Thiết kế mạch khuếch đại âm tần

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ I ĐỀ TÀI: Thiết kế mạch khuếch đại âm tần Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Quang Anh Nhóm thực hiện: Ngô Thế Quân Bùi Vân Anh Đỗ Trường Giang Vũ Thị Minh Phương Chu Minh Phượng 20172768 20172412 20172524 20172757 20170032 Hà Nội, 12/2019 Mục lục Phân tích yêu cầu 1.1 Yêu cầu chức 1.2 Yêu cầu phi chức 2 Thiết kế sơ đồ khối 3 Tính tốn khối khuếch đại âm tần .4 3.1 Tầng – Tầng khuếch đại điện áp .4 3.2 Tầng – Tầng khuếch đại dòng điện 3.3 Tầng 3: Mạch Darlington .9 3.4 Tầng 4: Khuếch đại công suất 12 Thiết kế mạch 13 1 Phân tích yêu cầu Yêu cầu hệ thống: Mạch có chức khuếch đại tín hiệu âm đầu vào 1.1 Yêu cầu chức  Khuếch đại tín hiệu âm  Hạn chế tối đa ảnh hưởng méo, nhiễu tín hiệu 1.2 Yêu cầu phi chức        Áp dụng cho nhiều hệ thống âm Đơn giản, gọn nhẹ dễ sử dụng Đảm bảo độ bền cao Sử dụng nguồn vào 9V Cơng suất 2W Tín hiệu vào 50 - 100mV Trở tải 2 Thiết kế sơ đồ khối Hình 2-1 Sơ đồ khối mạch khuếch đại âm tần  Khối nguồn o Sử dụng nguồn điện chiều 9V theo yêu cầu o Mạch thực tế sử dụng viên pin 9V  Khối Tín hiệu vào o Âm từ điện thoại máy tính o Tín hiệu đưa vào mạch thông qua jack âm 3.5mm  Khối Tín hiệu o Loa  Khối Khuếch đại âm tần bao gồm o Khối khuếch đại điện áp o Khối khuếch đại dòng điện o Mạch Dalington o Khối khuếch đại cơng suất 3 Tính tốn khối khuếch đại âm tần 3.1 Tầng – Tầng khuếch đại điện áp Yêu cầu: Ưu tiên trở kháng vào lớn  Chế độ chiều: β  Đường tải tĩnh  Sơ đồ tương đương xoay chiều (do β) với lớn tốt nhỏ tốt = lớn so với Tuy nhiên lớn nhỏ Chọn lần, Chọn Chọn 3.2 Tầng – Tầng khuếch đại điện áp Yêu cầu: Hệ số khuếch đại lớn  Chế độ chiều Coi (nên bỏ qua khơng xét Ta có mắc song song Chọn Ta có: β  Đường tải tĩnh:  Chế độ xoay chiều Chứng minh tương tự tầng ta có: (do β Gọi điện trở tương đương nối cực B GND, tức thay transitor Khi bỏ , Nếu (dịng ưu tiên đến điện trở bé hơn) Chọn => lớn nênlớn Để transitor hoạt động chế độ khuếch đại tốt điểm làm việc tĩnh nằm đường tải tĩnh thì: Chọn Ta có tầng tầng không khuếch đại điện áp Với , Chọn Sau tầng hệ số khuếch đại Chọn,, Thay giá trị điện trở tương ứng ta có: 3.3 Tầng - Mạch Darlington (Tầng khuếch đại dòng ện) Tầng gồm tranzito Q4 Q5 mắc darlington với Ta coi BJT BJT với � = Hình 3- Mạch Dalington Hình 3-2 Sơ đồ Dalington tương đương  Chế độ chiều Ta có �  Sơ đồ tương đương xoay chiều: Hình 3- Sơ đồ tương đương xoay chiều Ta có Và Mà Chứng minh tương tự tầng đầu ta có Cố định , điều chỉnh ta 510k dạng tín hiệu oxilo khơng bị cắt 10 Mạch Darlington không khuếch đại điện áp 11 3.4 Tầng 4: Khuếch đại công suất  Khối công suất đẩy kéo, dùng transistor Q5, Q3 làm việc chế độ AB Đây cặp Transistor nghịch khuếch đại chu kì tín hiệu o Điện trở R14 hạn dòng từ tầng o Ở nửa chu kì dương, Q5 phân cực thuận, Q3 phân cực ngược o Ở nửa chu kì âm, Q5 phân cực ngược, Q3 phân cực thuận  Giữa chu kì có vùng bị cắt, gọi méo xuyên tâm 12  Cố định điện trở R9 R15, thay đổi R10 R12 cho tín hiệu oxilo giảm méo xuyên tâm  Tầng khuếch đại công suất không khuếch đại điện áp 13 Thiết kế mạch Hình 4-2 Mạch mơ Proteus Hình 4- Mạch thiết kế Altium 14 Hình 4- Mạch 3D Altium Hình 4- Mạch in sau hoàn thành 15 16 ... 2 Thiết kế sơ đồ khối 3 Tính tốn khối khuếch đại âm tần .4 3.1 Tầng – Tầng khuếch đại điện áp .4 3.2 Tầng – Tầng khuếch đại dòng điện 3.3 Tầng 3: Mạch Darlington... âm tần bao gồm o Khối khuếch đại điện áp o Khối khuếch đại dịng điện o Mạch Dalington o Khối khuếch đại cơng suất 3 Tính tốn khối khuếch đại âm tần 3.1 Tầng – Tầng khuếch đại điện áp Yêu cầu:... giảm méo xuyên tâm  Tầng khuếch đại công suất không khuếch đại điện áp 13 Thiết kế mạch Hình 4-2 Mạch mơ Proteus Hình 4- Mạch thiết kế Altium 14 Hình 4- Mạch 3D Altium Hình 4- Mạch in sau hoàn