HIFI

Verstärker

About

Nach Langen Überlegungen ist das Projektteam zu dem Entschluss gekommen sich mit dem Gebiet der Audiotechnik zu befassen, da es einerseits sehr spannend ist und andererseits in vielen technischen Bereichen wie Elektronik, Hochfrequenztechnik, Softwaretechnik, Messtechnik und Regelungssystemen zu finden ist.

Es soll ein HIFI-Stereoverstärker entwickelt werden. Der Verstärker soll eine Effektivleistung von 120 W pro Kanal zur Verfügung stellen und soll als Transistorverstärker der Klasse B realisiert werden. Zusätzlich soll eine BI-Amping Funktion vorhanden sein. Zwei Subwooferausgänge sollen vorhanden sein. Audiosignale können über einen AUX Eingang oder über einen der drei Cinch Eingänge bezogen werden. Der aktuelle Audioeingang, die Klangeinstellung und die Lautstärke können über ein digitales Display ausgewählt werden. Ein entsprechendes Gehäuse soll realisiert werden. Die elektromagnetische Verträglichkeit und die Gerätesicherheit sollen den geltenden EMV- und Niederspannungsrichtlinien entsprechen.

Der Verstärker soll mit diskreten Bauteilen entwickelt werden, wobei das Hauptaugenmerk auf niedrigem Signalrauschen liegt. Der Klirrfaktor (engl. THD=Total Harmonic Distortion) soll unter 0,1 % (bei 1 Volt Signalspannung im Bereich von 50 Hz-19.300 Hz) liegen. Zusätzlich soll ein möglichst linearer Frequenzgang erreicht werden. Das Gerät soll einen Vorverstärker mit mehreren Funktionen wie Bassregelung, Höhenregelung, Balance und Loudness Compensation (Gehörganganpassung) enthalten. Die beiden Endstufen sollen für eine Leistung von jeweils 120 W ausgelegt werden. Ein ausreichend dimensioniertes Netzteil mit diversen Sicherungsvorrichtungen wie Überspannungsschutz, Kurzschlusssicherung und EMV-Netzfilter (gegen Netzstörungen auf der Primärseite) soll realisiert werden. Das System soll passiv gekühlt werden und mit einer Temperatur Sicherung ausgestattet sein. Um die Lautsprecher nicht zu beschädigen soll eine Abkopplungsvorrichtung vorhanden sein welche die Lautsprecher nach einschalten des Verstärkers zeitverzögert zuschaltet. Die Leistungsfähigkeit des Produktes soll mittels praxisgerechter Audiomesstechnik gewährleisten werden.

Der Verstärker soll digital mithilfe eines PIC18Fxxj53 bedient werden. Die Bedienung soll über Incrementaldrehgeber und Taster erfolgen und soll in Form eines Menüs auf einem LC-Display dargestellt werden. Bass-, Höhen- und Lautstärkeregelung sowie Balance sollen mit digital-analog gewandelten Spannungen über die Vorstufe gesteuert werden. Die Audio Eingänge sollen ebenfalls über den PIC ausgewählt werden. Zusätzlich soll die Temperatur der Endstufe und des Netzteils überwacht werden um im Falle einer Überhitzung die analogen Komponenten mittels Relais von der Versorgung zu trennen.

Abstract

It is a hi-fi stereo amplifier to be developed. The amplifier shall provide an effective power of 120 W per channel and is to be implemented as a transistor class-B amplifier. In addition, should exist a BI-amp function. Two subwoofer outputs are to be present. Audio signals can be obtained via an AUX input or via one of three RCA inputs. The current audio input, adjust the tone and volume can be selected via a digital display. A respective housing to be realized. The electromagnetic compatibility and safety devices shall comply with the applicable EMC and Low Voltage Directives.

The amplifier should be developed with discrete components, the main focus is on low signal noise. The total harmonic distortion is less than 0.1 % (at 1 volt signal voltage in the range of 50 Hz-19 300 Hz). In addition, a linear frequency response as possible is to be achieved. The unit shall contain a preamplifier with multiple functions such as bass control, treble, balance and Loudness Compensation (ear canal adjustment). The two power amplifiers should be designed for a power of 120 W. A sufficient power supply with various safety devices such as over-voltage protection, short circuit protection and EMC filter (to grid disturbances on the primary side) is to be realized. The system should be passively cooled and equipped with a thermal fuse. In order not to damage the speakers to be a decoupling device available which the speakers by the amplifier switch time delay switches on. The performance of the product is to be ensure by means of practical audio metrology.