Усилитель низких частот

Усилитель низких частот

Введение

Целью курсового проекта является разработка конструкций и технологического процесса изготовления печатной платы устройства, а также расчетное обоснование выбора элементной базы и разработанные структуры технологического процесса.

В наше время существуют много разнообразных усилителей начиная (примерно) от 20 Вт и заканчивая тысячами кВТ. Данный курсовой проект позволит радиолюбителю собрать простой и надежный мощный усилитель НЧ на 100 Вт, обладающий малыми габаритами, минимальным числом внешних пассивных элементов обвязки, широким диапазоном питающих напряжений и сопротивлений нагрузки. Усилитель хорошо зарекомендовал себя как Усилитель Низких Частот для сабвуфера. Выходная мощность достигает 100Вт при 8 Ом. Благодаря широкому диапазону питающих напряжений и возможности отдавать ток в нагрузку до 8А, микросхема обеспечивает одинаковую максимальную выходную мощность на нагрузках от 4 Ом до 8 Ом. Конструкция усилителя выполняется на печатной плате из фольгированого стеклотекстолита. Усилитель предусматривает установку в корпус, для этого зарезервированы монтажные отверстия по краям платы. Микросхему усилителя необходимо установить на тепоотвод. В качестве радиатора можно использовать металлический корпус или шасси. При монтаже необходимо использовать теплопроводящую пасту КПТ-8. Между корпусом микросхемы и радиатором необходимо установить диэлектрическую теплопроводящую прокладку. Также существует и аналог этому УНЧ это, УМЗЧ на 2-х микросхемах ТDA 7294 с выходной мощностью 2х70 в режиме стерео или 150 Вт в режиме моно (Журнал «Радио» №7 2002 стр.20).

В текущей пояснительной записке данного курсового проекта будут предоставлены следующие разделы:

– техническое описание устройства - данный раздел содержит обоснование метода изготовления печатной платы, описание этапов типового технологического процесса изготовления печатной платы, маршрутный карты описываемого устройства;

– конструктивное использование устройства - раздел содержит обоснование выбора класса точности печатной платы, расчет конструктивных параметров печатной платы;

– технологическое исполнение устройства

– расчетная часть - содержит расчет надежности представленного устройства и его технологичность;

– заключение - вывод по проделанной работе;

1. Разработка технического задания

1.1 Наименование и область применения изделия

Усилитель НЧ 100 Вт (TDA7294) изготовлен на одной микросхеме TDA7294. Предназначен для усиления низких частот звука. Область применения данного УНЧ крайне разнообразна. Усилитель можно использовать как на открытом воздухе для проведения различных мероприятий, так и в домашних условиях в составе Вашего музыкального аудиокомплекса. Хорошо подходит как Усилитель Низких Частот для сабвуфера.

1.2 Основания для разработки

Устройство Усилитель Низких Частот 100 Вт (TDA7294) разработано на оснований схемы электрической принципиальной КП 230101.36.19.00. ЭЗ и описания устройства.

1.3 Источники разработки

Интернет www.masterkit.ru

1.4 Основные технические характеристики

Таблица 1. Основные технические характеристики.

1.5 Цель и назначение разработки

Создать не дорогостоящие и надежное в эксплуатаций устройство.

1.6 Технические требования

УНЧ выполнен на интегральной микросхеме TDA 7294. Эта ИМС представляет собой УНЧ класса АВ. Благодаря широкому диапазону питающих напряжение и возможности отдавать ток в нагрузку до 10 А, микросхема обеспечивает одинаковую максимальную выходную мощность на нагрузке от 4 ОМ до 8 Ом. Конструктивно выполнен на печатной плате из фольгированого стеклотекстолита.

1.6.1 Состав изделия

Таблица 2. Состав изделия.

1.6.3 Условия эксплуатации

После сборки усилителя необходимо проверить правильность сборки и пайки. Перед включением проверить полярность питания.

2. Анализ схемотехнического решения устройства

2.1 Выбор и обоснование элементной базы устройства

Элементной базой называется электрорадио изделия, объединенные между собой электрически и выполняющие полезную функцию по формированию и преобразованию сигналов.

В элементную базу данного устройства входят:

– интегральная микросхема TDA 7294;

– резисторы с постоянным сопротивлением;

– конденсаторы

2.1.1 Описание ИМС

Интегральная микросхема - это изделия, выполняющие определенную функцию преобразования, обработку сигнала и хранения информации, и имеющие высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов, которые с точки зрения требований к испытаниям приямки, поставке и эксплуатации, рассматривается как единое целое. Микросхема представляет собой одноканальный усилитель низкой частоты с защитой от короткого замыкания и термозащитой.

Область применения: бытовая звуковоспроизводящая аппаратура.

Корпус: Multiwatt 15

Производитель: SGS-Thomson Microelectronics

Электрические параметры микросхемы:

Постоянное напряжение питания - ± 40 В

Минимальное напряжение питания при котором сохраняются рабочие параметры микросхемы - ± 10 В

Максимамальный выходной ток - 10 А

Потребляемый ток в режиме покоя - 30 мА

Номинальная выходная мощность - 50 Вт

Коэффициент нелинейных искажений (при f = 1 кГц , Pвых = 5 Вт) - 0,05%

Рисунок 1. Микросхема TDA 7294

2.1.2 Описание резисторов

Постоянные резисторы - пассивные элементы электрической цепи, в идеале характеризуемые только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома: мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально току проходящему через него U(t)= R*I(t).

МЛТ резисторы - металлизированные лакированные теплостойкие, состоят из фарфоровых цилиндрических оснований с токопроводящим слоем из специальных сплавов, наружная часть покрыта слоем эмали, защищающей резистор от механических воздействий и влаги.

На практике же резисторы в той или иной степени обладают также паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольтамперной характеристики.

Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,25 Втизображен на рисунке 2

Рисунок 2- УГО МЛТ резистора

Таблица 3

Габаритные размеры МЛТ резисторов в зависимости от наминала мощности

2.1.3 Описание конденсаторов

Конденсатор - это элементы электрической цепи, состоящие из проводящих электродов (обкладок), разделенных диэлектриком, и предназначенные для использования их электрической емкости. Емкость конденсатора есть отношение заряда конденсатора к разности потенциалов, которую заряд сообщает конденсатору. Благодаря свойству быстро накапливать и отдавать электрическую энергию конденсаторы нашли широкое применение в качестве накопителей энергии в различных фильтрах и в импульсных устройствах. В устройстве используются резисторы: К50-35, К73-17

Рисунок 1.4 - УГО конденсатора

2.2. Разработка схемы электрической структурной устройства

Структурная схема - схема, которая определяет основной состав изделия, и его функциональные части, их назначение и взаимосвязь.

Оформление структурной схемы технологического процесса изготовления устройства

Структурная схема технологического процесса изготовления устройства представлена на чертеже ПР 230101.3619.00 C1.

2.3 Разработка схемы электрической принципиальной устройства

Принципиальная схема - определяет полный состав элементов изделия и связей между ними и дает детальное представление о принципе работы устройства. На основе принципиальных схем разрабатывают схемы соединений элементов, узлов и устройств. Схема электрическая принципиальная указывает все элементы необходимые для построения устройства или его узла, связи между элементами и элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи.

Схема электрическая принципиальная устройства представлена на чертеже ПР. 210101.361900 Э3

3. Конструктивное исполнение устройства

3.1. Выбор и обоснование конструкций печатной платы устройства

Любое электронное устройство имеет основные уровни конструктивной иерархии:

- нулевой уровень - на этом уровне находятся конструктивно неделимые элементы, то есть микросхемы (основа элементной базы всех электронных устройств);

- первый уровень - на этом уровне неделимые элементы объединяются в схемные сочетания. К первому уровню относятся печатные платы и большие гибридные интегральные схемы;

- второй уровень - данный уровень включает в себя конструктивные единицы, предназначены для механического и электрического объединения элементов первого и второго уровней (блоки, субблоки, панели);

Существуют электронные устройства, которые имеют 3 и 4 уровни:

- третий уровень - уровень реализующийся в виде стойки или шкафа внутренний объём которого заполняется конструктивными элементами второго уровня;

- четвёртый уровень - включает в себя несколько стоек шкафов, соединённых кабелем;

К таким устройствам относятся ЭВМ и прочие вычислительные и цифровые устройства.

Печатная плата, как было сказано выше, относится к первому иерархическому конструктивному уровню, это можно объяснить тем что она является, буквально, основой любого электронного устройства, так как на ней размещаются все ЭРЭ и монтажные соединения. Печатная плата - изделие, состоящее из плоского изоляционного основания, с отверстиями, пазами, вырезами и системой токопроводящих полосок (проводников), предназначенное для установки и коммутации электрорадио изделий и функциональных узлов в соответствии со схемой электрической принципиальной. Тип печатной платы выбирается в зависимости от назначения (от области применения) будущего устройства. Это определяется тем, что каждый тип печатной платы относится к определённому классу точности. Типы печатных плат также отличаются по надёжности, ремонтопригодности, по условиям эксплуатации, прочности печатного монтажа. Наиболее простым типом печатной платы является печатная плата однослойная односторонняя. Которая имеет первый класс точности, используется в мелкосерийном производстве или в одиночном, имеет наименьшую из всех надёжность. Самый сложный тип П.П. - многослойная печатная плата.

Страницы: 1, 2