BÁO cáo bài tập lớn môn điện tử TƯƠNG tự i mô PHỎNG MẠCH và TEST MẠCH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ─────── * ─────── BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN: ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ I ĐỀ TÀI SỐ Giảng viên hướng dẫn: TS Phùng Thị Kiều Hà Sinh viên thực hiện: Đào Duy Khánh - 20175634 Hà Nội, 2021 MỤC LỤC PHẦN PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI I Yêu cầu hệ thống .3 II Chức mạch III Thông số kỹ thuật PHẦN SƠ ĐỒ KHỐI PHẦN THIẾT KẾ MẠCH I Phân tích mạch II Tính tốn thơng số mạch: Tầng khuếch đại điện áp: Tầng khuếch đại công suất dùng Darlington: Tính tốn cơng suất khuếch đại PHẦN MÔ PHỎNG MẠCH VÀ TEST MẠCH 10 I Mạch nguyên lý .10 II Tín hiệu đầu vào, đầu 11 PHẦN PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI I Yêu cầu hệ thống - Mạch có chức khuếch đại tín hiệu âm đầu vào lên 2W cho loa có tải 8Ω II Chức mạch - Khuếch đại tín hiệu âm lên cơng suất u cầu - Hạn chế tối đa ảnh hưởng nhiễu méo tín hiệu - Áp dụng cho nhiều hệ thống âm III Thông số kỹ thuật - Sử dụng nguồn vào DC 9V - Công suất mạch 2W - Tín hiều đầu vào 100 mV - Tải dùng loa 8Ω PHẦN SƠ ĐỒ KHỐI Hình 1: Sơ đồ khối mạch khuếch đại âm Vì mạch khuếch đại âm cho cơng suất 3W nên ta nhận thấy mạch cần tầng: tầng khuếch đại điện áp tín hiệu nhỏ tầng khuếch đại cơng suất tầng cấp nguồn vào có tín hiệu vào tầng khuếch đại điện áp Chức khối:  Khối nguồn: cung cấp điện áp cho tồn hệ thống  Khối nhận tín hiệu vào: nhận tín hiệu âm từ điện thoại  Khối khuếch đại điện áp: khuếch đại điện áp tín hiệu đưa vào  Khối khuếch đại cơng suất: khuếch đại cơng suất để đưa tín hiệu tải (loa) PHẦN THIẾT KẾ MẠCH I Phân tích mạch Ta biết công suất đầu mạch 2W, tải loa có giá trị 8Ω U Ta có: P= R →U out =√ P Rloa =4(V ) ( hiệu dụng ) →U out− p=U out √ 2=4 √ 2(V ) Vì mạch khuếch đại cơng suất mắc theo chế độ C chung có hệ số khuếch đại điện áp xấp xỉ điện áp đầu tầng khuếch đại điện áp V Theo đề bài, điện áp vào tầng khuếch đại điện áp 100mV → AV= U out − p =56.56 U ¿− p Vì hệ số khuếch đại có giá trị lớn ta chọn BJT mắc theo chế độ E chung Tầng khuếch đại cơng suất sử dụng tầng gồm BJT mắc theo kiểu Darlington khuếch đại chế độ A mắc theo chế độ C chung để phối hợp trở kháng với tải có giá trị điện trở nhỏ (8Ω) II Tính tốn thơng số mạch: Tầng khuếch đại điện áp: Hình 1: Sơ đồ tầng khuếch đại điện áp  Chế độ chiều: - Xét transistor BJT Q1: - Ta chọn BJT mắc phân áp theo chế độ E chung (BJT 2N2222A có β = 75) - Ta chọn giá trị Vcc = 9V, IC = 10mA - Để đồ thị đầu điện áp khơng bị cắt có tín hiệu hình sin điểm làm việc tĩnh Q nằm đặc tuyến nên ta lấy: U CE = V cc =4.5 V - Ta có: R E +RC= V CC −U CE =450 Ω IE → Chọn RC = 330 Ω → RE = 120 Ω - Để mạch khuếch đại ổn định, ICQ không phụ thuộc vào β β.RE ≥ 10R2 → R2 ≤ 900Ω → Chọn R2 = 900Ω - Có: VE = RE IE = 1.2 V → VB = VE + 0,7 = 1.9 V R2 R2 VB = VCC R 1+ R = R 1+ R Mà R2 = 900Ω → R1 = 3.363kΩ  = 1.9 V Chế độ xoay chiều: 26 mV - Ta có: r e = 10 mA =2.6 - Xét BJT mắc phân áp chung E: → Zin1 = R1 // R2 // ZB - Trong đó: z B= V B I B β r e +I E R E = IB IB = β ( r e) → Zin1 = R1 // R2 // β ( r e) = 3.363k //0.9k // β ( r e ) = 6.53k Ω Zout1 = RC = 330 Ω Av1 = V out V¿ = RC re = 330 =127 2.6 Tầng khuếch đại cơng suất dùng Darlington: Hình 2: Sơ đồ tầng khuếch đại công suất  Chế độ chiều: - Sử dụng transistor BJT 2N3904 có β = 100 VCE = VCE1 + VCE2 = 0.6VCC = 5.4 ( V) (1) VB= IC.R5 + VBE (2) VCC = VCE + IE.R5 (3) - Chọn R5 = 1384 Ω Thay vào (3) → IC = 2.6 mA I B = 0.26 μ A → - Có: VCC = IB.R3 + UBE + IC.R5 → R3 =18MΩ  Chế độ xoay chiều: - Lại có: Zin2 = R3 // 26 mV =10 2.6 mA r (¿ ¿ e + R E) = 18MΩ // 100^2*(10 + RE) = 18MΩ β.¿ re= Zout2 = R5 // re = re = 10Ω Av2 = V out R5 1384 = = V ¿ R5 +r e 1384 + 10 Tính tốn cơng suất khuếch đại A V =A V 1∗( Z¿ ZL ) )∗ AV 2∗( Z ¿2 + Z out Z L +Z out 18 M = 127* (18 M +330 ) *1*( 8+10 ) = 56.44 PHẦN MÔ PHỎNG MẠCH VÀ TEST MẠCH I Mạch nguyên lý Hình 3: Sơ đồ mạch nguyên lý 10 II Tín hiệu đầu vào, đầu Hình 4: Tín hiệu đầu vào & đầu Trong đó:  Màu vàng: Tín hiệu vào  Màu xanh dương: Tín hiệu tầng  Màu hồng: Tín hiệu vào tầng  Màu xanh lá: Tín hiệu tầng 11 ... tín hiệu vào tầng khuếch đ? ?i ? ?i? ??n áp Chức kh? ?i:  Kh? ?i nguồn: cung cấp ? ?i? ??n áp cho tồn hệ thống  Kh? ?i nhận tín hiệu vào: nhận tín hiệu âm từ ? ?i? ??n tho? ?i  Kh? ?i khuếch đ? ?i ? ?i? ??n áp: khuếch đ? ?i ? ?i? ??n. .. .10 II Tín hiệu đầu vào, đầu 11 PHẦN PHÂN TÍCH ĐỀ T? ?I I Yêu cầu hệ thống - Mạch có chức khuếch đ? ?i tín hiệu âm đầu vào lên 2W cho loa có t? ?i 8Ω II Chức mạch - Khuếch đ? ?i tín hiệu âm... hiệu dụng ) →U out− p=U out √ 2=4 √ 2(V ) Vì mạch khuếch đ? ?i cơng suất mắc theo chế độ C chung có hệ số khuếch đ? ?i ? ?i? ??n áp xấp xỉ ? ?i? ??n áp đầu tầng khuếch đ? ?i ? ?i? ??n áp V Theo đề b? ?i, ? ?i? ??n áp vào