Використання електрообладнання в музичній сфері стало невід’ємним елементом в роботі з музикою, починаючи від створення музики, закінчуючи її прослуховуванням. Існує багато різноманітних видів обладнання для роботи з акустикою, і немаловажними серед всіх є пристрої змішування акустичних сигналів. Необхідність накладати декілька електричних акустичних сигналів один на одного породила створення цього класу приладів - мікшерів. Мікшери стали найважливішими елементами в процесах створення та запису музики, та інших акустичних програм.
Сфера застосування мікшеру дуже широка, мікшери використовуються на радіостанціях, телебаченні, студіях звукозапису, на концертах та в багато інших місцях.
Існують різноманітні види мікшерів, відрізняючихся конструкцією, за призначенням, та ін., але в переважній більшості пристрої змішування акустичних сигналів – це мікшерні пульти. Пультами вони називаються тому, що використовуються для керування декількома вхідними акустичними сигналами та змішування їх в один канал.
Мікшерні пульти поділяються на наступні основні типи:
- Студійні мікшерні пульти – багатоканальні (десятки вхідних каналів), використовуються в студіях звукозапису, там де необхідно скласти велику кількість акустичних сигналів. Вони робляться тільки стаціонарними, мають великі габаритні розміри та масу. Мають дуже велику вартість.
- Концертні мікшерні пульти – вони використовуються при проведення концертів для зведення акустичних сигналів музичних інструментів та подавання змішеного сигналу на акустичні портали.
- Радіотелевізійні – використовуються в телерадіокомпаніях для підготовки телерадіол програм.
- DJ мікшерні пульти – використовуються в клубах для змішування декількох відтворювачів звуку та мікрофону для створення музичних програм.
Dj мікшерні пульти на відмину від всіх інших пультів завдяки своєї спеціалізації мають на багато більшу аудиторію користувачів. Вони мають невеликі габаритні розміри, масу, вартість. Використовуються паралельно з аудіо програвачами та підсилювачами звуку утворюючи акустичну систему.
Сфера виробництва Dj мікшерних пультів користується щільною увагою виробників акустичного обладнання, як дуже прибуткова і перспективна галузь виробництва.
1. Склад та аналіз технічного завдання
1.1 Аналіз вимог до конструкції пристрою
Мікшерний пульт представляє собою пристрій для комутації декількох пристроїв відтворювання звуку, мікрофонів з акустичними колонками або акустичним порталом, з можливістю корегування параметрів вхідного та вихідного сигналу.
Для виконання своєїпервинної функції він повинен мати змішуючий блок. У блока повинні бути такі виводи:
· входи кожного каналу аудіо сигналів відтворювачів і мікрофону.
· виходи головного каналу, монітору, навушників.
З виходів головного каналу буде зніматись сигнал для подачі на наступний підсилювач, для подачі на акустичні колонки. Для підключення апаратури на виході каналу повинен бути стандартний штекер типу RCA з розділенням на лівий та правий канали. У разі необхідності сумісність з професійним обладнанням можна зробити виходи типу XLR на кожний канал.
До пульта можуть приєднуватись різноманітні пристрої відтворення звуку, з різними параметрами сигналу. Для узгодження вихідного рівня приєднаних пристроїв з режимом роботи мікшера на вході пристрою повинен бути регулятор чутливості.
Для корегування частотних параметрів вхідного сигналу, на кожному каналі повинен бути еквалайзер, не менше ніж трьох смуговий. Для корегування нижнього діапазону частот, середнього та верхнього.
В тракті кожного стерео каналу повинен бути регулятор гучності. Він повинен знаходитись перед блоком змішування сигналів, після еквалайзеру.
Повинна бути можливість прослуховування кожного каналу в навушниках, з можливістю вибору каналів для прослуховування, як кожного окремо, так і вибірково по декілька.
Акустичні канали з програвачів підєднуються в блок змішування через кроссфейдер. В блоці змішування сигнали відтворювачів і сигнал мікрофону змішуються в один стерео канал.
На виході блоку змішування повинен бути вихідний підсилювач, з регулюванням гучності головного вихідного каналу (мастер каналу). Для попередження перевантаження мастер каналу повинен бути графічній індикатор на кожний моно-канал.
Повинна бути передбачена можливість виводу мастер каналу на навушники з та без виводу цього ж сигналу на мастер вихід пристрою.
Для більш якісного мікшування звукових потоків, можливе використання лічильнику ритму: лічильник кількості ударів на хвилину з цифровим індикатором на якому відображується останнє значення ритму. В ньому повинна бути можливість вибору каналу, ритм якого необхідно бачити.
1.2 Розробка технічного завдання
Виходячи з вимог конструкції конкретизуємо завдання пристрою:
· На входи підключення звуковідтворювачів встановлюється попередній підсилювач для узгодження пристрою з джерелами сигналу. Параметри такі:
o Робочій діапазон: 20-20000 Гц
o Відношення сигнал \ шум, не менше - 80 дБ
o Номінальна вхідна напруга – 0,25 В
o Коефіцієнт гармонік в номінальному частотному діапазоні, %, не більше 0,05
· Мінімум трьох смуговий еквалайзер для корекції вхідних сигналів. Регулювання в діапазоні ± 11дБ, для кожного каналу, та окремо для сигналу мікрофону.
· Входи:
o 2 основних стерео канали
o 1 мікрофонний моно-канал
· Виходи:
o основний вихідний стерео канал (головний мікс)
o вихід для монітору
o вихід для навушників
· Динамічний діапазон 130 дБ
· Світлодіодні індикатори рівня сигналу на входах кожного каналу, окрім мікрофонного, та на головному вихідному каналі.
· Діапазон робочих частот – 20-20000Гц
· Відношення сигнал \ шум, не менше 80 Дб
· Коефіцієнт гармонік в номінальному частотному діапазоні, %, не більше 0,25
· Перевантажувальна здатність на входах, дБ 15-20
· Блок живлення під напругу мережі живлення 220В, 50Гц
· Надійний та міцний корпус, здатний захистити прилад від механічних пошкоджень, та електромагнітних впливів.
1) Найменування, та область застосування виробу
Акустичний мікшерний пульт, застосовується для змішування декількох акустичних сигналів з можливістю підстроювання рівня сигналу та АЧХ кожного каналу.
Мікшерний пульт використовується при виступі музикантів на концертах, для змішування сигналу з декількох інструментів або програвачів.
2) Підстава для розробки
Підставою для розробки є завдання на курсовий проект видане кафедрою КіВРА.
3) Мета та призначення розробки
Метою роботи є розробка конструкції мікшеру, який характеризується порівняно низькою собівартістю, зручністю експлуатації та при цьому необхідною якістю обробки: зробити пристрій з оптимальним відношенням параметрів ціна \ якість.
4) Технічні вимоги
a) Склад виробу і вимоги до конструкції
Виріб являє собою мікшерний пульт, який складається з восьми блоків:
· Блоків обробки сигналу кожного каналу (4шт). По одному блоку на кожний моно-канал.
· Блоку обробки сигналу мікрофона
· Блок змішування каналів
· Блок обробки вихідного сигналу
· Блок живлення 220В \ 50Гц
· Всі блоки, за винятком блока живлення знаходяться на одній платі. При необхідності, або для оптимізації конструкції пристрій можливо розбити на блоки. Пристрій повинен бути розташований в одному корпусі з габаритними розмірами, мм, не більше:
· Довжина 500±2мм
· Ширина 200±3мм
· Висота 10±3мм
Маса не повинна перевищувати 1.0±0.1 кг.
b) Технічні характеристики
| Напруга живлення, В | 220 |
| Споживана потужність, не більше, Вт | 100 |
| Діапазон робочих частот, Гц | 20-20000 |
| Відношення сигнал\шум, не менше, дБ | 80 |
| Коефіцієнт гармонік, не більше, % | 0.1 |
| Кількість входів сигналу | 3 |
| Кількість виходів | 3 |
| Номінальна вхідна напруга, В | 0,25 |
| Максимальна вхідна напруга, В | 2,5 |
| Номінальна вхідна напруга мікрофонного входу, мВ | 1 |
| Номінальна вхідна напруга лінійного входу, В | 0,75 |
| Максимальна вихідна потужність, Вт | 10 |
c) Вимоги до надійності
Пристрій повинен бути відновлюваний і ремонтопридатний за ГОСТ 27.002-89.
| Середнє напрацювання на відмову, не менше, годин | 10000 |
| Ймовірність безвідмовної роботи на протязі 1000 годин, не менше | 0,9 |
| Середній час відновлення, не більше, годин | 2 |
| Середній строк служби, не менше, років | 3 |
d) Вимоги до технологічності
Вимоги до технологічності за ГОСТ 14.201-83. Рівень технологічності повинен бути зорієнтований на передові технології. Виготовлення деталей і складання повинні забезпечити зниження працеємності. Всі комплектуючі вироби повинні проходити вхідний контроль на відповідність вимогам ТУ.
e) Вимоги до стандартизації та уніфікації
В конструкції повинні бути максимально використані стандартні та уніфіковані деталі та вузли.
Коефіцієнт уніфікації повинен бути, не менше 0.6
Коефіцієнт стандартизації, не менше 0.4
f) Вимоги до складальних частин конструкції, сировини та експлуатаційних матеріалів
В конструкції повинні бути використані деталі та матеріали, що випускаються серійно промисловістю і дозволені до застосування в РЕА загального призначення.
g) Умови експлуатації і вимоги до технічного обслуговування і ремонту
Кліматичне виконання виробу УХЛ 4.2 – за ГОСТ 15150-69
| Робочі температури | Мінімальна | +10ºС |
| Максимальна | +35ºС | |
| Середня | +25ºС | |
| Граничні температури | Мінімальна | +1ºС |
| Максимальна | +40ºС | |
| Гранична відносна вологість, при 25 ºС | 80% | |
| Середня відносна вологість, при 20 ºС | 60% | |
Норми механічного впливу за ГОСТ 25467-82