TỔNG QUAN VỀ MẠCH NUỒN DC

Trong vận hành, khôngđể transistor Q1 quá nong, Bạn nên gắn Q1 trên miếng nhôm làm nguôi... co tính đảo pha.. Bạn co thể hỏi làm sao để biết được mạch khuếch đại dùn

1 Cái Bạn cần co trước tiên trên bàn thợ là hộp nguồn DC

Để co thể cho chạy thử các kiểu mạch điện mà Bạn đã ráp trên bàn thợ, việc trước tiên là Bạn phảicấp nguồn nuôi thích hợp cho mạch Do đo, mạch điện dễ ráp đầu tiên mà chúng ta sẽ noi đếnlà hộp nguồn DC

(1) Mạch nguồn ổn áp dùng transistor

Trên bàn thợ của Bạn luôn phải co hộp nguồn DC, nếu thích Bạn co thể tự ráp mạch nguồn DCtheo sơ đồ mạch điện trên Ở ngả vào, Bạn co biến áp T1, công dụng của biến áp này là giảm áp ACvà tạo tính cách ly board mạch với đường nguồn AC, nhờ vậy giữ an toàn cho người sử dụng Cầuchì F1 dùng ngắt dòng khi trong mạch bị quá dòng Điện áp 12V lấy ra trên cuộn thứ cấp cho quacầu 4 diode D1 D4 để nắn dòng toàn kỳ, dòng điện xoay chiều dạng Sin được đổi ra dòng điện mộtpha dạng xung Dòng này cho nạp vào một tụ hoa lớn C1, công dụng của tụ là làm giảm độ dợnsong, nâng cao mức nguồn DC và ổn định dòng điện cấp cho tải Chúng ta dùng Led đỏ D5 làm Ledchỉ thị và lấy mức áp 2V trên Led dùng làm mức áp mẫu cấp cho cầu đo Điện trở R1 co công dụnghạn dòng Transistor Q1, Q2 là 2 transistor ghép dạng phức hợp để co công suất đủ lớn và co độnhậy đủ cao Q3 là transistor khuếch đại tín hiệu của cầu đo Câu đo dùng theo dõi mức áp biếnđộng trên tải, cầu đo gồm co điện trở R3, chiết áp R5, và R4, đây là cầu chia volt lấy một phần mứcvolt trên tải để cấp cho chân B của Q3, trong khi đo chân E của Q3 cho lấy mức áp mẫu không đổi.Tụ hoa C2 tạo ổn áp ngả ra và trên ngả ra chúng ta dùng Led xanh D6 với điện trở định dòng R6 đểbáo co nguồn ra

Nguyên lý ổn áp của mạch như sau:

* Khi tải nặng, mức áp trên tải co chiều hướng giảm xuống, điều này sẽ làm cho mức áp trên chân

B của Q3 giảm theo, trong khi đo mức áp trên chân E không thay đổi, vậy transistor Q3 sẽ dẫn yếu,mức volt trên chân C của Q3 sẽ tăng lên, vậy mức áp trên chân B của Q2 bị đẩy lên, điều này sẽkhông cho mức áp trên tải giảm xuống, chúng ta biết mức áp trên tải cũng là mức áp trên chân Ecủa Q1, mức áp này luôn tăng giảm theo mức áp của chân B của Q2

* Lý luận ngược lại, khi tải nhẹ, mức áp trên tải co chiều hướng tăng cao, điều này làm tăng mứcáp trên chân B của Q3, transistor Q3 sẽ dẫn điện mạnh hơn, mức áp trên chân C của Q3 sẽ giảmxuống, no kéo mức áp trên chân B của Q2 xuống và như vậy sẽ không cho mức áp trên tải tăng lên

Khi Bạn chỉnh chiết áp R5, Bạn đã làm thay đổi mức volt trên chân B của Q3, như vậy sẽ làm thayđổi mức volt trên chân C của Q3 hay thay đổi mức volt trên chân B của Q2, và điều này sẽ làm thayđổi mức áp trên chân E của Q1, và đã làm thay đổi mức áp DC trên ngả ra Trong vận hành, khôngđể transistor Q1 quá nong, Bạn nên gắn Q1 trên miếng nhôm làm nguôi

(2) Nguồn 5V co mức ổn định tốt với ic 7805 rất thông dụng với các mạch số

Chúng ta biết trên thị trường luôn co bán các ic ổn áp 3 chân họ 78xx, họ 79xx Vậy nếumuốn co mức áp DC ngả ra ổn định, Bạn tìm và dùng các ic ổn áp này Với ic ổn áp 7805,mức áp ra là 5V, với ic ổn áp 7809, mức áp ra sẽ là 9V, với ic ổn áp 7812, mức áp ra sẽ là12V IC ổn áp họ 79xx dùng tạo ổn áp trên đường nguồn volt âm

Trong mạch, chúng ta dùng tụ hoa lớn C1 tạo ổn áp trên đường nguồn DC, đây là dạng ổn ápthụ động, chúng ta dùng ic ổn áp 7805 để co mức áp ra 5V co độ ổn định rất tốt, đây là dạngổn áp tích cực Khi dùng ic ổn áp họ 78xx, họ 79xx, trên ngả ra Bạn nhớ gắn thêm tụ hoadùng để tránh hiện tượng phát sinh dao động tự kích, khi mạch ổn áp trong ic bị dao động,Bạn sẽ thấy mức áp DC trên ngả ra chập chờn lúc lên lúc xuống Trường hợp đường nguồn5V này dùng cấp điện cho các mạch điện làm việc ở vùng tần số cao, lúc đo Bạn phải gắnthêm tụ nhỏ C3, công dụng của các tụ nhỏ là lọc bỏ các tín hiệu tần số cao rất tốt, trong khi đo

do cấu trúc bên trong của các tụ hoa lớn co tiềm ẩn tính ống dây, cuộn cảm nên không lọc tốtcác dòng điện tín hiệu tần số cao nhiễm trên đường nguồn Trong mạch chúng ta cũng dùngLed đỏ, Led xanh để làm Led chỉ thị

(3) Co thể ráp nguồn co tính ổn áp và mức áp ra chỉnh được với ic LM317

Khác với ic ổn áp họ 78xx, ic ổn áp LM317 co chân Adjusment, điều này tạo ra ttinh điềuchỉnh mức áp ngả ra Trong mạch, C1 là tụ hoa lớn dùng để ổn định mức áp sơ khởi, kế đodùng mạch ổn áp tích cực với ic LM317 IC này co 3 chân, chân 2 cho lấy nguồn DC trên tụC1, Chân 3 là ngả ra, trên ngả ra lập cầu chia áp với điện trở R2 và biến trở R5, mức áp lấy racho điều chỉnh mức áp trên chân 1 để định mức áp ngả ra C2 là tụ giữ cho mạch ổn áp khôngphát sinh dao động tự kích Dùng các led chỉ thị để theo dõi hoạt động của mạch nguồn.Chúng ta co hệ thức cho thấy mức áp ra phụ thuộc vào trị các điện trở R2, R5

Bạn dùng tư liệu sau để hiểu rõ hơn về cách dùng ic LM317

Khi trong mạch co dùng các tụ hoa, để bảo vệ ic LM317, Bạn tạo đường xả điện cho các tụhoa khi ngắt nguồn Không để dòng xả của tụ qua ic LM317 Trong mạch khi ngắt nguồn, tụC1 sẽ xả dòng qua D1 và tụ C2 sẽ xả dòng qua tụ C2 Công thức tính điện áp ngả ra cho thấy,khi R2 = 0 ohm, lúc đo mức áp ngả ra sẽ là 1.2V

2 Muốn thử mạch cần co nguồn tín hiệu dùng để kích thích mạch.

(1) Mạch phát xung với ic Timer 555

Khi hoàn thành một mạch điện, nhiều khi Bạn cần co nguồn tín hiệu để đưa vào thử mạch.Nếu Bạn cần co nguồn tín hiệu dạng xung, Bạn co thể dùng ic 555 để tạo ra các dạng tín hiệunày Trong mạch:

* Mạch định tần số của xung phụ thuộc vào trị các điện trở RV1, R1, R2 và các tụ C1, C2.Vậy khi Bạn dùng tụ nhỏ C2, Bạn sẽ tạo ra tín hiệu dạng xung co tần số cao, lúc này biến trởRV1 dùng để chỉnh chọn tần Khi Bạn đổi qua dùng tụ hoa C1 co trị điện dung lớn hơn, Bạnsẽ tạo ra xung co tần số thấp hơn, và cũng chỉnh tần với biến trở RV1

* Xung ra lấy trên chân số 3 Khi chân 3 ở mức áp thấp, 0V, thì Led xanh D1 sáng và khichân 3 ở mức áp cao gần bằng 12V thì Led đỏ D2 sáng Điện trở R3, R4 dùng để hạn dònglàm việc của các Led, Bạn nhớ không để dòng qua Led quá lớn dễ làm hư Led Xung ra trênchân 3 là dạng xung vuông với bờ lên và bờ xuống rất thẳng, dùng dạng xung này kích thíchcác mạch số là rất tốt

* Xung lấy ra trên chân 2 và 6 co dạng răng cưa, khi chân 7 ở lúc hở masse, thì tụ C1 hay tụC2 sẽ nạp điện nguồn, dòng nạp qua RV1, R1, R2, mức áp trên chân 2, 6 tăng dần lên, khimức áp này bằng 2/3 mức nguồn thì chân 7 sẽ cho nối masse, lúc này tụ C1, hay C2 sẽ cho xảđiện, dòng xả qua R2 Vậy công dụng của R2 là hạn chế không để dòng xả quá lớn sẽ làm hư

ic 555, và khi mức áp trên chân 2, 6 xuống bằng 1/3 mức áp nguồn thì chân 7 lại hở masse, tụlại chuyển qua thời kỳ nạp điện Để tín hiệu ra co dạng xung vuông với hệ số duty = 50%,Bạn lấy trị R2 đủ nhỏ so với trị của RV1 + R1

Ghi chú: Khi lấy xung răng cưa trên chân 2, 6 để làm tín hiệu thử mạch, Bạn phải chú ý đếnảnh hưởng của mạch ngoài lên mạch định tần với RV1, R1, R2 và các tụ C1, C2, nội trở củamạch ngoài sẽ làm thay đổi tần số của tín hiệu, cách hay nhất là Bạn dùng thêm tầng khuếchđại đệm để cách ly trở kháng của mạch thử với mạch định tần của ic 555

Tư liệu noi về các cách dùng ic 555 đã được tôi đề cập rất nhiều trong các bài viết trước đây.Nếu muốn hiểu rõ hơn về ic 555, Bạn hãy tìm đọc lại các bài viết này

(2) Nguồn tín hiệu nhạc với ic UM66

IC UM66 là một ic phát tín hiệu nhạc dạng xung điều biến độ rộng, hình dạng của no giốngnhư transistor 2SC1815, kiểu chân TO92 No co 3 chân, chân 3 cho nối masse, chân 2 nối vàonguồn khoảng 3V và chân 1 cho ra tín hiệu xung nhạc Trong mạch chúng ta dùng 2 Led đỏđể tạo ra mức áp khoảng 4V, dùng mức áp này ghim cố định mức áp chân B của transistorQ1, như vậy trên chân E của Q1, chúng ta co khoảng 3.4V và dùng thêm tụ hoa C1 để tăngmức ổn áp đường nguồn, mức áp này cấp cho chân 2 của ic UM66 Tín hiệu nhạc ra trên chân

1 của UM66 cho qua mạch khuếch đại tăng biên với Q2, chúng ta lấy tín hiệu trên chân C củaQ2 dùng làm tín hiệu thử mạch Khi đưa tín hiệu này vào các mạch điện để thử mạch, Bạnnên dùng tụ liên lạc, trị điện dung khoảng 1uF, dùng tụ liên lạc nhằm tránh tác dụng của cácmức áp phân cực DC sẽ co thể làm sai lệch trạng thái phân cực vốn co của cácmạch điện, chúng ta biết các tụ liên lạc chỉ bắt cầu cho tín hiệu đi qua và không làm thay đổitrạng thái phân cực DC vốn co của các mạch điện

(3) Mạch dao động tạo song Sin dùng đường hồi tiếp qua câu 2T

Chúng ta biết, người ta chia tín hiệu ra làm 2 dạng: Dạng Sin và dạng phi Sin.

* Các tín hiệu dạng phi Sin, như các tín hiệu dạng xung, với các tín hiệu này, các tính toán vềmức áp khảo sát trên các mạch điện sẽ lấy theo trục thời gian t Do vậy, khi phải tính toán vớicác tụ điện C, các cuộn cảm L của mạch sẽ phải dùng đến toán cao cấp vi-tích-phân, điều nàylàm tăng tính phức tạp của công việc thiết kế mạch

* Khi dùng nguồn tín hiệu dạng sin, các mức áp trên các mạch điện khảo sát sẽ chỉ tính theotrục tần số f Vậy vai trò của các tụ điện C được xem là dung kháng XC và vai trò của cáccuộn cảm L được xem là cảm kháng XL Ở đây chúng ta chỉ gặp các bài toán sơ cấp dùng tínhbiên và goc pha của tín hiệu, do đo công việc thiết kế mạch đơn giản hơn rất nhiều

Để co nguồn tín hiệu dạng Sin, Bạn co thể ráp theo sơ đồ mạch điện trên Mạch dùng tínhkhuếch đại của transistor Q1, tín hiệu cho vào chân B và lấy ra trên chân C, hai tín hiếu này

co tính đảo pha Chúng ta dùng mạch lọc tần dạng 2T để lấy tín hiệu hồi tiếp, chúng ta biếtmạch lọc tần 2T vừa co tính chọn tần và vừa co thể đảo pha tín hiệu để tạo ra dạng hồi tiếpthuận và như vậy mạch sẽ thoả điều kiện dao động, Ở đây chúng ta hiểu mạch dao động làmạch tự no khuếch đại chính tín hiệu của no, không cần lấy tín hiệu từ ngoài vào Trong mạchdùng biến trở RV1 để chọn goc pha cho phù hợp với điều kiện dao động Tín hiệu lấy ra quatụ C4 để đưa vào các mạch thử Cũng nên nhắc lại, để nội trở của các mạch thử không ảnhhưởng vào điều kiện hoạt động của mạch dao động, Bạn nên dùng thêm tầng khuếch đại đệm.Tầng khuếch đại đệm là các tâng khuếch đại, tín hiệu đưa vào trên chân B và lấy ra trên chânE.

Người ta thường dùng tín hiệu dạng Sin để kiểm tra và tính toán điều kiện hoạt động của cácmạch điện âm thanh

3 Noi đến điện tử là noi đến tính khuếch đại tín hiệu của các transistor

Transistor là linh kiện thuộc nhom tích cực, no co tính khuếch đại, khi noi đến tính khuếchđại phải hiểu là tính làm cho công suất ngả ra của một tín hiệu phải lớn hơn công suất ngảvào Chúng ta biết, công suất của tín hiệu tính theo công thức: P = V x I

* Vậy công suất ngả vào sẽ là: Pin = Vin x Iin

* Và công suất ngả ra sẽ là: Pout = Vout x Iout

Mạch khuếch đại sẽ luôn phải cho: Pout >> Pin Ở đây chúng ta thấy co 3 trường hợp:

Trường hợp 1: Pout >> Pin là do: Vout >> Vin và Iout >> Iin Đây là kiểu khuếch đại vừa chođộ lợi điện áp vừa cho độ lợi dòng điện Với transistor, kiểu mạch khuếch đại mà tín hiệu chovào chân B lấy ra trên chân C sẽ thuộc trường hợp này

Trường hợp 2: Pout >> Pin là do: Vout >> Vin và Iout gần bằng Iin Đây là kiểu khuếch đại cođộ lợi điện áp, không co độ lợi về dòng điện Với transistor, kiểu mạch khuếch đại mà tín hiệucho vào chân E và lấy tín hiệu ra trên chân C thuộc trường hợp này

Trường hợp 3: Pout >> Pin là do: Vout gần bằng Vin , trong khi Iout >> Iin Đây là kiểu khuếchđại co độ lợi về dòng không co độ lợi về điện áp Với transistor, kiểu mạch khuếch đại mà tínhiệu cho vào chân B và lấy tín hiệu ra trên chân E thuộc trường hợp này

Bạn co thể hỏi làm sao để biết được mạch khuếch đại dùng transistor làm việc theo kiểu chânnào chung Bạn cứ nhìn tín hiệu vào và tín hiệu ra là sẽ biết chân còn lại được dùng làm chânchung Và hơn nữa chân chung thường co dùng tụ điện cho nối masse

* Nếu tín hiệu cho vào chân B và lấy ra trên chân C, chúng ta co kiểu khuếch đại E chung

Kiểu khuếch đại E chung, cho độ lợi công suất rất tốt No co độ lợi điện áp và cả độ lợi dòngđiện Tín hiệu ngả vào và ngả ra đảo pha Trở kháng ngả vào trung bình, trở kháng ngả ra lớn.Kiểu khuếch đại được dùng rất phổ biến

* Nếu tín hiệu cho vào chân B và lấy ra trên chân E, chúng ta co kiểu khuếch đại C chung Kiểu khuếch đại C chung, còn quen gọi là tầng đệm, cho độ lợi công suất tốt No co độ lợidòng điện, không co độ lợi điện áp Tín hiệu ngả vào và ngả ra cùng pha Trở kháng ngả vào

rất lớn nên ít gây nặng tải lên các nguồn tín hiệu, trở kháng ngả ra nhỏ nên co khả năng mangtải lớn Quan hệ ngả vào ngả ra không co tính cách ly

* Nếu tín hiệu cho vào chân E và lấy ra trên chân C, chúng ta co kiểu khuếch đại B chung

Kiểu khuếch đại B chung, cho độ lợi công suất tốt No cho độ lợi điện áp, không co độ lợidòng điện Tín hiệu ngả vào và ngả ra cùng pha Trở kháng ngả vào rất nhỏ và trở kháng ngả

ra lớn Kiểu khuếch đại này co tần số làm việc rất cao, no thường dùng làm mạch dao động,với đường hồi tiếp thuận, cho lấy tín hiệu trên chân C qua tụ điện trả về chân E

(1) Khuếch đại dùng cho ống noi dạng điện dung

Ống noi dùng chuyển đổi song âm thanh ra dạng tín hiệu điện, ống noi dạng điện dung trong

đo co một transistor FET, trên chân cổng (chân Gate), người ta đặt màn rung tĩnh điện trường,quen gọi là màn điện châm, khi song âm thanh làm rung màn tĩnh điện, no sẽ làm thay đổi độrộng của kênh dẫn dòng nằm bên trong transistor FET và tạo ra tín hiệu xuất hiện trên mộtđiện trở đặt trên chân dẫn (chân Drain)

Trong mạch: X1 là microphone, là ống noi dạng điện dung, no được phân cực với chân vỏcho nối masse và chân còn lại qua điện trở R5 nối lên nguồn dương Khi Bạn noi vào micro,màn tĩnh điện bị làm rung, no sẽ làm "co giãn" kênh dẫn điện trong transistor FET, dòng chảy

ra trên chân Drain qua điện trở R5 về nguồn, lúc này trên chân Drain sẽ xuất hiện tín hiệu âmthanh

Mạch khuếch đại dùng transistor Q1, với R2 là điện trở định mức áp cho chân C và điện trởR1 dùng cấp phân cực cho chân B và điện trở R3 dùng lấy tín hiệu cho chân E tạo tác dụnghồi tiếp nghịch Để mạch làm việc trong vùng khuếch đại, mức áp trên chân B phải cao hơnchân E khoảng 0.6V (mối nối BE phải cho phân cực thuận) và mức áp chân C cao hơn mức ápchân B (mối nối CB phải cho phân cực nghịch), thường mức áp trên chân C lấy khoảng 1/2mức áp của nguồn nuôi Dòng làm việc của transistor lấy khoảng 0.5mA là đủ Trong mạchnày, tín hiệu âm thanh phát ra từ ống noi điện dung cho qua tụ liên lạc 1uF đưa vào chân B vàsau khi được khuếch đại tín hiệu lấy ra trên chân C và cho qua tụ liên lạc 10uF cấp cho tải R6.Trên đường nguồn đặt thêm mạch lọc nguồn với điện trở R4 và tụ C1

(2) Khuếch đại dùng cho ống noi dạng điện động

Microphone điện động gồm co một cuộn dây rất nhẹ gắn trên màn run và đặt bên trong làmột nam châm vĩnh cữu khá mạnh Khi Bạn noi vào micro điện động, màn rung sẽ làm chocuộn dây chuyển động vào ra trên một nam châm, và theo định luật Faraday, trên hai đầu củacuộn dây sẽ xuất hiện điện áp tín hiệu Vậy micro điện động tạo ra tín hiệu âm thanh bằng sựrung của một cuộn dây đặt gần một nam châm vĩnh cữa Tín hiệu này còn rất nhỏ (nhỏ hớnloại micro điện dung), nên cần khuấch đại

Trong mạch: Q1 là transistor khuếch đại cho làm việc theo kiểu lấy chân B làm chân chung,Bạn thấy chân B cho nối masse qua tụ C4 Kiểu khuếch đai này co các đặc điểm sau:

* Trở kháng ngả vào trên chân E nhỏ, nên rất phù hợp với loại micro điện động, dễ tạo đượcsựphối hợp đúng trở kháng, nhờ vậy công suất tín hiệu lấy vào sẽ cực đại Trở kháng ngả ralớn, nên cho độ lợi điện áp cao

* Mạch khuếch đại lấy chân B làm chân chung cho độ lợi điện áp, không cho độ lợi dòngđiện Điện áp tín hiệu lấy ra trên chân C lớn hơn điện áp tín hiệu đưa vào ở chân E, nhưngdòng ngả vào là IE thì gần bằng dòng ngả ra IC nên không co độ lợi về dòng điện

* Mạch khuếch đại không đảo pha Khi tín hiệu làm điện áp chân E tăng thi điện áp tươngứng trên chân C cũng tăng và ngược lại, khi điện áp trên chân E giảm thì điện áp trên chân Ccũng giảm theo

Trong mạch: R2, R3 và tụ C4 cấp mức volt phân cực cho chân B Điện trở R1 dùng để địnhmức dòng làm việc IE cho transistor Điện trở R4 dùng định mức áp phân cực cho chân C Tínhiệu qua tụ liên lạc C5 đưa vào chân E và tín hiệu lấy ra trên chân C qua tụ liên lạc C6 đưađến chiết áp RV1 Từ đây tín hiệu sẽ cho qua tầng khuếch đại tăng biên với Q2, và tầngkhuếch đại đệm với Q3

Ghi chú: Do trở kháng ngả vào trên chân E rất nhỏ, nên trị của tụ liên lạc trên chân này, tụC5, Bạn phải lấy lớn để tránh làm mất các tín hiệu vùng tần số thấp

Transistor Q2 là tâng khuếch đại lấy chân E làm chân chung, nên tín hiệu cho vào chân B vàtín hiệu lấy ra trên chân C Trong mạch: R5 là điện trở định mức áp trên chân C, R6 là điệntrở định mức dòng làm việc chảy vào trên chân E và R8 là điện trở cấp mức áp phân cực chochân B Q3 là tầng khuếch đại đệm với tín hiệu vào trên chân B và lấy ra trên chân E Kiểumạch khuếch đại này lấy chân C làm chân chung, chân C cho nối vào đường nguồn DC, mạchkhuếch đại C chung co các đặc điểm sau:

* Mạch cho độ lợi dòng điện, dòng tín hiệu ngả ra IE lớn hơn dòng tín hiệu ngả vào IB, khôngcho độ lợi điện áp, điện áp tín hiệu ngả ra VE gần bằng điện áp tín hiệu ngả vào VB

* Trở kháng ngả vào rất lớn, trở kháng ngả ra nhỏ nên khả năng mang tải của no tốt hơn

* Mạch khuếch đại không co tính đảo pha Điện áp tín hiệu vào trên chân B tăng thì điện áptín hiếu ra trên chân E cũng tăng theo, và ngược lại tín hiệu vào giảm thì tín hiệu ngả ra cũnggiảm theo

Người ta lấy tín hiệu ra trên chân E của Q3 trên điện trở R7, cho qua tụ liện lạc C9 để tiếp tục

đi vào các tâng khuếch đại chọn tần hay khuếch đại công suất Trên đường nguồn cũng đặtmạch lọc với điện trở R9 và tụ C8

(3) Tiền khuếch đại, dùng khuếch đại các tín hiệu nhỏ.

Kiểu mạch khuếch đại này hiện rất thông dụng, mạch dùng 2 transistor liên lạc thẳng KhiBạn phân tích một mạch khuếch đại, trước hết hãy xét đến điều kiện phân cực tĩnh Để cáctransistor làm việc trong vùng khuếch đại, mối nối BE phải cho phân cực thuận và mối nối

CB phải cho phân cực nghịch, lúc đo dòng hạt tải điện phun ra từ chân E sẽ chảy gần hết vàochân C và chẩy ra trên chân C, và lúc này, chúng ta sẽ dùng mức volt biến đổi trên chân B đểlàm tăng giảm dòng điện này Trong mạch: R1 là điện trở định mức áp trên chân C của Q1, vàR2 là điện trở định mức dòng chảy vào chân E của Q1 R5 là điện trở cấp mức áp phân cựccho chân B của Q1 R3 là điện trở định mức áp trên chân C của Q2 và R4 là điện trở địnhmức dòng chảy vào chân E của Q2 Khi kiểm tra mức áp DC trên mạch, chúng ta thấy Q1, Q2đã được cho phân cực làm việc trong vùng khuếch đại Tín hiệu cho qua tụ liên lạc C1 vàochân B của Q1, sau khi được khuếch đại, tín hiệu lấy ra trên chân C của Q2 qua tụ liên lạc C2để đến tải Trong mạch dùng tụ C3 để làm tăng độ lợi của Q2 Để tránh hiện tượng dao độngboating, chúng ta đặt mạch lọc R6, C4 trên đường nguồn Do 2 tầng khuếch đại ráp theokiểu E chung, nên mạch này cho độ lợi rất lớn, nhờ vậy chúng ta co thể dùng đường hồi tiếpnghịch để cải thiện chất lượng của mạch khuếch đại

(4) Khuếch đại âm sắc, còn gọi là khuếch đại chỉnh Bass - Treble

Tín hiệu âm thanh tai người nghe được nằm trong dãy tần số từ 20Hz đến 20000Hz Người tachia dãy tần này ra làm 3 đoạn:

* Đoạn từ 20Hz đến 400Hz gọi là âm trầm, hay Bass

* Đoạn từ 400Hz đến 3000Hz gọi là âm trung, hay Medium

* Đoạn từ 3000Hz đến 20000Hz gọi là âm bổng, hay Treble

Khi nghe nhạc hay khi nghe lời thoại, co người thích nghe âm trầm, lại co người thích nghe

âm bổng, mỗi người mỗi ý, do vậy người ta ráp mạch khuếch đại co chức năng điều chỉnhbiên độ của các tín hiệu âm thanh theo tần số Mạch phổ biến nhất là dùng mạch lọc Baxandaldùng để điều chỉnh biên độ tín hiệu âm thanh vùng tần số thấp, gọi là nút chỉnh Bass và điềuchỉnh tín hiệu vùng tần số cao, gọi là nút chỉnh Treble Sơ đồ mạch điện như hình sau:

Trong mạch: Q1 là tầng khuếch đại tăng biên, ráp theo kiểu chân E chung, Q1 được phân cựcvới điện trở R2 dùng định mức áp cho chân C, điện trở R1 cấp mức áp phân cực cho chân Bvà điện trở định dònh R3, còn dùng lấy tín hiệu trên chân E tạo tác dụng hồi tiếp nghịchnhằm ổn định mạch khuếch đại Tín hiệu đưa vào chân B qua tụ liên lạc C1 và cho lấy ra trênchân C qua tụ C2 vào mạch lọc, tại đây người ta đặt mạch lọc tần Baxandal Mạch lọc gồm 2nhánh:

* Nhánh lọc lấy tín hiệu co tần số cao, gồm tụ C4, RV1 và tụ C5 Các tín hiệu co tần số caodễ qua nhánh này, các tín hiệu tần số thấp bị "chặn lại" Như vậy chúng ta dùng chiết ápRV1 chỉ để chọn biên độ cho các tín hiệu co tần số cao, RV1 thường gọi là nút chỉnh tiếngbổng

* Nhánh lọc lấy tín hiệu tần số thấp, gồm R10, RV2, R11 và các tụ C6, C7 Mạch cho thấy chỉ

co các tín hiệu tần số thấp cho qua chiết áp RV2, các tín hiệu tần số cao đều cho "đi tắt ngangqua" chiết áp này Trong nhánh này, chúng ta dùng chiết áp RV2 chỉ để chọn biên độ cho cáctín hiệu co tần số thấp, RV2 thường gọi là nút chỉnh tiếng trầm Điện trở R12 tạo phân cáchgiữa các nhánh lọc tần

Sau khi ra khỏi 2 nhánh lọc tần, một cho tần số cao và một cho tần số thấp, thành phần tínhiệu âm trầm và âm bổng được cho "cộng lại" và cho qua tụ liên lạc C8 đưa vào chân B củatầng khuếch đại với Q2 Transistor Q2 được phân cực với điện trở R5 định mức áp trên chân

C, điện trở R4 cấp áp phân cực cho chân B, và điện trở R6 tạo tác động hồi tiếp nghịch trênchân E Sau cùng tín hiệu lấy ra trên chân C của Q2 cho qua tụ liên lạc C3 để đến tải, hay để

đi tiếp vào các tầng khuếch đại khác

Để tránh "ảnh hưởng qua lại giữa các tầng do cùng dùng chung đường nguồn", trên đườngnguồn DC chúng ta đặt mạch lọc nguồn với điện trở R7 và tụ C9 Mạch lọc này sẽ lọc sạchcác tín hiệu của các tầng nhiễm vào đường nguồn, tránh được hiện tượng dao động ngoài ýmuốn

(5) Khuếch đại công suất âm tần, cấp tín hiệu biên độ lớn cho tải

Để tín hiệu co công suất đủ lớn dùng cấp cho các loại tải như các loa trong ống nghe hay loađiện động, người ta lắp ráp các mạch khuếch đại công suất làm việc với tín hiệu biên độ lớn.Sau đây là vài mạch thông dụng, dễ ráp, cơ hội ráp thành công cao

(a) Khuếch đại ngả ra dùng cho ống nghe

Để co công suất tín hiệu đủ lớn cấp cho các loa nhỏ đặt trong các ống nghe, chúng ta co thểráp mạch theo sơ đồ trên Trong mạch: Q1 là transistor pnp ráp theo kiểu chân E chung, tínhiệu âm thanh từ ngoài qua tụ liên lạc C1 và điện trở giảm biên R9 đưa vào chân B của Q1 vàlấy ra trên chân C đưa thẳng vào chân B của Q3, ở đây transistor Q2 dùng như một nguồn cấpdòng hằng, no cấp dòng phân cực đủ lớn cho Q3 nhưng lại co trở kháng AC rất lớn, nênkhông gây tổn thất tín hiệu trên chân C của Q3 Sau cùng tín hiệu qua tụ liên lạc C4 đểđến các loa nhỏ đặt trong ống nghe

Mạch được phân cực như sau: Các điện trở R1, R2, R3 cấp áp phân cực cho chân B của Q1.R6 là điện trở định mức dòng làm việc cho Q1 Tụ C3, và điện trở R3 dùng làm mạch hồi tiếptự cử nhằm tăng trở kháng ngả vào cho Q1 Các diode D1, D2 và điện trở định dòng R7 dùngtạo ra mức điện áp cố định để giữ cho mức áp trên chân B của Q2 không thay đổi và dùng Q2làm nguồn cấp dòng hằng với R8 là điện trở định mức dòng hằng Q3 là tầng khuếch đại ngả

ra, lấy thẳng tín hiệu trên chân C của Q1, ở đây điện trở R4 dùng tăng hệ số ổn định nhiệt choQ3 Tụ C4 là tụ ngả ra, với R10 là điện trở dùng ổn định hoạt động của tụ C4, tránh cho mộtchân của tụ C4 không bỏ trống khi mạch không cắm ống nghe

Để tránh ảnh hưởng qua lại giữa các tầng khuếch đại do dùng đường nguồn chung, chúng tacũng đặt mạch lọc nhiễu R5, C2 trên đường nguồn DC

(b) Khuếch đại ngả ra dùng cho Loa

Co rất nhiều kiển mạch khuếch đại công suất âm tần Sau đây chúng ta thử ráp một kiểumạch Ampli rất phổ dụng

Mạch được ráp với 6 transistor, công dụng của mỗi transistor như sau:

* Q1 là transistor pnp, dùng làm tầng khuếch đại ngả vào Người ta dùng 2 điện trở R1,R2 lấy áp cấp cho chân B để phân cực, chân E định dòng làm việc với điện trở R5, lọc nguồndùng điện trở R4 và tụ C2 Tín hiệu cho qua tụ liên lạc C1 vào chân B của Q1, tín hiệu lấy ratrên chân C cho ghép thẳng vào tầng khuếch đại thúc Q2 Trên chân E đặt tụ C3 và điện trởR11 dùng lấy tín hiệu hồi tiếp nghịch nhằm định độ lợi toàn phần của mạch tăng âm

* Q2 là transistor npn, dùng làm tầng thúc, no được thiết kế cho làm việc theo dạng công suấtnhỏ hạng A Tín hiệu cho vào chân B, chân E cho nối masse để lấy dòng Trên chân C đặt 2diode 1N4148 để lấy ra mức áp DC cấp phân cực cho các tầng kéo đẩy, tránh tác dụng của ràoáp, nhằm sửa méo tại giao điểm tín hiệu R6, R7 là 2 điện trở định mức dòng làm việc choQ2, mức áp phân cực trên chân C của Q2 lấy khoảng nửa mức áp nguồn nuôi Tụ C4 lấy tínhiệu ngả ra hồi tiếp tự cử về tầng thúc nhằm làm cân bằng biên độ tín hiệu trên và dưới ở ngả

ra Dùng tụ nhỏ C6 tạo hồi tiếp nghịch chỉ đối với các tín hiệu vùng tần số cao nhằm tránhcho mạch không phát sinh dao động tự kích Khi mạch dao động tự kích ở vùng tần số cao,các transistor công suất sẽ bị rất nong và bị hư

* Q3, Q4 là 2 transistor hỗ bổ npn và pnp dùng làm tầng khuếch đai kéo đẩy Cặp transistornày co mọi tham số đều giống nhau, no chỉ khác là một npn và một kia là pnp Với cặp

transistor hỗ bổ người ta không cần dùng thêm mạch đảo pha Khi tín hiệu ra trên chân C củaQ2 tăng lên, no sẽ làm cho Q3 dẫn điện và lúc này Q4 tắt, và ngược lại khi tín hiệu ra trênchân C của Q2 giảm xuống, no sẽ làm cho Q4 dẫn điện và lúc này Q3 tắt R8 và R9 là 2 điệntrở co trị số bằng nhau và dùng làm tăng hệ số ổn định nhiệt cho tầng công suất ráp theo kiểuphức hợp.

* Q5, Q6 là 2 transistor npn dùng làm tầng công suất Để co dòng điện tín hiệu đủ mạnhngười ta dùng transistor công suất Q5 cho ghép phức hợp với Q3 và dùng transistor công suấtQ6 cho ghép phức hợp với Q4 Khi Q3 dẫn, Q5 sẽ dẫn mạnh hơn và tạo điều kiện cho tụ raloa C5 nạp dòng điện của nguồn nuôi, dòng này co thể dùng để kéo màn loa vào Khi đến Q4dẫn, Q6 sẽ dẫn mạnh hơn và tạo điều kiện cho tụ ra loa C5 xả dòng điện qua loa, dòng này sẽđẩy màn loa ra Tụ C5 là tụ cấp dòng kéo đẩy cho loa, tụ nầy phải lấy tụ hoa co trị điện dunglớn Ngang loa người ta đặt mạch lọc zobel để ổn định trở kháng của loa trong dãy tần tín hiệu

âm thanh nhằm tránh dạng méo công suất

Trong mạch này, co 2 hệ thức Bạn cần nhớ:

* Hệ thức dùng định độ lợi toàn mạch:

Trong đo: Vcc là mức áp nguồn nuôi RL là trở kháng của loa

(c) Khuếch đại công suất âm tần dùng mạch tích hợp IC

Trên phương dịện thực dụng, khi cần co các mạch tăng âm công suất lớn, ngày nay người taít dùng transistor và các linh kiện phân lập để ráp mạch Vì sao? Vì trên thị trường hiện co vôsố các IC công suất âm tần, dùng các IC này công việc lắp ráp mạch tăng âm sẽ rất nhanh, gọnnhẹ Dưới đây tôi giới thiệu vài mạch điện để Bạn tham khảo và làm thực hành cho quen tay

Mạch ráp với một ic tăng âm nhỏ, co kích cở như ic 555, nhưng trong ic co 2 mạch tăng âmđọc lập co thể ráp dạng mạch tăng âm stereo hay ráp theo kiểu mạch mono BTL Khiráp một ic tăng âm, Bạn co thể làm theo 3 bước:

Bước 1: Tìm chân cấp nguồn Thường co một chân nối masse, một chân nối với nguồn dươngvà thường khi còn co một chân dùng để mắc tụ lọc cho tầng nguồn tiền khuếch đai

Bước 2: Tìm chân ngả vào và ngả ra Trên chân ngả vào Bạn dùng chiết áp để điều chỉnh mứctín hiệu Co nhiều IC ở ngả vào phải dùng tụ liên lạc để bảo toàn mức volt phân cực DC, co

IC cho nối thẳng, vì mức áp phân cực ngả đã cho ở mức 0V Tìm chân ngả ra, ngả rathường co mức áp phân cực cho bằng nửa mức áp nguồn nuôi Tín hiệu cấp cho Loa thườngqua một tụ điện hoa học lớn

Bước 3: Chú ý đến các mạch hồi tiếp, các mạch điện phụ khác, thường co các mạch sau:

* Mạch hồi tiếp nghịch, tín hiệu ngả ra trả trở lại ngả vào đảo Trị điện trở lấy tín hiệu hồi tiếpnghịch cũng dùng định độ lợi cho toàn mạch

* Mạch hồi tiếp tự cử Dùng tụ hồi tiếp tự cử lấy tín hiệu ngả ra trả về tầng thúc để co thể làmcân bằng biên độ tín hiệu lên xuống ở ngả ra

* Dùng tụ trị nhỏ hồi tiếp bù pha hay hồi tiếp nghịch giữ cho mạch không tự phát sinh daođộng tự kích

* Dùng mạch lọc zobel để ổn định trở kháng của loa tránh hiện tượng méo công suất do trởkháng của loa thay đổi theo tần số

Trong mạch:

* C1 là tụ liên lạc ở ngả vào, RV1 là chiết áp dùng làm nút chỉnh mức âm lượng, tín hiệu đưavào chân 4 cho kênh 1 và chân 6 cho kênh 2

* Tín hiệu ra trên chân 1 cho kênh 1 và chân 3 cho kênh 2, tại đây tín hiệu cho qua tụ ra loaC4 cấp dòng điện kéo đẩy làm rung màn loa Tụ C5 và điện trở R3 dùng làm mạch lọc zobelđể ổn định trở kháng của loa nhằm tránh hiện tượng sai công suất Mức áp phân cực trên cácchân ngả ra phải bằng 1/2 mức áp nguồn nuôi Vcc.

* Người ta dùng cầu chia volt với điện trở R2 và R3 để lấy một phần tín hiệu ngả ra qua tụliên lạc C2 cho hồi tiếp nghịch về chân số 8 cho kênh 1 và chân số 5 cho kênh 2 Đường hồitiếp nghịch co tác dụng cải thiện chất lượng của tín hiệu âm thanh

* IC làm việc với chân số 4 nối masse và chân số 8 noối vào nguồn nuôi Vcc IC co thể làmviệc với mức nguồn nuôi từ 3V đến 12V

Trong mạch: Chiết áp R1 dùng làm nút chỉnh Volume, C1 là tụ liên lạc ngả vào, tín hiệu đưavào IC qua chân số 1 Tín hiệu cho ra trên chân số 4 qua tụ hoa lớn C3 để cấp dòng điện kéođẩy làm rung màn loa Ngang loa dùng mạch lọc zobel để tránh hiện tượng méo công suất dotrở kháng của loa thay đổi theo tần số Dùng cầu chia volt R2, R3 lấy một phần tín hiệu ngả raqua tụ liên lạc C2 cho hồi tiếp nghịch về chân số 2 để cải thiện chất lượng của âm thanh IClàm việc với chân số 3 cho nối masse và chân số 5 nối vào đường nguồn Vcc IC co thể làmviệc với mức nguồn thay đổi từ 6V đến 18V, chúng ta biết cấp mức nguồn nuôi càng cao côngsuất lấy ra càng lớn.

Chú ý: Khi kiểm tra mạch, đo mức áp phân cực trên chân số 4 của IC phải co mức áp trungđiểm, nghĩa là bằng nửa mức áp của nguồn nuôi Trị của điện trở R3 dùng định mức độ hồitiếp nghịch, lấy trị R3 càng nhỏ, mức hồi tiếp nghịch càng ít, độ lợi sẽ lớn, công suất ralớn nhưng chất lượng âm thanh kém hơn, khi lấy trị R3 lớn, ngược lại công suất ra yếu hơnnhưng chất lượng âm thanh sẽ nghe hay hơn

IC làm việc với chân 12 cho nối masse, chân 13 nối vào đường nguồn Vcc, từ 8V đến 18V.Trên các chân 2, chân 5 gắn tụ lọc C4 và C3 Trên chân số 4 của ngả vào kênh 2 cho nốimasse và chân 6 gắn tụ nối masse C2 Trong mạch IC phải cho gắn trên miếng nhôm làmnguội để giữ cho IC không quá nong.

Sơ đồ trên cho thấy các dùng IC TDA7209 để ráp mạch tăng âm co công suất ra 50W IC nàylàm việc với dạng đường nguồn đối xứng Để co nguồn nuôi dạng đối xứng, Bạn dùng biến ápnguồn trên cuộn thứ cấp phải co ra dây giữa dùng làm dây masse, kế đo dùng cầu nắndòng với 4 diode để co đường nguồn V+ và đường nguồn V- Để ổn định các mức volt nguồn

ra, chúng ta gắn các tụ hoa lớn dùng làm kho chứa điện và ổn áp

IC TDA7209 làm việc với các chân 7, 13 nối vào đường nguồn dương, các chân 1, 8, 15 chonối vào đường nguồn âm và chân số 4 cho nối vào đường masse

Tín hiệu qua chiết áp chỉnh biên cho qua tụ liên lạc C1 và điện trở giảm biên R1 sửa méotiếng đưa vào chân số 3 Điện trở R2 dùng ổn định trở kháng ngả vào và tụ nhỏ C2 dùnglọc bỏ tín hiệu nhiễu tần số cao Tín hiệu lấy ra trên chân số 14 cho cấp thẳng vào loa, chúng

ta biết khi dùng kiểu mạch tăng âm chạy nguồn nuôi đối xứng thì trên ngả ra không cần dùngtụ hoa làm tụ xuất âm Ở đây tụ C6 dùng lấy tín hiệu hồi tiếp tự cử làm cân bằng biên độ tínhiệu kéo đẩy ở ngả ra Điện trở R3, R4 và tụ C3 dùng lấy một phần tín hiệu ngả ra cho đườnghồi tiếp nghịch để sửa méo tiếng và cải thiện chất lượng âm thanh IC này co chân số 10 dùngtạm làm câm loa và chân số 9 cho IC vào trạng thái tắt chờ

Ở đây là những mạch ứng dụng tham khảo trong thiết kế mạch nguồn cho mạch như nguồn 5V,12V , ổn định định, nguồn nguồn đối xứng

Mạch nguồn ổn định 12V - 15A

Đây là dạng mạch nguồn ổn định điện áp đầu ra với công suất lớn Sử dụng IC ổn áp họ 78XX và transitor công suất Đối với những mạch chỉ sử dụng 78 thì công suất rất bé do vậy để nâng công suất lên người ta kết hợp với các transitor hay các linh kiện khác để nâng công suất của bộ nguồn!

Nhiệm vụ của 7812 trong mạch dùng để ổn định giá trị điện áp đầu ra là 12V cố định Với dòng đầu ra của 7812 là 1A

Nhiệm vụ của transitor Tip2955 là một transitor công suất với dòng Iec lớn dùng để cấp dòng

đầu ra cho tải Xem datasheet để biết dòng Ice là bao nhiêu?

Nguyên lý của mạch : Nhìn trên mạch chúng ta thấy được điện áp đầu ra luôn ở mức 12V do

IC 7812 ổn áp mức điện áp ổn định Các transitor TIP2955 luôn được mở và cấp dòng ra tải tức là tăng thêm dòng ra tải do 7812 co dòng đầu ra thấp

Điện áp đỉnh sau bộ chỉnh lưu khoảng Ud = 12*sqrt(2) -1.5V tức là khoảng Ud = 15V

Do các điện trở công suất R4, R3, R2 nên điện áp đặt trên các điện trở là Ur = 15V - 0.6V) = 2.4V ( 0.6 là điện áp sụt trên transitor và điện áp tại chân E của transitor là 12V do

(12V-7812 tạo ra) Điện áp đặt trên các con trở R4,R3, R2 khi mạch hoạt động khoảng 2.4V như vậy

ta phải tính công suất hợp lý để dòng qua trở nằm trong khoảng cho phép như hình trên ( Ir = 2.4/R) tức là một phần công suất sẽ tiêu tán trên điện trở Nên vậy 7812 luôn ổn định điện áp đầu ra là 12Vvà các TIP2955 mắc song song nên kích dòng cho đầu ra đạt được 15A Dòng đầu ra bao gồm các dòng đầu ra của 7812 và dòng ra của 3 con TIP2955

Cấu chì 15A bảo vệ quá tải và 1A bảo vệ cho 7812

Mở rộng của mạch :

+ Như đối với mạch này thì muốn tăng công suất đầu ra chỉ cần thay đổi con TIP2955 lớn hơn co dòng Ice lớn

+ Muốn ổn định điện áp đầu ra nào đo chỉ cần tính toán giá trị điện trở công suất R2,R3,R4 là được

Chú ý : Đối với mạch này cần chú ý đến nguồn cung cấp đầu vào Biến áp hạ áp phải co dòng đầu ra lớn hơn 15A và điện áp 12VAC Chúng ta nên chọn 20A và cấu diode phải là 20A.Cần tản nhiệt cho TIP2955 và 7812 Khi chạy công suất thì các linh kiện này rất nong

Nguồn cung cấp điện áp +- 5V bằng +-12VDC dùng Lm317 và Lm337

Mạch này được ứng dụng rất nhiều trong các bộ nguồn cung cấp

Nguồn cung cấp 20V/15A và 12V/3A

Nguồn co hai mức đầu ra là từ 4.5V đến 25V với dòng 15A và 1.25V đến 25V với dòng 3A

Linh kiện:

R1-2-3=0.1R 5W C3-5-8-10=100nF 100V MKT IC1-2-3=LM338 [TO-3 case] on HeatsinkR4=100R 0.5W C4=220pF 100V ceramic IC4=LM308

R5=150R 0.5W C6-11=47uF 63V IC5=LM350 [TO-220 or TO-3 case] on Heatsink

R6-8=330R 0.5W C7=4700uF 63V J1=3 terminal block computer type

R7-9=4K7 0.5W C9=10uF 40V J2-3-4-5=2pin Connector 3.96mm step pin

R10-13=1K5 0.5W D1-2=Led Red 5mm F1=Fuse 5A slow block

R11-12=220R 0.5W D3=1N4007 T1=230Vac/22Vac 600VA transformer

TR1=1K5 trimmer BR1=Bridge Rectifier >250V 35A on Heatsink

TR2=4K7 trimmer BR2=Bridge Rectifier >250V 3A

C-2=10000uF 63V Q1=2N2905

Nguồn cung cấp 13.8V 5A dùng LM338

Linh kiện :

R1=270R 1/4W 2% C4-5=10uF 25V T1=220Vac/15VAC - 8A Mains Transformer

TR1=4k7 (Multiturn) D1-2=1N4002 (1A/100V) S1=2 Pole Single Throw Mains SwitchC1=10000uF 40V B1=25A Bridge Rectifier F1=250mA Fuse

C2-3=100 nF 100V Polyester IC1=LM338

Nguồn điện cung cấp đối xứng

Mạch này tạo nguồn đối xứng!

Linh kiện:

R1-2-4=22Kohm C1=100uF 63V C5=220nF 100V MKTR3=1Kohm C2=100nF 100V MKT IC1=L165

R5=1ohm 1W C3-4=10uF 40V