствующая никаким промышленным стандартам исполнения и даже заявленным характеристикам.

Пользователи и производители High End в описании и сравнении своей техники, используют не числовые измерения параметров, которые можно подтвердить в лабораторных условиях, а субъективные мнения нескольких слушателей, которые часто описывают различные особенности звучания схожими определениями.

1.4 Варианты схем.

Первая схема является простой и маломощной, а также с высоким коэффициентом искажения, что не позволяет выбрать её.

Вторая схема является достаточно мощной, но при этом весьма сложной, затратной и чересчур многоканальной.

2. Основная часть.

2.1. Разработка схемы проекта.

2.2 Описания работы прибора.

Электронный усилитель — усилитель электрических сигналов, в усилительных элементах которого используется явление электрической проводимости в газах, вакууме и полупроводниках. Электронный усилитель может представлять собой как самостоятельное устройство, так и блок (функциональный узел) в составе какой-либо аппаратуры — радиоприёмника, магнитофона, измерительного прибора и т. д.

Принцип работы основан на преобразовании электрического сигнала в звуковой и его дальнейшего усиления, с помощью усилителя на базе TDA 7293. И его дальнейшего воспроизведения, со звучанием близким к оригиналу (Hi-Fi).

Зачем оно нужно - инвертирующее включение? Тут две причины: во-первых избавиться от электролитического конденсатора в цепи ООС, который на звук нехорошо влияет; во-вторых ослабить влияние не идеальности входного дифкаскада микросхемы (в нем сигнал ООС вычитается из входного сигнала и если дифкаскад плохой, то и ООС работает плохо). В интегральном исполнении дифференциальный усилитель получается довольно хорошим: из-за того, что транзисторы, расположенные на кристалле на расстоянии 0,05...0,2 мм друг от друга имеют практически одинаковые характеристики, и из-за того, что можно не бояться использовать хорошую схему на двадцати транзисторах. Тем не менее, даже если входной дифкаскад очень хороший, инвертирующее включение позволит выжать максимум из качества звучания, избавившись от всех его погрешностей.

 2.3. Принципиальная электрическая схема

Моно усилитель на TDA 7293.

Питания для двух моно усилителей (блок питания).

2.4. Перечень элементов.

Усилитель.

Блок питания.

2.5 Схема печатных соединений.

Печатная плата усилителя.

Печатная плата блока питания.

2.6 Технологический процесс.

2.7. Экономический расчет.

Цена самой дешевой акустической системы данного класса (Hi-Fi)

 8500 рублей, а данная система стоит всего 2745 рублей, что в 3 раза дешевле.

2.8. Экологический аспект.

Прибор не токсичен, не выделяет опасных веществ и не загрязняет окружающую среду. Здоровью людей и животных не вредит. При изготовлении использовались сырьё и инструменты, которые не загрязняют окружающею среду, не выделяют в атмосферу вредных веществ.

2.9. Реклама

Жизнь это сияние красок.

Звук часть этого сияния, так пусть звук будет ярким.

Слушай будущее, ведь качество не всегда стоит дорого.

Верните музыку, без музыки тоска!!!

2.10. Техника безопасности

Во время работы соблюдались все правила техники безопасности и санитарно-гигиенических норм. Сборка и настройка совершалась в специально отведенном помещении, при использовании рабочего и заземленного оборудования.

3. Заключение

3.1. Самоанализ

Приступая к работе над усилителем я ставил перед собой следующие задачи:

- Изготовить изделие высокого качества

- Добиться качественного исходящего сигнала (HI-FI)

- Улучшить свои знания и навыки при работе с микросхемами и их монтажом

Во время работы было весьма много трудностей с монтажом микросхем и творческим оформлением.

В процессе была усовершенствована схема: добавлен третий усилитель для сабвуфера.

В результате кропотливого труда я изготовил изделия отвечающие всем моим требованиям.

Поставленные задачи выполнены, работу оцениваю на отлично.

3.2. Список использованной литературы

1. Журнал «Радио» №10 2007 года.

2. Журнал «Радио» №4,5 2008 года.

3. Статьи с сайта www.electroclub.info

4. «Самоучитель по радиоэлектронике» Николаенко М.Н.  2004г «NT PRESS».

Потребность

Экономические

затраты

Используемое оборудование

Технологии

Моделирование

И конструирование

Материалы

Эстетика

Акустическая

система

Безопасность

труда

Конструкция