Документы технического проекта

3.1. Обоснование схемотехнических решений.

Построить десятиполосный эквалайзер на базе обычных низкодобротных полосовых фильтров сложно. Из-за разброса номиналов резисторов и конденсаторов получить точное соответсвие реальных и расчетных параметров и АЧХ таких фильтров очень трудно. При этом, чтобы настроить десятиполосный эквалайзер с точностью ±10% по всем каналам, необходим не только предварительный подбор номиналов элементов до сборки, но и дополнительная их коррекция уже в готовом фильтре. На практике каждый фильтр приходится настраивать в макетном варианте и только после этого устанавливать на юбщую монтажную плату. Такая настройка отнимает много времени, требует высокой квалификации, специальных приборов и большого числа используемых для подбора элементов, что в итоге приводит к удорожанию устройства в процессе производства.

Таким образом, применение обычных низкодобротных фильтров нецелесообразно.

Рассматриваемое схемотехническое построение фильтра позволяет получить оптимальные параметры (необходимое произведение усиления на чувствительность, минимальный шум и максимальный динамический диапазон [3]).

В качестве активных элементов схемы применяются микросхемы К157УД2, которые содержат по два ОУ, что уменьшает габаритные размеры изделия.

На схеме показан только один частотный канал, остальные ему идентичны.

3.2. Расчеты, подтверждающие работоспособность изделия.

Приведем принципиальную схему фильтра, который используется в цепи обратной связи эквалайзера:

Рис. 3.1 Высокодобротный фильтр. Схема электрическая принципиальная.

Основные расчетные параметры фильтров разрабатываемого устройства [3]:

Рассматриваемое схемотехническое построение фильтра позволяет получить оптимальные параметры (необходимое произведение усиления на чувствительность, минимальный шум и максимальный динамический диапазон [3]), в том случае, если емкость С1=С2=С, а сопротивления резисторов равны R₀=1/(2··f_р·С). Резистор R5 обеспечивает требуемую добротность. Его сопротивление определяется выражением [3]:

R5=R₀·Q_р.

Точный подбор R₀ не требуется, достаточно выбрать резистор со стандартным номиналом R_d, близким к R₀. Разность между этими сопротивлениями можно скомпенсировать, подобрав номинал резистора R4 равным (R₀)²/R_d.

Исходя из описанных выше зависимостей можно расчитать параметры фильтров эквалайзера. Выберем десять резонансных частот фильтров графического эквалайзера, причем каждая последующая частота вдвое больше предыдущей: 30, 60, 120, 240, 480, 960, 1920, 3840, 7680 и 15360 Гц.

Расчитаем фильтр для резонансной частоты 30 Гц:

R₀=1/(2··f_р·С).

Выберем С=1 мкФ.

Тогда R₀=1/(2··30·1·10^-6); R₀=5305.32.

Выбираем значение сопротивлений резисторов, равное 5.1 кОм.

Аналогично расчитываем остальные фильтры. Результаты расчетов приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Анализ приведенных выражений f_р, Q_р и К_р показывает, что резонансную частоту и добротность можно регулировать соответственно резисторами R4 и R5, исключив подбор номиналов других пассивных элементов. Пределы регулировки первого параметра ±400% (дальнейшее их расширение может повлечь за собой самовозбуждение фильтра на резонансной частоте), второго - 0...20 (верхнее значение ограничено входным сопротивлением ОУ).

Зависимость частоты от изменения сопротивления резистора R4 представлена на рис. 3.2.

Рис. 3.2 Регулировка частоты фильтра резистором R4.

Зависимость добротности от изменения сопротивления резистора R5 приведеня на рис. 3.3.

Рис 3.3 Регулировка добротности фильтра резистором R5.

Регулировочные характеристики эквалайзера, приведенны на рис. 3.4.

Рис 3.4 Регулировочные характеристики эквалайзера.

Амплитудно-частотная характеристика буфферного каскада представлена на рис. 3.5.

Рис 3.5 Амплитудно-частотная характеристика буфферного каскада.

Данные расчеты были произведены для фильтра с резонансной частотой 960 Гц с помощью САПР MICRO-CAP III фирмы Spectrum Software.

Похожие работы

Разработка схемы электронного эквалайзера

Скачать

37139

12

0

... преобразование Лапласа от АФЧХ; 3) найти коэффициенты фильтра, взяв дискретные значения импульсной переходной функции k(nT). Определение порядка и синтез коэффициентов Цифровых фильтров, входящих в состав эквалайзера. Предположим, что ФЧХ равна 0. Тогда для получения импульсной переходной функции полосового фильтра с полосой пропускания fi-1 ÷ fi достаточно взять обратное ...

Разработка микшерного пульта

Скачать

45132

11

23

... транзисторы типа КТ 361. Это маломощные транзисторы, идеально подходят для включения цепи со светодиодом, которая не потребляет много тока. 3. Разработка конструкции   3.1 Концепция построения конструкции Конструкция микшерного пульта, проектируемого в данном дипломном проекте, представлена одной конструкторской единицей в форме параллелепипеда с наклонной передней панелью для лучшей ...

Проектирование эквалайзера с активными фильтрами

Скачать

31278

2

0

... Для уменьшения массы и габаритных размеров готового устройства выбираются планарные корпуса микросхем мА741, R01374 и вМ324. 2. Расширенное техническое задание Наименование изделия: "Эквалайзер с активными фильтрами". Эквалайзер представляет собой многополосный регуляторы тембра, позволяющий осуществлять одновременную и взаимонезависимую регулировку на нескольких частотах, предназначен для ...

Разработка лабораторной установки по исследованию каналов утечки речевой информации

Скачать

116125

22

32

... в качестве устройства регистрирующего уровень наведенного сигнала служит селективный микровольтметр или анализатор спектра. 2.  РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ 2.1  Цель лабораторных исследований акустических каналов утечки речевой информации Целью лабораторных исследований является исследование частотных свойств элементов возможных каналов утечки речевой информации (стены, двери, ...