Môn thí nghiệm kỹ thuật điện. Mạch khuêch đại âm thanh

Lời mở đầuNgày nay, cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các bộ tăng âm cũng được cải tiến đến mức hoàn hảo như hệ thống hifi stereo,…âm thanh trung thực, hiệu suất cao là các

Họ tên : Huỳnh Nguyễn Hoàng Việt

MSSV : 1353020079

Lớp : DV1 – K7

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

- -BÀI BÁO CÁO Môn: THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ĐIỆN

Đề tài

MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM THANH

Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 05 năm 2015

Mục lục trang

I Lời mở đầu 3

II Giới thiệu linh kiện 4

1 Điện trở 4

2 Tụ Điện 5

3 BJT 6

4 Biến trở 8

5 Diode 9

III Thi công mạch 10

1 Lý thuyết 10

2 Thi công mạch 11

3 Tính toán 11

IV Thử nghiệm 12

V Lời kết 12

I Lời mở đầu

Ngày nay, cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các bộ tăng âm cũng được cải tiến đến mức hoàn hảo như hệ thống hifi stereo,…âm thanh trung thực, hiệu suất cao là các chỉ tiêu mà các nhà thiết kế luôn cố gắng để đạt được một cách tốt nhất

Mạch khuếch đại công suất âm tần nói chung cũng đơn giản, nhưng để làm được mạch khuếch đại âm tần có chất lượng cao không phải dễ dàng Bởi

vì bản thân bộ khuếch đại có khả năng tiêu tán một lượng lớn công suất, nên nó phải được thiết kế sao cho nhiệt độ mà nó tạo ra khi hoạt động ở mức điện áp cao, dòng điện lớn sẽ được tải ra môi trường xung quanh nhanh để tránh bị phá hủy nhiệt Do đó khó tránh khỏi sự ảnh hưởng của méo nhiễu,…dẫn đến tín hiệu ra không trung thực.Vậy nên đặc trưng của bộ khuếch đại công suất thường là có khối tản nhiệt lớn, cồng kềnh nhằm tăng diện tích tiếp xúc, trao đổi nhiệt tốt hơn với môi trường

Sau đây em xin giới thiệu mạch khuếch đại âm thanh đơn giản sử dụng transistor

II Giới thệu linh kiện

1 Điện trở

a Khái niệm

Điện trở là sự cản trở dòng điện chảy trong vật dẫn điện

Ký hiệu là: R

Được xác định bằng biểu thức: R= U I

Đơn vị tính: Ohm (Ω)Ω))

b Ký hiệu của điện trởtrong mạch điện

Linh Kiện Điện

Cấu Tạo Tạo từ một cộng dây dẩn điện thẳng có kích thước Chiều

Dài l, Diện Tích A , Độ Dẩn Điện ,

Biểu Tượng

Giá Trị Mả Màu

Hệ Thống Vạch Màu giá trị của điện trở

Đen Nâu Đỏ Cam Vàng Lục Lam Tím Xám Trắ

ng

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

c Hình dạng thực tế một số loại điện trở

2 Tụ điện

a Khái niệm

Tụ điện có khả năng tích trữ năng lượng dưới dạng điện trường

Ký hiệu là: C

Đơn vị: Farad (Ω)F)

b Kí hiệu một số tụ

c Phân loại tụ điện

Có rất nhiều phương pháp phân loại nhưng ở đây ta dựa trên cơ sở chất chế tạo bên trong tụ điện thì có các loại sau:

o Nhóm tụ Mica, tụ Sêlen, tụ Ceramic nhóm này làm việc ở khu

vực tần số cao tần

o Nhóm tụ sứ, sành, giấy, dầu: Nhóm này hoạt động ở khu vực

tần số trung bình

o Tụ hoá học hoạt động ở khu vực có tần số thấp

d Công dụng của tụ điện

- Dùng để tích điện, và xả điện, chỉ cho tín hiệu xoay chiều đi qua, ngăn dòng một chiều

- Khả năng nạp, xả điện nhiều hay ít phụ thuộc vào điện dung C của tụ

- Đơn vị đo điện dung ở mạch điện tử gồm: pF (Ω)Pico Fara), nF (Ω)nano Fara),

µF (Ω)Micro Fara)

- Khi sử dụng tụ ta phải quan tâm đến 2 thông số:

o Điện dung: Cho biết khả năng chứa điện của tụ

o Điện áp: Cho biết khả năng chịu đựng của tụ

3 BJT

a Khái niệm

Transistor là một linh kiện bán dẫn thường được sử dụng như một thiết

bị khuếch đại hoặc một khóa điện tử

b Cấu tạo

c Ứng dụng

Transistor là linh kiện tích cực, tức là cần nguồn cung cấp năng lượng để hoạt động, cụ thể, cần phải phân cực cho transistor để nó hoạt động Tùy theo mục đích mà Transistor được mắc nối với mạch điện các kiểu khác nhau để thực hiện những chức năng sau:

 Khóa điện tử

 Truyền dẫn điện

 Bộ khuếch đại

Sử dụng BJT vào mục đích khuếch đại:

Hình vẽ cho thấy: Dòng điện bên chân B rất nhỏ, nó có thể điều khiển dòng điện rất lớn bên chân C, đó chính là tính khuếch đại của các transistor Chúng ta đưa một tín hiệu có công suất nhỏ vào chân B, chúng ta có thể nhận được một tín hiệu lớn hơn, mạnh hơn trên chân C Do đó, chân B gọi là ngã vào và chân C gọi là ngã ra Khi dùng một transistor làm tầng khuếch đại, chúng ta thường thiết kế theo trình tự sau:

Thứ nhất: Phải lấy đúng phân cực DC Với transistor NPN, mức volt trên chân

B cao hơn E khoảng một diode, mức volt chân C phải cao hơn chân B

Thứ hai: Tìm cách đưa tín hiệu vào mạch khuếch đại và tìm cách thu lại tín

hiệu ở ngả ra Có các kiểu vào ra như sau:

* Cho tín hiệu vào chân B và lấy tín hiệu ra trên chân C

* Cho tín hiệu vào chân B và lấy tín hiệu ra trên chân E

* Cho tín hiệu vào chân E và lấy tín hiệu ra trên chân C

Vậy chân B luôn là ngã vào và chân C luôn là ngã ra, chỉ có chân E có thể lúc làm ngã vào và lúc làm ngã ra

Thứ ba: Dùng kỹ thuật hồi tiếp để hoàn thiện mạch khuếch đại

Ghép các transistor lại để đạt hiệu quả hơn

Chúng ta biết, trong chế tạo, một transistor cho độ lợi dòng lớn thì công suất không lớn, một transistor công suất lớn thì hệ số khuếch đại dòng nhỏ Vậy để có các transistor vừa có công suất lớn, vừa có độ lợi dòng lớn, người ta dùng cách ghép phức hợp còn gọi là cách ghép Darlington Transistor phức hợp

sẽ cho hệ số khuếch đai dòng rất lớn và có công suất lớn

4 Biến trở

4 Biến trở

a Khái niệm

Là điện trở có thể chỉnh để thay đổi giá trị, có ký hiệu là VR chúng có hình dạng như sau

b Cấu tạo biến trở volume 10k

Biến trở volume 10K được sử dụng rộng rãi trong các mạch công suất,

am li Có tên tiếng Anh là potentionmeter

Biến trở volume 10K hoạt động như 1 điện trở có khả năng thay đổi trở kháng khi vặn núm điều chỉnh

Biến trở volume 10K có 3 chân, 2 chân ngoài được nối vào Vcc và Gnd, chân giữa sẽ cho ra 1 giá trị điện áp nằm trong khoảng 0 (Ω)V) -> Vcc (Ω)V)

5 Diode

a Khái niệm

Diode bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng

các tính chất của các chất bán dẫn.

b Cấu tạo và kí hiệu

III Bài thực hành

III Thi công mạch

1 Lý thuyết

a Sơ đồ

b Nguyên lý hoạt động

Mạch chia làm 2 tầng làm việc:

_ Tầng thứ 1: Q1 BC547 được lắp theo mạch khuếch đại công suất âm tần lớp A Tín hiệu ngỏ vào audio được lấy từ các thiết bị phát âm thanh như như điện thoại, máy tính… đi qua jack 3.5 mm biến thành dòng điện có mức điện áp khoảng 200 mV, 1k Hz Mắc thêm biến trở để điều chỉnh biên độ tín hiệu mong muốn Q1 được phân cực thuận bởi cầu chia áp R2 và R3, có nhiệm

vụ khuếch đại biên độ điện áp và dòng điện để đưa ra tầng tiếp theo

Do Q1 được lắp theo lớp A nên điện áp ngõ ra VCEQ1 = VCC/2 đảm bảo transistor không rơi vào trạng thái bão hòa hay tắt

_ Tầng thứ 2: 2 transistor công suất Q2 BC327 và Q3 BC337 được lắp theo mạch khuếch đại công suất âm tần lớp AB Hai diode 1N4148 có nhiệm

vụ ghim điện áp; tạo 1 mức điện áp phân cực (Ω)0,5 ~ 0,6 V) đảm bảo cho 2 transistor Q2 và Q3 sẵn sàng dẫn

+ Bán kỳ (Ω)+) của Vin: mối nối VBEQ3 phân cực thuận, transistor Q3 dẫn dòng IC kéo từ nguồn cung cấp nạp vào tụ C2 và qua tải

+ Bán kỳ (Ω)-) của Vin: mối nối VBEQ2 phân cực thuận, transistor Q3 tắt, Q2 dẫn, tụ C2 sẽ xả qua Q2, dòng sẽ chạy từ tải qua C2 và qua Q2 xuống đất

2 Thi công mạch

a PCB layout

b Mạch thi công thực tế

3 Tính toán thông số

a Lý thuyết

b Thực tế

Q1:

ICQ1 = 1,27 mA

VCEQ1 = 5,36 V

Q2:

ICQ2 = 2,5 mA

VCEQ2 = 6,02 V

Q3:

ICQ3 = 2,7 mA

Zout

Av:

Theo hình ta đó được độ khuếch đại Av = 10 lần