Luận án TN thiết kế và thi công mạch âm thanh AMPLI HIFI STEREO 5 1

mạch khuyếch đại đảoDạng mạch căn bản: -Zi, Zf có thể có bất kỳ dạng nào -Tín hiệu đưa vào ngõ vào - -Vi có thể xoay chiều hoặc một chiều -Do op- amp lý tưởng nên: V1=V2=0 Zf o V Zi mạch

Lời Cảm Ơn

Kính thưa quý thầy cơ!

Luận văn tốt nghiệp là kết quả của quátrình phấn đấu học tập trên giảng đường cao đẳng.Kết quả mà chúng em có được ngày hôm naychính là nhờ công ơn chăm sóc, giáo dục, giúpđỡ của cha mẹ, thầy cô, anh em về mọi mặt vàsự động viên khích lệ của bạn bè đã giúp đỡchúng em vượt qua những lúc khó khăn trở ngạitrong suốt quá trình học tập và tìm hiểu đề tàinày

Chúng em xin gởi lòng biết ơn sâu sắc đến

tất cả Quý Thầy Cô TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ

THUẬT CAO THẮNG, đặc biệt Quý Thầy Cô

KHOA ĐIỆN TỬ_TIN HỌC đã truyền thụ những

kiến thức quý báu trong các năm học qua

Chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ

và hướng dẫn tận tình của Thầy Tống Thanh

Nhân, thầy chính là người đã trực tiếp động

viên khích lệ tinh thần chúng em vào những lúcchúng em gặp những khó khăn, bế tắc trongsuốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Âm nhạc chính là một phần tất yếu của cuộc sống Âm nhạc giúp chúng

ta giải bày được những tâm sự trong lòng mình Chính vì vậy mà âm nhạc

đã phát triển rất nhanh Để đem lại sự thưởng thức những giai điệu tuyệthảo của âm nhạc mà ampli đã ra đời và phát triển không ngừng lớn mạnhcho đến ngày hôm nay Chính vì niềm đam mê điện tử và âm nhạc nênnhóm của em dẫn đến một quyết định chính xác là sẽ chọn đề tài tốtnghiệp năm nay của chúng em là thiết kế và thi công mạch ampli hifistereo 5.1 trong quá trình thực hiện do kinh nghiệm của chúng em có thểchưa đựơc sâu rộng nên chắc chắn chúng em sẽ bở ngỡ và sẽ có nhữngthiếu sót, rất mong được sự chỉ bảo của quí thầy cô và các bạn

Thành phố Hồ Chí Minh 10/07/2009

Nguyễn Thuyên Long

Phan Văn Hải

Phaàn A

LYÙ THUYEÁT

I OP-AMP

1 mạch khuyếch đại opamp căn bản

Trong chương này, ta khảo sát op-amp ở trạng thái lý tưởng Sau đây làcác đặc tính của một op-amp lý tưởng:

- Ðộ lợi vòng hở A (open loop gain) bằng vô cực

- Băng tần rộng từ 0Hz đến vô cực

- Tổng trở vào bằng vô cực

- Tổng trở ra bằng 0

- Các hệ số λ bằng vô cực

- Khi ngõ vào ở 0 volt, ngõ ra luôn ở 0 volt

Ðương nhiên một op-amp thực tế không thể đạt được các trạng thái lýtưởng như trên

- Vì A rất lớn nên phải dùng op-amp với hồi tiếp âm Với hồi tiếp âm, ta

có hai dạng mạch khuếch đại căn bản sau:

a mạch khuyếch đại đảo

Dạng mạch căn bản:

-Zi, Zf có thể có bất kỳ dạng nào

-Tín hiệu đưa vào ngõ vào (-)

-Vi có thể xoay chiều hoặc một chiều

-Do op- amp lý tưởng nên:

V1=V2=0

Zf

o V Zi

mạch khuếch đại đảo và ngõ vào ( - ) được gọi là ngõ vào đảo)

khuếch đại của mạch càng lớn

một chiều

b khuyyếch đại không đảo

Nhận xét:

(nên mạch được gọi là mạch khuếch đại không đảo và ngõ vào ( + ) đượcgọi là ngõ vào không đảo)

Mạch cũng giữ nguyên tính chất không đảo và có cùng công thức vớitrường hợp của tín hiệu xoay chiều

- Khi Zf=0, ta có: AV=1 - > v0=vi hoặc Zi=∞ ta cũng có AV=1 và v0=vi

(hình 7.10) Lúc này mạch được gọi là mạch “voltage follower” thườngđược dùng làm mạch đệm (buffer) vì có tổng trở vào lớn và tổng trở ranhỏ như mạch cực thu chung ở BJT

c op amp phân cực bằng nguồn đơn:

Phần trên là các đặc tính và 2 mạch khuếch đại căn bản được khảo sát khi

op-amp được phân cực bằng nguồn đối xứng Thực tế, để tiện trong thiết

kế mạch và sử dụng, khi không cần thiết thì op-amp được phân cực bằng

Hai dạng mạch khuếch đại căn bản như sau:

Người ta phải phân cực một ngõ vào (thường là ngõ vào +) để điện thế

trong mạch) để không làm lệch điện thế phân cực Như vậy, khi phân cựcbằng nguồn đơn, op-amp mất tính chất khuếch đại tín hiệu một chiều

Ðộ khuếch đại của mạch vẫn không đổi

V R

V

2

2 1

Tín hiệu ngõ ra bằng tổng các tín hiệu ngõ vào nhưng ngược pha

Ta chú ý là vi là một điện thế bất kỳ có thể là một chiều hoặc xoay chiều

a.2 mạch trừ

Ta có 2 cách tạo mạch trừ

* Trừ bằng phương pháp đổi dấu:

Ðể trừ một số, ta cộng với số đối của số đó

R

Rf

Như vậy tín hiệu ở ngõ ra là hiệu của 2 tín hiệu ngõ vào nhưng đổi dấu

R

V

+ +

V C dt

I

C

Vo

0 0

1

1 1

.

Kj là độ lợi của các ngõ vào:

Lúc này chỉ có đặc tính lấy vi phân tốt tần số của tín hiệu nhỏ hơn 1/2

RiC

kiện trên vẫn được thỏa mãn

b mạch so sánh

b.1 Điện thế ngõ ra bão hòa

Ta có Vo=A.(V1-V2)=A.Ed

Với Ed=V1-V2

Ed là điện thế khác nhau giữa hai ngõ vào và được định nghĩa:

Ed=(điện thế ngõ vào +)-(điện thế ngõ vào -)

Do mạch không có hồi tiếp âm nên

Vo=A.Ed

Trong đó A là độ lợi vòng hở của op-amp Vì A rất lớn nên theo công thức

op-amp và có trị số vào khoảng vài chục μV

Ðiện thế ngõ ra bảo hòa thường nhỏ hơn điện thế nguồn từ 1 volt đến 2

+Edmax=+

A Vsat

-Edmax=-A Vsat

Khi Ei>Vref=0V thì Vo=+Vsat

Khi Ei<Vref=0V thì Vo=-Vsat

Thí dụ khi Ei có dạng tam giác thì dạng sóng ngõ ra Vo có dạng nhưhình 7.22

Điện thế chuẩn Vref=0V đặt ở ngõ vào (+) Điện thế so sánh Ei đưa vàongõ vào (-)

Khi Ei>Vref=0V thì Vo=-Vsat

Khi Ei<Vref=0V thì Vo=+Vsat

PHẦN B

THIẾT KẾ

I Sơ đồ mạch

R 7 1 4

1 2 k 2

R 8 0 2

4 3 k 2

1

+ V C C 2

C 2 0 1

2 2 4 1 2

C 7 1 4

4 7 3 1 2

C 8 7

1 5 3 1 2

C 7 0 8

1 5 3 1 2

R 5 0 2

6 8 0 /0 1 2 5 W 2

1

R 7 1 7

1 5 k 2

+ V C C 2

C 6 0 1

2 2 4 1 2

1

R 7 0 7

1 5 k 2 1

+ V C C 2 + V C C 2

R 7 1 1

1 0 0 k 2

1

R 5 0 5

1 k /0 2 5 W 2

1

+

1

+

1

C 7 0 3

6 8 3 1

2

R 1 0 32 2 K21

R 7 1 3

1 0 0 k 2

2 2 K /0 1 2 5 W 2

C 7 1 6

1 0 0 U /1 6 V

R 7 1 9

1 0 0 k 2

1

+

-U 1 0 1 B 4558/S O 5

R 7 1 8

1 0 0 k 2 1

2 1

-chân 4: filt là chân để lọc tín hiệu

từ ngõ chân số 1 đưa vào-chân 5: Vout là ngõ xuất tín hiệuđưa ra loa

R 7 1 1

1 0 0 k

2 1

C 7 1 0

1 5 3

1 2

+

C 7 1 3

4 7 3

1 2

+

R 7 1 7 A

1 5 0 k

2 1

R 7 1 3

1 0 0 k

2 1

C 7 0 7

1 5 3

1 2

+

R 7 1 6 A

1 5 k

2 1

R 8 0 2

4 3 k

2 1

+

R 8 0 1

4 3 k

2 1

R 7 1 0

1 0 0 k

2 1

+ U 1 0 4 B

2 mạch âm sắc

Mạch sử dụng op amp 4558

Sau đây là sơ đồ mạch:

V s

V i

+ -

+ ta cho một nguồn Vs mà điện áp đó sẽ đặt trên tải RL Nếu nguồn là lýtưởng, ta chỉ cần các dây nối để nối chúng với nhau Nếu nguồn có điệntrở ngõ ra Rs<>0 thì Rs và RL sẽ tạo thành một bộ chia áp và biên độ của

VL nhỏ hơn biên độ của Vs vì điện áp rơi trên Rs Ta thay dây nối bằngbằng bộ kéo theo như trên Vì bộ kéo theo có Ri là vô cùng nên không cótổn hao tải tại ngõ vào vì vậy Vi=Vs Bộ kéo theo còn có Ro=0 tổn hao tải

sẽ không xuất hiện tại ngõ ra và vì vậy VL=Vi=Vs, vậy là RL bây giờnhận được điện áp nguồn đủ với tổn hao bằng không Do đó vai trò của

bộ kéo theo chỉ là bộ đệm giữa nguồn và tải

* dạng sóng ra của từng mạch âm sắc sau khi đưa tín hiệu có tầng số 1khz:

+mạch 1:

Phân tích mạch:

- Đây là mạch lọc thông cao

- Mạch này là mạch voltage follower nên V+=Vo

- ta có:

Zc

Vo V k

Vo V

Zc Vo

Zc

k k

Zc V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

Zc

k k

Zc V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

V V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

V V

Vin

Zc k Zc k Vo

V V

10

11 ( )

10 100

10

11 ( )

10 100

10

11 1 (

1

)

10 100

10

11 )((

1 ( 1

) 1

10 100

10

1 )(

1 ( 1

) 10

)(

1 100

1 )(

1 ( 1

=

+ +

− +

+

=

+ +

− +

+ +

=

⇒

+ +

− +

=

⇒

+ +

−

=

−

⇒

10 100 10

11 (

1 )

10 100 10

21 (

) 100 2

10 (

) 100 (

1 )

10 100 10

21 (

) 100 2

10 (

) 100 (

)

10 100

11 ( )

10 100 10

21 (

) 100 2

10

(

) 100 (

) 100 2

10

(

) 100 (

1

Zc

k k Zc

Zc

k k

Zc k

Zc k

k Zc Vin

Vo

Av

Zc

k k

Zc k

Zc k

k Zc Vin

Zc

k k

Zc

Vo

Zc

k k

Zc Vo

Zc

k k

Zc Vin

k Zc k

k Zc Vin

Vin k Zc

k

k Zc

V

+ +

+

= +

+

⇒

+ +

− +

+ +

+

=

Khi tầng số cao tổng trở của tụ điện không đáng kể nên Av=1 Khi tầng sốgiảm dần, đến lúc nào đó độ lợi bắt đầu giảm Tầng số mà tại đó độ lợi giảm còn 0.707Av thì tầng số đó gọi là tầng số cắt

mach 3:

Ta có V+=Vo

) 1 ( ) 2 )(

10 1 (

1

) 1 ( ) 2 )(

10 1

(

) 10 1 ( 10

) 10

( 1 10

1

.

10

) 1 ( ) 2

(

1

) 1 ( ) 1 (

1

1

1 1

1

+ + + +

=

+

− +

=

+

− +

=

−

− +

Zc R

Zc Vi

Vo

Av

R

Zc Vo R

Zc R

Zc Vo

Vi

R

Zc Vo

R

Zc R Vo V Zc

Vo V

Khi tầng số cao tổng trở của tụ điện không đáng kể nên Av=1 Khi tầng sốgiảm dần, đến lúc nào đó độ lợi bắt đầu giảm Tầng số mà tại đó độ lợi giảm còn 0.707Av thì tầng số đó gọi là tầng số cắt.

+mạch 4

- Đây là mạch lọc thông cao

- Mạch này là mạch voltage follower nên V+=Vo

- ta có:

Zc

Vo V k

Vo V

Zc Vo

Zc

k k

Zc V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

Zc

k k

Zc V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

V V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

V V

Vin

Zc k Zc k Vo

V V

10

11 ( )

10 100

10

11 ( )

10 100

10

11 1 (

1

)

10 100

10

11 )((

1 ( 1

) 1

10 100

10

1 )(

1 ( 1

) 10

)(

1 100

1 )(

1 ( 1

=

+ +

− +

+

=

+ +

− +

+ +

=

⇒

+ +

− +

=

⇒

+ +

−

=

−

⇒

10 100 10

11 (

1 )

10 100 10

21 (

) 100 2

10 (

) 100 (

1 )

10 100 10

21 (

) 100 2

10 (

) 100 (

)

10 100

11 ( )

10 100 10

21 (

) 100 2

10

(

) 100 (

) 100 2

10

(

) 100 (

1

Zc

k k Zc

Zc

k k

Zc k

Zc k

k Zc Vin

Vo

Av

Zc

k k

Zc k

Zc k

k Zc Vin

Zc

k k

Zc

Vo

Zc

k k

Zc Vo

Zc

k k

Zc Vin

k Zc k

k Zc Vin

Vin k Zc

k

k Zc

V

+ +

+

= +

+

⇒

+ +

− +

+ +

+

=

Khi tầng số cao tổng trở của tụ điện không đáng kể nên Av=1 Khi tầng sốgiảm dần, đến lúc nào đó độ lợi bắt đầu giảm Tầng số mà tại đó độ lợi giảm còn 0.707Av thì tầng số đó gọi là tầng số cắt

+mạch 5:

Phân tích mạch:

- Đây là mạch lọc thông cao

- Mạch này là mạch voltage follower nên V+=Vo

- ta có:

Zc

Vo V k

Vo V

Zc Vo

Zc

k k

Zc V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

Zc

k k

Zc V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

V V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

V V

Vin

Zc k Zc k Vo

V V

10

11 ( )

10 100

10

11 ( )

10 100

10

11 1 (

1

)

10 100

10

11 )((

1 ( 1

) 1

10 100

10

1 )(

1 ( 1

) 10

)(

1 100

1 )(

1 ( 1

=

+ +

− +

+

=

+ +

− +

+ +

=

⇒

+ +

− +

=

⇒

+ +

−

=

−

⇒

10 100 10

11 (

1 )

10 100 10

21 (

) 100 2

10 (

) 100 (

1 )

10 100 10

21 (

) 100 2

10 (

) 100 (

)

10 100

11 ( )

10 100 10

21 (

) 100 2

10

(

) 100 (

) 100 2

10

(

) 100 (

1

Zc

k k Zc

Zc

k k

Zc k

Zc k

k Zc Vin

Vo

Av

Zc

k k

Zc k

Zc k

k Zc Vin

Zc

k k

Zc

Vo

Zc

k k

Zc Vo

Zc

k k

Zc Vin

k Zc k

k Zc Vin

Vin k Zc

k

k Zc

V

+ +

+

= +

+

⇒

+ +

− +

+ +

+

=

Khi tầng số cao tổng trở của tụ điện không đáng kể nên Av=1 Khi tầng sốgiảm dần, đến lúc nào đó độ lợi bắt đầu giảm Tầng số mà tại đó độ lợi giảm còn 0.707Av thì tầng số đó gọi là tầng số cắt

+mạch 6:

Phân tích mạch:

- Đây là mạch lọc thông cao

- Mạch này là mạch voltage follower nên V+=Vo

- ta có:

Zc

Vo V k

Vo V

Zc Vo

Zc

k k

Zc V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

Zc

k k

Zc V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

V V

Vin

Zc

k k

Zc Vo

V V

Vin

Zc k Zc k Vo

V V

10

11 ( )

10 100

10

11 ( )

10 100

10

11 1 (

1

)

10 100

10

11 )((

1 ( 1

) 1

10 100

10

1 )(

1 ( 1

) 10

)(

1 100

1 )(

1 ( 1

=

+ +

− +

+

=

+ +

− +

+ +

=

⇒

+ +

− +

=

⇒

+ +

−

=

−

⇒

10 100 10

11 (

1 )

10 100 10

21 (

) 100 2

10 (

) 100 (

1 )

10 100 10

21 (

) 100 2

10 (

) 100 (

)

10 100

11 ( )

10 100 10

21 (

) 100 2

10

(

) 100 (

) 100 2

10

(

) 100 (

1

Zc

k k Zc

Zc

k k

Zc k

Zc k

k Zc Vin

Vo

Av

Zc

k k

Zc k

Zc k

k Zc Vin

Zc

k k

Zc

Vo

Zc

k k

Zc Vo

Zc

k k

Zc Vin

k Zc k

k Zc Vin

Vin k Zc

k

k Zc

V

+ +

+

= +

+

⇒

+ +

− +

+ +

+

=

Khi tầng số cao tổng trở của tụ điện không đáng kể nên Av=1 Khi tầng sốgiảm dần, đến lúc nào đó độ lợi bắt đầu giảm Tầng số mà tại đó độ lợi giảm còn 0.707Av thì tầng số đó gọi là tầng số cắt

* sơ đồ mạch nguồn

CON101

CON101

1 2 3

-Vcc

CON105

CON105

1 2 3

D102 N5404

C801 3300U/35V

D104 N5404

C806 104/50V C803 4700U/25V

C808 104/50V C805

104/50V C804 4700U/25V

D108 N5404

+Vcc

D101 N5404

C101 22U/100V

-VCC2

D103 N5404

D106 N5404

R6 330/0.25w

2 1

D105 N5404

D107 N5404

C807 104/50V

C606 22U/50V

3 Chức năng của các linh kiện trong mạch

3.1 điện trở

3.2 Tụ điện

3.3 Diode

MỤC LỤC

Lời cảm ơn 1

Giới thiệu đề tài 2

PhầnA Lý Thuyết 3

PhầnB thiết kế 53

1 TDA 1006 21

2 Mạch âm sắc 22

3 cấu tạo và chức năng các linh kiện 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO

-SÁCH MẠCH ĐIỆN TỬ 2 ( NGUYỄN TIẾN THƯỜNG )