Tài liệu mach_khuech_dai_am_tan pptx

Phần mở đầu I. Mục đích thực tập - Tìm hiểu chi tiết. - Thiết kế mạch. - Lắp ráp mạch. - Cân chỉnh mạch khuyếch đại âm tần. II.Yêu cầu - Mạch sau khi thiết kế và lắp ráp phải có khả năng khuếch đại tín hiệu âm tần. - Yêu cầu đầu vào có điện áp 0.5 V xoay chiều hình sin, đầu ra cũng là điện áp xoay chiều hình sin 3.8 V, không méo, không biến dạng. - Sử dụng Oscilloscope trong việc kiểm tra và điều chỉnh mạch điện. - Biết kiểm tra chế độ đông của transistor trong chế độ khuếch đại (các chế độ A, B, C). 1 Nội dung báo cáo I.Sơ đồ nguyên lý, cấu tạo mạch, tác dụng từng linh kiện. 1.Sơ đồ nguyên lý: Hình1:sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại âm tần 2.Cấu tạo mạch điện, tác dụng từng linh kiện. Đây là mạch khuyếch đại âm tần đợc ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử. Mạch gồm ba khâu: Đèn Q1 là đèn C828 làm nhiềm vụ khuyếch đại tín hiệu. Đèn Q2 là đèn A564 làm nhiệm vụ kích tín hiệu và đa sang tầng khuyếch đại công suất. Tầng khuyếch đại công suất gồm hai loại đèn khác nhau: Q3 là C828 và Q4 là A564 mach theo kiểu đẩy kéo song song, có tác dụng năng cao công suất đa ra tải. Trong thực tế khi ráp và cân chỉnh mạch, loa 4 Ohm đợc thay thế bằng điện trở 100 Trong mạch khi ráp sẽ thay Rb=4.7 K bằng biến trở 10K đợc mắc nối tiếp với một điện trở 1K để bảo vệ mạch khỏi các đột biến trong điều chỉnh chế độ làm việc của đèn Q1. Điện trở 12K tao phân áp U BE cho đèn Q1. Điện trở 100 tạo hồi tiếp âm cho tín hiệu, điều chỉnh điện trở này để có tín hiệu ra có trị số nh ý muốn. 2 Điện trở 560 và tụ C2=103 (10nF) dùng để nối tầng, nâng cao hiệu suất mạch. Các điện trở 440(2x220) và 1K dùng để hạn chế tín hiệu hồi tiếp chống tự kích và méo phi tuyến trong tầng khuếch đại công suất R5=440 tạo chênh lệch điện áp giữa Q2 và Q3. R1=560 dùng để hồi tiếp tín hiệu từ đầu ra về chân E của Q1. II.Nguyên lý hoạt động 1) Chế độ một chiều - Đối với Q1: cực B nối với nguồn dơng qua biến trở, cực C nối với d- ơng nguồn qua điện trở 220 , cực E đợc nối với tụ xuống âm nguồn, do đó dòng điện không trực tiếp xuống đất mà theo đờng qua điện trở 560 đi sang đèn Q4, sau đó đi xuống đất. - Đối với Q2: cực E đợc nối trực tiếp với nguồn, dong Bazơ đợc lấy từ dòng Ic của đèn Q1. Cực C nôíi với Bazơ của đèn Q4. - Đối với Q3: cực C đợc nối trực tiếp với dơng nguồn, dòng Bazơ lấy từ cực C của Q2, cực E nối với Ecủa Q4 do đó dòng I E của hai đèn là nh nhau - Đèn Q4: cực E nối với cực E của Q3, cực C đợc nối trực tiếp xuống đất, Q4 đợc mở nhờ dòng Ic của Q2. 2) Chế độ xoay chiều Tín hiệu vào dạng Sin với biên độ 0.5 V, tần số 1kHz đợc đa vào cc B của Q1 thông qua một tụ hoá C1=47F. Tín hiệu ra lấy ở cực C. Tín hiệu qua đèn Q1 đợc khuyếc đại lần 1, sau đó đa sang Bazơ của đèn Q2 để kích. Tín hiệu ra lấy ở cực C. Sau đó tín hiệu đợc lấy ra ở cực C của đèn Q2 và chia làm hai đờng: - Một đờng vào Bazơ của đèn Q3. - Một đờng vào Bazơ của đèn Q4. Tín hiệu ra đựơc ghép với nhau tại cực E nối chung của hai đèn và đợc đa ra loa qua một tụ hoá C4=100 F Để đạt đợc điện áp ra có biên độ là 3.8 V ta cần điều chỉnh R2 (100 ) giá trị khoảng 70ữ75 , tuy nhiên khi đó tín hiệu ra bị méo ở hai đỉnh hình Sin, để khắc phục ta điều chỉnh biển trở để đạt đựơc hình Sin. Điều chỉnh biến trở tức là ta đã điều chỉnh chế độ làm việc của Q1 làm cho tính hiệu hết méo. Trong thực hiện mạch ta cần chú ý điểm sau: để mạch hoạt động đợc thì cả bốn đèn phải hoạt động bình thờng. Ta cần chú ý tới các giái trị sau: - U CE của Q1: từ 2.4 V đến 3.0 V - Để đèn Q3 mở thì U BE của Q3 là 0.4 V đến 0.6 V 3 - Khi đó U CE (Q3) U CE (Q2) phải cỡ 0.1 Vữ0.6 V. Khi đó mạch hoạt động. III.Sơ đồ lắp ráp Trong sơ đồ lắp ráp có một số điểm cần lu ý sau: - R2 sau khi chỉnh giá trị sẽ là ba điện trở R21, R22, R23 mắc song song với nhau. Khi đó giá trị thực của R2 là 220/3=73.33 - R5=220 sẽ là ba điện trở 100,100 và 220 măc nối tiếp với nhau tức R5=420 - Rb giữ nguyên, điều chỉnh Rc=12K mắc nối tiếp với 1,2 K tức Rc=13,2 K để không bị méo dới. IV. Trả lời các câu hỏi kỹ thuật: Câu hỏi 1: Phân tích dòng điện một chiều qua từng đèn? Trả lời: - Đối với Q1: Dòng Ic từ dơng nguồn qua điện trở 220 qua chân C đến chân E qua điện trở 560 đến chân E của Q4 qua chân C(Q4) về âm nguồn. Dòng I B từ dơng nguồn qua điện trở Rb đến chân B qua chân E qua điện trở 560 đến chân E của Q4 qua chân C(Q4) về âm nguồn. Dòng I E bằng tổng hai dòng I B +I C từ chân E qua điện trở 560 đến chân E của Q4 qua chân C(Q4) về âm nguồn. Dòn I P từ nguồn qua Rb qua điện trở 12K về âm nguồn 4 - Đối với Q2: Dòng Ic từ dơng nguồn qua chân E sang chân C đến chân B: (Q3)->E(Q3) ->E(Q4) ->C(Q4) về âm nguồn. Dòng I B từ dơng nguồn qua chân E sang chân B -> C(Q1)->E(Q1) qua điện trở 560 đến chân E(Q4) qua chân C(Q4) về âm nguồn Dòng I E bằng tổn hai dòng I B +I C từ dơng nguồn qua chân E sau đó chia hai đờng một là I B , hai là Ic - Đối với Q3: Dòng Ic từ dơng nguồn qua chân C->E ->E(Q4)->C(Q4) về âm nguồn. Dòng I B từ dơng nguồn đến E(Q2)->C(Q2) đến chân B->E sang chân E(Q4)->C(Q4) về âm nguồn. Dòng I E bằng tổng hai dòng I B +I C từ chân E sang chân E(Q4)->C(Q4) về âm nguồn - Đối với Q4: Dòng Ic từ dơng nguồn qua Q3 đến chân E->chân C về âm nguồn. Dòng I B từ dơng nguồn qua Q3 đến E(Q4)->B(Q4) quay lại qua Q3 sang E->C về âm nguồn. Dòng I E bằng tổng hai dòng I B +I C . Câu hỏi 2: Cách mắc các đèn bán dẫn đối với dòng xoay chiều? Trả lời: - Đối với Q1: Tín hiệu vào ở chân B, tín hiệu ra ở chân c nên Q1 đợc mắc E chung - Đối với Q2: Tín hiệu vào ở chân B, tín hiệu ra ở chân C nên Q2 đợc mẵc kiểu E chung - Đối với Q3: Tín hiệu vào ở chân B, tín hiệu ra ở chân E nên Q3 đựơc mắc C chung. - Đối với Q4: Tín hiệu vào ở chân B, tín hiệu ra ở chân E, nên Q4 đợc mắc C chung. - Đối với các transistor mắc E chung tín hiệu đầu vào và đầu ra ngợc pha nha Câu hỏi 3: Chuyển giao lên mạch IC khuyếch đại thuật toán, tính Kthuận, Kdảo của mạch? Trả lời: Khuyếch đại thuận: tín hiệu vào từ chân B của Q1 ra ở chân E của Q3, Q4 cùng pha. Sơ đồ chuyển giao nh sau: 5 Trong sơ đồ thì cực +(thuận) là chân B của Q1 giả sử tín hiệu vào ở nửa chu kì dơng qua Q1 chuyển thành âm(đảo pha) do Q1 mắ E chung qua Q2(E chung) đảo pha, qua Q3 không đảo pha(C chung), nh vậy tín hiệu vào và ra đồng pha nhau. Hệ số khuyếch đại thuận là: 2 1 ra 1 U R R U K +== vào thuận theo các giá trị trên sơ đồ ta tính đợc 64.8 33.73 560 1 =+= thuận K Khuyếch đại đảo: Tín hiệu vào từ chân E của Q1 ra ở chân E của Q3, Q4. Sơ đồ chuyển giao nh sau: 6 Trong sơ đồ thì cực (-) (đảo) là chân E của Q1 giả sử tín hiệu vào ở nửa chu kì dơng qua Q1 thì chân B sẽ ngợc pha qua chân C lại chuyển thành d- ơng(đảo pha) do Q1 mắc E chung qua Q2 (mắc E chung) đảo pha, qua Q4 không đảo pha(C chung), nh vậy tín hiệu vào và ra ngợc pha nhau. Hệ số khuếch đại đảo là: 2 1 ra U R R U K == vào odả Theo các giá trị trên sơ đồ ta tính đợc 64.7 33.73 560 == odả K Dấu (-) biểu diễn sự ngợc pha giữa tín hiệu đầu vào và đầu ra Câu hỏi 4: Nhận xét giữa tính toán và mạch thực tế? Trả lời: Tính toán lý thuyết ta thấy mạch là mạch khuếch đại thuật toán nên ta có: 64.8 33.73 560 11 2 1 =+=+= R R K thuận Nếu tín hiệu vào là Uvào=0.5 V thì tín hiệu ra sẽ là: V 4.3x0.564.8xU ra === vàothuận KU Trong thực tế V 3.8 V, 5.0U ra == U vào nh vậy ta có: 6.7 5.0 8.3 U ra === vào odả U K Sai số sẽ là: %12100 3.4 |3.48.3| %100 U |U| TT = = xx U LT LT Sai số này có thể chấp nhận đựơc Nguyên nhân của sai số: - Sai số dụng cụ đo. - Sai số của linh kiện. - Sai số do quá trình hàn nối linh kiện không đúng kĩ thuật làm giảm phẩm chất linh kiện 7 V.Đo đạc và thí nghiệm: 1.Kết quả đo đạc ở chế độ tĩnh Trong chế độ tĩnh loa thay bằng một điện trở 100 Transitor U CE U BE U E_đất Q1 2.6 V 0.6 V 5.8 V Q2 -4.5 V -0.6 V 0 V Q3 4.8 V 0.6 V 4.0 V Q4 -4.0 V -0.5 V -4.8 V 2.Bỏ Rb Q1 Khi đó không còn điện áp chân B hay U BE =0 mạch không hoạt động đựơc(vì các transitor đều làm việc ở chế độ khuyếch đại). Kết quả đo ở chế độ tĩnh ghi ơ bảng sau: Transitor U CE U BE U E_đất Q1 8.4 V - 0.4 V 0.4 V Q2 -9 V 0 V 0V Q3 8.4 V - 0.4 V 0.4 V Q4 -0.4 V -0.4 V 0.3 V 3.Bỏ cực E của Q3 Khi đó tầng khuếch đại công suất bị mất một vế tín hiệu chỉ đựơc khuếch đại bán chi kì. Quan sát dạng sóng trên Osilloscope ta thấy rõ điều đó cụ thể chỉ bán phần dơng có tín hiệu ra còn phần âm bị mất, ngoài ra tín hiệu còn bị méo, biên độ max là 1.4. Kết quả đo ỏ chế độ tĩnh nh sau: Transitor U CE U BE U E_đất Q1 2.4 V 0.6 V 6 V Q2 -4 V - 0.6 V 0V Q3 0 V 0 V 4.5 V Q4 - 4.2 V -0.6 V 4.2 V 4. Bỏ R2 Khi đó coi mạch có R2= thay vào biểu thức tính K ta có K=1. Điều này đựơc chứng thực trên Osilloscope tín hiệu vào và tín hiệu ra có biên độ và dạng sóng nh nhau. Kết quả đo ở chế độ tĩnh ghi ở bảng dới: Transitor U CE U BE U E_đất Q1 2.4 V 0.6 V 6 V Q2 -4 V - 0.6 V 0V Q3 4.8 V 0.7 V 4.2 V Q4 - 4 V -0.7 V 4.2 V 8 VI.Câu hỏi phụ: Câu hỏi: Tại sao bán dẫn ta đo U BE mà không đo U B-đất . Giải thích cách đo trên? Trả lời: Trong chế độ khuếch đại Transitor muốn hoạt động đợc nhất thiết phải cấp U BE . Do đó khi kiẻm tra chế độ tĩnh nhất thiết phải đo U BE . Chỉ càn làm cho giả trị U BE thay đổi chút ít với khoảng <0.7 V ->I E và I C thay đổi rất nhiều làm cho nội trở Transistor thay đổi rất nhiều theo. Đây là tính chất rất quan trọng của Transistor mà chúng ta cần biết do vậy để biết đèn hoạt động tốt hay không ta chỉ cần đo U BE . Trong các mạch thì để tạo điện áp cho đèn hoạt động ngời ta phải phân áp cho Transistor. Lý do tại sao không do U B-đất là do: - Các Transistor khi đợc phân áp thì cha chắc cực E đã nối đất mà có thể qua một điện trở hồi tiếp, khi đó U BE =U B -U E U B-đất (vì U E 0). - Giả sử Transistor đựơc phân áp bằng dòng phân áp thì khi đó nếu Transistor hỏng ta vẫn có U B-đất do sự phân áp mà không có U BE - Trong quá trình hàn nối linh kiện chất lợng mối hàn không đợc đảm bảo dẫn đến sai lệch kết quả đo. 9 . khuyếch đại công suất gồm hai loại đèn khác nhau: Q3 là C828 và Q4 là A564 mach theo kiểu đẩy kéo song song, có tác dụng năng cao công suất đa ra tải. Trong