Đồ án Thiết kế mạch phân tích phổ tần âm thanh hiện thị LED

Download miễn phí Đồ án Thiết kế mạch phân tích phổ tần âm thanh hiện thị LED

Từ lâu mạch phân tích phổ đã xuất hiện nhiều trong các dàn âm thanh. Hiện nay ứng dụng của mạch này xuất hiện ngày càng nhiều trong cuộc sống nhằm phục vụ giải trí và thẩm mỹ của con người.
Yêu cầu của mạch phân tích phổ tín hiệu âm thanh là : Có khả năng đo được giá trị điện áp của các tín hiệu tần số âm thanh vf hiện thị trên ma trận LED. Hệ thống giao tiếp với con người sử dụng chỉ bằng hiện thị Do vậy nó hạn chế được tác động của con người vào nội dung bên trong mạch đèn nhấp nháy theo nhạc!
+ Mạch được thiết kế hiện thị phổ của tín hiệu trong các dải tần xác định
+ Mạch được thiết kế theo nguyên tắc khi dải tần số nào phù hợp với thiết kế mạch thì hiện thị tương ứng với dây đèn LED đó!
Đây là đồ án khá là hoàn chỉnh và được mô phỏng trên Protues!
( có flie word , proteus . )

http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/23/do_an_thiet_ke_mach_phan_tich_pho_tan_am_thanh_hie.PleUsNjlaE.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-31956/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Môc Lôc
Trang
Më §ÇU
2
Ch­¬ng 1: Tæng quan
3
1.1. Giíi thiÖu tæng quan vÒ m¹ch ph©n tÝch phæ ©m thanh
3
1. 2. Ph©n tÝch hÖ thèng m¹ch ph©n ph©n tÝch phæ ©m thanh
3
1. 2.1 Kh¶ n¨ng ®¸p øng yªu cÇu cña hÖ thèng
4
1.2.2 S¬ ®å khèi vµ nguyªn t¾c ho¹t ®éng
4
1.3. S¬ ®å khèi m¹ch ph©n tÝch phæ ©m tÇn dïng hiÓn thÞ d¹ng quÐt :
5
Ch­¬ng 2: C¬ së lý thuyÕt
6
2.1. M¹ch läc tÇn sè
6
2. 1.1. Giíi thiÖu vÒ c¸c lo¹i m¹ch läc tÇn sè
6
2.1.2. M¹ch läc th«ng thÊp
6
2.1.3. M¹ch läc th«ng cao
7
2.1.4. M¹ch läc th«ng d¶i
8
2.1.5. M¹ch läc chÆn d¶i
9
2.1.6 Chi tiÕt vÒ m¹ch läc d¶i th«ng
9
2.2 M¹ch ®iÒu khiÓn LED
11
2.2.1 M¹ch ®iÒu khiÓn LED b»ng linh kiÖn rêi
11
2.2.1 M¹ch ®iÒu khiÓn LED dïng IC LM 3915
13
Ch­¬ng 3: ThiÕt kÕ vµ chÕ t¹o m¹ch ph©n tÝch phæ ©m thanh
17
3.1. S¬ ®å khèi
17
3.2. ThiÕt kÕ s¬ ®å nguyªn lý vµ ph©n tÝch tÝnh to¸n
19
3.21. ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n m¹ch läc
19
3.2.2 ThiÕt kÕ chuyÓn m¹ch ®iÖn tö:
24
3.2.3. Khèi m¹ch dao ®éng, ®Õm vµ gi¶i m·, m¹ch thóc vµ ®iÒu khiÓn LED
26
3.2.4 ThiÕt kÕ khèi m¹ch ma trËn LED hiÓn thÞ.
31
3.3 ThiÕt kÕ m¹ch in
32
KÕt luËn
36
Lêi nãi ®Çu
C«ng nghÖ ®iÖn tö hiÖn nay cã nh÷ng b­íc ph¸t triÓn rÊt nhanh. Nã lu«n g¾n liÒn víi sù ph¸t triÓn cña c¸c c«ng nghÖ kh¸c. C«ng nghÖ ®iÖn tö t­¬ng tù ®· ®em ®Õn cho con ng­êi nh÷ng øng dông quan träng trong tÊt c¶ c¸c nghµnh, c¸c lÜnh vùc.
Lµ mét sinh viªn khoa C«ng nghÖ, nghµnh §iÖn tö - ViÔn th«ng, b¶n th©n em hiÓu r»ng vËn dông nh÷ng kiÕn thøc ®· häc vµo thùc tÕ lµ v« cïng quan träng. Víi suy nghÜ trªn, em ®· quyÕt ®Þnh chän ®Ò tµi “ThiÕt kÕ m¹ch ph©n tÝch phæ tÇn ©m thanh”. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o trong bé m«n §iÖn tö - ViÔn th«ng, Khoa C«ng nghÖ ®· gi¶ng d¹y cho chóng em nh÷ng kiÕn thøc vÒ chuyªn m«n, ®Ó chóng em thùc hiÖn tèt ®å ¸n thiÕt kÕ m¹ch t­¬ng tù nµy. Do kiÕn thøc cßn h¹n chÕ nªn ®å ¸n nµy kh«ng thÓ tr¸nh ®­îc nh÷ng thiÕu sãt. V× vËy em rÊt mong ®­îc sù chØ b¶o cña c¸c thÇy c« vµ nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp cña c¸c b¹n.
§Æc biÖt em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o §Æng Th¸i S¬n ®· nhiÖt t×nh gióp ®ì em hoµn thµnh ®Ò tµi nµy!
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n !
Vinh, ngµy…th¸ng….n¨m 2010
Sinh viªn thùc hiÖn
Hoµng ThÕ M¹nh Ch­¬ng 1: Tæng quan
1.1 Giíi thiÖu tæng quan vÒ m¹ch ph©n tÝch phæ ©m thanh
Tõ l©u m¹ch ph©n tÝch phæ ®· xuÊt hiÖn nhiÒu trong c¸c dµn ©m thanh. HiÖn nay øng dông cña m¹ch nµy xuÊt hiÖn ngµy cµng nhiÒu trong cuéc sèng nh»m phôc vô gi¶i trÝ vµ thÈm mü cña con ng­êi.
Yªu cÇu cña m¹ch ph©n tÝch phæ tÝn hiÖu ©m thanh lµ: Cã kh¶ n¨ng ®o ®­îc gi¸ trÞ ®iÖn ¸p cña c¸c tÝn hiÖu tÇn sè ©m thanh vµ hiÓn thÞ trªn mét ma trËn LED.
1. 2. Ph©n tÝch hÖ thèng
1.2. 1. Kh¶ n¨ng ®¸p øng cña hÖ thèng:
HÖ thèng giao tiÕp víi ng­êi sö dông chØ b»ng hiÓn thÞ do vËy nã h¹n chÕ ®­îc t¸c ®éng cña ng­êi sö dông vµo néi dung bªn trong m¹ch ®Ìn nh¸p nh¸y theo nh¹c.
- M¹ch ®­îc thiÕt kÕ hiÓn thÞ phæ cña c¸c tÝn hiÖu trong c¸c d¶i tÇn x¸c ®Þnh.
- M¹ch ®­îc thiÕt kÕ theo nguyªn t¾c khi d¶i tÇn sè nµo phï hîp víi thiÕt kÕ m¹ch th× hiÓn thÞ t­¬ng øng víi d·y ®Ìn LED ®ã.
1.2.2. S¬ ®å khèi vµ nguyªn t¾c ho¹t ®éng:
a. S¬ ®å khèi:
H×nh 1: S¬ ®å khèi c¬ b¶n cña m¹ch ph©n tÝch phæ ©m tÇn
b. Nguyªn lý ho¹t ®éng:
TÝn hiÖu tõ ng· vµo ®­îc ®­a vµo tõng bé läc tÇn. Bé läc tÇn dïng lo¹i m¹ch läc tÝch cùc d¶i th«ng. M¹ch chØ ®Ó cho c¸c tÝn hiÖu trong mét d¶i tÇn qui ®Þnh ®i qua vµ läc bá c¸c thµnh phÇn kh¸c. Cã thÓ dïng transistor kÕt hîp víi c¸c tô ®iÖn vµ ®iÖn trë ®Ó h×nh thµnh nªn m¹ch läc tÝch cùc hoÆc dïng c¸c OP-AMP kÕt hîp víi c¸c linh kiÖn thô ®éng bªn ngoµi ®Ó cã m¹ch läc tÝch cùc. Sè m¹ch läc cµng nhiÒu th× bé ph©n tÝch phæ tÇn cµng cã ®é ph©n gi¶i tÇn sè cµng cao, ®­îc thÓ hiÖn trong chØ tiªu chÊt l­îng cña m¹ch cao h¬n.
M¹ch ®iÒu khiÓn dïng ®Ó hiÓn thÞ møc biªn ®é cña tÝn hiÖu sau khi qua bé läc tÇn. M¹ch nµy cã thÓ dïng linh kiÖn rêi hoÆc dïng c¸c IC chuyªn dông. C¸c ®­êng ra cµng nhiÒu th× m¹ch cã ®é ph©n gi¶i biªn ®é cµng lín.
Trong s¬ ®å trªn ta thÊy mçi bé läc tÇn cÇn cã mét m¹ch ®iÒu khiÓn LED cho viÖc hiÓn thÞ, cµng nhiÒu bé läc tÇn (®é ph©n gi¶i tÇn sè cña m¹ch cµng cao) th× cµng dïng nhiÒu m¹ch ®iÒu khiÓn LED. §iÒu nµy sÏ g©y cho m¹ch sù kÕt nèi phøc t¹p. §Ó kh¾c phôc nh­îc ®iÓm cña s¬ ®å trªn ta xÐt nh÷ng c¶i tiÕn trong s¬ ®å khèi sau:
1.3. S¬ ®å khèi m¹ch ph©n tÝch phæ ©m tÇn dïng hiÓn thÞ d¹ng quÐt:
1.3.1. S¬ ®å khèi:
H×nh 2: S¬ ®å khèi cña m¹ch ph©n tÝch phæ ©m tÇn dïng hiÓn thÞ d¹ng quÐt
1.3.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng:
S¬ ®å nµy thÓ hiÖn ­u ®iÓm lµ chØ dïng mét m¹ch ®iÒu khiÓn LED bÊt kÓ sè l­îng m¹ch läc lµ bao nhiªu, sè ®­êng nèi d©y ra m¹ch hiÓn thÞ còng ®¬n gi¶n h¬n do viÖc sö dông ma trËn hiÓn thÞ lµ sù kÕt hîp gi÷a hµng vµ cét. Sè l­îng cét t­¬ng øng víi sè l­îng m¹ch läc tÇn, cßn sè hµng chÝnh lµ sè l­îng ®Çu ra cña m¹ch ®iÒu khiÓn LED.
S¬ ®å nµy còng bao gåm n bé läc tÇn, c¸c ngâ ra cña c¸c bé läc tÇn ®­îc ®­a vµo bé chuyÓn m¹ch, t¹i tõng thêi ®iÓm chuyÓn m¹ch chØ cho tÝn hiÖu cña mét bé läc tÇn ra mµ th«i. §iÒu khiÓn bé chuyÓn m¹ch ®­îc thùc hiÖn bëi m¹ch ®Õm & gi¶i m·, tÝn hiÖu xung clock cña m¹ch dao ®éng ®­a vµo m¹ch ®Õm & gi¶i m·, sè ngâ ra cña m¹ch ®Õm & gi¶i m· t­¬ng øng lµ n. Ngâ ra cña m¹ch ®Õm & gi¶i m· còng ®ång thêi ®­îc ®­a ®Õn m¹ch thóc ®Ó quÐt c¸c cét. NÕu tÇn sè xung clock ®ñ nhanh th× m¾t ta sÏ bÞ ®¸nh lõa cho c¶m gi¸c ®ång thêi c¸c cét ®Òu s¸ng nh­ng thùc ra t¹i mét thêi ®iÓm th× chØ cã mét cét s¸ng.
Ch­¬ng 2: C¬ së lý thuyÕt
2.1. M¹ch läc tÇn sè:
2.1.1. Giíi thiÖu vÒ c¸c lo¹i m¹ch läc:
Th­êng trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn hoÆc ®iÖn tö cÇn chÆn hoÆc cÇn cho qua nh÷ng tÇn sè nµo ®ã ng­êi ta th­êng dïng bé läc tÇn sè. Tr­íc kia nã ®­îc dùng chñ yÕu b»ng nh÷ng phÇn tö ®iÖn c¶m L vµ ®iÖn dung C. Ngµy nay IC khuÕch ®¹i thuËt to¸n (OP AMP) cã kÝch th­íc nhá, cã nhiÒu ®Æc tÝnh ­u viÖt, gi¸ thµnh h¹, tÝnh to¸n thiÕt kÕ ®¬n gi¶n nªn ®­îc ­a chuéng ®Ó dùng c¸c bé läc tÝch cùc RC.Cã nhiÒu lo¹i m¹ch läc tÝch cùc kh¸c nhau ch¼ng h¹n nh­ m¹ch Butterworth vµ Chebyshev. Tr­íc khi xÐt ®Õn c¸c bé läc ta cÇn xÐt ®Õn bËc cña bé läc. BËc cña bé läc x¸c ®Þnh ®é dèc ®­êng c¾t. Sè bËc cµng cao, ®­êng c¾t cµng dèc. BËc läc gia t¨ng theo 6dB/oct. M¹ch läc tÝch cùc ®¬n gi¶n nhÊt lµ m¹ch läc bËc nhÊt víi ®é dèc lµ 6db/oct. C¸c m¹ch läc tÝch cùc cao cÊp h¬n cã thÓ cã bËc cao h¬n, vÝ dô mét bé läc bËc hai cã ®é dèc ®­êng c¾t lµ 12dB/oct. PhÇn d­íi, do yªu cÇu cña ®Ò tµi, tr×nh bµy chñ yÕu vÒ m¹ch läc d¶i th«ng. Sau ®©y lµ giíi thiÖu c¸c lo¹i m¹ch läc:
2.1.2. M¹ch läc th«ng thÊp:
M¹ch läc Butterworth ®­îc thiÕt kÕ ®Ó cã ®¸p øng biªn tÇn ph¼ng trong d¶i th«ng vµ cã ®Æc tÝnh ®­êng cong tr¬n tru. H×nh d­íi tr×nh bµy biÓu ®å ®¸p øng tÇn sè cña mét m¹ch läc Butterworth bËc nhÊt ®iÓn h×nh.
H×nh 3: §Æc tuyÕn m¹ch läc th«ng thÊp
Mét lo¹i phæ biÕn kh¸c cña ®¸p øng läc ®­îc thÓ hiÖn bëi m¹ch läc Chebyshev. BiÓu ®å ®¸p øng biªn tÇn cña mét m¹ch läc th«ng thÊp Chebyshev ®­îc tr×nh bµy ë h×nh d­íi:
H×nh 3: §Æc tuyÕn m¹ch läc th«ng thÊp Chebyshev
§¸p øng biªn tÇn cña m¹ch läc kh«ng ph¼ng ë tÇn sè thÊp h¬n tÇn sè c¾t nh­ trong bé läc Butterworth. Trong bé läc Chebyshev, cã mét sù gi¶m vÒ biªn ®é ë phÝa tr­íc tÇn sè c¾t vµ biªn ®é l¹i t¨ng trë l¹i tr­íc khi ®­êng suy gi¶m b¾t ®Çu.
ThuËn lîi chñ yÕu cña m¹ch läc Chebyshev lµ cã ®Æc tÝnh ®­êng suy gi¶m rÊt dèc.C¸c m¹ch diÖn thùc sù cña m¹ch läc ...