Audio Spectrum Analyzer(Vn)


Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 1
PHAĄN I: GIŁI THIEU S ŃOĄ KHOI VA
PHAĄN I: GIŁI THIEU S ŃOĄ KHOI VA
NGUYEN LYŁ HOAT ŃONG
NGUYEN LYŁ HOAT ŃONG
I. S ńoą khoi c ban mach phan tch pho am taąn:
1. S ńoą khoi:
Nga vało Bo loc taąn 1
Mach
Bo loc taąn 2
VU-LED Hien th.
Bo loc taąn n
(n mach)
S ńoą khoi c ban cua mach phan tch pho am taąn
2. Nguyen lył hoat ńong:
Tn hieu tł nga vało ńc ńa vało tłng bo loc taąn. Bo loc taąn dułng loai mach
loc tch cc dai thong. Mach chć ńe cho całc tn hieu trong mot dai taąn qui ńnh ńi
qua vał loc bo całc thałnh phaąn khałc. Coł the dułng transistor ket hp vłi całc tu ńien
vał ńien tr ńe hnh thałnh nen mach loc tch cc hoac dułng całc OP-AMP ket hp
vłi całc linh kien thu ńong ben ngoałi ńe coł mach loc tch cc. So mach loc całng
nhieąu th bo phan tch pho taąn całng coł ńo phan giai taąn so całng cao, ńc the hien
trong chć tieu chat lng cua mach cao hn.
Mach VU-LED dułng ńe hien th młc bien ńo cua tn hieu sau khi qua bo loc
taąn. Mach nały coł the dułng linh kien rłi hoac dułng całc IC chuyen dung. Całc ńłng
ra całng nhieąu th mach coł ńo phan giai bien ńo całng lłn.
Trong s ńoą tren ta thay moći bo loc taąn caąn coł mot mach VU-LED cho viec
hien th, całng nhieąu bo loc taąn (ńo phan giai taąn so cua mach całng cao) th całng
dułng nhieąu mach VU-LED. Ńieąu nały se gay cho mach s ket noi phłc tap.
Ńe khac phuc nhc ńiem cua s ńoą tren ta xełt nhng cai tien trong s ńoą khoi sau:
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 2
II. S ńoą khoi mach phan tch pho am taąn dułng hien th dang quełt (multiplex):
1. S ńoą khoi:
Nga vało Bo loc taąn 1
Chuyen
mach Mach Ma tran
Bo loc taąn 2
ńien t. VU-LED hien th.
Bo loc taąn n
Mach dao Mach ńem
Mach thułc
ńong & giai ma.
S ńoą khoi cua mach phan tch pho am taąn dułng hien th dang quełt
2. Nguyen lył hoat ńong:
S ńoą nały the hien u ńiem lał chć dułng mot mach VU-LED bat ke so lng
mach loc lał bao nhieu, so ńłng noi day ra mach hien th cung ńn gian hn do
viec s dung ma tran hien th lał s ket hp gia hałng vał cot. So lng cot tng
łng vłi so lng mach loc taąn, cołn so hałng chnh lał so lng ńaąu ra cua mach VU-
LED.
S ńoą nały cung bao goąm n bo loc taąn, całc ngo ra cua całc bo loc taąn ńc ńa
vało bo chuyen mach, tai tłng thłi ńiem chuyen mach chć cho tn hieu cua mot bo
loc taąn ra mał thoi. Ńieąu khien bo chuyen mach ńc thc hien bi mach ńem &
giai ma, tn hieu xung clock cua mach dao ńong ńa vało mach ńem & giai ma, so
ngo ra cua mach ńem & giai ma tng łng lał n. Ngo ra cua mach ńem & giai ma
cung ńoąng thłi ńc ńa ńen mach thułc ńe quełt całc cot. Neu taąn so xung clock ńu
nhanh th mat ta se b ńałnh lła cho cam giałc ńoąng thłi całc cot ńeąu sałng nhng thc
ra tai mot thłi ńiem th chć coł mot cot sałng.
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 3
PHAĄN II: CAŁC MACH LOC
PHAĄN II: CAŁC MACH LOC
I. Giłi thieu całc mach loc:
Thłng trong całc thiet b ńien hoac ńien t caąn chan hoac caąn cho qua nhng
taąn so nało ńoł ngłi ta thłng dułng bo loc taąn so. Trłc kia noł ńc dng chu yeu
baŁng nhng phaąn t ńien cam L vał ńien dung C. Ngały nay IC khuech ńai thuat
toałn (OP AMP) coł kch thłc nho, coł nhieąu ńac tnh u viet, giał thałnh ha, tnh toałn
thiet ke ńn gian nen ńc a chuong ńe dng całc bo loc tch cc RC.
Coł nhieąu loai mach loc tch cc khałc nhau chaśng han nh mach Butterworth
vał Chebyshev. Trłc khi xełt ńen całc bo loc ta caąn xełt ńen bac cua bo loc. Bac cua
bo loc xałc ńnh ńo doc ńłng cat. So bac całng cao, ńłng cat całng doc. Bac loc
gia taęng theo 6dB/oct. Mach loc tch cc ńn gian nhat lał mach loc bac nhat vłi ńo
doc lał 6db/oct. Całc mach loc tch cc cao cap hn coł the coł bac cao hn, v du mot
bo loc bac hai coł ńo doc ńłng cat lał 12dB/oct. Phaąn dłi, do yeu caąu cua ńeą tałi,
trnh bały chu yeu veą mach loc dai thong. Sau ńay lał giłi thieu całc loai mach loc:
1. Mach loc thong thap:
Mach loc Butterworth ńc thiet ke ńe coł ńałp łng bien taąn phaśng trong dai
thong vał coł ńac tnh ńłng cong trn tru. Hnh dłi trnh bały bieu ńoą ńałp łng taąn
so cua mot mach loc Butterworth bac nhat ńien hnh.
Fc
(taąn so cat)
Bien ńo
Taąn so
Mot loai pho bien khałc cua ńałp łng loc ńc the hien bi mach loc
Chebyshev. Bieu ńoą ńałp łng bien taąn cua mot mach loc thong thap Chebyshev
ńc trnh bały hnh dłi.
Fc
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 4
Ńałp łng bien taąn cua mach loc khong phaśng taąn so thap hn taąn so cat nh
trong bo loc Butterworth. Trong bo loc Chebyshev, coł mot s giam veą bien ńo
pha trłc taąn so cat vał bien ńo lai taęng tr lai trłc khi ńłng suy giam bat ńaąu.
Thuan li chu yeu cua mach loc Chebyshev lał coł ńac tnh ńłng suy giam rat doc.
Całc mach dien thc s cua mach loc Butterworth vał Chebyshev thłng th
khał giong nhau. Thong thłng, s khałc biet duy nhat trong hai mach loc lał giał tr
całc linh kien thc s ńc s dung.
2. Mach loc thong cao:
Veą mat chłc naęng, mot mach loc thong cao ńołng vai troł ńoi lap vłi mot mach
loc thong thap. Neu bo qua ńłng cong suy giam, nhng całi ńc cho qua bi
mach loc thong thap se b chan lai bi mach loc thong cao vał ngc lai. Całc mach
loc tch cc thong cao khał giong całc mach loc tch cc thong thap. ngoai trł v tr
cua mot so linh kien b thay ńoi. Cung giong nh mach loc tch cc thong thap, mot
mach loc tch cc thong cao cung coł ca ńałp łng Butterworth laćn ńałp łng
Chebyshev ńc trnh bały dłi ńay.
Fc Fc
B chan
B chan Cho qua Cho qua
3. Mach loc dai thong:
Nołi chung całc mach loc dai thong phłc tap hn nhieąu so vłi całc mach loc
thong thap vał thong cao. Theo mot mat nało ńoł, całc mach loc thong thap vał thong
cao cung lał mot loai mach loc dai thong. Trong mot mach loc thong thap, taąn so
cat dłi lał mot ńiem tng tng naŁm dłi 0Hz. Ńoi vłi mach loc thong cao, taąn
so cat tren ńc xałc ńnh bi ńałp łng taąn so cua OP-AMP (hay całc linh kien tch
cc khałc) ńc dułng trong mach loc.
Mot mach loc dai thong coł the ńc tao ra baŁng całch mac noi tiep mach loc
thong thap vał mach loc thong cao. Całc mach loc dai thong phłc tap hn v coł
nhieąu thong so hn vał v the linh hoat hn. Całc thong so bao goąm nh: ńo li (K),
bac loc (n), taąn so trung tam (Fc), vał baęng thong (BW) ngoałi ra cołn coł mot thong
so na lał he so pham chat Q, ńc suy ra tł Fc vał BW.
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 5
Fl Fc Fh
4. Mach loc dai chan:
Mot mach loc dai chan cho haąu het moi taąn so ńi qua noł ngoai trł nhng taąn
so naŁm trong mot khoang ńc xałc ńnh (thłng lał hep). Całc mach loc dai chan
thłng ńc dułng ńe loai bo nhng thałnh phaąn taąn so khong mong muon. Całc taąn
so cao hn vał thap hn dai chan ńeąu ńc mach loc dai chan cho qua deć dałng.
Trong ńoą th ńałp łng bien taąn ta thay coł mot loć hong hay lom xuong v the mach
nały thłng ńc goi lał mach loc Notch.
Fl Fc Fh
II. Chi tiet veą mach loc dai thong:
Mach loc dai thong c ban ńc minh hoa ben dłi:
S ńoą nguyen lył cua mot mach loc dai thong c ban
Mach nały coł the ńc thiet ke ńe cho ńo li tł thap tłi trung bnh vał giał tr Q
coł the cao tłi 20, giał tr thap hn cua Q coł the ńc chon la baŁng całch dułng całc
giał tr linh kien thch hp.
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 6
Trong mach chon C1 = C2 = C ńe deć tnh toałn. Całc thong so cho trłc lał taąn
so trung tam (Fc), ńo li (K) vał Q. Trong haąu het całc trłng hp, giał tr Q coł the
ńc suy ra tł taąn so trung tam vał baęng thong cua bo loc dai thong.
FC
Q =
BW
Vłi całc thong so cho trłc, ta coł całc cong thłc ńe tnh R1, R2 vał R3:
Q
R1 =
(2 FCCK)
Q
R2 =
(2 FCC(2Q - K))
2Q
R3 =
(2 FCC)
Ńo li ńc xałc ńnh baŁng tć so gia R1 vał R3:
R3
K =
2R1
Mot han che quan trong cho mach nały lał neu coł ńo li (K) cao th Q cung
phai cao. Khong the thiet ke mach loc vłi ńo li cao vał Q thap bi v giał tr cua R2
se am. Trong mach, bac loc ńc xałc ńnh bi giał tr Q. Giał tr Q całng cao, ńłng
cat całng doc.
Khi cho trłc C, R1, R2, R3, coł the tnh ńc:
1 R1 + R2
FC =
2 C R1.R2.R3
Q = ĄFc.C.R3.
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 7
PHAĄN III: CAŁC MACH VU-LED
PHAĄN III: CAŁC MACH VU-LED
I. Całc mach VU-LED dułng linh kien rłi:
1. Mach dułng transistor:
Input
Mach VU-LED dułng transistor
Trong s ńoą tren, Q1 vał Q2 tao thałnh bo khuech ńai hai taąng. Khi ńaąu vało
khong coł tn hieu, Q1 haąu nh ńołng (trang thałi nały ńc xałc ńnh bi bien tr R4),
ńo sut ałp tren R2 nho, khong ńu m Q2 bi vay tren cc C cua Q2 khong coł dołng
ra, całc LED tat.
Khi coł ńien ałp dng ńat ńaąu vało, Q1 m, ńien ałp vało całng lłn, Q1 m
całng nhieąu. Do ńoł Q2 cung m vał coł dołng ńien ra cc C. Dołng ńien nały całng lłn
khi ńien ałp ńaąu vało całng manh. Khi coł dołng ńien th całc LED laąn lt sałng, bat
ńaąu tł LED cuoi cułng (LED7)
Khi coł dołng ńien tł cc C cua Q2 th dołng ńien nały haąu nh hoałn toałn ńi qua
R12 vał LED7 vał tao nen sut ałp tren ńoan nały (tai anod LED6 so vłi mass). Vłi mot
dołng ńien xałc ńnh LED7 sałng vał ńien ałp sut tren noł khoang 1,8 2V. Trong quał
trnh dołng ńien taęng len, ńien ałp nały khong ńoi. Mot całch khałc LED7 ńołng vai troł
cua mot on ałp. Nhng dołng ńien taęng daćn ńen viec taęng ńien ałp tai anod LED6.
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 8
Khi ńien ałp nały ńat giał tr baŁng tong ńien ałp sut tren LED7 vał diode m D6 (0,7V)
tłc lał khoang 2,5 2,7V th LED6 phałt sałng. LED5 se sałng tiep theo khi dołng cc
C cua Q2 tiep tuc taęng, khi mał ńien ałp tai anod LED5 ńat ńen giał tr baŁng tong ńien
ałp sut tren LED ńang sałng vał całc diode m D5, D6. Tołm lai LED tiep theo chć sałng
khi taęng ńien ałp anod cua chułng (so vłi mass) len khoang 0,7V so vłi ńien ałp tren
anod cua LED trłc ńoł. Khi dołng ńien ra tren cc C cua Q2 giam th całc LED tat
theo thł t tł tren xuong dłi.
Ńo tuyen tnh cua LED chć bało phu thuoc vałp viec chon la chnh xałc całc
ńien tr R7 R12 cung nh całc tham so giong nhau cua całc LED. Mach nały khong
chć lałm viec ńc vłi nguoąn tn hieu ńien ałp khong ńoi ńaąu vało mał cołn vłi
nguoąn tn hieu lał am taąn. Trong trłng hp nały, mach chć lałm viec vłi całc na chu
k dng cua tn hieu.
2. Mach dułng całc OP-AMP:
Mach chć th młc ńien ałp
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 9
Trong mach, całc ńaąu vało khong ńao ńa ńc noi vało mach phan ałp ńe lay
młc ńien ałp maću, trong khi ńoł ńien ałp tn hieu vało cułng lułc całc ńaąu vało ńao.
Mach so ałp se so sałnh całc młc ńien ałp vało vał lałm sałng całc LED tng łng.
II. Giłi thieu całc IC VU-LED chuyen dułng:
1. AN 6884:
AN 6884 lał loai IC VU-LED coł 9 chan, hien th dang vach. Całc chan ńeąu
ńc ńat mot ben. IC nały coł 5 ńłng ra, dołng ra coł tnh haŁng. Ńien ałp nguoąn
nuoi Vcc = 3,5 16V, cong suat tieu tałn cc ńai PDmax = 1100mW, dołng cung cap
Icc = 18mA, dołng ra Io = 15mA, nhiet ńo hoat ńong Topr = -20 75oC. Tn hieu vało
trc tiep coł the lał DC hoac AC.
S ńoą chan cua AN 6884:
AN 6884
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Chłc naęng całc chan nh sau:
- Całc chan 1, 2, 3, 4, 6 lał całc ńłng ra.
- Chan 5 noi mass, chan 9 noi vłi nguoąn +Vcc.
- Chan 8 lay tn hieu vało.
- Chan 7 mac bo loc lay taąn thap R vał C.
Mach łng dung AN 6884:
Vcc
input
S ńoą VU LED AN6884
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 10
2. LM 3914:
LM 3914 lał mot IC ńn khoi coł the ńieąu khien hien th 10 LED chuyen bien
theo mot ńien ałp vało tng t. Hien th cua noł lał tuyen tnh vał noł coł mot chan cho
phełp chon phng thłc hien th baŁng ńiem (dot) hoac baŁng thanh (bar).
Całc thong so ky thuat: vo DIL 18 chan, coł tong cong suat tieu tałn
PDmax = 1365mW vłi nhiet ńo tiep giałp cc ńai100oC, khoang ńien ałp lałm viec
Vcc = 3 18V.
LM 3914 ńc s dung rat linh ńong, całc ńaąu ra ńc on dołng vał chng trnh
hoła nen trałnh ńc viec dułng mot ńien tr han dołng truyeąn thong cho całc LED.
Ńac ńiem nały cho phełp cap nguoąn IC vłi ńien ałp thap ńen 3V. LM 3914 coł nguoąn
ńien ałp chuan 1,25V nen cho phełp chćnh tł 1,2 12V vał ńnh dołng cho całc LED
trong pham vi tł 2 30mA.
S ńoą chan
O1 O2
V- O3
V+ O4
RLO O5
IN O6
RHI O7
REFOUT O8
REFADJ O9
MODE O10
Chłc naęng całc chan nh sau:
- Chan 2,3 : chan nguoąn V-, V+.
- Chan 1, 10-18: całc ngo ra.
- Chan 4, 6: lał całc ngo ra cua mach chia volt.
- Chan 7: ngo ra cua nguoąn ałp chuan.
- Chan 8: chćnh ńien ałp chuan.
- Chan 9: chon che ńo hien th. Khi ńc noi vało chan 11 th całc LED
sałng theo dang ńiem, khi noi vało nguoąn V+ th całc LED sałng theo
dang vach.
Ńien ałp chuan coł san chan 7 thłng ńc gan vało bo chia ałp 10 taąng ńnh
thien ńaąu vało khong ńao cua całc bo so sałnh ńieąu chćnh całc ńaąu ra. Ńien ałp ńieąu
khien ńc ńa vało bo khuech ńai ńem ńe bao ve quał ałp vał ałp nghch baŁng mot
ńien tr vał mot diode. Bo ńem vało coł tr khałng cao, dołng ńnh thien nho nen IC
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 11
hoat ńong ńc vłi nhng tn hieu gaąn młc zero. Młi bo so sałnh ben trong ńc
ńieąu khien tłng całi mot baŁng bo ńem, ńieąu nały cho phełp chć bało chnh xałc ńen
0,5% trong moi trłng nhiet ńo cao.
Sau ńay lał s ńoą łng dung cua LM 3914:
S ńoą łng dung cua LM3914
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 12
PHAĄN IV: THIET KE MACH PHAN TCH PHO AM TAĄN
PHAĄN IV: THIET KE MACH PHAN TCH PHO AM TAĄN
I. S ńoą khoi, chon la thong so:
Trong ńoą ałn nały, mach phan tch pho am taąn coł ńo phan tch lał taąn so 10, ńo
phan tch bien ńo cung lał 10. Trong mach s dung mach hien th dang quełt ńe
mach gon nhe, całc ńłng ket noi t cung nh so lng całc linh kien ńc giam.
Nga vało Bo loc taąn 1
Chuyen
mach Mach Ma tran
Bo loc taąn 2
ńien t. VU-LED hien th.
Bo loc taąn 10
Mach dao Mach ńem
Mach thułc
ńong & giai ma.
S ńoą khoi cua mach phan tch pho am taąn
Chia mach thałnh całc phaąn chnh nh sau: khoi mach loc vłi całc chuyen mach
ńien t; khoi mach dao ńong, ńem, thułc vłi mach VU LED; vał khoi mach ma tran
LED hien th.
1. Khoi mach loc vał chuyen mach ńien t:
nga vało tn hieu nga ra tn hieu
Mach loc Chuyen mach
V+ nga vało d
nguoąn nuoi
GND lieu c/mach
V-
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 13
Tn hieu tł nga vało ńc ńa ńoąng thłi vało tat ca całc bo loc, tai nga ra cua
całc bo loc nały ńc ńa vało chuyen mach ńien t vłi całc nga vało d lieu ńieąu
khien chuyen mach. Tai mot thłi ńiem chć coł tn hieu ra cua mot bo loc. Ńieąu nały
ńc thc hien baŁng całch ńa vało całc d lieu chuyen mach thch hp.
2. Khoi mach dao ńong, ńem, thułc vłi mach VU LED:
nga vało
Mach VU-LED
V+
nguoąn nuoi
Mach dao ńong
GND
nga ra d Mach thułc
lieu c/mach
nga ra cot
Mach ńem
& giai ma
Trong khoi nały, mach VU LED lał ńoc lap vłi nhng phaąn khałc nhng ńe cho
gon nen ńc gop chung vało phaąn nały. Tn hieu ńc ńa vało mach VU LED ńe
coł ńc d lieu tng łng nga ra hałng.
Mach dao ńong tao xung clock cap cho mach ńem ket hp vłi mach giai ma,
całc nga ra cua mach giai ma chnh lał całc nga ra d lieu chuyen mach cho bo
chuyen mach, ńoąng thłi całc nga ra nały cung ńc ńa vało mach thułc ńe cho ra całc
nga ra cot dułng ńe quełt całc cot.
3. Khoi mach ma tran LED hien th:
Khoi nały lał khoi ńn gian nhat so vłi całc khoi. Ńay lał mot ma tran goąm całc
hałng vał całc cot. Giao ńiem cua hałng vał cot chnh lał LED ńc gan vało. D lieu
ńc ńa vało hałng tai tłng thłi ńiem tng łng vłi cot ńc chon ńe hien th.
nga vało
hałng
nga vało cot
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 14
II. Thiet ke, tnh toałn:
1. Khoi mach loc vał chuyen mach ńien t:
a. Mach loc:
Tuły theo tłng cap mały, ta coł the gap całc mach phan tch pho am taąn ńc
phan chia thałnh nhng taąn so trung tam cua całc bo loc nh 20Hz, 30Hz, 60Hz,
125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz, 8KHz, 16KHz, 20KHz, .... całc mach
phan tch pho am taąn ńn gian hn, ta coł the gap taąn so trung tam cua całc bo loc
chć coł 5 taąn so, mot so loai chuyen dung, so taąn so trung tam len ńen 10, 15, 16,
32,... vał dó nhien so lng taąn so trung tam całng nhieąu th mach całng coł chat lng
całng cao.
Thong thłng, całc taąn so trung tam ńc bien thien theo qui luat Octave (taąn
so taęng gap ńoi), chnh lał do van ńeą x lył hałi (harmonic). Ńieąu nały quyet ńnh rat
lłn ńoi vłi ńo ro, chat lng cua całc nguoąn am ńa dang nh całc bałi nhac hoła tau
vłi nhieąu loai nhac cu khałc nhau. V du nh: thong thłng ta phan biet ńc not La
cułng bałt ńo cua mot ńałn guitar vał cua piano ńc chnh lał nhł całc hałi całc bałt
ńo cao hn cua not La chuan mał ta phan biet ńc hai nhac cu. Ta coł the diećn ta
mot so taąn so mał loai nhac cu coł the ńat ńc nh sau:
- taąn so 30Hz: thłng nghe całc loai Bass violin, Bass Tuba,
Contrebass,...
- taąn so 60Hz: thłng nghe całc loai Trombone, Bassoon, Cello,...
- taąn so 100Hz: thłng nghe całc loai Viola, giong nołi con ngłi,
Kettle drum, całc guitar bass, trong,...
- taąn so 330Hz: thłng nghe ńa so całc am c ban cua całc nhac cu vał
giong nołi con ngłi.
- taąn so 1KHz: vułng tap trung całc am thanh cua całc loai nhac cu, całc
am cao cua con ngłi.
- taąn so 3,3KHz: tap trung całc am thanh do całc loai ńałn day tao ra, ro
nełt day taąn so lan can nały.
- taąn so 10KHz: tap trung hałi bac cao cua am c ban cua całc loai nhac
cu, tieng x cua baęng tł gay ra.
- taąn so cao hn 10KHz: hałi bac cao cua całc am c ban vał cua mot so
nhac kh ńac biet.
Tł całc thong ke tng ńoi tren, ta coł ńc mot so ył niem veą cong dung cua
całc bo loc. Viec thiet ke bo loc coł the phan chia thałnh nhieąu bo loc dai thong ńoc
lap coł taąn so trung tam rieng biet ńe tnh toałn.
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 15
Mot bo loc dai thong loai tch cc dułng OP-AMP, ta coł the s dung całc cong
thłc sau lał ket qua cua hałm truyeąn ńat mach:
Taąn so trung tam Fc ńc xałc ńnh vłi tu C1 = C2.
Ńien tr R1, R2 xałc ńnh tr khałng vało cua mach: Z = R1 + R2.
R3
Ńo li ńien ałp cua mach ńc xałc ńnh baŁng: K =
2R1
He so pham chat: Q = ĄFc.C.R3.
1 R1 + R2
Taąn so trung tam ńc xałc ńnh baŁng cong thłc: FC =
2 C R1.R2.R3
Całc giał tr R1, R2, R3 ńc tnh toałn baŁng cong thłc:
Q Q 2Q
R1 = R2 = R3 =
(2 FCCK) (2 FCC(2Q - K)) (2 FCC)
Khi tnh toałn bo loc, coł the chon trłc mot vałi thong so, sau ńoł suy ra całc giał
tr cołn lai nhł vało całc cong thłc tren.
Trong thiet ke, chon Av =12dB lał ńo li cua mach tng łng vłi K = 4, he so
pham chat Q = 2, ńien tr R1 = R2 = 120K, ta suy ra całc thong so khałc nh:
R2 = 120K&!; ! R3 = 960K&! (chon R3 = 1M&!)
Q = ĄFc.C.R3.
Q 2 1
! FC = = .
CR3 3,14 106.C
10-6
! C = 0,636 (F)
FC
Ńe ńat ńc całc taąn so trung tam khałc nhau cho całc bo loc, ta coł the thay so
Fc ńe tnh ra giał tr C1 = C2 = C.
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 16
Trong thiet ke, ta chon 10 bo loc vłi całc taąn so trung tam nh sau: 32Hz,
64Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz, 8KHz, 16KHz. Ket qua tnh toałn
ńc cho bang sau:
Fc (Hz) C1 = C2 (lył thuyet) C1 = C2 (thc te)
32 19,87 nF 22 nF
64 9,93 nF 10 nF
125 5,08 nF 4,7 nF
250 2,54 nF 2,2 nF hoac 2,7 nF
500 1,27 nF 1,2 nF hoac 1,5 nF
1K 636 pF 620 pF
2K 318 pF 330 pF
4K 159 pF 160 pF
8K 79,5 pF 82 pF
16K 39,7 pF 39 pF
Tr khałng vało cua OP AMP cao nen całc bo loc haąu nh rat t phu thuoc vało
so hieu OP AMP (ngoai trł ńałp łng taąn so). Tr khałng vało cua bo mach loc nały lał
R1 + R2
(do coł 10 mach loc rieng le ghełp song song).
10
Całc OP AMP trong mach s dung loai nguoąn ńoi. V coł 10 mach loc nen s
dung 2 vi mach coł 4 OP AMP ben trong vał 1 vi mach coł 2 OP AMP. Całc vi mach
ńc s dung lał TL084 (4 OP-AMP) vał TL082 (2 OP-AMP).
Sau ńay lał całc ńac tnh ky thuat cua hai vi mach nały:
- Dai ńien ałp lałm viec: ą3 ą18V.
- Ńien ałp offset Vos(max): 15mV.
- Dołng tónh nga vało IB(max): 400pA.
- Ńo rong dai khuech ńai: 3MHz.
- Ńien ałp nga vało vi sai cc ńai: ą30V.
- Toc ńo taęng ńien ałp: 13V/s.
- Ńien tr nga vało: >1012&!.
- Dołng tieu thu(max): 5,6mA ńoi vłi TL082 vał 11,2mA ńoi vłi TL084.
Całc thong so khi ńc th vłi Vcc = ą15V, nhiet ńo T = 25oC.
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 17
- Ńo li vołng h: 106dB.
- Dołng phan cc nga vało: 30pA.
- Bien ńo ra ą13,5V.
Ta coł s ńoą cua toałn bo 10 mach loc nh sau:
dB
Fc1 Fc2 Fc3 Fc4 Fc5 Fc6 Fc7 Fc8 Fc9 Fc10 f
Ńałp tuyen taąn so - bien ńo cua całc mach loc
V ńe coł ńien ałp trung bnh ńe ńa ńen całc chuyen mach ńien t nen tai ngo
ra cua całc bo loc phai coł them mach chćnh lu.
Tł mach loc
Ńen chuyen
dai thong
mach ńien t
Tu C1 ńc chon baŁng thc nghiem ńe coł ńc s hien th toi u (toc ńo len
vał xuong cua cot ńełn phai khong ńc nhanh quał cung nh cham quał so vłi tieng
nhac, thong thłng chon C1 = 1uF).
Do młc DC tai ngo ra cua całc mach loc coi nh lał 0V, khi qua mach chćnh lu
se b sut ałp 0,6V tren diode chćnh lu. V the ngo ra cua całc mach loc phai ńc
nang młc DC len 0,6V ńe buł lai s sut ałp khi qua mach chćnh lu. Ńieąu nały ńc
thc hien nh sau:
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 18
b. Chuyen mach ńien t:
Trong całc mach ńien t, całc chuyen mach hay cołn ńc goi lał khoła ńien
(SW) ńc s dung khał ńa dang. Całc chuyen mach nały coł the dułng diode,
transistor, ... Phaąn nały chć trnh bały veą całc chuyen mach dułng transistor.
Phan cc:
VC > VB > VE
VB = VE + 0,6V
Ta coł całc trłng hp ńe xełt ńieąu kien tat/daćn
cua transistor nh sau:
Całc s ńoą tren chć cho ngo ra lał ńołng hoac ngat lał so vłi młc nguoąn (hay vłi
mass). Yeu caąu mach cua ta lał coł ńłng vało vał ńłng ra rieng. Ta xełt s ńoą sau:
Ngo ńieąu khien khi młc ńien ałp cao se lałm cho transistor daćn, lałm thong
mach gia ńłng vało vał ńłng ra. Ńien tr R phai ńc chon ńe dołng IB nga vało
khong anh hng ńen ngo ra (IE) khi khong coł tn hieu vało tai nga vało. R ńc
chon baŁng thc nghiem. Q lał transistor cong suat nho ńe coł  lłn.
Ta coł s ńoą nguyen lył hoałn chćnh cua khoi mach loc vał chuyen mach ńien t
nh sau:
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 19
S ńoą nguyen lył całc mach loc dai thong vał chuyen mach ńien t
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 20
2. Khoi mach dao ńong, ńem & giai ma, thułc vłi mach VU LED:
a. Mach dao ńong:
Mach dao ńong tao xung clock coł the ńc tao tł hai cong ńao. Mach coł s
ńoą nh sau:
Trong mach dułng hai taąng ńao IC1A vał IC1B rałp thałnh mot mach dao ńong
ńa hałi ńe phałt ra dang xung vuong. Nga ra cua taąng IC1B cho lien lac thaśng vało
taąng IC1A. Tu C1 tao ńłng hoąi tiep thuan gia taąng IC1A veą taąng IC1B. R1 vał C1
lał mach ńnh thłi. Vłi mach dao ńong nały, taąn so ra ńc tnh theo cong thłc:
1
f =
1.4R1C1
Trong mach, xung nhp kiem soałt toc ńo quełt cua chuyen mach vał hien th.
Trong mot chu k xung nhp th chć coł mot taąn so ńc so sałnh bien ńo vał chć coł
mot cot LED sałng vłi chieąu cao tng łng vłi bien ńo. Neu ta cho cot LED sałng
hn hoac baŁng 25 laąn trong 1 giay th mat ta khong cam nhan ńc s nhap nhały
cua cot LED tłc lał taąn so cua mach dao ńong ńa hałi tao xung phai lłn hn hoac
baŁng 10 x 25 = 250Hz.
b. Mach ńem & giai ma:
Mach ńem coł nhieąu loai, trong thiet ke do yeu caąu caąn 10 ńłng ra. Ta coł the
dułng mot IC ńem BCD roąi tł całc ngo ra BCD nały ńa vało mot IC giai ma BCD ra
tłng ńłng rieng biet nhng ńe cho gon nhe ta dułng thaśng mot IC coł chłc naęng
ńem laćn chłc naęng giai ma. IC nały chć caąn xung clock vało vał cho ra całc ńłng. Ńoł
lał IC 4017. 4017 lał mot IC ńn phien ńc che tao theo cong nghe CMOS, coł 16
chan. Trong IC coł 5 taąng ńem Johnson, IC dułng ńem całc xung vało theo he c 10.
Całc ńac tnh cua 4017:
- Młc nguoąn lałm viec 3 18V.
- Toc ńo lałm viec coł the len ńen 12MHz.
- nga vało dułng mot cong NAND trigger nen khong caąn chuan hoła
dang xung kch nga vało.
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 21
S ńoą chan:
5 VDD
1 RST
0 CLK
2 INH
6 CO
7 9
3 4
VSS 8
Chłc naęng całc chan nh sau:
- Chan 14: xung clock vało, xung nały daćn vało mot cong NAND dang
trigger, do vay noł khong caąn całc xung vało coł całc ńo doc len vał xuong
quał thaśng, nghóa lał khong caąn phai vuong hoła całc xung kch thch baŁng
całch them mach ngoałi.
- Chan 13: lał nga vało cua mot taąng ńao, nga ra cua taąng ńao noi vało mot
cong vało cua cong NAND. Nh vay khi chan nały młc cao, noł se ńat
mot cong vało cua taąng NAND młc thap, ńieąu nały se khoła cong
NAND vał vo hieu całc xung ńem ńa vało tren chan 14. Lułc hoat ńong
bnh thłng, chan nały ńc noi mass.
- Chan 15: lał nga vało cua mot taąng ńao vał nga ra cua taąng nały cho noi
vało całc chan R\ (całc chan lałm phuc nguyen całc taąng FF). Nh vay khi
chan 15 młc cao, noł se tao młc logic thap tren chan R\ cua całc FF
vał coł tałc dung phuc nguyen. Lułc thłng, chan nały phai młc thap
hay thłng ńc noi mass.
- Całc chan ra ńc lay theo thł t tł chan 3, 2, 4, 7, 10, 1, 5, 6, 9, 11.
Tren całc ńłng ra nały ńeąu coł taąng khuech ńai ńem, nhł vay dołng nga
ra coł the lay cao ńen 10mA. Całc chan nały ra tałc ńong młc cao.
- Chan 12: lał ngo ra trałn so.
Lułc młi cap ńien, IC caąn phai ńc RESET, ńe ńc RESET mot całch t
ńong, ta caąn mot mach AUTO-RESET nh sau:
Thłi haŁng
T = RC.
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 22
S ńoą mach cua 4017 nh sau:
Całc ńłng ra ńc ńa tłi
chuyen mach ńien t ńoąng thłi
ńc ńa ńen mach thułc ńe quełt
całc cot.
c. Mach thułc:
Mach thułc coł tałc dung nang
dołng nga ra ńe ńieąu khien całc
LED. Cung cap dołng tł Vcc cho
całc cot LED. Całc cong ńao dułng
ńe całch ly vłi taąng trłc cung nh
ńe ńao pha d lieu ra tł mach
ńem & giai ma.
d. Mach VU-LED:
Mach VU LED s dung vi mach LM3914 ńa ńc xełt phaąn tren.
Sau ńay lał s ńoą nguyen lył hoałn chćnh cua khoi mach dao ńong, ńem & giai
ma, vał mach VU-LED:
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 23
S ńoą nguyen lył mach dao ńong, ńem & giai ma vał mach VU-LED
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 24
3. Khoi mach ma tran LED hien th:
Ma tran LED bao goąm 10 hałng vał 10 cot. Coł s ńoą nguyen lył nh sau:
S ńoą nguyen lył ma tran LED
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 25
III. Thiet ke mach in:
1. Mach loc taąn vał chuyen mach:
Mach in
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 26
S ńoą lap linh kien
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 27
2. Mach dao ńong, ńem & giai ma, vał mach VU-LED:
Mach in lłp tren
Mach in lłp dłi
S ńoą lap linh kien
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 28
3. Ma tran LED:
Lłp tren
Lłp dłi
S ńoą lap linh kien
Ńoą ałn Thiet ke mach Trang 29
Ket luan
Mach phan tch pho taąn ńa ńc rałp th vał hoat ńong khał on ńnh, ńałp łng
ńc nhng yeu caąu cua mot mach phan tch pho taąn chuyen dułng. Tuy nhien viec
hien th cha the hien tnh tham my v viec s dung całc LED, neu dułng ma tran
hien th tinh the long th viec hien th se coł ket qua tot hn.
Neu ket hp mach phan tch pho am taąn vłi mot mach ńieąu chćnh am sac
(tone equalizers) th ta se coł mot thiet b ńieąu chćnh am sac dang ńoą th (Graphic
Equalizer). Thiet b nały ńc s dung khał pho bien trong całc dałn am thanh tł
trung tłi cao cap. Viec ket hp hai mach cung chnh lał hłng phałt trien cho ńeą tałi
vał ngłi viet cung mong moi ńay lał mot tałi lieu bo ch cho nhng ngłi quan tam
ńen ńeą tałi nały.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Audio Spectrum Analyzer(En)
EMC Spectrum Analyzer v2
flash nokia 3310 lcd analyzer audio
AUDIO ACADEMY HYPERION
www livemocha com angielski lekcja audio
Cięcie pliku ac3, Ekspresowe cięcie pliku ac3, Łączenie plików audio
Infrared Spectroscopy Near Infrared overview
audio settings
USB Audio DAC
AUDIO AERO PRIMA INTEGRATED PRIMA CD
psychologiczne i genetyczne kompenenty charakteryzujące spectrum zaburzeń autystycznych(1)

więcej podobnych podstron