Sistem Analogic de Prelucrare a Semnalelor de Audiofrecvență

1. Introducere

1.1 Tema proiectului

Să se proiecteze, să se verifice prin simulare în Spice şi să se realizeze practic un sistem analogic de prelucrare a semnalelor de audiofrecvenţă, alcătuit din:

• 2 preamplificatoare:

- un preamplificator cu rezistenţă de intrare mare ( );

- un preamplificator pentru bandă magnetică sau doză magnetică (conform datelor de proiectare);

• 1 mixer analogic cu 3 intrări:

- o intrare directă;

- o intrare pentru semnalul cules de la preamplificatorul cu rezistenţă de intrare mare;

- o intrare pentru semnalul cules de la preamplificatorul pentru bandă magnetică sau doză magnetică;

• 1 corector de ton pentru frecvenţe joase şi înalte sau 1 egalizor grafic.

1.2 Datele de proiectare

• pentru preamplificatorul cu rezistenţă mare de intrare:

- ;

- câştigul ;

• pentru preamplificatorul de bandă magnetică sau doză magnetică:

- câştigul ;

- frecvenţele caracteristice: ;

• pentru mixerul analogic (circuitul sumator):

- câştigul ;

- Rin1,min=10k;

• pentru egalizorul grafic

- câştigul ;

- frecvenţele caracteristice: ;

f1=32

f2=64

f3=125

f4=250

f5=500

f6=1k

f7=2k

f8=4k

f9=8k

f10=16k

• frecvenţele limită ale benzii de audiofrecvenţă:

• amplitudinea semnalului la ieşirea mixerului: ;

• alimentare: .

1.3 Schema bloc

Fig. 1.1 Schema bloc a sistemului analogic de prelucrare a semnalelor de audiofrecvenţă

1.4 Consideraţii privind alegerea amplificatoarelor operaţionale

Conform [2, Capitolul 3] AO se alege după mai multe criterii.

AO trebuie să poată redea la ieşirea lui semnalul amplificat, fără a-i deteriora forma. Dacă AO nu poate urmări semnalul amplificat (AO este “leneş”, având viteza mică), atunci forma sinusoidală a semnalului de ieşire este transformată de AO într-o formă triunghiulară. Parametrul care caracterizează viteza de variaţie a semnalului de la ieşirea AO se numeşte Slew Rate, prescurtat SR.

Criteriul SR permite evaluarea SR-ului necesar pentru AO care va fi ales, după formula:

(1.1)

unde

• fmax reprezintă valoarea maximă a frecvenţei semnalelelor prelucrate, în cazul benzii de audiofrecvenţă;

• – amplitudinea semnalului de la ieşirea AO.

Pentru a simplifica proiectarea se presupune că semnalele Ui1, Ui2 şi Ui3 au astfel de amplitudini încât tensiunea de la ieşirea etajului mixer are amplitudinea , prezentată la datele de proiectare.

Exemplul 1.1: Câştigul pozitiv al corectorului de ton este 20dB, ceea ce corespunde la o amplificare egală cu 10. Rezultă

(1.2)

Astfel, pentru rezultă , şi se obţine SR necesar

Exemplul 1.2: Câştigul pozitiv al egalizorului grafic este 12dB, ceea ce corespunde la o amplificare egală cu 4. Rezultă

(1.3)

Astfel, pentru rezultă , şi se obţine SR necesar

Concluzii:

• se poate lucra cu AO de uz larg, deci ieftin, cum ar fi A741, care are SR=0,5V/s;

• este avantajos să se utilizeze acelaşi tip de AO în toate etajele (se va verifica pe parcursul proiectării dacă acest lucru este posibil);

• este economic să se utilizeze un singur circuit integrat care conţine 4 AO de tipul 741, cum este de exemplu circuitul LM324.