о синфазної заваді.
5. Розрахунок коефіцієнта гармонік
Розрахуємо коефіцієнт гармонік, якщо (малюнок 6). Тоді,
Розрахуємо на другому каскаді, тому коефіцієнт гармонік визначається вихідним каскадом. Максимально досяжна амплітуда вихідної напруги
Розрахунок на частоті
Так як на частоті набагато перевищує напруга живлення, то при обчисленні беремо.
Розрахунок на частоті
Сумарний коефіцієнт гармонік дорівнює
Малюнок 6 - Діаграма Боде для двох каскадів
6. Розрахунок частотних спотворень
На верхній частоті спотворення визначаються операційними підсилювачами, а на нижній - конденсаторами.
І так, обчислимо спотворення на цих частотах.
6.1 Розрахунок спотворень на верхній частоті
Перетворивши формулу
отримаємо, вираз для верхнього частотного спотворення
де.
Тоді для першого каскаду
А для вихідного каскаду
Перемноживши (в разах!) спотворення на двох каскадах, отримаємо на виході підсилювача
або
6.2 Розрахунок спотворень на нижній частоті
Висловивши, з формули
отримаємо,
Так як ємності підключені паралельно, то частотне спотворення на нижній частоті повністю визначається одним конденсатором.
7. Розрахунок відносини сигнал/шум
Функціональні модулі посилення і обробки сигналів на виході, крім посиленого сигналу, мають власні шуми. Вони обумовлені тепловими шумами резисторів схеми і шумами активних елементів. Наявність цих шумів призводить до погіршення якості підсиленого сигналу, зниженню динамічного діапазону вихідних сигналів.
Для опису шумових властивостей використовується еквівалентна шумова модель каскаду (малюнок 7).
Малюнок 7 - Еквівалентна шумова модель каскаду
Зробимо оцінку відносини сигнал/шум, використовуючи співвідношення
Шум визначається вхідним каскадом і посилюється вихідним.
Еквівалентна спектральна щільність напруги шуму від усіх джерел, приведена до входу, визначається як
Розрахуємо шум на виході підсилювача
Виходячи з цього, розрахуємо відношення сигнал/шум всього підсилювача за формулою
8. Моделювання підсилювача
Підсилювач моделирован за допомогою Electronics Workbench 5.12.
Рисунок 8 - Модель мікрофонного підсилювача
Результат моделювання частотних характеристик в межах, визначених технічним завданням, показаний на малюнку 9.
Рисунок 9 - ЛАЧХ мікрофонного підсилювача
Розглянемо схему
Рисунок 10 - Схема для дослідження КОСФП
Малюнок 11 - ЛАЧХ схеми для дослідження КОСФП
З ЛАЧХ (малюнок 9 і 10) знайдемо КОСФП
Результат моделювання підтверджує відповідність характеристик вимогам ТЗ, тобто забезпечує необхідне посилення і КОСФП.
Висновки
Спроектовано мікрофонний підсилювач для електродинамічного мікрофона з наступними параметрами:
коефіцієнт посилення 46 дБ,
коефіцієнт гармонік не перевищує 0,5% в робочій смузі частот від 250 Гц до 5 кГц,
напруга джерела живлення підсилювача ± 7 В.
Підсилювач задовольняє вимогам технічного завдання, простий в реалізації і може бути рекомендований для використання.
Список використаних джерел
Колесов І. А. Проектування аналогових пристроїв: Методичні вказівки по курсовому проектуванню raquo ;.- Томськ: Факультет дистанційного навчання ТУСУР, 2011. - 208 с.
Шкрітек П. Довідкове керівництво по звуковій схемотехніці: Пер. з нім. raquo ;.- М .: Світ, 1991. - 446 с.
Аксьонов А. І., Нефедов...
