Projekt: kontrola dźwięku

Przeraźliwe dźwięki na całym świecie (Lipiec 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Projekt: kontrola dźwięku

Obwody elektryczne prądu zmiennego


Pytanie 1

Załóżmy, że instalujesz w samochodzie system stereo o dużej mocy i chcesz zbudować prosty filtr dla głośników wysokotonowych (wysokotonowych), aby w tych głośnikach nie marnować mocy basów (niskiej częstotliwości). Zmodyfikuj poniższy schemat za pomocą wybranego obwodu filtra:

Wskazówka: wymaga to tylko jednego komponentu na głośnik wysokotonowy!

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Pytanie uzupełniające: jakiego typu kondensator zalecałbyś w tej aplikacji (elektrolityczny, mylarowy, ceramiczny itp.) "Notatki ukryte"> Uwagi:

Poproś uczniów, aby opisali, jaki rodzaj obwodu filtru jest połączony szeregowo z kondensatorami: dolnoprzepustowy, górnoprzepustowy, pasmowo-przepustowy lub ogranicznik końcowy? Omów, jak nazwa tego filtra powinna opisywać jego zamierzoną funkcję w systemie dźwiękowym.

Jeśli chodzi o kolejne pytanie, ważne jest, aby uczniowie poznali praktyczne ograniczenia niektórych typów kondensatorów. Jedno jest pewne, zwykłe (spolaryzowane) kondensatory elektrolityczne nie będą działać prawidłowo w takim zastosowaniu!

pytanie 2

Sprawdź poniższy schemat dla obwodu sterowania tonem audio:

Określ, który potencjometr kontroluje ton niskie (niskie częstotliwości) i który kontroluje wysokie tony (wysokie częstotliwości) i wyjaśnij, w jaki sposób dokonałeś tych ustaleń.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Uwagi:

Najważniejszą odpowiedzią na to pytanie jest to, w jaki sposób uczniowie uzyskali prawidłowe identyfikatory potencjometrów. Jeśli żaden z twoich uczniów nie był w stanie wymyślić, jak zidentyfikować potencjometry, daj im tę wskazówkę: użyj twierdzenia o superpozycji do analizy odpowiedzi tego obwodu na sygnały niskiej częstotliwości i wysokiej częstotliwości. Załóżmy, że dla tonów niskich kondensatory są nieprzezroczyste (Z = ∞), a dla tonów wysokich są przezroczyste (Z = 0). Odpowiedzi powinny być jasne, jeśli podążają za tą techniką.

Ta ogólna technika rozwiązywania problemów - analizowanie dwóch lub więcej "ekstremalnych" scenariuszy w celu porównania wyników - jest ważnym zagadnieniem, z którym studenci mogą się zapoznać. Jest niezwykle pomocny w analizie układów filtrów!

pytanie 3

Uwaga: podczas testowania charakterystyki częstotliwościowej obwodu regulacji tonu może zaistnieć potrzeba wymiany słuchawek na rezystor nieindukcyjny o równoważnej impedancji i zmierzenie wartości V na jego powierzchni.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Użyj oprogramowania do symulacji obwodu, aby zweryfikować swoje przewidywane i zmierzone wartości parametrów.

Uwagi:

Dobrym źródłem sygnału dźwiękowego jest gniazdo wyjściowe słuchawek niemal dowolnego radia, odtwarzacza multimedialnego lub innego przenośnego urządzenia audio. Uczniowie lubią robić ćwiczenia laboratoryjne, które bezpośrednio odnoszą się do technologii, którą już znają.

Im wyższa jest impedancja słuchawek, tym lepiej działa ten obwód, ponieważ kombinacja potencjometrów i rezystorów mieszających prowadzi do stosunkowo wysokiej impedancji wyjściowej. Użyłem tanich słuchawek (32 ohm) z pewnym sukcesem, biorąc pod uwagę następujące wartości komponentów:

C 1 = 0, 1 uF
L 1 = 200 mH (w rzeczywistości dwa induktory 100 mH połączone szeregowo)
R 1 = R 2 = 1 kΩ
R pot1 = R pot2 = 10 kΩ

Niektórzy uczniowie z ograniczonym zasięgiem słyszenia mają trudności z wykryciem zmian tonów za pomocą potencjometrów 10 kΩ. Zamiast tego można użyć potencjometrów 100 kΩ, aby uzyskać dodatkowe tłumienie. Działanie takiego obwodu jest podobne do działania kranu wodnego z "gorącymi" i "zimnymi" zaworami wodnymi: dwa ustawienia razem określają temperaturę i przepływ (odpowiednio ton i objętość dla metaforycznie zakwestionowanych).

Rozszerzenie tego ćwiczenia ma zawierać pytania dotyczące rozwiązywania problemów. Niezależnie od tego, czy używasz tego ćwiczenia jako oceny wydajności, czy po prostu jako laboratorium do budowania koncepcji, możesz chcieć śledzić wyniki swoich uczniów, prosząc ich, aby przewidzieli konsekwencje pewnych błędów obwodu.

Jeśli planujesz użyć tego ćwiczenia jako oceny rozwiązywania problemów, zalecam, aby nie wywoływać następujących awarii komponentów, ponieważ są one trudne do wykrycia, gdy źródłem sygnału jest muzyka, a nie stałym tonem o znanej częstotliwości i amplitudzie:

Zwarty kondensator (C 1 )
Zwarty cewki indukcyjnej (L 1 )
Zwarte rezystory o stałej wartości (R 1 lub R 2 )

Pytanie 4

Uwaga: podczas testowania charakterystyki częstotliwościowej obwodu regulacji tonu może być konieczna wymiana zespołu transformatora / głośnika na rezystor nieindukcyjny o równoważnej impedancji i zmierzenie wartości V w poprzek.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Użyj oprogramowania do symulacji obwodu, aby zweryfikować swoje przewidywane i zmierzone wartości parametrów.

Uwagi:

Dobrym źródłem sygnału dźwiękowego jest gniazdo wyjściowe słuchawek niemal dowolnego radia, odtwarzacza multimedialnego lub innego przenośnego urządzenia audio. Uczniowie lubią robić ćwiczenia laboratoryjne, które bezpośrednio odnoszą się do technologii, którą już znają.

Doświadczyłem dobrego sukcesu z następującymi wartościami komponentów:

C 1 = 0, 1 uF
L 1 = 200 mH (w rzeczywistości dwa induktory 100 mH połączone szeregowo)
R 1 = R 2 = 1 kΩ
T 1 = 1000: 8 ohm wyjściowy transformator audio
Rpot = R pot2 = 10 kΩ
Głośnik = mała jednostka 8 Ω (uratowana ze starego radia z zegarem lub innego niedrogiego urządzenia audio)

Rozszerzenie tego ćwiczenia ma zawierać pytania dotyczące rozwiązywania problemów. Niezależnie od tego, czy używasz tego ćwiczenia jako oceny wydajności, czy po prostu jako laboratorium do budowania koncepcji, możesz chcieć śledzić wyniki swoich uczniów, prosząc ich, aby przewidzieli konsekwencje pewnych błędów obwodu.

  • ← Poprzedni arkusz roboczy

  • Indeks arkusza roboczego

  • Następny arkusz roboczy →