Giáo trình Hệ thống âm thanh: Phần 1 - Nguyễn Anh Tú (Chủ biên)

(NB) Giáo trình Hệ thống âm thanh được biên soạn với cái nhìn tổng quan về khắc phục các sự cố của một hệ thống âm thanh dân dụng, và được kết cấu bởi 16 bài học với nội dung chi tiết phong phú, sinh động. Phần 1 ebook gồm 8 bài học đầu: Khái niệm chung hệ thống âm thanh, mạch điện khối nguồn cung cấp, sửa chữa mạch ổn áp tuyến tính, mạch khuếch đại đầu vào, mạch khuếch đại pha trộn, mạch khuếch đại đảo pha... Mời các bạn cùng tham khảo.

Trang 1

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Chủ biên: Nguyễn Anh Tú

GIÁO TRÌNH

HỆ THỐNG ÂM THANH

Hà Nội - 2012

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Kỹ thuật điện tử, và thông tin truyền thông hiện nay càng ngày càng phát triển nhanh chóng, nó có những tiến bộ khác nhau của đời sống xã hội

và đang trở thành một trong những công cụ quan trọng nhất của cách mạng khoa học kỹ thuật trình độ cao Song song với việc phát minh ra các thiết bị nghe – nhìn phục vụ cho việc giải trí thì nhu cầu thưởng thức cuộc sống cũng đòi hỏi cao hơn, trong đó “Hệ thống âm thanh” là một trong những đòi hỏi cấp thiết của nhu cầu thưởng thức Tuy nhiên, khi đưa các hệ thống

đó vào vận hành, sau một thời gian hệ thống đó sẽ có những sự cố Vậy khắc phục sự cố đó bằng cách nào?

Được sự hướng dẫn của Tổng cục dạy nghề, Trường cao đẳng Công nghiệp nghề Hà Nội, khoa Điện - Điện tử tiến hành biên soạn và giới thiệu giáo trình đào tạo sửa chữa “Hệ thống âm thanh” với cái nhìn tổng quan về khắc phục các sự cố của một hệ thống âm thanh dân dụng

Trong quá trình biên soạn giáo trình, có những sơ suất về chuyên môn cũng như nghiệp vụ Rất mong sự đóng góp ý kiến của các chuyên gia, giáo viên và đồng nghiệp và chúng ta đọc để ban biên tập hoàn thiện hơn

Ban biên tập cảm ơn các cơ quan liên quan, đơn vị, cá nhân đã tham gia biên soạn giáo trình

Hà Nội, Ngày tháng năm 2012

T.M Ban biên tập

Nguyễn Anh Tú

Trang 3

Tuyên bố bản quyền

Tài liệu này là loại giáo trình nội bộ dùng trong nhà trường với mục đích làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên và học sinh, sinh viên nên các nguồn thông tin có thể được tham khảo

Tài liệu phải do trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội in

Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội

131 – Thái Thịnh – Đống Đa – Hà Nội

Điện thoại: (84-4) 38532033

Fax: (84-4) 38533523

Website: www.hnivc.edu.vn

Trang 4

NỘI DUNG TỔNG QUÁT VÀ PHÂN BỐ THỜI GIAN:

Số

TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian Tổng

số

Lý thuyết

Thự

c hành

Kiểm tra *

1 Khái niệm chung hệ thống âm thanh 6 06 00

2 Mạch điện khối nguồn cung cấp 12 06 6

3 Sửa chữa mạch ổn áp tuyến tính 18 04 16 1

7 Mạch ECHO - khuếch đại tín hiệu

8 Mạch phân đường tín hiệu STEREO 12 04 08

10 Mạch tiền khuếch đại công suất 6 01 05

13 Sửa chữa hệ thống chuyển mạch 6 01 05

14 Sửa chữa mạch điều khiển chức năng

16

Hiện tượng, nguyên nhân và phương

pháp chẩn đoán hư hỏng của hệ thống

âm thanh

*

Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực

hành được tính vào giờ thực hành

Trang 5

BÀI 1 – KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG ÂM THANH

Mục tiêu của bài:

Học xong bài này học viên sẽ có khả năng:

Về kiến thức:

- Hiểu rõ về nguồn gốc và đặc tính của âm thanh

- Hiểu rõ các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của hệ thống âm thanh

Về kỹ năng:

- Phân loại được các loại hệ thống âm thanh

- Trình bày chính xác về vị trí, cấu tạo, chức năng nhiệm vụ, chỉ tiêu

kỹ thuật của các khối trong hệ thống âm thanh

Về thái độ:

- Rèn luyện khả năng nhận biết các khối trên máy thực tế thông qua

sơ đồ khối

- Rèn luyện tính kiên trì, cẩn thận của người thợ sửa chữa điện tử

- Rèn luyện tác phong công nghiệp và vệ sinh an toàn lao động

NỘI DUNG CỦA BÀI:

1.1 – Khái niệm chung về âm thanh

1.1.1 – Nguồn gốc của âm thanh

Khi ta tác động một lực vào dây đàn thì dây đàn rung nên và phát ra tiếng Tiếng đàn ngân dài cho đến khi dây đàn hết rung thì âm thanh cũng tắt

Khi ta gõ vào mặt trống, mặt trống rung nên và phát ra tiếng Khi mặt trống hết rung thì tiếng trống cũng mất

Như vậy: Âm thanh do vật thể rung động, phát ra tiếng và lan truyền

đi trong không khí

Làn sóng âm thanh từ vật thể rung động phát ra, lan truyền trong không gian, tới tai người làm rung động màng nhĩ theo đúng nhịp điệu rung động của vật thể đã phát ra tiếng Nhờ đó, tai người nghe được âm thanh

Âm thanh có thể truyền lan được trong các chất khí, rắn, lỏng nhưng không thể truyền lan được trong môi trường chân không

Trang 6

Một số loại truyễn dẫn âm rất kém như các loại vải, các vật liệu có tính chất mềm, xốp như bông, cỏ, dạ…Tất cả các loại vật liệu đó được gọi chung là chất hút âm Các vật liệu này thường được làm vật liệu lót tường trong các phòng âm thanh để hút âm nhằm giảm tiếng vang

Trong quá trình truyền lan, nếu gặp phải các vật chướng ngại như Tường, Núi đá, Cây… thì phần lớn âm thanh sẽ bị phản xạ ngược trở lại, một phần tiếp tục truyền lan về phía trước, một phần nhỏ của năng lượng

âm thanh cọ sát với vật chướng ngại, biến thành nhiệt năng tiêu tán đi

1.1.2 – Đặc tính của âm thanh

 Tần số:

Tần số âm thanh là số lần dao động của không khí truyền dẫn âm trong một giây Đơn vị đo tần số là Héc (Hz)

VD: Khi ta chơi đàn ghita, nếu gẩy nốt Mi thì dây đàn sẽ rung nên

330 lần trong 1 giây Ta gọi tần số của âm Mi là 330Hz

Tần số biểu thị độ cao của âm thanh, Trong đó:

- Tiếng trầm có tần số thấp

- Tiếng thanh (tiếng bổng) có tần số cao

Ứng với mỗi tần số dao động là F có chu kỳ dao động là T và một

bước sóng là  Trong đó:

- Chu kỳ dao động của âm thanh là quãng thời gian âm thanh đó dao

động một lần Chu kỳ ký hiệu là T, với đơn vị là giây Ta có:

- Bước sóng của âm thanh là khoảng truyền lan của âm thanh tương ứng với một chu kỳ dao động Bước sóng của âm thanh tương ứng trong

âm tần là từ 21.25m đến 0.017m Bước sóng có ký hiệu là , với đơn vị là mét Ta có:

 = C * T

Trong đó:

C: Tốc độ truyền lan của âm thanh trong không khí (C = 340m/s)

T : Chu kỳ của âm thanh

Trang 7

Tuy nhiên trên thực tế một âm phát ra không phải là một âm đơn mà

là một âm phức Âm phức này bao gồm âm đơn và một số âm hài có tần số gấp 2, 3, 4…lần âm đơn

Trong dải âm tần, người ta chia ra :

- Tiếng trầm nằm trong dải tần từ 16Hz đến 300Hz

- Tiếng trung nằm trong dải tần từ 300Hz đến 3000Hz

- Tiếng thanh nằm trong dải tần từ 3000Hz đến 20000Hz

Tiếng nói của con người thường có tần số từ 80Hz đến 8000Hz Các nốt nhạc ở bát độ thứ 3 có tần số là: Đồ – 262Hz, Rê – 294Hz, Mi – 330Hz, Pha – 349Hz, Son – 392Hz, La – 440Hz, Si – 494Hz

 – Áp suất âm thanh:

Áp suất của âm thanh hay còn gọi là thanh áp Âm thanh truyền lan đến đâu thì sẽ làm thay đổi áp suất không khí ở đó Áp suất do âm thanh tạo ra ở một điểm gọi là thanh áp ở điểm đó Thanh áp được kí hiệu là p, đơn vị đo thanh áp là bar 1bar là thanh áp tác động lên một diện tích 1cm2 với một lực là 1đin, do vậy 1bar bằng 1đin/cm2 Thanh áp tỉ lệ với căn bậc hai của công suất âm thanh, khi ta tăng công suất lên 1 lần thì thanh áp chỉ tăng lên 2 lần, nếu tăng công suất lên 9 lần thì thanh áp chỉ tăng lên 3 lần

 – Công suất của âm thanh:

Công suất âm thanh là năng lượng âm thanh đi qua một diện tích S trong thời gian một giây Công suất âm thanh được ký hiệu là P và được tính theo công thức sau:

P = p * S * V

Trong đó:

p: Thanh áp

V: Tốc độ dao động của một phần tử không khí tại diện tích năng

lượng âm thanh đi qua

S: Diện tích năng lượng âm thanh đi qua

 – Sự phản xạ, khúc xạ của sóng âm thanh:

Sóng âm thanh với bước sóng là , trên đường truyền lan gặp vật chắn có kích thước d sẽ xảy ra 2 trường hợp sau đây:

Trang 8

 Trường hợp 1:   d

Hình 1.1: Sự phản xạ, khúc xạ của sóng âm (trường hợp   d)

Trong trường hợp này, sóng âm sẽ trườn qua vật chắn Hiện tượng này người ta gọi là hiện tượng sóng uốn vòng

 Trường hợp 2:   d

Hình 1.2: Sự phản xạ, khúc xạ của sóng âm (trường hợp   d)

Trong trường hợp này thì một phần sóng âm sẽ phản xạ trở lại còn một phần sẽ xuyên qua vật chắn truyền vào môi trường truyền âm

Như vậy, hiện tượng sóng âm gặp vật chắn đổi hướng được gọi là hiện tượng khúc xa và phản xạ

Trang 9

Hiện tượng phản xạ và khúc xạ của sóng âm tuân theo các định luận phản xạ, khúc xạ như đối với ánh sáng

(Định luật phản xạ: Góc tới và góc phản xạ bằng nhau, tia tới và tia phản xạ cùng nằm trên một mặt phẳng)

và phản âm (sóng âm phản xạ), trong đó phản âm là thành phần vô cùng phức tạp

Trang 10

Trong phòng kín của nguồn âm S, người nghe ở vị trí cách nguồn âm

S một khoảng là M, khi đó sóng âm thanh đến tai người nghe bằng hai con đường:

 Âm thanh bức xạ trực tiếp từ S đến M

 Âm thanh phản xạ lên các bức tường hoặc vật cản

Có thể tồn tại n bậc phản xạ, do vậy qua mỗi lần phản xạ năng lượng của âm thanh sẽ bị suy giảm và thời gian đến tai người sẽ chậm hơn

Quá trình đó được mô tả như sau:

Hình 1.4: Quá trình phản xạ của sóng âm

Khoảng cách từ trực âm đến tia phản xạ đầu tiên được gọi là thời gian trễ ()

Nếu  > 50ms thì tai người có thể nhận biết được khoảng cách giữa trực âm và tia phản xạ đầu tiên

Thời gian vang được xác định từ thời điểm ngắt nguồn âm đến khi năng lượng âm thanh giảm xuống ngưỡng 60dB

1.1.3 – Sự cảm thụ của tai người đối với âm thanh:

Tai người bình thường có thể nghe được âm thanh trong dải tần số từ 20Hz đến 20.000Hz, có những người có khả năng nghe được các âm thanh

ở các tần số cao hơn hoặc thấp hơn

Trang 11

Người ta có thể phân biệt được khoảng 130 mức thanh áp khác nhau, mỗi mức cách nhau 1dB Tai người nhạy cảm với âm thanh trong dải tần số

từ 500Hz đến 5000Hz Ở khoảng tần số này chỉ cần nguồn âm thanh có thanh áp nhỏ tai người cũng nghe rõ không kém gì ở các khoảng tần số cao hay thấp có thanh áp lớn hơn

1.2 – Khái quát về hệ thống âm thanh

1.2.1 – Chức năng, nhiệm vụ

Hệ thống âm thanh gồm có Micro, Ampli, đường dây, loa…Yêu cầu chính của hệ thống âm thanh là cung cấp âm thanh đồng đều và đảm bảo chất lượng trong khu vực truyền âm

1.2.2 – Phân loại

- Phân loại theo mục đích sử dụng

 Hệ thống âm thanh dân dụng

 Hệ thống âm thanh chuyên dụng

- Phân loại dựa vào kết cấu các phần tử linh kiện chủ yếu trong

hệ thống âm thanh

 Hệ thống âm thanh dùng Ampli Transistor điện tử

 Hệ thống âm thanh dùng Ampli Transistor

 Hệ thống âm thanh dùng Ampli vi mạch

- Phân loại theo cách mắc tải của hệ thống âm thanh

 Hệ thống âm thanh với tải mắc nối tiếp

 Hệ thống âm thanh với tải mắc song song

1.3 – Sơ đồ khối hệ thống âm thanh

1.3.1 – Sơ đồ khối và chức năng nhiệm vụ các khối trong hệ thống âm thanh mono

 – Sơ đồ khối:

Trang 12

Hình 1.5: Sơ đồ khối hệ thống âm thanh mono

 – Nhiệm vụ các khối:

 Khối 1: Mạch phân áp đầu vào: Tín hiệu đầu vào có thể từ nhiều đường khác nhau nên mức tín hiệu của chúng cũng lớn – bé khác nhau Do

đó cần phải có mạch phân áp đầu vào để cho các tín hiệu đưa vào máy tăng

âm được đồng đều

 Khối 2: Mạch khuếch đại điện áp âm tần: Tín hiệu đầu vào có biên độ điện áp thấp nên cần phải qua mạch khuếch đại điện áp âm tần nhằm khuếch đại điện áp âm tần ở đầu vào đủ lớn lên để phục vụ cho các tầng sau

 Khối 3: Các mạch bổ trợ: là các mạch điều chỉnh âm sắc, âm lượng, mạch tăng thời gian ngân vang, mạch lọc phân đường tiếng cho loa, mạch bảo vệ loa…nhằm nâng cao chất lượng , tăng tính năng và độ bền cho máy

 Khối 4: Mạch khuếch đại trung gian (tiền khuếch đại): nhằm khuếch đại tín hiệu âm tần đủ lớn theo yêu cầu để cho tầng khuếch đại công suất âm tần có thể làm việc bình thường

 Khối 5: Mạch khuếch đại công suất âm tần: có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu âm tần đủ lớn theo yêu cầu để phát ra loa Mạch thường dùng

Trang 13

các Transistor công suất mắc đẩy kéo làm việc ở chế độ AB nhằm làm cho

ra công suất lớn với hiệu suất cao (mạch có thể sử dụng các IC công suất)

 Khối 6: Mạch nguồn: Dùng để biến đổi điện xoay chiều ở đầu vào thành điện 1 chiều nhằm cung cấp năng lượng cho các tầng làm việc

1.3.2 – Sơ đồ khối và chức năng nhiệm vụ các khối trong hệ thống âm thanh Stereo

Trang 14

 Khối 2.1 và 2.2: Mạch khuếch đại điện áp âm tần cho kênh Trái (L) và kênh phải (R): Tín hiệu đầu vào có biên độ điện áp thấp nên cần phải qua mạch khuếch đại điện áp âm tần nhằm khuếch đại điện áp âm tần ở đầu vào đủ lớn lên để phục vụ cho các tầng sau

 Khối 3.1 và 3.2: Các mạch bổ trợ cho kênh L và kênh phải R: là các mạch điều chỉnh âm sắc, âm lượng, mạch tăng thời gian ngân vang, mạch lọc phân đường tiếng cho loa, mạch bảo vệ loa…nhằm nâng cao chất lượng , tăng tính năng và độ bền cho máy

 Khối 4.1 và 4.2: Mạch khuếch đại trung gian (tiền khuếch đại) cho kênh L và kênh phải R: nhằm khuếch đại tín hiệu âm tần đủ lớn theo yêu cầu để cho tầng khuếch đại công suất âm tần có thể làm việc bình thường

 Khối 5.1 và 5.2: Mạch khuếch đại công suất âm tần cho kênh L và kênh phải R: có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu âm tần đủ lớn theo yêu cầu

để phát ra loa Mạch thường dùng các Transistor công suất mắc đẩy kéo làm việc ở chế độ AB nhằm làm cho ra công suất lớn với hiệu suất cao (mạch có thể sử dụng các IC công suất)

 Khối 6: Mạch nguồn: Dùng để biến đổi điện xoay chiều ở đầu vào thành điện 1 chiều nhằm cung cấp năng lượng cho các tầng trong toàn hệ thống làm việc

1.4 – Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của hệ thống âm thanh

Tính năng kỹ thuật của hệ thống âm thanh nói riêng và của các thiết

bị nói chung cho ta biết chất lượng của chúng

Để đánh giá chất lượng của một hệ thống âm thanh, người ta thường căn cứ vào các chỉ tiêu và tham số cơ bản sau đây:

Hệ số khuếch đại và hiệu suất

Đặc tuyến tần số

Đặc tuyến biên độ

Dải động và mức tạp nhiễu

Méo không đường thẳng

Trong đó, các đại lượng chỉ giá trị dòng điện, điện áp, công suất, đều được đo ở mức danh định Giá trị hiệu dụng được biểu thị bằng từ viết hoa

của thông số đó và đôi khi kèm theo ký hiệu vms

Trang 15

Khi đã biết giá trị của một vài tham số ta sẽ tìm ra các giá trị khác theo các công thức sau đây:

- Tại đầu vào sẽ có mối quan hệ:

U vào = I vào * R vào

P vào = I vào * U vào = I 2 vào * R vào = U 2 vào / R vào

- Tại đầu ra sẽ có mối quan hệ:

U ra = I ra * R ra

P ra = I ra * U ra = I 2 ra * R ra = U 2 ra / R ra

1.4.1 - Hệ số khuếch đại và hiệu suất

 Hệ số khuếch đại được tính bằng tỉ số giữa điện áp ra trên điện áp vào

Trang 16

Bởi vậy, hệ số khuếch đại lúc này được tính bằng: K = a + jb

- Khi ghép n tầng khuếch đại với các hệ số khuếch đại tương ứng là

K1, K2…Kn, thì hệ số khuếch đại tổng cộng của bộ khuếch đại là:

K ∑ = K 1 * K 2 * K 3 * … * K n

Hoặc: K ∑ (dB) = K 1 (dB) + K 2 (dB) +…+ K n (dB)

 Hệ số hiệu dụng hay hiệu suất (η) được biểu thị bằng tỉ số giữa công suất có ích đưa ra trên tải (Pra) với công suất tiêu thụ năng lượng của nguồn (P0)

η = P ra / P 0

Ví dụ: Hiệu suất của mạch điện công suất làm việc ở chế độ A là

0,25 (tức 25%), nghĩa là năng lượng cung cấp 100% thì nó chỉ chuyển thành công có ích 25%

Tương tự như vậy, mạch khuếch đại công suất làm việc ở chế độ B đạt hiệu suất từ 70 – 80%

1.4.2 - Đặc tuyến tần số:

Đặc tuyến tần số là đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa hệ số khuếch đại (K) của mạch điện biến đổi theo tần số làm việc, từ đầu đến cuối dải tần

Hình 1.7: Đặc tuyến tần số

Trang 17

Chú ý: Do trong mạch điện có các linh kiện điện kháng như tụ nối tầng, tụ tạp tán, tụ phân đường…nên hệ số khuếch đại đã bị suy giảm ở phía tần số thấp và ở phía tần số cao gây nên méo tần số, trong đó:

 Hệ số méo tần thấp là: M T = K TB / K T

 Hệ số méo tần cao là: M C = K TB / K C

Trong đó: KTB là hệ số khuếch đại lấy chuẩn ở tần số 400Hz hoặc 1000Hz

1.4.3 - Đặc tuyến biên độ, dải động và tạp nhiễu:

 Đặc tuyến biên độ: Là đường biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp

ra và điện áp vào lấy ở một tần số cố định của dải âm tần

U ra = f (U vào )

Phạm vi làm việc của đặc tuyến biên độ phải là đường thẳng Nếu

Uvào quá lớn sẽ gây quá tải và bão hòa cho mạch khuếch đại Nếu Uvào quá nhỏ, nằm ngoài đoạn thẳng thì tạp âm sẽ xuất hiện ở đầu ra Trường hợp không có tín hiệu vào thì ở đầu ra chỉ có tạp âm riêng của tầng khuếch đại

Trang 18

Để điều chỉnh dải động của mạch khuếch đại cho thích hợp có thể dùng chiết áp vặn tay hoặc bằng mạch tự động điều chỉnh âm lượng (ALC: Automatic Level Control)

 Tạp nhiễu: Là các tín hiệu không mong muốn xuất hiện ở đầu vào làm giảm chất lượng tín hiệu đầu ra

Tạp nhiễu ở hệ thống âm thanh có thể do:

- Tạp nhiễu của điện - từ trường bên ngoài

- Tạp âm nhiệt

- Tạp âm riêng của các linh kiện trong mạch điện

- Tạp âm do hiệu ứng micro

- Tạp âm do độ gợn sóng của nguồn chỉnh lưu cung cấp điện…

Chống tạp nhiễu của điện từ trường bằng cách dùng các màn bọc kim loại, các biến áp nguồn và mô tơ phải đặt cách xa mạch vào, các đường sức từ phải vuông góc nhau…

Giảm tạp âm tiếng ù bằng cách chọn tụ lọc có giá trị đủ lớn lọc thật

kỹ cho tầng khuếch đại micro và tiền khuếch đại Mức gợn sóng không vượt quá 1mV

Giảm tạp nhiễu do hiệu ứng micro bằng các tấm đệm cao su hoặc nỉ

ở mạch điện micro và để máy tăng âm Ngoài ra cần phải có hiểu biết về trang âm, cách bố trí loa cho thích hợp Tạp âm nhiệt phụ thuộc vào dải nhiệt độ, dải tần số làm việc, điện trở vào và điện trở tạp âm riêng của các Tranziro Tạp âm nhiệt gây tác động rõ rệt nhất ở tầng đầu Phần tử tạo nên tạp âm ở đây là điện trở vào và điện trở tạp âm riêng của Transistor

Tạp âm ở tầng đầu phụ thuộc vào dải tần tín hiệu và điện trở vào, được tính theo công thức:

Trong đó:

fC , fT là tần số cao và thấp tương ứng với mức 0,707 của đặc tuyến tần số, hoặc có thể lấy fT = Fmin , fC = fmax cũng cho kết quả nằm trong sai số cho phép

ví dụ:

Cho fC = 10.000Hz

Trang 19

- Tạp âm nhiệt tăng theo hàm số mũ bậc ½ của dải tần số tín hiệu và điện trở vào

- Điện áp tạp âm nhiệt là loại dao động lộn xộn, không có chu kỳ

1.4.4: Méo không đường thẳng:

Là méo dạng tín hiệu ở đầu ra so với dạng tín hiệu ở đầu vào của mạch khuếch đại

Nguyên nhân gây ra méo không đường thẳng là do các phần tử không đường thẳng trong mạch gây nên, do đặc tính vào và đặc tính ra của Transistor là không tuyến tính Ngoài ra còn do đặc tính đường cong từ hóa của lõi sắt biến áp gây nên

Méo không đường thẳng thể hiện, trong thành phần tần số ở đầu ra

đã xuất hiện tần số “lạ” không có mặt ở đầu vào, đó là các sóng hài nw với

n = 1,2,…và có các biên độ tương ứng là Unm Hệ số méo không đường thẳng được tính theo công thức:

Ở các hệ thống âm thanh thông thường, méo không đường thẳng cho phép nằm trong phạm vi từ (5 – 7)%, cao cấp hơn từ (1 – 2)%, loại máy có

độ trung thực cao méo đạt được từ dưới 1% đến 0,01%

Trang 20

Câu hỏi và bài tập:

Câu 1 Hãy trình bày các đặc tính của âm thanh

Câu 2 Hãy so sánh sự giống và khác nhau của hệ thống âm thanh Mono và

hệ thông âm thanh Stereo

Câu 3 Hãy trình bày các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống âm thanh

Bài tập

Biết một mạch điện có:

U ra = 120V

U vào = 0,04V

Hãy xác định hệ số khuếch đại của mạch điện trên

Kiểm tra, đánh giá

chuẩn

Kiến thức:

- Hiểu rõ về nguồn gốc và đặc tính của âm thanh

- Hiểu rõ các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của hệ thống âm

thanh

- Phân loại được các loại hệ thống âm thanh

- Trình bày chính xác về vị trí, cấu tạo, chức năng nhiệm vụ,

chỉ tiêu kỹ thuật của các khối trong hệ thống âm thanh

- Xác định được hệ số khuếch đại của một mạch điện cụ thể

Trang 21

BÀI 2 – MẠCH ĐIỆN KHỐI NGUỒN CUNG CẤP

Mục tiêu của bài:

Về kiến thức:

- Trình bày đúng các khối chức năng trong khối nguồn cung cấp

- Phân tích đúng nguyên lý hoạt động của mạch điện khối nguồn cung cấp

Về kỹ năng:

Chẩn đoán, kiểm tra và sửa chữa được những hư hỏng của các loại mạch điện khối nguồn đúng tiêu chuẩn thiết kế

Về thái độ:

- Rèn luyện khả năng phân tích, kiểm tra và sửa chữa mạch điện tử

A LÝ THUYẾT:

2.1 – Kết cấu mạch điện khối nguồn cung cấp:

Mạch điện khối nguồn là một mạch điện dùng để cung cấp năng lượng cho toàn hệ thống âm thanh làm việc Các phần tử cấu thành nên mạch điện khối nguồn là các phần tử:

Trang 22

2.2 – Sơ đồ khối, chức năng - nhiệm vụ các khối:

2.2.1 – Sơ đồ khối

Hình 2.1: Sơ đồ khối khối nguồn cung cấp

2.2.2 – Chức năng – nhiệm vụ các khối

- Khối 1 : Biến áp hạ áp, có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều ở mức cao thành mức thấp tuỳ theo yêu cầu và thiết kế của từng máy

- Khối 2 : Chỉnh lưu, có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều để cung cấp cho tầng sau

- Khối 3 : Mạch lọc, có nhiệm vụ san bằng độ gợn sóng của dòng điện sau chỉnh lưu, giữ cho điện áp một chiều được bằng phẳng

- Khối 4 : Mạch ổn áp, có nhiệm vụ ổn định điện áp đầu ra để cung cấp cho các mạch điện làm việc được ổn định

2.3 – Sơ đồ mạch điện nguyên lý:

2.3.1 – Sơ đồ mạch điện dùng 1 Diode

Hình 2.2: Sơ đồ mạch điện dùng 1 Diode

 Tác dụng linh kiện:

- TP : Biến áp hạ áp, có nhiệm vụ biến đổi điện áp từ mức cao xuống mức thấp

Trang 23

- D1 : Diode chỉnh lưu, có nhiệm vụ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều

- RT : Tải tiêu thụ

 Nguyên lý hoạt động:

Điện áp xoay chiều từ lưới điện qua biến áp hạ áp xuống giá trị theo yêu cầu của mạch điện rồi được đưa tới bộ chỉnh lưu Diode D1 có tác dụng chỉ cho dòng điện đi qua khi nó được phân cực thuận (Anode dương hơn Kathode) Cụ thể:

- Ở nửa chu kỳ dương của điện áp vào (điểm A có pha dương, điểm

B có pha âm), Diode D1 thông Dòng điện ITải chạy từ A(+) qua Diode, qua

 Ưu - nhược điểm:

- Mạch điện đơn giản, rẻ tiền

- Hiệu suất sử dụng biến áp thấp

- Điện áp ra có gợn sóng lớn, mấp mô nhiều

Trang 24

2.3.2 – Sơ đồ mạch điện dùng 2 Diode:

B có pha âm so với điểm O), Diode D1 thông, Diode D2 tắt Dòng điện ITải chạy từ A(+) qua Diode D1, qua RT về điểm O

- Ở nửa chu kỳ âm của điện áp vào (điểm A có pha âm, điểm B có pha dương so với điểm O), Diode D1 tắt, Diode D2 thông Dòng điện ITảichạy từ B(+) qua Diode D2, qua RT về điểm O

Như vậy, ở cả hai nửa chu kỳ của điện áp vào, trên tải đều có dòng điện chảy qua

- Mạch điện phức tạp đặc biệt trong việc chế tạo biến áp

- Hiệu suất sử dụng biến áp khá cao

- Điện áp ra có gợn sóng nhỏ

Trang 25

 Đồ thị dạng sóng:

Hình 2.5: Đồ thị dạng sóng mạch chỉnh lưu cả chu kỳ dùng 2 Diode

2.3.3 – Sơ đồ mạch điện dùng 4 Diode:

 Sơ đồ:

Trang 26

B có pha âm), Diode D1 và D3 thông, Diode D2 và D4 tắt Dòng điện ITải chạy từ A(+) qua D1 , qua RT qua D3 về điểm B(-)

- Ở nửa chu kỳ âm của điện áp vào (điểm A có pha âm, điểm B có pha dương), Diode D2 và D4 thông, Diode D1 và D3 tắt Dòng điện ITải chạy

từ B(+) qua D2 , qua RT qua D4 về điểm A(-)

Như vậy, ở cả hai nửa chu kỳ của điện áp vào, trên tải đều có dòng điện chảy qua

 Đồ thị dạng sóng:

Hình 2.7: Đồ thị dạng sóng mạch chỉnh lưu cả chu kỳ dùng 4 Diode

Trang 27

- Mạch điện phức tạp, tốn linh kiện

- Hiệu suất sử dụng biến áp tốt

- Điện áp ra có gợn sóng nhỏ

B THẢO LUẬN NHÓM:

Cho 02 mạch điện có sơ đồ như sau:

 Mạch nguồn đối xứng, chỉnh lưu hai nửa chu kỳ dùng 4 diode

Hình 2.8: Sơ đồ mạch điện dùng 4 Diode với điện áp ra đối xứng

 Nguồn đối xứng chỉnh lưu một nửa chu kỳ

Hình 2.7: Sơ đồ mạch điện dùng 2 Diode với điện áp ra đối xứng

Trang 28

* Chia lớp thành 03 nhóm với yêu cầu riêng cho từng nhóm, cụ thể:

Bảng dự trù vật tư thiết bị cho 01 ca thực tập

TT Thiết bị - Vật tư Thông số kỹ thuật Số lượng

2 Đồng hồ vạn năng DC 20KΩ/v

3 Mỏ hàn điện (Mỏ hàn xung) 220v/35W /100~VA 1 chiếc/nhóm

5 Diode chỉnh lưu 1A ; 5A; 10ª 8chiếc/nhóm

6 Linh kiện thụ động R, L, C Theo mạch thực tế

2.2 Trình tự sửa chữa:

 Phương pháp sửa chữa những hư hỏng cơ bản của khối cấp điện áp xoay chiều:

* Hiện tượng hư hỏng:

Hệ thống âm thanh không hoạt động, không có Transistor báo nguồn

* Nguyên nhân: Khi gặp hiện tượng trên ta phải kiểm tra một trong các

nguyên nhân sau:

- Hỏng công tắc nguồn

- Đứt cầu chì

- Hỏng biến áp nguồn

- Hỏng mạch lọc nhiễu công nghiệp

* Trình tự sửa chữa khối cấp điện áp xoay chiều

Bước 1: Ngắt nguồn cấp, tháo vỏ máy

Trang 29

Bước 2: Xác định vị trí mạch cấp điện áp xoay chiều

Bước 3: Xác định vị trí các linh kiện của mạch cấp điện áp xoay chiều

Bước 4: Chuyển đồng hồ vạn năng về thang đo x1Ω để kiểm tra chất lượng của các linh kiện chính như:

- Công tắc nguồn

- Cầu chì

- Biến áp nguồn

- Các linh kiện trong mạch lọc nhiễu công nghiệp

Bước 5: Thay thế linh kiện hỏng

Bước 6: Cấp nguồn để kiểm tra

 Phương pháp sửa chữa những hư hỏng cơ bản của khối chỉnh lưu:

(Chỉ tiến hành sửa chữa khối này khi khối cấp điện áp xoay chiều và mạch lọc hoạt động tốt)

nguyên nhân sau:

- Đứt cầu chì tiếp mass cho bộ chỉnh lưu

- Hỏng các Diode chỉnh lưu

* Trình tự sửa chữa khối chỉnh lưu

Bước 2: Xác định vị trí mạch chỉnh lưu

Bước 3: Xác định vị trí các linh kiện trong mạch chỉnh lưu

- Cầu chì tiếp mass cho bộ chỉnh lưu

- Các Diode chỉnh lưu

 Phương pháp sửa chữa những hư hỏng cơ bản của khối lọc nguồn:

(Chỉ tiến hành sửa chữa khối này khi khối cấp điện áp xoay chiều và khối chỉnh lưu hoạt động tốt)

Trang 30

Hệ thống âm thanh hoạt động không ổn định, có tiếng nổ ở loa, có Transistor báo nguồn

nguyên nhân sau:

- Hỏng các tụ lọc nguồn

- Hỏng mạch lọc nhiễu công nghiệp

* Trình tự sửa chữa khối lọc

Bước 2: Xác định vị trí mạch lọc nguồn

Bước 3: Xác định vị trí các linh kiện trong mạch lọc nguồn

- Các tụ lọc nguồn

- Mạch lọc nhiễu công nghiệp

 Phương pháp sửa chữa những hư hỏng cơ bản của mạch ổn áp:

(Chỉ tiến hành sửa chữa khối này khi khối cấp điện áp xoay chiều, khối chỉnh lưu và mạch lọc nguồn hoạt động tốt)

Hệ thống âm thanh hoạt động không ổn định

nguyên nhân sau:

- Hỏng các Diode ổn áp

- Hỏng IC ổn áp

- Hỏng linh kiện phục vụ cho mạch ổn áp

* Trình tự sửa chữa khối ổn áp

Bước 2: Xác định vị trí mạch ổn áp

Bước 3: Xác định vị trí các linh kiện trong mạch ổn áp

- Các Diode ổn áp

- IC ổn áp

Trang 31

- Linh kiện phục vụ cho mạch ổn áp

2.3 Tổ chức thực hiện giảng dạy:

- Chia lớp thành nhiều nhóm nhỏ, tùy theo yêu cầu về nội dung, thiết

bị và vật tư thực tế thực có

- Các nhóm thực hành dưới sự quan sát và hướng dẫn của giáo viên

- Chú ý an toàn trong quá trình thực tập

- Sau mỗi ca thực tập, yêu cầu người học nộp báo cáo thực hành

- Giáo viên đánh giá kết quả học tập, rèn luyện kỹ năng và nhận xét thái độ học tập của từng sinh viên trong quá trình thực hành

- Giải đáp các thắc mắc của người học về nội dung bài học

- Mở rộng kiến thức thực tế liên quan và phạm vi ứng dụng của bài học

- Giao nhiệm vụ cho học sinh thực hiện ở nhà

- Sau mỗi ca học yêu cầu người học sắp xếp vật tư, thiết bị vào đúng nơi quy định và tiến hành vệ sinh nhà xưởng

2.4 Quy trình thực hiện:

- Nhận và nghe giáo viên giải thích về trình tự sửa chữa

- Nhận và kiểm tra vật tư, thiết bị

- Thực hiện bài thực hành theo sự trình tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của giáo viên

- Viết báo cáo thực hành cho mỗi hư hỏng đã sửa chữa

2.5 Kiểm tra, đánh giá

chuẩn Kiến thức:

- Trình bày đúng các khối chức năng trong khối nguồn cung

Chẩn đoán, kiểm tra và sửa chữa được những hư hỏng của

các loại mạch điện khối nguồn đúng tiêu chuẩn thiết kế

7

Trang 32

BÀI 3 – SỬA CHỮA MẠCH ỔN ÁP TUYẾN TÍNH

Mục tiêu của bài:

- Rèn luyện khả năng phân tích, kiểm tra và sửa chữa mạch điện tử

A LÝ THUYẾT:

3.1 Nhiệm vụ, chức năng của mạch ổn áp tuyến tính

Mạch ổn áp tuyến tính có nhiệm vụ tạo ra điện áp đầu ra với độ ổn định và bằng phẳng, không phụ thuộc vào điện áp đầu vào, không phụ thuộc vào dòng điện tải tiêu thụ

3.2 Sơ đồ khối, chức năng, nhiệm vụ và nguyên lý hoạt động của các khối

3.2.1 Sơ đồ khối chức năng, nhiệm vụ

 Mạch ổn áp tuyến tính (hay còn gọi là mạch ổn áp kiểu bù) hoạt động dựa trên nguyên tắc sau:

Trang 33

Hình 3.1: Sơ đồ mô tả nguyên tắc ổn áp tuyến tính

Nguyên lý ổn áp kiểu bù là: Nếu trên đường cung cấp điện từ nguồn đến tải, ta mắc nối tiếp vào một điện trở điều chỉnh và có thể điều chỉnh nó được kịp thời và đúng hướng, thì sẽ làm cho mọi sự mất ổn định của nguồn đầu vào rơi hết điện trở điều chỉnh, giữ cho điện áp ra trên tải luôn được ổn định

 Sơ đồ khối:

Hình 3.2: Sơ đồ khối mạch ổn áp tuyến tính

Trang 34

3.2.3 Nguyên lý hoạt động

Giả sử khi điện áp đầu vào tăng lên, điện áp đầu ra có xu hướng tăng theo dẫn đến áp lấy mẫu ở khối 2 tăng Điện áp lấy mẫu ở khối 2 được đem so sánh với điện áp chuẩn do khối 3 tạo ra để lấy ra điện áp sai lệch, khi đó điện áp sai lệch này được đưa đến khối 5 nhằm khuếch đại điện áp sai lệch lớn nên đủ để điều khiển khối 1 nhằm làm giảm điện áp ra để ổn định

Giả sử khi điện áp đầu vào giảm, điện áp đầu ra có xu hướng giảm theo dẫn đến áp lấy mẫu ở khối 2 giảm Điện áp lấy mẫu ở khối 2 được đem so sánh với điện áp chuẩn do khối 3 tạo ra để lấy ra điện áp sai lệch, khi đó điện áp sai lệch này được đưa đến khối 5 nhằm khuếch đại điện áp sai lệch lớn nên đủ để điều khiển khối 1 nhằm làm tăng điện áp ra để ổn định

3.3 Sơ đồ mạch điện, nguyên lý hoạt động của mạch ổn áp tuyến tính 3.3.1 Sơ đồ mạch điện và tác dụng linh kiện

 Sơ đồ mạch điện:

Trang 35

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp tuyến tính

- R2: Định thiên cố định cho Q1 và là tải của Q2

- R3 , D5: Mạch tạo điện áp chuẩn

- R4 , R5 , R6: Mạch lấy điện áp mẫu

Trang 36

áp trên UCE1 lớn dòng IC1 giảm đồng nghĩa với dòng ITải giảm, làm cho URa giảm để ổn định

Giả sử điện áp vào giảm, điện áp ra có xu hướng giảm, áp lấy mẫu qua cầu phân áp giảm dẫn đến UB2 giảm làm Q2 dẫn yếu đi, dòng IC2 giảm gây sụt áp trên R2 nhỏ làm cho UB1 tăng khiến Q1 dẫn mạnh, nội trở Q1giảm, sụt áp trên UCE1 nhỏ dòng IC1 tăng đồng nghĩa với dòng ITải tăng, làm cho URa tăng để ổn định

Trang 37

 Mạch ổn áp tuyến tính dùng vi mạch thuật toán (IC ổn áp)

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp tuyến tính dùng vi mạch

Chia lớp thành 03 nhóm với yêu cầu riêng cho từng nhóm, cụ thể:

- Xác định vị trí các khối

- Phân tích tác dụng linh kiện

- Xác định loại mạch điện

Trang 38

C THỰC HÀNH:

3.1 Vật tư – Thiết bị - Dụng cụ:

Bảng dự trù vật tư thiết bị cho 01 ca thực tập

TT Thiết bị - Vật tư Thông số kỹ thuật Số lượng

1 Máy hiện sóng 20MHz, hai tia 1máy/2nhóm

2 Đồng hồ vạn năng DC 20KΩ/v

3 Mỏ hàn xung 220v/35W /100~VA 1 chiếc/nhóm

6 Linh kiện thụ động R, L, C Theo mạch thực tế

nguyên nhân sau:

- Hỏng tụ lọc đầu ra

- Hỏng cầu trở phân áp

* Trình tự sửa chữa mạch lấy điện áp mẫu

Bước 2: Xác định vị trí mạch lấy điện áp mẫu mẫu

Bước 3: Xác định vị trí các linh kiện của tụ lọc đầu ra và các linh kiện trong mạch lấy điện áp mẫu mẫu

Bước 4: Chuyển đồng hồ vạn năng về thang đo x1Ω để kiểm tra chất lượng của:

Trang 39

- Tụ lọc đầu ra

- Cầu trở phân áp

 Phương pháp sửa chữa những hư hỏng cơ bản của mạch so sánh:

Hệ thống âm thanh hoạt động ổn định, Transistor báo nguồn nhấp nháy

nguyên nhân sau:

Bước 3: Xác định vị trí các linh kiện của mạch so sánh

Bước 4: Chuyển đồng hồ vạn năng về thang đo x1Ω để kiểm tra chất lượng của:

- Tụ lọc mạch so sánh

- Transistor làm nhiệm vụ khuếch đại so sánh

 Phương pháp sửa chữa những hư hỏng cơ bản của mạch điều chỉnh:

Hệ thống âm thanh có thể không hoạt động hoặc hoạt động không ổn định

nguyên nhân sau:

- Hỏng tụ lọc đầu vào, đầu ra

- Hỏng Transistor làm nhiệm vụ điều chỉnh ổn áp

* Trình tự sửa chữa mạch điều chỉnh

Trang 40

- Tụ lọc đầu vào, đầu ra

- Transistor bán bán dẫn làm nhiệm vụ điều chỉnh ổn áp

3.3 Tổ chức thực hiện giảng dạy:

- Các nhóm thực hành dưới sự quan sát và hướng dẫn của giáo viên

- Chú ý an toàn trong quá trình thực tập

- Sau mỗi ca thực tập, yêu cầu người học nộp báo cáo thực hành

- Giáo viên đánh giá kết quả học tập, rèn luyện kỹ năng và nhận xét thái độ học tập của từng sinh viên trong quá trình thực hành

- Giải đáp các thắc mắc của người học về nội dung bài học

- Mở rộng kiến thức thực tế và phạm vi ứng dụng của bài học

- Giao nhiệm vụ cho học sinh thực hiện ở nhà

- Sau mỗi ca học yêu cầu người học sắp xếp vật tư, thiết bị vào đúng nơi quy định và tiến hành vệ sinh nhà xưởng

3.4 Quy trình thực hiện:

- Nhận và nghe giáo viên giải thích về trình tự sửa chữa

- Nhận và kiểm tra vật tư, thiết bị

- Thực hiện bài thực hành theo sự trình tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của giáo viên

- Viết báo cáo thực hành cho mỗi hư hỏng đã sửa chữa

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	5,3 MB