Проект «Создание интегрального усилителя»
Ученик инженерного класса школы № 1576 г. Москвы Тимофей Шеховцов разработал и собрал прототип интегрального усилителя звука. По своему качеству он не уступает известным коммерческим моделям, но значительно более доступен по цене. Руководитель проекта - учитель физики Ирина Ивановна Матвеева
Как все мы знаем, в последние годы поставки целого ряда высокотехнологичных товаров в Россию ограничены, из-за чего цены на многие виды оборудования непомерно выросли. Такая судьба постигла и звуковую аппаратуру. Это сравнительно узкий рынок, спрос на котором традиционно закрывают несколько широко известных производителей. И зачастую покупатель платит за имя. Между тем при более практическом подходе можно создать надежную и достойную замену, гораздо более доступную по цене.
Автор проекта связывает свое профессиональное будущее с электроникой, а интерес именно к звуковой аппаратуре – семейная традиция, унаследованная от отца. Для того чтобы сориентироваться в ситуации, он провел опрос в чатах технического направления. В ходе опроса выяснилось, что практически 100% респондентов, в принципе осведомленных о том, что такое интегральный усилитель, сталкивались с проблемой их нехватки, а также высокой стоимости и признавали проблему актуальной.
Итак, интегральный усилитель – это устройство, которое объединяет под одним корпусом предусилитель и сам усилитель, отвечающий за мощность звучания. Такое устройство полностью контролирует звуковые сигналы, преобразует их в более качественные, усиливает их звучание. Усилители делятся на классы – А, В, АВ, С, D и др. Для своего проекта Тимофей выбрал класс D, основанный на принципе широтно-импульсной модуляции, или, сокращенно, ШИМ. В основе схемотехники класса D лежит генератор СВЧ-импульсов (исчисляемых сотнями МГц) несущей частоты и компаратор – устройство, модулирующие эти импульсы соответственно форме входного аналогового сигнала. Модулированный сигнал имеет форму импульсов равной амплитуды, но разной продолжительности, которые усиливаются с помощью пары симметрично включенных быстродействующих транзисторов типа MOSFET. Далее в схеме используется простейший LC-фильтр, демодулирующий усиленный сигнал, а также отсекающий несущую частоту и сопутствующий высокочастотный шум. Главным плюсом этого класса считается энергоэффективность.