MẠCH KHUYẾCH ĐẠI ÂM THANH

Khuếch đại âm thanh hay tăng âm còn được gọi là ampli điện, là một loại khuếch đại điện tử thực hiện khuếch đại tín hiệu âm thanh điện tử năng lượng thấp, để thu được tín hiệu có công suất lớn hơn, đủ để vận hành thiết bị hoặc linh kiện khác, đặc biệt là thiết bị tái tạo âm thanh từ năng lượng điện đó. Thông thường các thiết bị khuếch đại âm thanh sẽ được đặt ở những vị trí thuận lợi để phát huy khả năng thu nhận nguồn tín hiệu tốt như cảm biến âm thanh trong các hộp nhạc cụ, microphone, đĩa CD, Cassette, đầu đọc tín hiệu băng từ, mạch tách sóng trong máy thu thanhthu hình,.

TRƯỜNG CAO ĐẲNG FPT POLYTECHNIC

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN

VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

GVHD:

Họ và tên:

ĐÀO VĂN HOA Nguyễn Thành Nam Nguyễn Thái Học Nguyễn Ngọc Thanh

Đỗ Quang Anh

MÔN: AUT106 MẠCH ĐIỆN TỬ VÀ ỨNG

DỤNG

ĐỀ TÀI: MẠCH KHUYẾCH ĐẠI ÂM THANH

MỤC LỤC

Lời nói đầu 3

Chương 1: Tìm hiểu chung về mạch khuếch đại âm thanh 4

1.1- Giới thiệu về đề tài mạch khuếch đai 4

1.2 Ứng dụng mạch khuếch đại âm thanh 5

1.3 Sơ đồ khối ……….6

1.4 Nguyên lý làm việc……… 7

1.5 Vạch các phương án thiết kế ……… 8

Chương 2: Thiết kế mạch khuếch đại 8

2.1Lựa chọn phương án thiết kế 9

2.2các phần tử sử dụng 10

2.3 Trình bày sơ đồ nguyên lý 11

2.4Nguyên lý hoạt động của mạch 13

Chương 3 :Thi công sản phẩm 16

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay Công Nghiệp Hóa – Hiện Đại Hóa đóng một vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao năng suất lao động Những thành tựu của các cuộc Cách mạng khoa học kĩ thuật được áp dụng rộng rãi vào nền kinh tế đưa đến những đổi thay chưa tùng có trong lịch sử loài người Nhận thức tầm quan trọng của khoa học công nghệ có ảnh hưởng đến quyết định đến chiến lược phát triển đất nước, nhà nước ta

đã ra sức đào tạo nghiên cứu KH- KT, khuyến khích đầu tư nhằm phát triển khoa học kĩ thuật Là sinh viên của chuyên ngành CNKT- Điều khiểu tự động hóa sau thời gian học tập và rèn luyện tại trường Cao Đẳng FPT POLY được sự giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô cùng sự cỗ gẵng nỗ lực của bản thân Chúng em đã nghiên cứu

Qua đề tài này em muốn hiểu biết rõ các kiến thức về ứng dụng thực tế những bài học vào cuộc sống Cấu tạo của nó cũng rất đơn giản bởi nó được coi là mạch tích hợp hoạt động có tính chính xác cao và có thể ứng dụng nhiều hơn vào thực tế và

Chương 1: Tìm hiểu chung về mạch khuếch đại âm thanh

1.1 Giới thiêu chung về mạch khuếch đại âm thanh

-Khuếch đại âm thanh hay tăng âm còn được gọi là ampli điện, là một loại khuếch đại điện tử thực hiện khuếch đại tín hiệu âm thanh điện tử năng lượng thấp, để thu được tín hiệu có công suất lớn hơn, đủ để vận hành thiết bị hoặc linh kiện khác, đặc biệt là thiết bị tái tạo âm thanh từ năng lượng điện đó

-Thông thường các thiết bị khuếch đại âm thanh sẽ được đặt ở những vị trí thuận lợi

để phát huy khả năng thu nhận nguồn tín hiệu tốt như cảm biến âm thanh trong các hộp nhạc cụ, microphone, đĩa CD, Cassette, đầu đọc tín hiệu băng từ, mạch tách sóng trong máy thu thanh/thu hình,

-Dải tần số âm thanh nằm trong phạm vi khoảng 20Hz - 20kHz Ngoài ra còn có một số loại khuếch đại âm thanh đặc biệt với băng tần mở rộng đến mức 44

kHz có khả năng khuếch đại loại tín hiệu stereo

-Ampli/Tăng âm: chỉ dùng để khuếch đại tín hiệu âm thanh, tái tạo âm thanh xuất ra tai người nghe/ loa, với công suất từ chục mW đến cỡ KW

- Tiền khun triếch đại: được bố trí ở các vị trí nguồn tín hiệu như: cảm biến âm thanh, microphone, để tăng tín hiệu âm thanh trước khi truyền đến các thiết bị tiếp nhận

- “Khuếch đại điện áp” trong dải tần âm thanh: là xuất tín hiệu ngõ ra đến mạch phân tích âm thanh, mạch số hóa tín hiệu “ADC” để điều khiển các vòi phun nước hay bộ dàn đèn, giúp tạo tia nước hay hiệu ứng ánh sáng

-1.2 Ứng dụng mạch khuếch đại âm thanh

Mạch khuếch đại âm thanh được xem là thiết bị điện tử bao gồm cho một hệ thống nhận tín hiệu đầu vào từ các nguồn cứng bao gồm USB, điện thoại, đầu VCD, CD, DVD hay bất kỳ loại thiết bị lưu trữ dữ liệu âm thanh nào khác Bộ phận này sẽ tận dụng tín hiệu đầu vào từ những nguồn đó, vận chuyển tín hiệu trong ampli công suất Đây là thiết bị đóng vai trò vô cùng quan trọng, được xem như là cầu nối, nối tiếp khi đứng ở vị trí tiếp nhận đầu vào, hay việc chọn đầu vào như thế nào, tín hiệu

ra sao trong ampli công suất

-Trước đây mạch khuếch đại âm thanh được sử dụng tách rời tùy theo từng chức năng, từng nhu cầu riêng của người sử dụng để lựa chọn phù hợp Thế nhưng hiện nay với sự cải tiến của công nghệ thì chúng đã được tích hợp vào các thiết bị riêng biệt Điều này mang lại sự thuận tiện và tiết kiệm chi phí cho người sử dụng một cách đáng kể nhưng với một điều kiện là chúng phải được làm đúng cách, đúng nguyên lý để tạo ra hiệu suất âm thanh chất lượng, còn nếu không sẽ không làm ra được thứ âm thanh chất như mong muốn

-Hiện nay đã có rất nhiều thế hệ thiết bị khuếch đại ra đời, mỗi loại được thiết kế, cấu tạo từ những chất liệu hiện đại khác nhau và cũng mang lại những tính năng công dụng khác nhau Chính vì vậy mà người dùng có cơ hội được lựa chọn và sở hữu cho mình sản phẩm đáp ứng đúng nhu cầu của mình ở mức giá phù hợp nhất

Những thiết bị khuếch đại âm thanh trên thị trường hiện nay thường được gọi là

“Amply karaoke” dùng để nghe nhạc hay hát karaoke Chúng còn được ứng dụng

lắp đặt tại các hệ thống tái tạo âm thanh dùng cho những rạp hát, hay rạp hát gia

đình, nhạc cụ khuếch đại âm thanh như guitar điện, bộ gõ điện

-Âm thanh như giọng nói, giọng hát sẽ có những sóng âm khác nhau được gửi qua micro Màng ngăn của micro chuyển đổi nó thành tín hiệu điện Trong đó, tín hiệu điện dao động đại diện cho độ loãng và áp suất của âm thanh gốc

Nhờ đĩa CD, đầu ghi, tín hiệu điện sẽ được mã hóa

-Một bộ phát tín hiệu được ghi sẽ giải mã tín hiệu điện và được đưa ra cho loa Sự thay đổi áp suất tương tự sẽ được loa tái tạo như lúc ban đầu

-Nguyên lý mạch khuếch đại âm thanh tổng hợp giống như một bộ trộn âm thanh đa kênh cho một số kênh âm thanh Sẽ không bị nhiễu âm vì mỗi tín hiệu sẽ được đưa đến một điện trở, còn đầu kia sẽ được kết nối với cực “GND”

-Có hai tín hiệu được tạo ra trong quá trình khuếch đại là tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra Hai loại tín hiệu này khác nhau hoàn toàn Tín hiệu đầu ra phải được xử

lí thông qua các bộ phận của mạch khuếch đại, nhờ việc đầu ra phải thay đổi điện trở đối để tạo ra mức dao động điện áp mới cho tín hiệu âm thanh gốc Nhưng tải này rất lớn khi so với tín hiệu âm thanh gốc Vì vậy, âm thanh phải được khuếch đại đầu tiên với sự trợ giúp của bộ tiền khuếch đại Tín hiệu đầu ra sẽ mạnh hơn nhiều lần so với tín hiệu đầu vào trong bộ khuếch đại công suất Thiết kế số lượng bộ tiền khuếch đại trong bộ khuếch đại sẽ tùy theo nhà sản xuất 5 Vạch các phương án thiết kế

Có 3 phương án thiết kế

-1 Mạch khuếch đại âm thanh sử dụng transitor

-2 Mạch khuếch đại sử dụng ic TDA 2003

-3 Mạch khuếch đại sử dụng ic LA4440

Chương 2: Thiết kế mạch khuếch đại

2.1 Lựa chọn phương án thiết kế

Bọn em trọn phương án thiết kế 1 là : Mạch khuếch đại âm thanh sử dụng transitor

Vì là mạch phổ biến các linh kiện dễ tìm và dễ làm

2.2 Các phần tử sử dụng

* Tụ điện

Hình 2.1 Tụ điên

 Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động cấu tạo bởi hai bản cực đặt song song được ngăn cách bởi lớp điện môi, tụ điện có tính chất cách điện 1 chiều nhưng cho dòng điện

- Cấu tạo là hai bản điện cực được ghép song song với nhau, ở giữa có một lớp cách điện được gọi là điện môi Tụ điện còn được phân loại theo vật liệu cách điện Ví dụ: tụ điện

- Tụ điện có chức năng lưu trữ điện giống với bình ắc qui Mặc dù cách hoạt động của 2

điện

- Ứng dụng:

+ Tụ điện được hiểu là linh kiện điện tử có khả năng lưu trữ năng lượng điện, lưu trữ điện tích hiệu quả Tụ điện còn có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng phẳng bằng cách loại bỏ pha âm

Hình 2.2 transistor D718

D718 là một loại transistor công suất NPN, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng mạch

D718 có ba chân kết nối: chân cực dương (Collector), chân cực âm (Emitter) và chân điều khiển (Base) Nó được thiết kế để khuếch đại tín hiệu điện và điều khiển dòng điện trong mạch Điện áp tín hiệu được áp dụng đến chân điều khiển, khi điện áp này vượt qua ngưỡng quan trọng, nó sẽ cho phép dòng điện chạy từ chân Collector đến chân Emitter, giúp tạo ra

Trong mạch khuếch đại công suất, D718 thường được sử dụng như một transistor công suất cuối cùng để khuếch đại tín hiệu điện từ mạch điều khiển và đưa tín hiệu này tới loa hoặc một tải khác Nó có thể được sử dụng trong các mạch khuếch đại âm thanh, các mạch nguồn điện

Ngoài D718, còn có một số transistor công suất khác được sử dụng trong các ứng dụng mạch

Điện trở

Hình 2.3 : Điện trở

 Điện trở hay còn gọi là Resistor là một linh kiện điện tử thụ động, có 2 tiếp điểm kết nối Chúng được dùng để điều chỉnh mức độ tín hiệu và hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch Đồng thời dùng để chia điện áp hay kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transistor…

- Cấu tạo: gồm có hai đầu dây dẫn được gắn ở hai đầu đối diện và ở giữa là một bộ phận dẫn điện tương đối kém

Ứng dụng: Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp, điều chỉnh cường độ dòng điện qua các thiết bị điện, tạo ra nhiệt lượng trong các ứng dụng cần thiết, tạo ra sụt

áp trên mạch khi mắc nối tiếp

Chiết áp

Biến áp là một linh kiện có hai cuộn dây đặt chồng lên nhau Cuộn dây lớn hơn được gọi là cuộn cung cấp hoặc cuộn vào, trong khi cuộn dây nhỏ hơn được gọi là cuộn phát hoặc cuộn ra Khi áp dụng điện áp vào cuộn vào, nó sẽ tạo ra một lực đối kháng trong cuộn phát, dẫn đến

Tỷ lệ giảm áp của biến áp được xác định bởi tỉ lệ giữa số vòng dây của cuộn vào và cuộn phát

Chiết áp thông thường được sử dụng trong các mạch điện tử để giảm áp điện áp từ nguồn cung cấp xuống mức điện áp phù hợp cho các linh kiện điện tử như ICs, điện trở, tụ điện và các linh

Header 2 chân

Hình 2.5 header 2 chân

Header 2 chân là một loại cổng kết nối được sử dụng trong các mạch điện tử để kết nối các linh kiện và module với nhau Header 2 chân được gọi là 2 chân bởi vì nó có hai chân kết nối, một chân đất (GND) và một chân đầu ra hoặc đầu vào (IN/OUT) Header

2 chân thường có đường kính 0,1 inch (2,54 mm) và được thiết kế để lắp trên một bảng mạch in Nó được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng điện tử như máy tính, máy

Header 2 chân thường được sử dụng để kết nối các module và cảm biến với mạch điều khiển hoặc vi điều khiển Nó cũng được sử dụng để kết nối các bộ chuyển đổi tín hiệu,

Một ứng dụng thường thấy của header 2 chân là để kết nối các mạch LED và nút nhấn với mạch điều khiển Chân đất được kết nối với chân đất của mạch điều khiển, trong khi

Loa

Loa là một thiết bị chuyển đổi tín hiệu điện thành âm thanh Loa được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống âm thanh, từ các thiết bị nghe nhạc cá nhân đến các hệ thống âm thanh chuyên

1 Đầu vào: Là nơi mà tín hiệu âm thanh được đưa vào loa Tín hiệu này thường được

2 Cuộn dây: Là một cuộn dây kim loại được đặt trong một cấu trúc từ tính Khi tín hiệu

3 Màng loa: Là một bề mặt có thể rung động, thường được làm bằng giấy hoặc nhựa Khi tín hiệu điện chạy qua cuộn dây và tạo ra từ trường, nó tạo ra lực đẩy trên màng loa,

5 Phân tán âm: Là một cấu trúc hoặc chất liệu được đặt trên màng loa để phân tán âm

nhiễu

Các loại loa khác nhau có thể có cấu trúc và tính năng khác nhau để đáp ứng các yêu cầu âm thanh khác nhau, bao gồm loa bass, loa treble, loa siêu trầm, loa full range, loa công suất lớn,

Hình 2.6 loa

2.3 Trình bày sơ đồ nguyên lý

Hình 2.5 Mạch mô phỏng trên proteus

Hình 2.6 Mạch nguyên lý trên atium

Hình 2.mạch in pcb

2.4 Nguyên lý hoạt động của mạch

J1 là phần cấp tín hiệu VCC cấp nguồn tín hiệu đi từ J1 qua biến trở để điều chỉnh và được lọc nhiễu khi đi qua con tụ

tín hiêu sẽ được đưa vào transitor và khuếch đại tần số lên một mưc cao nhất đinh điện trở có tác dụng để cho dòng điện đi vào trong mạch không quá mạnh làm chết

transistor tin hiệu đầu ra khuếch đại đi vào loa để phát ra tín hiệu

Chương 3 Thi công sản phẩm

3.1 Bảng vật tư

STT TÊN LINH

KIỆN

THÔNG

SỐ

SỐ LƯỢNG

1

3.3 kết luận

Những thứ đã làm được:

- Mạch hoạt động tốt, đúng yêu cầu đề ra

- Dễ thao tác và dễ sử dụng

- Mạch kêu to ko rè

- Lên kế hoạch và triển khai Assignment nhanh chóng, chính xác

- Tích lũy kinh nghiệm làm việc nhóm Tăng thêm tính kỉ luật và trách nhiệm mỗi thành viên

- Mạch không dính vào tấm đồng

- Thiếu linh kiện sản phẩm

- Các mối hàn chưa được thẩm mỹ

- Loa lúc đầu nghe hơi bé