MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX (có sơ đồ mạch)

MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX (có sơ đồ mạch) .......... MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX (có sơ đồ mạch) .......... MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX (có sơ đồ mạch) .......... MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX (có sơ đồ mạch) ..........

DUPLEX

CHƯƠNG 1 MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX

1.1 Tổng quan về mạch khuếch đại dùng Transistor

Mạch khuếch đại dùng Transistor với mục đích làm tăng cường độ điện áp haydòng điện của tín hiệu mà thường gọi chung là mạch khuếch đại Thực chất khuếchđại là một quá trình biến đổi năng lượng có điều khiển mà ở đó năng lượng mộtchiều của nguồn cung cấp không chứa thông tin, được biến đổi thành năng lượngxoay chiều theo tín hiệu điều khiển đầu vào, chứa đựng thông tin, làm cho tín hiệu

ra lớn lên nhiều lần tín hiệu vào và không xãy ra méo dạng

1.2 Các linh kiện điện tử sử dụng trong mạch

1.2.1 Micro điện dung

Là linh kiện điên tử dùng để thu nhận âm thanh từ bên ngoài vào mạch khuếchđại, với âm thanh nhận vào là sóng hình sine

Hình 1-3: Một số loại tụ điện

1.2.4 Diode bán dẫn

Là linh kiện được dùng phổ biến trong các mạch điện tử đơn giản hay phức tạp,diode với chức năng cho dòng điện dẫn theo một chiều từ dương cực sang âm cựckhi điện áp ngưỡng bé hơn điện áp phân cực thuận, theo chiều ngược lại diode sẽkhông dẫn

Hình 1-4: Diode bán dẫn

[4]

1.2.5 Diode phát quang (LED)

Là linh kiện dùng phổ biến ở các mạch điện tử, khi mà diode phát quang đượccho phân cực thuận thì diode sẽ chiếu ra ánh sáng, diode phát quang được sử dụng

để làm đèn báo cho mạch nguồn, led sáng báo đã có điện trong mạch

Hình 1-5: Diode phát quang

[1]

1.2.6 Transistor lưỡng cực

Transistor với chức năng của một công tắc đóng ngắt hay một phần tử khuếchđại trong mạch Transistor phổ biến có hai loại là PNP và NPN, khi lớp bán dẫnđiện dương cực được ghép ở giữa hai lớp bán dẫn điện âm cực ta được TransistorNPN (transistor ngược), và trái lại khi lớp bán dẫn điện âm cực nằm giữa hai lớpbán đẫn điện dương cực ta có được một Transistor PNP (transistor thuận)

BC548 là một Transistor là loại NPN được dùng phổ biến trong nhiều mạch điện

tử hiện nay, có hệ số khuếch đại trong khoảng từ 110 – 800

Hình 1-6-1: Transistor BC548

Các thông số giá trị của BC548

NPN silicon

Điện áp maximum: VCEO = 30V

VCBO = 30V

VEBO= 30V

Dòng điện maximum: ICE = 100mA

Công suất Max: PC = 500 mW

Giới hạn nhiệc độ làm việc: -550C ~ 1250C

Sơ đồ chân của BC548

Chân số 1: chân Collector

Chân số 2: chân Base

Chân số 3: chân Emitter

1.2.6.2 Transistor 2SC2383 (N-P-N)

2SC2383 là một loại transistor NPN, có mặt trong nhiều mạch điện tử Chứcnăng chủ yếu là khuếch đại và được gọi là transistor công suất Hệ số khuếch đạicủa 2SC2383 nằm ở khoảng từ 40 – 310

Hình 1-6-2: Transistor 2SC2383

[3]

Các thông số giá trị của 2SC2383

Công suất Max: PC = 900 mW

Giới hạn nhiệc độ làm việc: -550C ~ 1250C

Sơ đồ chân của 2SC2383

Chân số 1: chân Emitter

Chân số 2: chân Collector

Chân số 3: chân Base

1.2.7 Loa

Loa là một thiết bị dùng để phát ra tín hiệu sóng âm mà cụ thể ở đây là âmthanh Nhận dạng một tín hiệu âm thanh được thể hiện bằng tín hiệu điện từ bộkhuếch đại, sau đó rung lên tạo sóng âm tương thích và qua đó khôi phục lại âmthanh lúc đầu

Hình 1-7: Loa 8ohm

[2]

1.2.8 Biến áp 220V-12V

Biến áp là một thiết bị có chức năng biến đổi điện áp theo mong muốn, với cấutạo gồm có cuộn sơ cấp và thứ cấp Biến áp ở đây làm việc dựa vào sự cảm ứngđiện từ, điện thế ở cuộn sơ cấp có thể thay đổi được điện thế ở cuốn thứ cấp nhờ vào

từ trường, số vòng dây được quấn trên lõi sắt điều chỉnh điện áp ra của cuộn thứcấp

1.2.10 IC ổn áp 7809

IC 7809 có chức năng giúp cho điện áp ngõ ra ổn định ở mức 9V, để cho ngõ ra

có được 9V thì bắt buộc điện áp ở ngõ vào phải luôn lớn hơn 9V

1.3 Giới thiệu về mạch

1.3.1 Mạch giao tiếp thoại truyền Duplex

Mạch giao tiếp thoại truyền Duplex là một loại mạch thoại dùng để giao tiếp qualại giữa hai vật ở khoảng cách đáng kể, tín hiệu được truyền đơn công Mạch có têntiếng anh là Low cost intercon using transistor, qua đó ta có thể biết được ý nghĩacủa mạch là mạch liên lạc tần số thấp dùng Transistor Ta cấp nguồn 9V DC đểmạch hoạt động, tín hiệu âm thanh qua Micro được chuyển thành tín hiệu sine, tínhiệu sine qua hai tầng khuếch đại với Transistor BC548, cuối cùng là tầng khuếchđại với Transistor công suất SC2383 để đẩy tín hiệu ra loa đủ lớn với yêu cầu của đềtài

1.3.2 Các công thức tính toán

• Mạch của tầng khuếch đại dùng Transistor BC548

Tầng thứ nhất và thứ hai của mạch dùng transistor BC548 để thực hiệnkhuếch đại tín hiệu, hai tầng mắc theo kiểu E chung Được ghép liên tầng bằng

tụ điện

Hình 1-12: Cấp nguồn cho Transistor theo phương pháp định dòng

[6]

I CO = β*I BO ;

U CEO = E C -I CO R C

• Mạch của tầng khuếch đại dùng Transistor 2SC2383.

Hình 1-13: Sơ đồ cung cấp và ổn định điểm làm việc nhờ

hồi tiếp âm dòng một chiều

[2]

IC = * IB

VCE =VCC - IC*RC –IE*RE

Khối khuếch đại tín hiệu

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MẠCH

2.1 Sơ đồ khối

Hình 2-1: Sơ đồ khối của mạch

2.2 Sơ đồ nguyên lý cho mỗi khối

2.2.1 Khối nguồn

Hình 2-2: Khối nguồn

Khối nguồn có chức năng chính là biến đổi điện áp xoay chiều (AC) với giá trị điệp áp 220V thành điện áp một chiều 9V khi đi qua IC 7809 để cung cấp cho khối mạch hoạt động như ý muốn Lúc ta cấp nguồn 220V cho biến áp thì khi đó ngõ ra của cuộn thứ cấp sẽ có giá trị là 12V, ngõ ra này được cấp tới hai đầu xoay chiều của càu diode với chức năng điều chỉnh dòng AC thành dòng DC Khi này ở ngõ ra

của hai đầu diode sẽ có được nguồn tầm 12V DC Ngõ ra này sẽ là ngõ vào cấp cho

IC ổn áp 7809, các tụ điện lúc này có chức năng loại bỏ tốt đa nhiễu và ổn định điện

áp, tại ngõ ra của IC 7809 ta sẽ thu được dòng 9V DC theo mong muốn

2.2.3 Khối khuếch đại

Hình 2-4: Khối khuếch đại và xử lý tín hiệu âm thanh

Khi nhận được tín hiệu âm thanh được chuyển vào, khối khuếch đại sẽ xử lý tínhiệu Tín hiệu được khuếch đại qua các tầng của Transistor ghép với nhau bằng tụđiện, sau khi qua mỗi tầng nhờ vào hệ số khuếch đại của Transistor và việc thiết kếsăp xếp các linh kiện khác mà tín hiệu được khuếch đại đến mộ mức nào đó Tầngthứ ba là tầng khuếch đại bằng Transistor công suất, sau tầng này thì tín hiệu đượcđưa ra khối phát Lúc này về cơ bản ta đã hoàn thành được mục đích của việc xử lý

và khuếch đại theo yêu cầu của đề tài

2.2.4 Khối phát

Tín hiệu được khuếch đại đúng theo mục đích mong muốn được phát ra loa(8Ω) Loa đóng vai trò là khối phát, tín hiệu ra lớn hơn nhiều lần tín hiệu vào

2.3 Sơ đồ nguyên lý của mạch đồ án

Hình 2-5: Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp thoại truyền Duplex

Khi ta cấp nguồn 9V vào cho mạch và nhấn nút Switch (S1) Nguồn điện đi quaR1 tạo ra một dòng điện, dòng đó có chức năng kích thích Micro để đưa tín hiệuqua tụ C1 qua đó tác động để Transistor T1 hoạt động Điện trở R2 có chức năngđịnh thiên (hạn dòng), dòng xoay chiều đi vào cực gốc của T1 và do đó xuất hiệndòng xoay chiều ở cực góp tại đầu ra của tầng Điện trở R3 ở đây có tác dụngkhuếch đại cho Transistor Các tụ C1, C2 và C4 là tụ nối giữa 2 tầng với với nhau,chức năng chính là ngăn không cho điện áp một chiều đi qua (hoặc nói cách khác

thứ nhất vậy nên chức năng ở tầng này vẫn là tầng khuếch đại Qua đến tầng thứ 3

ta có Transistor T3, Transistor 2SC2383 được sử dụng, đây là Transistor công suất,chức năng chính là nâng tín hiệu ra loa, giúp cho việc khuếch đại đúng như mongmuốn Điện trở R6 ở đây là điện trở định thiên, phân cực cho Transistor T3 R7 làđiện trở hồi tiếp âm với chức năng ổn định nhiệc cho Transistor và tụ C5 nối songsong với điện trở R7, người ta gọi là tụ bypass, tụ với chức năng thoát thành phầnxoay chiều xuống đất giúp ngăn hồi tiếp âm xoay chiều Cuối cùng tụ C6, tụ cóchức năng giảm nhiễu cho dòng xoay chiều AC Còn lại ta có thể thấy đó là nútnhấn Switch S2, khi ta nhấn vào thì Transistor T1, T2 sẽ tạo thành mạch giao động

đa hài, phát ra tiếng hú, khi bên kia nghe được tín hiệu này thì họ sẽ phản hồi lại.Mạch đồ án được ghép tầng khuếch đại Emitter chung (EC) chế độ A Tín hiệuđược khuếch đại ở cả hai nữa chu kì âm và dương của tín hiệu vào Mạch này gâyméo dạng nhỏ nhưng lại có hiệu suất rất thấp, chỉ khoảng 25%

2.4 Sơ đồ mạch in

Altium Designer được dùng để thiết kế mạch in cho đề tài dựa vào sơ đồnguyên lý Mạch sau khi suất ra file PDF được in ra trên một loại giấy đặc biệc, tiếp

đó sẽ ủi cho lớp mực trên giấy in bám vào board đồng, khi mực bám hoàn toàn vàoboard ta mang mạch ngâm vào dung dịch bột sắt pha với một lượng nước vừa phải,

ta tiến hành lắc đều dung dịch sắt để cho lớp đồng trên board không dính mực in sẽ

bị rữa trôi, còn lại sẽ là hình ảnh của mạch ta mong muốn được thể hiện ở hình 3-6

Đễ có thể khoan và gắn linh kiện vào board đồng ta lấy miếng giấy nhám chuồi đểlớp mực in bị bay hết đi, chỉ còn lại lớp đồng tương đương với đường dây mạch

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN

4.1 Kết quả

- Mạch được thiết kế thỏa mãn đúng với yêu cầu đề tài

- Âm thanh được truyền tới vị trí người nghe mà không bị cản trở từ cácyếu tố bên ngoài

- Đúng với tính chất là một mạch thoại (có tính giao thoại qua lại giữa 2đầu)

- Hộ trợ cho việc giao tiếp (truyền Duplex)

- Mạch dễ lắp ráp và chi phí thấp

4.2 Ứng dụng của mạch thoại

Mạch thoại được sử dụng nhiều trong việc chuyển phát tín hiệu, chức năngchính là phát tín hiệu ra lớn hơn tín hiệu âm thanh vào và quan trọng hơn hết là cóthể truyền tín hiệu âm thanh đi một khoảng cách xa, phạm vi hoạt động rộng Một

số thiết bị sử dụng mạch có chức năng khuếch đại âm thanh thường gặp:

- Điện thoại đi động với chức năng truyền tín hiệu đi xa

- Bộ đàm thoại đùng trong quân sự

- Âm ly

Ngoài ra mạch khuếch đại có chức năng như mạch thoại để khuếch đại và phát

âm thanh cũng được tích hợp trong nhiều thiết bị như: máy vi tính, laptop, đồ chơitrẻ em, xe tự hành…

4.3 Hướng phát triển

Từ việc tìm hiệu nguyên lý hoạt động và chức năng của mạch giao tiếp thoại sửdụng Transistor với mục đích khuếch đại tín hiệu, tương lại của việc ứng dụng nó đểđem lại nhiều lợi ích cho các hệ thống thu phát tín hiệu là rất tươi sáng Ví dụ như:

- Ta có thể thu được tín hiệu từ các nhà du hành vũ trụ nhanh và dễ dànghơn

- giao tiếp với các nhà thá hiểm lòng đất bằng bộ đàm có thể thu phát tínhiệu giữa lòng đất với độ sâu lớn

- Thiết bị chăm sóc sức khỏe bệnh nhân thông qua chuyển động sinh lý từbên trong và bên ngoài ơ thể người bệnh để kịp thời xử lý…vv

TÀI LIỆU THAM KHẢO