Разработка микшерного пульта

Введение

Темой данного дипломного проекта есть разработка микшерного пульта. В связи с постоянным развитием культурной деятельности, увеличивается число концертов. В последнее время появилось очень много молодежных групп, играющих не электрогитарах. Появляется необходимость использовать микшерные пульты, главная задача которых, отрегулировать параметры звуковой обработки каждого инструмен

та, смешать все сигналы и подать их на выход. С выхода сигнал может идти на усилитель, наушники, или при звукозаписи, компьютер. Микшерный пульт необходимо сделать не сильно большой, с малой стоимостью, чтоб его могли себе позволить музыканты не высокого класса. Данный пульт можно использовать на репетиционных точках, можно обеспечивать сведение звука на небольших концертах. А также при студийной звукозаписи, пульт может помочь отрегулировать звук так как этого хочет музыкант. Так же в основном для записи в микшерном пульте можно сделать компрессор и шумоподавитель. Например, когда певец поет песню, невозможно, чтобы уровень сигнала был один и тот же. Музыкант при пении может двигаться относительно микрофона и сигнал будет не одинаковый по амплитуде. Иногда могут быть провалы, а иногда перегрузки. При сведении такой записи могут возникнуть трудности. Компрессор же выравнивает звук, он становится одной громкости, более четкий и наполненный. Единственный минус, что не передается динамика, и уже при сведении нужно будет делать голос в некоторых местах громче или тише. Эффект шумоподавителя заключается в том, что когда с инструментов звук не поступает, а остаются только небольшие шумы, то выход выключается. Когда сигнал появляется, который больше некоторого значения, выход включается и на фоне сигнала шум уже почти не слышен.

1. Технические требования

1.1 Анализ технического задания

7-ми входной стерео микшер, 3 стерео входа, 4 моно входа, 5-ти полосный эквалайзер по частотам 100 Гц, 400 Гц, 1 кГц, 4 кГц, 10 кГц, регулировка громкости и баланса каждого входа, Эффекты компрессора и шумоподавителя по выходу, напряжение питания 9…12 В.

Из-за того, что есть стерео входы, лучше применить стерео схемы эквалайзеров, и применить 2 таких для 4-х моно входов.

Так как устройство нужно спроектировать максимально меньшим, используем современную элементную базу. Можно использовать микросхему CXA 1352, в которой сделано стерео эквалайзер на 5 полос с регулировкой громкости и баланса. Так как в этой микросхеме регулирование ведется с помощью подачи напряжения от 0 до напряжения питания на выводы микросхемы. Поэтому сигнал не проходит через резисторы регулированию, а только через микросхему, и шумы наводок будут минимальными.

В этой микросхеме кроме активного эквалайзера на 5 полос регулировки от –14 дБ до 14 дБ, еще есть усилитель на 14 дБ, поэтому эту же схему можно использовать в качестве последнего каскада усиления для сложения сигналов.

Из-за использования этой микросхемы, вся схема микшерного пульта без эффектов и индикаторов состоит из 6-ти почти одинаковых схем.

Для эффектов компрессора и шумоподавителя можно использовать микросхему SSM 2166, в которой есть эти эффекты и есть возможность настраивать их индивидуально для себя.

Так как эффекты необходимо применить к выходам, то таких схем нужно 2: на левый в правый каналы.

Для наблюдения за уровнем сигнала можно использовать схему стерео индикатора на микросхеме КА2281, к которой подключается 5 светодиодов на канал, и таким образом ведется наблюдение и регулирование сигнала, чтоб не допустить перегрузки

Микросхема CXA 1352 питается от напряжения 5…12В, SSM 2166 – 5…12В, КА 2281 – 9…12В. Поэтому для питания всей схемы в целом нужно напряжение 9…12 В. И можно будет использовать для питания любой покупной блок питания с таким напряжением.

Для максимальной минимизации, и сохранения ремонтопригодности, устройство делаем с 4-мя печатными платами: входы и выходы на 1352, 2 компрессора на 2166 и индикатор, в котором еще будет индикатор включения питания, еще для монтажа элементов индикации и кнопок включения входов используем еще одну печатную плату.

1.2 Технические требования к устройству

Электрические требования:

– Количество стерео входов 3

– Количество моно входов 4

– Количество полос эквалайзера 5

– Диапазон рабочих частот 20 Гц … 20 кГц

– Диапазон рабочего напряжения питания + 9 – 12 В

– Сопротивление нагрузки, не менее 20 Ом

– Чувствительность 200 мкВ

– Максимальный потребляемый ток, не более 1А

Технологические требования в устройству:

- Класс аппаратуры наземная

- Тип аппаратуры бытовая стационарная

- Габаритные размеры не более 300х250х50

- Масса не более 500 г.

- Рабочее положение горизонтальное

- Вид монтажа комбинированный

- Средняя наработка на отказ не менее 10 тыс. часов

- Коэффициент заполнения ПП не ниже 0,4

- Коэффициент использования материалов, не менее 0,7

- Коэффициент заполнения объема устройства, не менее 0,2

- Коэффициент автоматизации, не менее 0,8

- Программа выпуска 1 000 шт.

- Технологическая себестоимость, не более 400 грн.

- Трудоемкость не более

- Место установки изделия закрытое отапливаемое помещение

- Условия эксплуатации:

диапазон рабочих температур +5ºС… +35ºС

атмосферное давление 84…104,5 кПа

влажность воздуха при температуре 35ºС 85%

2. Разработка схемы

2.1 Обзор существующих аналогичных схем и конструкций

Приведу аналогичные схемы эквалайзера, компрессора и шумоподавителя. Схема еквалайзера представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1

Достоинством этой схемы есть то, что можно регулировать 8 полос, что обеспечивает более точную настройку звучания.

Но недостатком есть сложность схемы и большие размеры, как видим каждый фильтр сделан отдельным блоком, и звук проходить большую дистанцию, могут быть больше шумы.

В моей схеме возможно все фильтры сделать в микросхеме и звук при обработке не будет выходить за её границы, и шумы будут минимальны.

Схема компрессора представлена на рисунке 2.2

Рисунок 2.2

Достоинством схемы есть вытокая ремонтопригодность.

Недостатком схемы есть то, что компрессия включается из-за нагревания терморезистора, и перепады температуры будут сильно влиять на параметры компрессии. Еще во время эксплуатации параметры компрессии в этой схеме не регулируются.

Схема шумоподавителя представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3

Достоинством схемы, как и у компрессора есть большая ремонтопригодность.

Недостатком есть большая сложность и большие габариты.

Представлю аналогичное устройство, микшерный пульт, предназначенный для индивидуального использования (рис 2.4).

В этом микшерном пульте есть 4 стерео входа с регулировкой чувствительности, и 2 входа без регулировки чувствительности, разделенных на 2 разъема (правый и левый). На каждом входе есть 3-х полосный эквалайзер, регулировка громкости, баланса. На выход можно задействовать один из 16-ти эффектов. Присутствует эквалайзер выходного сигнала.

 Скачать реферат