Устройства шумоподавления

Развитие современной техники звукозаписи. Характеристики устройств шумоподавления. Рабочие характеристики ШП Dolby-B. Принципиальная схема компандерного ШП. Расчет корректирующего фильтра верхних частот. Реакция цепи на гармоническое воздействие.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 26.10.2011
Размер файла 2,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ И РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

1.1 Характеристики известных устройств шумоподавления

1.2 Рабочие характеристики ШП Dolby-B

1.3 Структурная схема ШП Dolby - B

2. РАСЧЕТ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ШУМОПОДАВИТЕЛЯ DOLBY-B

2.1 Разработка функциональной схемы

2.2 Статические и динамические характеристики и параметры

2.2 Расчет параметров функциональной схемы

3. РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ШУМОПОДАВИТЕЛЯ DOLBY-B

3.1 Принципиальная схема компандерного ШП

3.2 Расчет корректирующего фильтра верхних частот

4. ЭЛЕКТРОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

5. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ ШУМОПОДАВИТЕЛЯ

6. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

6.1 Технико-экономическое обоснование проекта

6.2 Расчет затрат на техническую подготовку производства

6.3 Расчет оптовой цены изделия

6.4 Расчет прибыли ожидаемой у предприятия изготовителя

6.5 Расчет интегрального коэффициента качества

7. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

7.1 анализ условий труда при работе с ПЭВМ

7.2 Меры защиты от вредного воздействия производственных факторов

7.3 Пожарная безопасность при моделировании

7.4 Охрана окружающей среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

Современная техника звукозаписи достигла высокого уровня. Применение стереофонических и квадрофонических систем звуковоспроизведения позволяет получить звучание, мало отличающееся от естественного. Тем не менее, улучшение качественных показателей аппаратуры остается актуальной задачей. С одной стороны, это вызвано дальнейшим ростом требований к верности воспроизведения звука в условиях постоянного усложнения технологии записи и звукопередачи (многократная перезапись, использование каналов радиовещания и связи и т. п.), то есть в условиях, когда сигнал подвергается многократной обработке и для снижения суммарных искажений и помех влияние каждого звена должно быть достаточно малым. С другой стороны, на это оказывают влияние экономические соображения, в частности стремление к повышению плотности записи (применительно к магнитной записи - уменьшение скорости ленты и ширины дорожки записи). Следует отметить, что такой важный параметр, как отношение сигнал/шум при повышении плотности записи ухудшается в большей степени, чем другие параметры (например, нелинейные искажения, детонация и т. п.). Компенсировать это ухудшение традиционными методами (такими как применение малошумящих усилителей и звуконосителей) полностью не удается, тем более что для таких звуконосителей как магнитная лента, в настоящее время почти достигнут теоретически возможный предел снижения уровня шумов. Решению этой задачи в большей степени способствует применение шумоподавителей. Прямое назначение систем шумоподавления - снижение проникающих в канал звукопередачи аддитивных помех, например фона, собственного шума систем. Устройства шумоподавления способны также уменьшать нелинейные искажения стационарных сигналов, что может быть достигнуто понижением максимального уровня сигналов в канале передачи. Эффект подавления помех может быть достигнут только тогда, когда мешающий сигнал лежит за пределами изменения параметров полезного сигнала - уровней, частоты. Значительно хуже поддаются ослаблению сигналы помехи, коррелирующие с полезным сигналом. Сюда относятся, в частности модуляционный шум, детонация (искажения сигнала, вызываемые неравномерностями скорости носителя записи).

Все устройства шумоподавления можно отнести к двум группам. К первой относятся устройства однократного воздействия, работающие лишь при воспроизведении, ко второй - основанные на двукратной обработке сигнала (соответственно при записи и при воспроизведении). ШП первой группы, как правило, проще, но их работа принципиально связана с подавлением части информации, содержащейся в полезном сигнале; напротив ШП второй группы сложнее, но они дают возможность полностью восстановить исходный сигнал. В дальнейшем будут рассмотрены некоторые устройства шумоподавления, получившие наибольшее распространение.

1. Анализ технического задания и разработка структурной схемы

1.1 Характеристики известных устройств шумоподавления

Высокие требования к качеству записи и воспроизведения вызвали острую необходимость в снижении шумов фонограммы, поэтому были разработаны различные системы шумопонижения (в дальнейшем СШП).

В зависимости от принципа работы шумоподавители (ШП) делятся на пороговые, динамические и компандерные.

Пороговые ШП основаны на довольно простом принципе, по которому в паузах звучания, когда шумы проявляются наиболее сильно, в тракте воспроизведения автоматически уменьшается усиление. Для «распознавания» паузы используется различие в уровнях полезного сигнала и помехи. Для определения трактов записи или передачи подбирается такое напряжение (порог срабатывания цепи шумоподавления), при котором снижение шума не сопровождается искажением динамического диапазона программы из-за дополнительного снижения уровня слабых сигналов.

Среди зарубежных устройств шумоподавления работающих по этому принципу наиболее известно NFD фирмы Panasonic (США).

Среди отечественных разработок - пороговый ШП предложенный Ю. М. Орловым. В нем шумоподавление в паузах осуществляется путем подмешивания шумов в противофазах, при наличии сигнала противофазный канал запирается и восстанавливается номинальное усиление. Время срабатывания такого устройства Те ~ 5-10 мс, время восстановления Та ~ 50 мс. Порог срабатывания устройства относительно номинального уровня напряжения от минус 15 до минус 45 дБ /1/.

Динамический подавитель шума (DNR) работает по принципу управляемого фильтра (рисунок 1.1).

В канал передачи сигнала включается фильтр НЧ первого порядка с управляемой частотой среза в полосе от 800 Гц до 30 кГц. Управляющий сигнал выделяется из суммарного (стереофонического) сигнала в полосе частот выше 6 кГц и зависит от его уровня. Выпрямитель уровня управляющего сигнала работает как пиковый детектор с постоянной времени срабатывания Те = 0,5 мс, с постоянной времени восстановления Та = 50 мс. Максимальное подавление шума около 14 дБ /1/.

Рисунок 1.2

ШП DNL (динамический ограничитель шума), предложенный фирмой Philips (Голландия) изображен на рисунке 1.2.

Принцип работы этого устройства основан на управляемой фильтрации НЧ сигнала с использованием выделяемого из него управляющего сигнала. Кроме фильтра НЧ с управляемой в широком диапазоне характеристикой пропускания в канале управления имеется также фазовый фильтр для коррекции фазовой характеристики основного канала передачи и улучшения характеристики фильтра НЧ. Частота среза фильтра ВЧ фиксирована и составляет 4,5 кГц, а коэффициент передачи регулируется в зависимости от уровня сигнала. Управляющий сигнал выделяется из отфильтрованного сигнала и зависит от его уровня, благодаря чему время установления может быть очень малым. При низких уровнях сигнала частотная характеристика передачи в результате регулирования получает вид, соответствующий чувствительности слуха. Этот ШП улучшает отношение сигнал/шум на частоте 6 кГц примерно на 5 дБ, на частотах свыше 10 кГц - более чем на 20 дБ /1/.

Основное достоинство динамического фильтра - возможность снижения шумов не только при записи или воспроизведении, но и самой фонограммы. К недостаткам шумоподавителей такого типа относятся изменение динамического диапазона фонограммы и эффект модуляции шума, который, в различной степени, присущ любой системе понижения шума. Этот эффект проявляется в слышимых колебаниях уровня шума при изменениях уровня составляющих полезного сигнала.

Влияние указанных недостатков на качество работы канала звукопередачи в значительной мере ослаблено в отечественном динамическом фильтре «Маяк». Это стало возможным благодаря повышению точности управления полосой пропускания в зависимости от спектра звуковой программы.

Рисунок 1.3

Устройство ШП «Маяк» /6/ (смотри рисунок 1.3) содержит два фильтра НЧ, частота среза первого фильтра выбирается равной верхней частоте рабочего диапазона, а частота среза второго фильтра - изменяется в диапазоне от 1,5 до 18 кГц (в исходном состоянии она равна 1,5 кГц). Сигналы с выходов фильтров преобразуются в сумматоре таким образом, что на его выходе присутствуют составляющие сигналы, расположенные выше частоты среза управляемого фильтра. Влияние низкочастотных составляющих на качество работы магнитофона ослабляется во взвешивающем фильтре. Порог шумопонижения устанавливается порогом ограничения минимума, а дифференциатор обеспечивает увеличение напряжения управления, превышающего порог срабатывания, пропорционально росту частоты. В амплитудном детекторе напряжение управляющего сигнала преобразуется в постоянное с требуемым временем установления и восстановления. Выходное напряжение детектора является управляющим частотой среза управляемого фильтра.

Динамический фильтр обеспечивает ослабление шума на частотах выше 1,5 кГц - 12 дБ на октаву, а на частоте 20 кГц - 40 дБ коэффициент гармоник не более 0,3% во всем диапазоне. Коэффициент передачи равен 1. Следует отметить, что ШП «Маяк» по своим параметрам превосходит аналогичные СШП и не уступает компандерной системе «Dolby-В».

Компандерные системы шумоподавления нашли широкое применение в связи и звуковом вещании. Компандерами в узком смысле слова обозначаются системы, с помощью которых на стороне источника сигнала динамический диапазон сигнала сжимается, а на стороне приема расширяется по обратному закону. Изменения динамического диапазона сигнала на выходе компрессора и экспандера характеризуются коэффициентами сжатия с и расширения р. Коэффициент сжатия (расширения) представляет собой отношение уровня сигнала на выходе компрессора (экспандера) к уровню входного сигнала. Условие отсутствия искажений в компандерной системе - с р=1.

По спектру обрабатываемых сигналов компандерные системы различаются на: а) компандерные с переменной АЧХ; б) широкополосные компандеры; в) комбинированные и многополосные компандеры.

Типичными представителями ШП компандерного типа с переменной АЧХ являются ШП Dolby, названные так по имени своего изобретателя американского инженера Р. М. Долби. Широкому распространению этих систем шумопонижения способствовали усовершенствования, позволившие преодолеть недостатки обычных компандеров.

Система ШП Dolby-А разработана для профессиональной аппаратуры. Структурная схема представлена на риаунке 1.4.

Рисунок 1.4

Ее особенностью является разделение спектра входного сигнала на четыре части с помощью фильтров, пропускающих полосы частот от 30 до 80, от 80 до 3000, от 3000 до 20000 и от 9000 до 20000 Гц. Выбор полос пропускания определяется спектром наиболее характерных шумов и помех и особенностей их восприятия слухом. Так, в полосе пропускания первого фильтра лежит частота фона переменного тока 50 Гц, в полосе пропускания ПФ2 - переходные помехи и помехи копирэффекта, ПФ4 - структурные помехи, обусловленные неоднородностью ферромагнитного слоя ленты и высокочастотные модуляционные помехи.

В каждой из полос динамический диапазон сжимается в канале записи и в канале воспроизведения расширяется посредством изменения коэффициента передачи каналов только при уровнях входного сигнала, лежащих ниже заданного уровня Nнорм. Сигналы с выхода компрессоров добавляются к сигналу основного тракта, а в приемной части системы соответственно вычитаются при уровнях менее Nнорм. Сигналы более высокого уровня проходят через компандер и экспандер без изменений. Для поддержания номинального уровня сигнала и устранения выбросов при его прохождении через компрессор и экспандер перед ними включены ограничители максимальных уровней. Улучшение отношения сигнал/шум в диапазоне частот от 30 до 15000 Гц составляет примерно 10 дБ, а на более высоких частотах - 15 дБ.

Положительная сторона системы Dolby-А - подавление мультипликативной, модуляционной помехи, возникающей, например, из-за неконтакта при воспроизведении магнитной фонограммы. Дополнительный тракт системы Dolby-А универсален и используется дважды - при записи и воспроизведении. Поэтому искажения АЧХ и ФЧХ фильтрами при записи компенсируется искажениями обратного знака при воспроизведении. Это важное достоинство системы Dolby-А. Но аппаратура этой системы сложна и очень дорога /4/.

Рисунок 1.5

Для бытовой и полупрофессиональной аппаратуры используют системы Dolby-В и Dolby-С. В системе Dolby-В принцип деления на частотные полосы не используются. Шумоподавление осуществляется на частотах, превышающих 1 кГц. В остальном работа устройств А и В аналогична. Подробно ШП Dolby-B будет рассмотрен ниже.

Dolby-С (рисунок 1.5) предназначен для бытовой аппаратуры магнитной записи звука и представляет собой два включенных последовательно каскада шумопонижения типа Dolby-В.

В этой системе используются каскады с плавно изменяемой полосой пропускания, которые работают в одном частотном диапазоне, но реагируют на сигналы разных уровней. Частота среза фильтра верхних частот 375 Гц. В отличие от системы Dolby-B система Dolby-С более сложная, но обеспечивает шумопонижение в начале динамического диапазона до 20 дБ.

Dolby-SR - система для профессиональных устройств звукопередачи. Она содержит три каскада компрессирования, причем в каждых из них входной сигнал разделяется на один или два полосовых сигнала. Во всех каскадах сжатие проводится на определенных уровнях сигнала (порог уровней срабатывания минус 30, минус 48, минус 62 дБ). В первых двух каскадах граничная частота разделения сигнала лежит около 800 Гц, каскад с порогом минус 62 дБ обрабатывает сигналы лишь на частотах выше 800 Гц. В каждом из пяти каскадов имеется фильтр с фиксированной частотой среза и фильтр с переменной частотой среза. Кроме того, в шумоподавителе имеются схема защиты от перегрузок и частотный корректор.

Несмотря на все достоинства, возможности рассмотренных выше систем ограничены именно их предназначением, а именно подавление помех в высокочастотной части спектра. Поэтому применение их, например, в кинематографе невозможно.

Рассмотрим широкополосные компандеры.

Компандер dbx изображен на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6

Он используется как в профессиональной так и в бытовой звукотехнике. Полосовой фильтр на входе имеет граничные частоты 27 Гц и 20 кГц. Подъем уровня сигнала в области частот выше 2 кГц на 10 дБ обеспечивает фиксированный корректор верхних частот (граничные частоты 370 Гц и 1,59 кГц). Последовательное включение этих устройств обеспечивает снижение относительного уровня высокочастотного шума в канале воспроизведения даже при небольшом коэффициенте сжатия. Для того чтобы исключить опасность перегрузки канала при больших сигналах верхних частот, в детекторе уровня имеется каскад взвешивания частотной характеристики (фильтр ВЧ с граничной частотой 48 кГц и частотный корректор, работающий в полосе от 440 Гц до 4,8 кГц. Коэффициент сжатия ?, постоянные времени восстановления и срабатывания не менее 20 мс /2/.

Комбинированные компандеры (широкополосные с переменной АЧХ).

Рисунок 1.7

Система «Highcom» разработана специально для бытовой аппаратуры, содержит два управляемых усилителя (рисунок 1.7). Получаемый коэффициент сжатия ?. Для согласования с динамическими характеристиками кассетных магнитофонов в каждый усилительный канал введена дополнительная цепь коррекции ВЧ с подъемом примерно на 17 дБ (частоты 1,2 кГц и 8,6 кГц). Кроме того, в канале записи магнитофонов имеется еще одна цепь коррекции сигнала малого уровня на частотах выше 8 кГц. Компандирование с коэффициентом ? касается входных сигналов лишь до уровня минус 30 дБ. При уровнях сигнала ниже минус 30 дБ вступает в работу цепочка фиксированной коррекции (билинейный компандер). Характеристики такого компандера весьма схожи с характеристиками компандера с переменной АЧХ (при одночастотных входных сигналах). Снижение относительно уровня шума при измерениях с частотным взвешиванием достигает - 20 дБ, при измерениях без частотного взвешивания - около 15 дБ. Время срабатывания рассматриваемого устройства Те = 0,3 мс, т. е. Оно работает в режиме пикового детектирования. Процесс восстановления имеет переменную постоянную времени. В течение первых 25 мс постоянная времени восстановления весьма велика, что позволяет сохранять практически неизменным коэффициент усиления. Если за это время уровень сигнала не увеличился (т. е. сигнал действительно закончился), то постоянная времени восстановления уменьшается почти в 10 раз, т. е. время восстановления системы регулирования достигает 80 мс (суммарное время восстановления Та = 105 мс). Для переключений используется одновибратор с ? = 25 мс, который срабатывает каждый раз, когда сигнал достигает максимального уровня /2/.

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

Из отечественных систем шумоподавления компандерного типа известно устройство условно названное «Компандер-20» разработанное Н. Суховым (рисунок 1.8). Статические и динамические характеристики этого устройства близки к соответствующим характеристикам компандера Dolby-С. «Компандер-20» обеспечивает реальное шумопонижение не менее 19 дБ, коэффициент гармоник - порядка 0,3%, коэффициент сжатия ?, частотный диапазон от 150 до 25000 Гц. В режиме записи усиленный входной сигнал поступает на управляемый фильтр НЧ, в котором обеспечивается основная обработка - экспандирование. В отсутствии входного сигнала частота среза ФНЧ 150 Гц. С повышением уровня или частоты входного сигнала канал управления частотой среза ФНЧ постепенно расширяет его полосу пропускания и при уровне входного сигнала, близком к номинальному, АЧХ для синусоидального сигнала становится горизонтальный во всем звуковом диапазоне. Сигнал, снимаемый с выхода управляемого ФНЧ и прошедший через цепь выравнивания спектрального скоса, является выходным сигналом экспандера. В режиме записи для формирования комплементарных амплитудно-частотных характеристик управляемый ФНЧ и цепь выравнивания спектрального скоса включаются в цепь ООС, охватывающей усилитель, а компрессированный сигнал поступает на выход записи /10/.

Важным недостатком компандерных систем является жесткое требование к временной нестабильности АЧХ. В компандерных шумоподавителях неизбежно возникают ошибки слежения. Их влияние на конечный сигнал сильно зависит от устройства системы, но сводится преимущественно к двум моментам: к искажению процессов нарастания и спада звуков, что изменяет их тембр и к появлению помех срабатывания. Основной причиной появления щелчков и хлопков является следующий факт. При быстрой реакции компрессора на скачок уровня сигнала ослабляются одновременно все частоты в полосе, обрабатываемой компрессором. На экспандере составляющие разных частот из-за фазовых сдвигов проходят с разбегом по времени, но обрабатываются одновременно. Как результат, появляются импульсные погрешности в выходном сигнале и соответственно щелчки срабатывания. При малых уровнях сигнала представляет проблему проникновение разнообразных помех в цепи управления компрессором или экспандером. Для уменьшения проникновения радиочастотных помех на входах компрессора обязательно должен быть полосовой фильтр, отсекающий сигналы с частотами, выходящими за пределы звуковой полосы частот. Отсутствие такого фильтра приводит к неработоспособности шумоподавителя в реальных условия.

Каждая из рассмотренных СШП имеет свои достоинства, свои недостатки и свои области применения. Компандер Dolby-B уступает некоторым устройствам по уровню шумопонижения (для Dolby-B - 10 дБ) и его равномерности на всем частотном диапазоне (подавление на 600 Гц - 3 дБ, 1,2 кГц - 6 дБ, 2,4-5 кГц - 8 дБ). И тем не менее система шумоподавления Dolby-B является наиболее часто используемой в бытовой звуковоспроизводящей и звукозаписывающей аппаратуре. Это обусловлено тем, что компандер Dolby-B сравнительно недорог благодаря простоте и широко выпускаемой для него специализированной интегральной схеме, содержащей все его элементы.

1.2 Рабочие характеристики ШП Dolby-B

Принцип работы шумоподавителя Dolby-B поясняется на рисунке 1.9., При записи путем суммирования сигнала прямого канала с сигналом, проходящим через блок регулировки БР, формируется амплитудная характеристика, показанная на рисунке 1.10. Блок регулировки представляет собой компрессор с большим диапазоном регулирования. Благодаря такой амплитудной характеристике регулируемая составляющая оказывает влияние на суммарный сигнал лишь при малых уровнях входного (компрессируемого) сигнала; это практически означает, что регулировке подвергаются сигналы на нижнем участке динамического диапазона, что способствует снижению нелинейных искажений. Подъем сигналов с низким уровнем составляет 10 дБ. Именно на эту величину улучшается отношение сигнал/шум. На входе экспандера (канал запись/воспроизведение) в режиме воспроизведения сигнал с выхода блока регулировки суммируется в противофазе с сигналом основного канала. Уменьшение коэффициента передачи на малых уровнях компенсирует соответствующий подъем при записи, поэтому результирующая характеристика получается прямолинейной.

Шумоподавление в Dolby-B осуществляется лишь на частотах, превышающих 1 кГц, которые наиболее заметны на слух, поэтому блок регулирования (в отличие от Dolby-А) содержит один фильтр и одно управляемое звено. Характеристика преобразования имеет вид для компрессора и для расширителя.

Для выходного напряжения компрессора можно записать следующее выражение

(1.1)

где U2 - выходное напряжение компрессора; U1 - входное напряжение компрессора; F1(w,U1) - характеристика преобразования компрессора.

Соответственно выходное напряжение расширителя

(1.2)

где U4 - выходное напряжение экспандера; U3 - входное напряжение экспандера; F2(w,U4) - характеристика преобразования экспандера.

Если канал между компрессором и расширителем имеет коэффициент передачи, равный единице, и не вносит частотных искажений (важное требование для нормальной работы компандерных устройств), то U2=U3. Учитывая это условие и проведя некоторые преобразования получим:

(1.3)

Таким образом, для исключения искажений в сигнале, что имеет место когда выходное напряжение U4 равно входному U1, необходимо выполнить условие , по которому блоки регулирования должны осуществлять идентичное преобразование сигнала. Для выполнения этого

Рисунок 1.9

Рисунок 1.10

Рисунок 1.11

Рисунок 1.12

условия можно использовать один и тот же блок и коммутировать его соответствующим образом при переводе устройства из режима воспроизведения в режим записи и обратно. В этом заключается большое достоинство шумоподавителя Dolby: благодаря двукратному использованию управляющего канала упрощается схема устройства и автоматически гарантируется точное восстановление исходного сигнала.

Однако для обеспечения совместимости фонограмм, записанных и воспроизводимых на разных магнитофонах, рабочие характеристики должны быть нормированы. Передаточная характеристика, блока регулирования нормируется следующим образом. Частотная зависимость реализуется с помощью однозвенного RC-фильтра верхних частот, имеющего передаточную характеристику ,

(1.4)

где t (численно равный постоянной времени RC-цепочки) равен 106 мкс. Требуемая зависимость f(U) реализуется путем включения в канал управления ограничителя, имеющего амплитудную характеристику, изображенную на рисунке 1.11. Для малых уровней (ниже - 30 дБ), соответствующих начальному прямолинейному участку ограничителя, f(U)=1 и передаточная характеристика блока регулирования имеют следующий вид

(1.5)

где коэффициент 2,29 характеризует начальное (основное) усиление этого блока. Данный коэффициент (наряду со значением t =106 мкс) является основным параметром системы Dolby-B; в частности, применительно к компрессору он означает, во сколько раз суммируемая регулируемая составляющая превышает сигнал основного канала. Она характеризует так же максимальный подъем верхних частот и величину шумоподавлен ия на этих частотах, равную примерно 10 дБ.

С учетом выражения (5) характеристика компрессора (1) для малых значений уровня приобретает следующий вид

Соответствующая этому выражению характеристика компрессора для уровня минус 40 дБ приведена на рисунке 1.12 (кривая 3); такой же вид кривой действителен для всех значений уровня сигнала ниже минус 30 дБ.

Обратная характеристика расширителя для этого диапазона уровней получается аналогично, если подставить выражение (5) в (2):

Найдем теперь выражение характеристики системы для средних значений уровня минус 20 дБ. Эта характеристика примечательна тем, что она действует при проверке амплитудно-частотных характеристик канала воспроизведения магнитофона с помощью измерительных лент (опорный уровень при этом на 20 дБ ниже максимально нормированного уровня намагниченной ленты).

Передаточная характеристика компрессора в соответствии с выражениями (1) и (5) в общем виде может быть записана следующим образом:

Значение функции f(U) можно получить из рисунка 1.12. для данного

случая (Nвх =-20 дБ) это значение примерно равно 0,5 (вследствие уменьшения коэффициента передачи ограничителя на 6 дБ) и полученную формулу можно преобразовать следующим образом:

Соответствующая этому выражению характеристика компрессора представлена кривой 2 на рисунке 1.12. Для частот ниже 500 Гц (wt 1) она идет параллельно кривой 3, а в области высоких частот (wt > 1) отличается от нее тем, что подъем составляет не 10, а 6 дБ. Аналогично можно получить формулу характеристики расширителя. При дальнейшем увеличении уровня подъем соответственно снижается. При максимальном уровне (0 дБ) характеристика практически становится прямолинейной (линия 1 на рисунке 1.12), так как ограничитель при этом вносит затухание около 25 дБ и регулируемая составляющая не превышает 1 дБ (по отношению к уровню в основном канале).

1.3 Структурная схема ШП Dolby - B

Структурная схема компандерного шумоподавителя по системе Dolby-B приведена на рисунке 1.11.

В режиме записи (переключатель SA в положение “З”) сигнал разделяется на два канала основной и дополнительный. В основном канале сигнал не претерпевает изменений. Тракт дополнительного канала образуют управляющий фильтр, усилитель, ограничитель частотных выбросов. Коэффициентом передачи дополнительного канала управляем управляющий усилитель-выпрямитель. Управление осуществляется таким образом, что чем ниже уровень высокочастотных составляющих, тем больше коэффициент передачи дополнительного канала. Сигналы от основного и дополнительного каналов суммируются на входе сумматора, чем и обеспечивается подъем амплитудно-частотной характеристики в области верхних частот.

В режиме воспроизведения (переключатель SA в положение “В”) каскады дополнительного канала включаются в цепь обратной связи. Параметры цепи выбраны такими, что чем больше уровень высокочастотных составляющих, тем больше глубина обратной связи и меньше коэффициент передачи дополнительного каскада.

2. Расчет функциональной схемы шумоподавителя Dolby-B

2.1 Разработка функциональной схемы

Для сжатия и расширения динамического диапазона сигнала в компандерных устройствах используются авторегуляторы как инерционного типа, так и безинерционного, причем последние обычно проще в использовании. Для преобразователей мгновенного действия пригодны потенциометрические схемы с включением нелинейных элементов (рисунок 2.1), в качестве которых могут быть использованы диоды, варисторы.

Рисунок 2.1

В этом случае при преобразовании сигнала возникают нелинейные искажения, однако при надлежащем подборе характеристик каждого из нелинейных элементов результирующая амплитудная характеристика будет линейной, то есть произойдет взаимная компенсация искажений. Однако для высококачественной передачи музыки выполнить это требование довольно сложно. Кроме того, даже если характеристики нелинейных преобразователей идеально взаимообратимы, но канал передачи имеет амплитудно-частотные и фазо-частотные искажения, то полной взаимной компенсации нелинейных искажений не получится. По этим причинам компандерные устройства мгновенного действия применяются лишь при передаче речи в специальных системах связи, где нелинейные искажения не играют такого большого значения, как при художественной передаче речи и музыки /1/. Область применения разрабатываемого компандера - аудиовизуальный комплекс, где требуется высококачественная передача музыки, поэтому для сжатия и расширения динамического диапазона необходимо использовать инерционное компандерное устройство. Рассмотрим функциональную схему компрессора входящего в инерционное компандерное устройство по системе Dolby-B.

Функциональная схема компрессора Dolby-B изображена на рисунке 2.2, сигналы разделяются на два канала основной и дополнительный. Сигнал обрабатывается в дополнительном канале и складывается с сигналом основного канала на выходе компрессора. Коэффициент передачи основного канала выбран равным единице. Коэффициент передачи дополнительного канала достигает максимального значения 2,29 для сигнала с уровнем ниже порога срабатывания системы (минус 30 дБ), при этом коэффициент передачи компрессора равен 1+2,29=3,29 , что чуть больше 10 дБ. При увеличении уровня входного сигнала коэффициент передачи дополнительного канала на частоте сигнала уменьшается и при подаче на вход компрессора сигнала с уровнем 0 дБ влияние дополнительного канала практически равно нулю, а коэффициент передачи компрессора равен 1. Таким образом, максимальное сжатие равно 10 дБ.

На входе дополнительного канала установлен фильтр ВЧ (Ф) с постоянной частотой среза, равной 1500 Гц. С выхода фильтра сигнал поступает на вход второго фильтра ВЧ (ПФ) с переменной частотой среза , которая повышается с увеличением уровня сигнала управления. При отсутствии сигнала управления начальная частота среза ПФ равна 750 Гц. Далее сигнал поступает на вход усилителя А1, имеющего линейную АЧХ в полосе пропускания фильтров. Усиленный сигнал поступает на ограничитель выбросов, затем на сумматор, где складывается с сигналом основного канала.

Управляющий сигнал формируется следующим образом. Сигнал с выхода А1 поступает на вход усилителя А2, где он подвергается частотному взвешиванию. АЧХ усилителя А2 имеет подъем с частоты 1,5 кГц до 20 кГц с крутизной 6 дБ/окт. Далее сигнал поступает на однополупериодный выпрямитель и сглаживающий фильтр. Сглаженный сигнал используется для управления частотой среза ПФ. Максимальное значение сигнала в дополнительном канале значительно меньше, чем в основном. Однако при резком возрастании входного сигнала компрессора, вследствие инерционности сглаживающего фильтра, управляющий сигнал не успевает определить изменения на входе, и это может явиться причиной выбросов на выходе компрессора. Для их устранения в дополнительном канале включен ограничитель. Уровень ограничения выбран таким образом, чтобы при воздействии стационарного сигнала любого уровня на вход компрессора ограничение не наступало. Для системы Dolby - B уровень ограничения выбран минус 18 дБ. Это значит, что при отключенном канале управления сигнал с уровнем минус 18 дБ на входе компрессора приводит к срабатыванию ограничителя. Выбросы на выходе компрессора при таком пороге не превышает 2 дБ /8/.

Рассмотренная схема по своим характеристикам удовлетворяет Т.З., и так как, дополнительный канал системы Dolby-B универсален и может использовать как при записи, так и при воспроизведении, принимаем ее за основу.Рассмотрим теперь, какие требования должны предъявляться к компрессору и экспандеру.

2.2 Статические и динамические характеристики и параметры

Для того, чтобы выходной уровень всегда соответствовал входному, необходимо, чтобы статические амплитудные характеристики компрессора и экспандера были взаимно согласованы.

Пусть Uвх.с - напряжение на входе компрессора; Uвых.с - напряжение на входе компрессора; Uвх.р - напряжение на входе экспандера; Uвых.р - напряжение на выходе экспандера, причем Uвх.р = К1 Uвых.с, где К1 - коэффициент передачи тракта между компрессором и экспандером. Предположим Uвых.с=f1 (Uвх.с) и Uвых.р = f2(Uвх.р) = f2(К1Uвых.с)=f2 (К1f1Uвх.с ), причем f1 и f2 - функции преобразования сигнала компрессором и экспандером, взаимосвязь которых необходимо определить.

Поскольку требуется восстановить первоначальный закон, то справедливо следующее соотношение:

Uвых.р =f2 (К1f1 Uвх.с )= К2 Uвх.с , (2.1)

то есть выходной уровень системы должен соответствовать входному с точность до постоянного множителя К2 . Частными решениями этого уровнения могут быть следующие выражения

f1 Uвх.с = U 1вх.с ; (2.2)

f2 U = U 2 . (2.3)

В сравнении с другими возможными видами преобразования сигнала подобная степення регулировка обладает одни преимуществом. Если построить амплитудную характеристику компрессора или экспандера и при этом откладывать по осям координат не значения напряжений, а значения уровней (то есть логарифмические величины), то эти характеристики будут иметь вид прямых линий, а отношение приращений сигналов на выходе и входе Nвых/Nвх будет постоянным для любого участка амплитудной характеристики (в пределах диапазона регулировки), равным показателю степени регулирования . Этот параметр называется также коэффициентом преобразования динамического диапазона, так как он показывает, во сколько раз изменяется динамический диапазон сигнала на выходе по отношению к входному диапазону. Применительно к компрессору и экспандеру этот параметр носит соответственно названия “коэффициент компандирования” и “коэффициент экспандирования”

Для выявления связи f1 и f2 подставим выражения (2.2) и (2.3) в (2.1); после преобразования получим:

К1 2 Uвх.с 2 1 = К2Uвх.с (2.4)

Таким образом, для того чтобы сигналы на входе и выходе компандерной системы соответствовали друг другу с точностью до постоянного множителя, необходимо выполнить следущее условие:

12=1.

Для компандерных шумоподавителей, которые используются в звукозаписи применяются компрессоры с коэффициентом сжатия 1/2 и экспандеры с коэффициентом расширения 2.

Применение компандерных устройств со степенным преобразованием диапазона обусловлено тем, что при рассогласовании статических амплитудных характеристик изменится лишь общий коэффициент передачи системы, но динамический диапазон останется без изменения, что вытекает из соотношений (2.1) - (2.4).

Помимо точного согласования статических амплитудных характеристик компрессора и экспандера, обеспечивающего неискаженную передачу при медленных изменениях сигнала, необходимо также согласовывать их временные характеристики для того, чтобы все переходные процессы протекали одновременно.

На рисунке 2.3 схематично показана реакция сжимателя и расширителя на скачкообразные изменения уровня; для того чтобы сигнал на выходе системы в точности повторял исходный, необходимо, чтобы постоянные времени установления и восстановления удовлетворяли определенным условиям.

а) б) в)

а - испытательный сигнал; б - переходной процесс в компрессоре;

в - переходной процесс в экспандере

Рисунок 2.3 Переходные процессы в компандерном устройстве

При степенной регулировке зависимость коэффициента передачи от входного напряжения управляющего канала должна быть следующей:

для сжимателя

.

Коэффициент передачи всей компандерной системы

.

Учитыва, что ср=1, получаем:

. (2.5)

Данное выражение показывает, что при отсутствии частотных и фазовых искажений в канале коэффициент передачи компандерного устройства в установившемся режиме будет неизменным, поскольку Uвх.р Uвых.с.

При переходных процессах управляющие напряжения изменяются по экспоненциальному закону в соответствии с временными параметрами отдельных устройств. Отсюда следует, что если постоянные времени установления и восстановления равны соответственно друг другу (tуст.с=tуст.р; tвост.с=tвост.р), то коэффицент передачи всего устройства при переходных процессах будет оставаться неизменным. При выборе постоянных времени установления и восстановления компрессора (а, следовательно, и расширителя) следует учитывать, что чем меньше время восстановления, тем лучше обеспечивается помехозащищенность слабых звуков, следующих непосредственно после сильных, поскольку в этом случае компрессор успевает восстановить прежний коэффициент усиления, пониженный при прохождении сильных сигналов; в результате слабые сигналы на выходе компрессора будут иметь более высокий уровень.

Наилучшая помехозащищенность тракта обеспечивается постоянной времени восстановления равной tвост= t / с. Оптимальное время восстановления составляет 150 мс; уменьшение постоянной времени не дает увеличения помехозащищенности, но может увеличить нелинейные искажения, возникающие вследствие пульсации управляющего напряжения.

Процессы установления и спада интенсивности звука обладают некоторой инерционностью. Для исключения пиков срабатывания(выбросов уровня) необходимо, чтобы время установления tу было меньше длительности процесса установления колебаний в источниках звука tист, а время восстановления tв меньше длительности процесса реверберации. Время установления равно 50 мс.

2.3 Расчет параметров функциональной схемы

Функциональная схема компандерного шумоподавителя реализованного на базе МПК “Орбита МП-121С” изображена на рисунке 2.4. Прямой канал шумоподавителя организован усилителями А1, А2. Дополнительный канал состоит из фильтра верхних частот, усилителя А3, ограничителя амплитуды. Цепи управления включает в себя усилитель А4, однополупериодный выпрямитель и подстроечный резистор А5.

В соответствии с ТУ МПК “Орбита МП-121С” среднеквадратичное значение выходного сигнала усилителя воспроизведения составляет 35 мВ. По ГОСТ 24838 средне-квадратическое значение на линейном выходе должно составлять 500 мВ. Отсюда получаем, что необходим шумоподавитель с коэффициентом усиления, равным

.

Когда магнитофон работает без шумоподавителя, то у нас будут задействованы только усилители А1 и А2, то есть эти два усилителя должны иметь общий коэффициент усиления Ку. Но так как усилитель А2 работает, как вычитатель у которого коэффициент усиления равен 1, то получаем коэффициент усиления А1 равный 14,3. На блоках А4, А5,U1 реализуется степенная регулировка зависимости коэффициента передачи от входного напряжения управляющего канала.

В фильтре сигнал сильно ослабевает, поэтому его необходимо усилить, для этого после фильтра стоит усилитель А3, коэффициент усиления которого выбираем равным коэффициенту усиления А1. КА3=14,3.

Рассчитанная схема компандерного шумоподавителя реализована на базе микросхемы К174ХА3А.

Эта микросхема представляет собой компандерный ШП, предназначенный для подавления шумов в трактах бытовой аппаратуры магнитной записи. Рассматриваемая интегральная микросхема обеспечивает эффективное подавление помех (щелчков, высококачественных помех с магнитной ленты), а так же модуляционных шумов и шумов от копирэффекта. Необходимо подчеркнуть, что устройства, выполненные на интегральных микросхемах, не только не уступают, но и выигрывают в сравнении с подобными устройствами на дискретных элементах, так как имеют гораздо меньшие размеры, потребляемую мощность и более просты в настройке, так как все необходимые элементы выполнены на одном кристалле. Функциональная схема ИМС показана на рисунке 3.1.

Функциональный состав интегральной микросхемы К174ХА3А:

I - стабилизатор напряжения, II - детектор, III - 5й усилитель, IV -3й усилитель, V - ограничитель напряжения, VI - управляемый резистор, VII - 4й усилитель, VIII - 2й усилитель, IX - 1й усилитель.

Назначение выводов: 1 - вход 4го усилителя, 2 - вход 2го усилителя, 3- выход 2го усилителя, 4 - выход опорного напряжения, 5 - вход 1го усилителя, 6 - выход 1го усилителя, 7 - выход 3го усилителя, 8 - коррекция 4го усилителя, 9 - общий вывод (-Uп), 10 - коррекция пятого усилителя, 11 - вход 5го усилителя, 12 - вход детектора, 13 - вывод опорного напряжения детектора, 14, 15 - коррекция постоянной времени детектора, 16 - питание (+Uп).

Работа микросхемы основана на сжатии динамического диапазона исходной фонограммы при записи, и расширение ее динамического диапазона при воспроизведении. Это воспринимается как подъем высокочастотных составляющих фонограмм (f 1 кГц) при записи и обратная коррекция при воспроизведении.

Анализ технических параметров микросхемы показывает, что выбранная ИМС удовлетворяет требованиям технического задания, поэтому в дальнейшем будем производить расчет шумоподавителя «Dolby-B» на интегральной микросхеме К174ХА3А. Технические условия приведены в приложении А

Схема включения интегральной микросхемы представлена на рисунке 3.2. Функциональная схема шумоподавителя состоит из выбранной выше микросхемы К174ХА3А и навесных элементов. Однозвенный RC-фильтр (R1,C1) включен на входе шумоподавителя для того, чтобы защитить его от наводок со стороны ГСП, возникающих в режиме «запись». Необходимая форма АЧХ корректирующего фильтра контура регулирования формируется цепью (С2, R2, C3, R3, R4, C4, C5, C7). Вход корректирующего фильтра переключается электронным коммутатором МХ1 в зависимости от работы магнитофона. В режиме «запись» вход фильтра переключен к выходу шумоподавителя (вывод 7), в режиме «воспроизведение» - к выводу 3 микросхемы. Выход фильтра подключается к входу усилителя контура регулирования (вывод 1 микросхемы).

3. Расчет принципиальной схемы шумоподавителя Dolby-B

звукозапись шумоподавление фильтр частота

3.1 Принципиальная схема компандерного ШП

ШП построен по принципу системы Dolby-B на микросхеме DA1 типа К174ХА3А. Типовая принципиальная электрическая схема включения ИМС приведена на рисунке 3.1. Коммутация режимов шумоподавителя производится полупроводниковым коммутатором на микросхеме DD1 (К561КП1).

Чтобы защитить систему шумопонижения от наводок со стороны генератора стирания и подмагничивания, на входе коммутатора включен однозвенный RC-фильтр, выполненный на элементах R1C1. Элементы С6, С7, С8, R5, R6 обеспечивают необходимый режим микросхемы и коэффициент усиления. Цепь детектора выполнена на элементах VD1, С9, С10, R7, R8, R9.

Коррекция амплитудно-частотной характеристики шумоподавителя производится элементами C2, C3, C4, C5, R2, R3, R4.

Цепи коррекции переключаются электронным коммутатором DD1 в зависимости от режима работы магнитофона. В режиме записи коммутатор подключен к выходу шумоподавителя (вывод 7 микросхемы DA1), а в режиме воспроизведения - к выводу 3 той же микросхемы. В режиме отключенного шумоподавителя цепи коррекции отключены от схемы, что обеспечивает линейную характеристику схемы. С выхода шумоподавителя сигнал через электронный ключ DD2 подавителя щелчков поступает: на выход магнитофона; на вход регулятора уровня воспроизведения; на вход усилителя записи.

3.2 Расчет корректирующего фильтра верхних частот

Принципиальная электрическая схема фильтра верхних частот приведена на рисунке 3.2.

Так как используется типовая схема включения, то номинальные значения элементов известны. Рассчитаем следующие характеристики корректирующего фильтра амплитудно-частотную, фазочастотную, входное и выходное сопротивления. Для удобства расчета представим схему корректирующего фильтра верхних частот в виде изображенном на рисунке 3.3

Здесь

Z4(w) = R4(w)

Найдем напряжение на элементах цепи, представляющей собой два последовательных соединения двух идеализированных элементов с комплексными сопротивлениями Z1(w), Z2(w), Z3(w), Z4(w).

U1=UZ1 + UZ2 (3.1)

UZ2=UZ3 + U2 (3.2)

Напряжение U2=I4Z4(w), а UZ3=I3Z3(w). По закону Ома I3=I4, тогда, подставляя полученные выражения в (3.2), получим

UZ2=I3 (Z3(w) + Z4(w)) (3.3)

Найдем ток сопротивления Z2, он будет равен

Подставляя значение UZ2 (3.3), получим

заменяя получим

(3.4)

Найдем напряжение UZ1

UZ1=Z1(w)I1, (3.5)

где I1=I2 + I3 , подставляя в (3.1) выражения (3.4), (3.5), получим

,

где U2/U1 - коэффициент передачи рассчитываемого корректирующего фильтра по напряжению.

Для расчета АЧХ и ФЧХ определим модуль коэффициента передачи и его аргумент

К(w)=Кп(jw) (3.7)

(w)=arg(Кп(jw)) (3.8)

Подставив в полученные выражения (3.7), (3.8), числовые значения получим рассчитываемые характеристики.Расчет характеристик производился по средствам программы Mathcad 6.0. Алгоритм программы расчета приведен в приложении А. Результаты расчета АЧХ приведены на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Амплитудно-частотная характеристика формирующего фильтра

Рисунок 3.5 - Фазочастотная характеристика формирующего фильтра 4 электронное моделирование

Целью моделирования на ЭВМ работа формирующего фильтра является анализ его характеристик в различных режимах. Благодаря учету большого количества характеристик реальных физических радиоэлементов в программах электронного моделирования результаты этого моделирования приобретают практическую значимость. Исследования степени адекватности результатов моделирования с помощью различных программных пакетов посвящено достаточно много монографий, среди которых выделим []. В ней рассмотрены возможности пакета моделирования электронных цепей “Micro-Cap ”. В данной работе используется достаточно новая версия этой программы “Micro-Cap V” версия 1.1.

Необходимо отметить, что совпадение результатов моделирования с экспериментальными результата возможно лишь при совпадении параметров программных моделей и их физических прототипов. К сожалению, в библиотеке моделей радиоэлементов, которая входит в состав пакета представлены модели радиоэлементов только широко известных зарубежных фирм и отсутствуют модели отечественных приборов. Однако структура пакета позволяет дополнять библиотеку.

Для моделей пассивных элементов не требуется создание отдельной библиотеки, поскольку существующие в программе “Micro-Cap V” модели пассивных элементов полностью удовлетворяют требованиям точности моделирования физических свойств реальных пассивных элементов, выпускаемых отечественной промышленностью. Поэтому для описания схемы используем встроенные модели резисторов, конденсаторов и независимых источников, входящих в состав пакета “Micro-Cap V”.

На рисунке 4.1 представлена принципиальная схема управляющего фильтра.

С целью исследования работы фильтра в составе ШП необходимо произвести анализ его временных и частотных характеристик при изменении сопротивления управляемого резистора. Таким образом необходимо произвести параметрический анализ временных и частотных характеристик.

4. ЭЛЕКТРОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

4.1 Анализ АЧХ фильтра в составе ШП

АЧХ фильтра ШП определим с помощью анализа схемы на рисунке 4.1 по переменному току. В программе Micro-Cap V расчет АЧХ ведется следующим образом. В меню Analysis выбирается команда AC Analysis. Задаются границы диапазона частот, тип шага по частоте (шаг может быть линейным, логарифмическим), количество точек. Для расчета частотных характеристик ко входу схемы должен быть подключен источник синусоидального сигнала. При расчете частотных характеристик амплитуда этого сигнала полагается равной 1В, а частота меняется в заданных пределах.

Вид частотной характеристики фильтра, полученный в результате моделирования, показан на рисунке 4.2. Анализ полученного результата свидетельствует о совпадении полученных результатов с расчетными

(рисунок 3.4). Различие, имеющее место на верхнем краю частотного диапазона объясняется выбранным масштабом при построении графиков.

На рисунке 3.4 по оси ординат масштаб логарифмический, а на рисунке 4.2 линейный. В целом ход кривых представляет собой характеристику компрессора при различных значения входного гармонического сигнала. Учитывая, что диапазон изменения переменного сопротивления, согласован с диапазоном изменения при расчете можно отметить, что наибольшее изменение коэффициента усиления компрессора наблюдается при изменении R4 в пределах от 250 Ом до 50 кОм. При дальнейшем изменении управляющего сопротивления коэффициент усиления не изменяется.

Рисунок 4.2 Амплитудно-частотная характеристика

4.2 Реакция цепи на гармоническое воздействие

Реакцию цепи на гармоническое воздействие определим с помощью анализа переходных процессов ( Transient Analysis). Перед началом расчета переходных процессов рассчитывается режим по постоянному току.шаг интегрирования выбирается автоматически. Анализируя полученный результат можно сделать вывод, что с изменением входного уровня сигнала коэффициент передачи фильтра изменяется при различных значениях R4. Чем больше сопротивление, тем больше глубина переходного процесса. Изменения наблюдаются при изменении R4 в пределах от 1 кОм до 50 кОм. Дальнейшие изменения управляющего сопротивления к изменению коэффициента передачи не приводят.

Рисунок 4.3 - Реакция цепи на гармоническое воздействие

4.3 Реакция цепи на еденичный скачок

Анализ реакции цепи на еденичный скачок производится в режиме Transient Analysis. В качестве входного сигнала используется еденичный импульс. Анализ полученного результата показывает, что с увеличением управляющего сопротивления до 60 кОм время установления переходного процесса увеличивается. Дальнейшее увеличение управляющего сопротивления на время установления не влияет.

Рисунок 4.4 - Реакция цепи на единичный скачок

5. Разработка конструкции печатной платы шумоподавителя

Печатные платы предназначены для электрического соединения и монтажа на них электронных элементов и устройств. Они играют роль несущих конструкций для установленных на них элементов, обеспечивают электрические соединения их выводов и могут выполнять функции магнитопровода, теплопровода и так далее.

Применение печатных плат создает предпосылки для механизации и автоматизации процессов сборки радиоэлектронной аппаратуры, повышает ее надежность, обеспечивает повторяемость параметров монтажа (емкость, индуктивность) от образца к образцу.

По конструкции печатные платы делятся на однослойные и многослойные. Однослойные печатные платы, всегда имеют один изоляционный слой, на котором находятся печатные проводники. Если они расположены на одной стороне изоляционного основания, то такую плату называют односторонней, если на двух сторонах, то двусторонней. Многослойная печатная плата состоит из нескольких печатных слоев, изолированных склеивающими прокладками.

Материалы, используемые в качестве оснований для печатных плат (ПП), должны обладать совокупностью определенных свойств. К их числу относятся высокие электроизоляционные свойства, достаточная механическая прочность и другое. Все эти свойства должны быть стабильными при воздействии агрессивных сред и изменяющихся условий. Кроме того, материал платы должен обладать хорошей сцепляемостью с токопроводящим покрытием, минимальным короблением в процессе производства и эксплуатации. Если платы изготавливаются из листового материала, то последний должен допускать возможность обработки резанием и штамповкой.

В качестве материала ПП используем листовой фольгированный материал - стеклотекстолит фольгированный марки 2-50-2,0 ГОСТ 10316-70.


Подобные документы

  • Определение операторной передаточной функции ARC-цепи, переходной характеристики линейной электрической цепи. Период свободных колебаний, частота и декремент затухания. Спектральная плотность амплитуды входного сигнала. Расчет LC-фильтра верхних частот.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 19.12.2013

  • Физические основы и принцип действия широкополосных фильтров. Пример расчета фильтра нижних частот (ФНЧ) на заданные параметры. Полная принципиальная схема ФНЧ. Расчет промежуточного и оконечного полузвена. Построение полной характеристики затухания ФНЧ.

    курсовая работа [878,6 K], добавлен 21.01.2011

  • Расчет цифрового и аналогового фильтра-прототипа. Структурные схемы и реализационные характеристики фильтра. Синтез цифрового фильтра в системе программирования MATLAB. Частотные и импульсные характеристики цифрового фильтра, карта его нулей и полюсов.

    курсовая работа [564,8 K], добавлен 24.10.2012

  • Фильтры верхних частот с многопетлевой обратной связью и бесконечным коэффициентом усиления. Проект фильтра Баттерворта верхних частот на основе каскадного соединения звеньев, состоящих из резисторов, конденсаторов, ОУ; схема, расчет, анализ АЧХ фильтра.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 22.06.2012

  • Основные типы фильтров, их достоинства и недостатки. Синтез фильтра верхних частот (ФВЧ) с аппроксимацией амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) полиномом Баттерворта. Выбор схемы для каскадов общего фильтра. Методика его настройки и регулирования.

    курсовая работа [753,3 K], добавлен 29.08.2010

  • Разработка и обоснование общего алгоритма функционирования устройства. Выбор однокристального микропроцессора повышенной производительности. Написание управляющей программы на языке микропроцессора. Расчет амплитудно-частотной характеристики фильтра.

    курсовая работа [113,8 K], добавлен 04.12.2010

  • Разработка структурной и электрической принципиальной схем фильтра верхних частот. Выбор элементной базы. Электрические расчеты и выбор электрорадиоэлементов схемы. Уточнение частотных искажений фильтра, моделирование в пакете прикладных программ.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.10.2017

  • Определение ширины полосы пропускания и допустимого коэффициента шума приёмника. Выбор числа поддиапазонов и их границ. Вычисление входной цепи, шумоподавления, регулировки громкости, стабилизатора и неравномерности амплитудно-частотной характеристики.

    курсовая работа [336,0 K], добавлен 30.10.2013

  • Выбор схемы и расчет ее элементов, расчет и построение графика идеальной амплитудно-частотной характеристики. Расчет и анализ матрицы чувствительности, выбор настроечных элементов, корректировка схемы и спецификации, составление инструкции по настройке.

    реферат [106,3 K], добавлен 24.01.2014

  • Основные параметры и характеристики рассматриваемых устройств. Обоснование принципиальной электрической схемы. Выбор номинальных значений, наиболее близких к вычисленным значениям. Расчет операционного усилителя. Перечень элементов схемы устройства.

    курсовая работа [940,3 K], добавлен 08.12.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.