Thiết kế mạch otl ngõ vào vi sa

lOMoARcPSD|21911340 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN KỸ THUẬT MẠCH ĐIỆN TỬ Đề tài: Thiết kế mạch OTL ngõ vào Vi sai GVHD: Tăng Anh Tuấn, Vũ Văn Thanh SVTH: Nhóm 4:  Lê Bảo 20KTMT1  Ngơ Hồng Gia 20KTMT1  Nguyễn Huỳnh Tiến 20KTMT1 Đà Nẵng, ngày 20 tháng 12 năm 2022 Đồ án môn học Kỹ thuật mạch Điện tử lOMoARcPSD|21911340 Thông sôố thiếốt kếố : - Mạch : OTL vi sai - Công suấất : 30W - Trở kháng loa : Ohm - Trở kháng vào : 250 KOhm Q trình thực đơồ án : ST Ngày Nội dung T Giao đếề tài Tính tốn lý thuyếất Mơ Thi cơng Hoàn thiện mạch + Bảo vệ - Điện áp vào : 0,775 V - Băng thông : 0.05-15 KHz - Méo phi tuyếấn : 0,3 % Đánh giá giảng viến hướng dẫẫn Đạt yếu cấều Đạt yếu cấều Đạt yếu cấều Đạt yếu cấều Đạt yếu cấều Chữ ký giảng viến hướng dẫẫn Ý KIẾẾN CỦA GIẢNG VIẾN : ……………………………………………………………………………………………………… Đà Năẵng, Ngày 18 Tháng 12 Năm 2022 GIẢNG VIẾN HƯỚNG DẪẪN TS Tăng Anh Tuẫốn Đồ án mơn học Kỹ thuật mạch Điện tử lOMoARcPSD|21911340 LỜI NĨI ĐẦẦU .1 Chương 1: DIODE BÁN DẦẪN 1.1 Cấấu tạo diode bán dấẫn .2 1.2 Nguyên lý làm việc diode 1.2.1 Khi chuyển têấp P-N chưa có phấn cực: 1.2.2 Khi têấp xúc P - N phấn cực thuận: 1.2.3 Khi têấp xúc P - N phấn cực nghịch: 1.3 Đặc tuyêấn Volt - Ampe 1.4 Hiện tượng đánh thủng chuyển têấp P - N 1.5 Các thông sôấ diode .4 1.5.1 Điện trở chiêều: (điện trở thuận, ện trở nghịch) 1.5.2 Điện trở xoay chiêều: (điện trở thuận, điện trở nghịch) 1.5.3 Dòng điện thuấền IF: 1.5.4 Điện áp ngưỡng (V): 1.5.5 Điện áp ngưỡng cực đại: (Vng/max) - PIV Chương 2: GIỚI THIỆU VỀẦ TRANSISTOR LƯỠNG CỰC BJT 2.1 Cấấu tạo 2.2 Nguyên lý hoạt động & khả khuêấch đ ại BJT 2.2.1 Chêấ độ ngưng dấẫn: 2.2.2 Chêấ độ dấẫn khuêấch đại: 2.2.3 Chêấ độ dấẫn bão hòa: .7 2.3 Ba sơ đôề BJT .7 2.3.1 Mạch Base chung (BC): .7 2.3.2 Mạch Emiter chung (EC): 2.3.3 Mạch Collector chung (CC): .7 2.4 Đặc tuyêấn Vôn – Ampe BJT 10 2.4.1 Mạch Base chung (BC): 10 2.4.1.2 Đặc tuyêấn vào: 10 2.5 Phấn cực ổn định điểm làm việc cho BJT 10 2.5.1 Yêu cấều điểm làm việc tnh têu chuẩn đánh giá: 10 2.5.2 Phấn cực cho BJT: 10 2.5.3 Đường tải tnh điểm làm việc: 13 Chương 3: HỒẦI TIỀẾP 15 Đồ án môn học Kỹ thuật mạch Điện tử lOMoARcPSD|21911340 3.1 Khái niệm .15 3.2 Phấn loại 15 3.2.1 Theo dạng tn hiệu hôềi têấp: 15 3.2.2 Theo cách ghép với tn hiệu vào: 15 3.2.3 Theo tác dụng khuêấch đại: 15 3.3 Lưu đơề chuẩn khấch đại có hôềi têấp 15 3.4 Ảnh hưởng hôềi têấp ấm dêấn mạch khuêấch đại .16 3.5 Nhận xét: 16 Chương 4: MẠCH KHUỀẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ 18 4.1 Mạch khuêấch đại EC .18 4.1.1 Sơ đôề mạch: 18 4.1.2 Các linh kiện: 18 4.1.3 Nguyên lý hoạt động: 18 4.1.4 Tính tốn tham sơấ mạch: 19 4.2 Mạch khuêấch đại BC .20 4.2.1 Sơ đôề mạch: 20 4.2.2 Nguyên lý hoạt động: 20 4.2.3 Sơ đôề mạch tương đương tn hiệu bé: .20 4.2.4 Tính tốn tham sôấ mạch: .20 4.3 Mạch khuêấch đại CC .21 4.3.1 Sơ đôề mạch: 21 4.3.2 Nguyên lý hoạt động: 21 4.3.3 Sơ đôề tương đương đương tn hiệu bé: .22 4.4 Tính tốn tham sơấ mạch: 22 4.4.1 Trở kháng vào mạch: 22 4.4.2 Trở kháng 22 Chương 5: KHUỀẾCH ĐẠI CỒNG SUẦẾT 24 5.1 Khái niệm .24 5.2 Hạng khuêấch đại mạch công suấất .24 5.2.1 Khuêấch đại hạng A: 24 5.2.2 Khuêấch đại hạng B: 25 5.2.3 Khuêấch đại hạng C: 25 5.2.4 Khuêấch đại hạng AB: 26 5.2 Các tham sôấ tấềng khuêấch đại công suấất 26 5.2.1 Hệ sôấ khuêấch đại công suấất: Kp .26 Đồ án môn học Kỹ thuật mạch Điện tử lOMoARcPSD|21911340 5.2.2 Hiệu suấất: η 26 5.3 Công suấất têu tán cực đại transistor PDmax 26 5.4 Mạch khuêấch đại công suấất 27 5.4.1 Mạch khuêấch đại công suấất hạng A: 27 5.4.2 Mạch dùng biêấn thêấ đảo pha, m ột biêấn thêấ BJT măấc theo ki ểu đ ẩy kéo 29 5.5 Méo xuyên biện pháp khăấc ph ục 30 5.7 Mạch khuêấch đại công suấất ki ểu OTL 30 5.7.1 Dùng BJT măấc theo kiẻu đẩy kéo: 32 5.7.2 Dùng BJT bổ phụ: 33 Chương 6: MỘT SỒẾ VẦẾN ĐỀẦ LIỀN QUAN 34 6.1 Mạch Darlington 34 6.1.2 Các kiểu mạch Darlington: .36 6.1.3 Mạch tương đương kiểu Darlington: .36 6.2 Méo xuyên biện pháp khăấc phục 37 6.2.1 Các biệc pháp tránh méo xuyên tấm: 37 6.2.2 Dùng tnh ghim áp diode để phấn c ực cho BJT công suấất: 37 6.2.3 Dùng nhiệt trở với biêấn trở măấc song song: 37 6.2.4 Diode biêấn trở măấc song song: 38 6.2.5 Mạch transistor .38 6.3 Các biện pháp để nấng cao hệ sôấ khuêấch đ ại .38 6.3.1 Dùng ngền dịng: 38 6.3.2 Dùng mạch Bootstrap: 37 6.4 Mạch bảo vệ transistor công suấất 38 6.5 Vấấn đêề giải nhiệt cho transistor công suấất 38 6.6 Mạch cấn băềng trở kháng loa .39 Chương 7: Thiêất kêấ tnh toán .40 7.1 Điện áp nguôền cung cấấp 41 7.2 Tính chọn trở R1, R2: .41 7.3 Chọn cặp QB1 QB2 : 41 7.4 Tính chọn R3, R4 43 7.5 Tính chọn cặp Q1, Q2 : 44 7.6 Tính tấềng lái: 46 7.7 Tính chọn D3, D4, D5, VR2 46 7.8 Tính tốn transistor Q5 làm ngền dịng: 46 7.9 Tính chọn BJT thúc Q6: 47 Đồ án môn học Kỹ thuật mạch Điện tử lOMoARcPSD|21911340 7.10 Tính chọn R12: 48 7.11 Tính chọn R13, R14: 49 7.12 Tính Q9, R17 (ngền dịng vi sai) 49 7.13 Tính chọn Q7,Q8 cho tấềng vi sai: 49 7.14 Tính chọn VR5: 50 7.15 Tính chọn R15, R16: 50 7.16 Tính mạch bảo vệ 50 7.17 Tính R5, R6, R7, R8: .51 7.18 Tính tụ: 51 7.19 Tính mạch lọc Zobel C1, R18 .52 7.20 Kiểm tra độ méo phi tuyêấn: 53 7.21 Kiểm đo khảo sát thực têấ Proteus: 55 7.21.1 Kêất VBE 55 7.21.2 Kêất VCE 55 7.21.3 Kêất đo sụt áp điểm A B .55 7.21.3 Kêất đo điện áp diode sụt áp điểm A B 55 7.21.4 Kêất đo VCC/2 55 7.21.5 Kêất đo Vout sau tụ đưa tn hiệu cho loa 55 7.21.6 Kêất đo Vin Vout tấềng thúc tấềng công suấất 57 7.21.7 Kêất đo Vin Vout tấềng vi sai 58 7.21.8 Kêất đo sóng Proteus 60 7.21.9 Kêất đo băng thông 61 7.21.10 Sơ đôề mạch mạch PCB 64 7.21.11 Linh kiện sử dụng 68 7.21.12 Datasheet transistor sử dụng 69 7.21.13 Tài liệu tham khảo 79 Đồ án môn học Kỹ thuật mạch Điện tử lOMoARcPSD|21911340 LỜI NĨI ĐẦU Ngành Điện tử - Viễn thơng ngành quan trọng phát triển đất nước Sự phát triển nhanh chóng khoa học - công nghệ làm cho ngành Điện tử Viễn thông ngày phát triển đạt nhiều thành tựu Nhu cầu sử dụng máy móc cơng nghệ ngày cao người điều kiện thuận lợi cho ngành Điện tử Viễn thông phát triển không ngừng, phát minh sản phẩm có tính ứng dụng cao đa tính Nhưng điều sản phẩm bắt nguồn từ linh kiện R,L,C Diode, BJT, mà tảng môn cấu kiện điện tử Hiện nay, nước ta có nhiều loại máy khuếch đại âm thị trường, mà tầng khuếch đại công suất thiết kế từ loại mạch OCL, OTL, Đến với đồ án kỹ thuật mạch điện tử lần này, nhóm chúng em mang đến mạch khuếch đại âm sử dụng mạch khuếch đại OTL Qua nỗ lực nghiên cứu tìm hiểu với hướng dẫn tận tình thầy Tăng Anh Tuấn thầy Vũ Vân Thanh giúp chúng em hoàn thành đồ án Với khoảng thời gian có hạn độ hiểu biết kiến thức cịn hạn chế nên chúng em khó tránh khỏi sai sót, chưa thể tối ưu mạch làm Chúng em mong quý thầy cô thông cảm giúp đỡ bảo thêm cho chúng em, cho chúng em thêm kinh nghiệm để cải thiện mặt sản phẩm lần hiểu biết chúng em Chúng em xin chân thành thầy Tăng Anh Tuấn thầy, cô giúp đỡ chúng em thời gian qua Đồ án môn học Kỹ thuật mạch Điện tử lOMoARcPSD|21911340 Chương 1: DIODE BÁN DẪN 1.1 Cấu tạo diode bán dẫn Gồm miền tiếp xúc hai bán dẫn khác loại: bán dẫn loại P bán dẫn loại N, có tính chất dẫn điện theo chiều định, thường gọi chuyển tiếp P-N Chuyển tiếp P-N với hai điện cực nối phía miền P gọi anơt, phía miền N gọi Katơt Diode thường ký hiệu: Vật liệu chế tạo diode chủ yếu Germanium (Ge) Silic (Si) Tuỳ theo phạm vi ứng dụng mà ta có loại diode khác như: diode chỉnh lưu, diode Zener, diode biến dung 1.2 Ngun lý làm việc diode Vì diode có cấu tạo dựa chuyển tiếp P – N, nên nguyên lý làm việc diode dựa tượng xảy chuuyển tiếp P – N 1.2.1 Khi chuyển tiếp P-N chưa có phân cực: Do có chênh lệch nồng độ Pp >> Pn điện tử np