Технология ремонта и регулировки усилителя мощности JVC

Введение

 

 

В настоящее время усилители  получили очень широкое распространение  практически во всех сферах человеческой деятельности в промышленности, в  технике, в медицине, в музыке, на транспорте и во многих других. Усилители  являются необходимым элементом  любых систем связи, радиовещания, акустики, автоматики, измерений и управления. Но прежде, чем усилитель стал таким  распространенным, ему пришлось пройти очень долгий путь. Активным элементом  первых усилителей была электронная  лампа. Такие усилители были громоздки, потребляли много энергии и быстро выходили из строя. Только в середине нашего столетия после долгих упорных  поисков и трудов наконец удалось впервые создать усилительный полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Это важное открытие произвело крупный переворот в радиоэлектронике. Габариты транзисторных усилителей стали в несколько раз меньше ламповых, а потребляемая мощность - в десятки раз меньше. К тому же значительно увеличилась надежность. Но научно-технический прогресс на этом не остановился. Появилась первая микросхема. Сейчас широко применяются усилители, полностью собранные на микросхемах и микросборках.

В данном курсовом проекте  речь пойдет о технологии ремонта усилителя звуковой частоты выполненной на интегральной микросхеме на примере музыкального центра фирмы JVC.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Анализ схемы УМ музыкального  центра JVC UX-A50BK

 

 

1.1 Схема электрическая структурная УМ музыкального центра JVC UX-А50BK.

Для того что бы проанализировать схему усиления звука музыкального центра, необходимо заглянуть в ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Это приложение дает нам наглядную структурную схему усилителя звуковой частоты музыкального центра.

Всем известно, что первоначальным источником звука  в физической форме могут служить: магнитная лента, карта памяти, оптические и магнитные диски. Что бы звуковой сигнал получить в электронной форме, необходимо провести ряд преобразований. Важно, что бы уровень звука при преобразовании получился  в сотни раз выше уровня шума, присутствующий в любой аудио видео аппаратуре. После того как звук преобразовался в электронный сигнал, его следует усилить должным образом(с минимальным усилением шума) и передать в громкоговоритель музыкального центра.

На структурной  схеме легко заметить, что звуковой сигнал, после преобразования в электрический, в первую очередь поступает на схему коммутационных ключей. Конкретно в этом музыкальном центре это необходимо для того, что бы коммутировать сигнал, т.е. пропускать дальше или нет. Далее присутствует амплитудный детектор, который предназначен для того, что бы не было перегрузки сигналом усилителя(очень сильно влияет на отношение сигнал-шум). После амплитудного детектора следует регулятор частоты среза. Нужен для того, что бы пропускать(усиливать) только те частоты, которые может слышать человек, а именно 20-20000Гц. После регулятора частот среза следует противошумовые фильтры, которые так же как и регуляторы частот среза отсекают ненужные частоты, преимущественные частотам шума. Только после всего того, что было описано выше, сигнал поступает на усилитель низкой частоты, который выполнен на интегральной микросхеме. Микросхема усиливает сигнал до нужного уровня(конкретно для этой схемы мощность составляет порядка 20-25Вт). В микросхеме предусмотрена защита от короткого замыкания выводов. Усиленный звуковой сигнал подается на нагрузку. В качестве нагрузки могут служить динамические головки, наушники.

 

 

1.2 Схема электрическая  принципиальная УМ музыкального центра JVC UX-A50BK

  При ремонте или регулировке аудио видео аппаратуры обязательно должна присутствовать схема электрическая принципиальная, которая дает более подробный рисунок прохождения того или иного сигнала в радиотехнических устройствах.

В моей курсовой работе схема электрическая принципиальная находиться в ПРИЛОЖЕНИЕ А. Заглянув туда мы видим, что схема усилителя мощности звуковой частоты в рассматриваемом нами музыкальном центре находиться на отдельной плате с отдельным разъемом XP1. Разъем служит для подключения шиной проводов плату усилителя с основной платой управления. Выводы подписанные как LOUT-, LOUT+ и ROUT+, ROUT-, служат для вывода сигналов левого канала (выводы 13, 12) и соответственно правого канала(выводы 11, 10) звука. Выводы под номерами 9, 8 служат для подачи питания на плату усилителя (15В постоянного напряжения). Выводы 7,6,3 являются “землей”. Их потенциал обязательно должен ровняться 0В. Для подачи звукового сигнала на плату усилителя музыкального центра используются выводы подписанные как RIN(вывод 4) для правого канала, и LIN(вывод 2) для левого. Вывод под номером 1 служит для блокировки и разблокировки сигнала поступающего на микросхему усилителя. Вывод 5 разъема XP1 предназначен для блокировки микросхемы в целом.

Сигнал с разъема  поступает на резисторный делитель R1, R3 (т.к. каналы обоих усилителей аналогичны, я буду рассматривать только один канал). Последующий сигнал снимается с R3 параллельно которому включен транзистор VT1, работающий в ключевом режиме. Если сигнал MUTE высок(более 5В), то транзистор закрыт, если транзистор открыт, он замыкает R3 на землю, что препятствует дальнейшему продвижению сигнала по схеме. Далее сигнал подается на амплитудный детектор, выполненный на VD1, VD2, С8, R9. После этого сигнал поступает на регулятор частоты среза, выполненный на VT2, VT3, R11, R12. В схеме усилителя предусмотрены противошумовые фильтры, выполненные на С2, С4, С7. Поступим на микросхему DA1 LM4496, сигнал приобретает необходимый размах амплитуды и поступает на громкоговорители музыкального центра через симметричные выходы микросхемы LM4496 (выводы 10 и 13).

В дежурном режиме подается сигнал на вывод 6 микросхемы DA1 LM4496 для того что бы отключить усилитель.

 

 

 

 

 

 

 

2 Расчётная часть

Так как рассматриваемый мной усилитель  музыкального центра JVC UX-A50BK выполнен на интегральной микросхеме, я решил выполнить расчет подобного ОУ в интегральном исполнении.

Для начала, я задамся данными. А именно: напряжением питания, сопротивлением нагрузки, входным и выходным сопротивлением, нижними и верхними частотами.

ЭДС генератора входного сигнала  мВ;

Выходное сопротивление  генератора входного сигнала  МОм;

Входное сопротивление устройства МОм;

Выходное напряжение 2В;

Минимальная частота полосы пропускания  Гц;

Максимальная частота  полосы пропускания  Гц;

Усилитель должен обеспечить входное  сопротивление, заданное в техническом  задании, коррекцию искажений частотной  характеристики и предварительное  усиление полезного сигнала.

Рис 1

Найдем напряжение, подаваемое на входной усилитель

                                                   (1)

Коэффициент усиления по напряжению всей схемы определится как:

 

                                                                            (2)

 

 

Рассчитаем сопротивления  обратной связи:

 

                                                                                            (3)

 

Согласно ряду Е24: , .

Конденсатор С₂ уменьшает коэффициент усиления ВУ на частотах меньше нижней граничной, поэтому выбираем его номинал из условия:

 

                                                  (4)

Разделительную емкость  Ср1 выберем исходя из нижней граничной частоты:

 

                                              (5)

 

Для того чтобы искажения  на нижней граничной частоте были меньше увеличим емкости конденсаторов: , .

Выберем операционный усилитель. Основным параметром для выбора ОУ является частота единичного усиления. Исходя из того, что верхняя граничная  частота входного сигнала f_max= 200 кГц и спад логарифмической АЧХ операционных усилителей в области верхних частот составляет –20 дБ/дек, то для ВУ необходим операционный усилитель с частотой единичного усиления fед ³ f_max*Ku = 0.96 МГц. Скорость нарастания выходного напряжения операционного усилителя должна удовлетворять величине выходного сигнала на верхней граничной частоте:

 

V_Uвых ³ 2*p*f_max*Uву                                                                                       (6)

V_Uвых ³ 2,513 В/мкс.

 

Согласно этим требованиям  выберем операционный усилитель  140УД26А который прекрасно подходит под все выше изложенные параметры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Технологическая часть

 

 

3.1 Организация рабочего места  при ремонте

Рабочее место - это часть производственной площади мастерской или ателье, предназначенная для выполнения электромонтажных работ. Оно оснащено необходимым оборудованием, инструментом, приспособлениями, технической документацией и другими материально-техническими средствами и  должно  обеспечивать максимальные удобства для работы радиомеханика, так как от этого зависят  качество  и сроки выполнения  ремонтных работ. Характер работ сводится в основном к электромонтажу, демонтажу, к замене деталей,  сборке и регулировке, к проверке изделия на работоспособность и соответствие его характеристик и параметров существующим нормам.  Для мастерской выбран рабочий стол (верстак) СРМ-69В для выполнения электромонтажных работ, за которым можно работать сидя. Ремонт  производится за   специально  оборудованным  столом радиомеханика СРМ-69В. Содержание стола радиомеханика приведено в Таблице 1.

 

Таблица 1. Содержание стола радиомеханика

Параметры	Значение
Вольтметр постоянного напряжения с пределом, В	0 - 250
Переменное напряжение частотой	50 Гц
Розетка со ступенчатой регулировкой напряжения, В.	185 - 250
Вольтметр переменного напряжения с пределом, В	0 - 250
Четыре розетки переменного  напряжения, В, Гц.	220,50
Розетка для паяльника, В.	36
Гнездо постоянного напряжения, В.	1 - 15

 

Рабочее место радиомеханика  также включает в себя: стул, стол-тележку, стеллаж для прогона отремонтированных  аппаратов, медицинскую аптечку  и средства пожаротушения.

Площадь верхней крышки стола  должна быть  такой, чтобы на ней  свободно размещались ремонтируемая  аппаратура, паяльник, монтажный инструмент и измерительные приборы. Крышка стола покрывается изоляционным материалом (линолеум, гетинакс или резина). В ящиках стола размещаются инструмент, монтажные провода и ремонто-эксплуатационные материалы, крепежные детали (винты, гайки, шайбы, заклепки), материалы для пайки, чертежи,  справочная литература, техническая документация, технологические карты и т.п. На защитной стенке укреплено зеркало для удобства наблюдения изображения на экране кинескопа при ремонте. Блок питания стола, в состав которого входит разделительный трансформатор,  автотрансформатор и транзисторный блок питания, расположен справа под столешницей.  На приборной панели, установленной на защитной стенке, смонтированы гнезда для подачи напряжения питания на телевизор, приборы, паяльник и укреплены измерительные приборы.  Если общего  освещения недостаточно, над столом устанавливают дополнительный светильник.

 

 

3.2 Условия труда

Организация и улучшение  условий труда на рабочем месте  является одним из важнейших резервов производительности труда и экономической  эффективности производства, а также  дальнейшего развития самого работающего  человека. В этом главное проявление социального и экономического значения организации и улучшения условий  труда. Создание условий труда для  систематического роста производительности его  является  важной задачей  производства, а в части организации  труда используются прогрессивные  его формы и методы, на научной  основе обеспечивающие снижение трудовых затрат и трудовой энергии работающих путем внедрения в производство передовой техники и технологии, исключая чрезмерную интенсификацию труда. Это создает в конечном итоге  предпосылки для труда, который  будет приносить человеку подлинное творческое  удовлетворение  и  будет увеличивать производительность  труда. Для создания оптимальных условий на рабочем месте необходимо,  чтобы на создаваемом предприятии были  установлены оптимальные показатели этих условий для каждого вида производства, состоящие из данных, характеризующих производственную среду. 

 

Таблица 2. Оптимальные показатели санитарно-гигиенической обстановки мастерской

Показатель	Холодное время	Теплое время
температура воздуха, 0С	20-23	22-25
скорость движения воздуха , м/с ,не более	0,2	0,2
рентгеновское  излучение, мР/ч	0,288	0,288
относительная влажность воздуха , %	40-60	60-80

 

Важным моментом в организации  рабочего  места является также  определение занимаемой им производственной площади. Необходимость в этом диктуется  тем, чтобы, во-первых, эта площадь  позволяла удобно с наименьшей затратой энергии, безопасно и производительно  вести трудовой процесс, т.е. соответсвовала нормам технологического проектирования, и, во-вторых,  чтобы эта площадь по величине была не менее 4,5 м2  на  одного работающего.

 

 

3.3 Основные требования к технике безопасности

При ремонте радиоаппаратуры  необходимо строго выполнять правила  техники безопасности. Несоблюдение этих правил может, привести к травмам, поражениям электрическим током, засорению  глаз, отравлениям.

Наиболее опасным является возможность поражения током. Следует  помнить, что токи силой 50 — 100 мА опасны для жизни, а свыше 100 мА — смертельны. Токи высокой частоты (50 кГц и  выше) не вызывают электрического удара, но могут причинить ожоги. Кроме  того, они вызывают быструю утомляемость и головную боль.

Опасность поражения током  возрастает и с ростом напряжения. Относительно безопасным является напряжение 40 В для сухого помещения и 12 В для помещения с повышенной влажностью. Более высокое напряжение может вызвать смертельное поражение.

Для обеспечения безопасной работы рекомендуется выполнять следующие правила:

1. Для обеспечения безопасности  работы рекомендуется использовать  электропаяльники, работающие при  напряжении не более 35В.

Запрещается производить  замену элементов блока  питания  под напряжением электросети. Аппаратура, питающаяся от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220/127 В, должна иметь надежное  заземление.

2. Радиомеханик на рабочем  месте должен иметь следующие  средства индивидуальной  защиты: инструмент с изолированными  ручками, диэлектрический коврик, нарукавники.