Đồ án 1 mạch khuếch đại âm thanh

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ     Đồ án 1: Mạch khuếch đại âm Giảng viên hướng dẫn: Đỗ Phương Nhung Sinh viên thực hiện: Ngô Thị Phương Thảo   Mã sinh viên: 20A12010054   Lớp: K23A Hà Nội, tháng năm 2023 Lời nói đầu Con sinh vật đặc biêt, phát triển hướng tới thứ mẻ nhằm cải thiên nâng cao chất lượng sống Đứng trước thơi đi 4.0 – kỷ nguyn số tồn nhân loi, ngành cơng nghiêp chế to phần mềm, phần cứng, vật liêu linh kiên  bán dẫn đ đt nhiều thành tu đáng ý góp phần khơng nhỏ vào s thay đổi  Nhận thấy tầm quan trng s thay đổi định vận mênh quốc gia vậy, môn lin quan đến phần cứng phần mềm đ tích hợp sâu vào chưng trình đào to phần thiếu trương Cao đẳng, Đi, đặc biêt trương kỹ thuật nhằm đào to kỹ sư chất lượng tưng lai Qua môn “Đồ án 1”, sinh vin có nhìn cụ thể chi tiết hn ngành nghề đào to qua kích thích s sáng to sản  phẩm thiết thc phục vụ đơi sống Qua đồ án chúng em có nhìn thc tế hn, sâu sắc hn mch tưng t, chúng em cng đ hiểu thm nhiều cách thức xử lý toán thc tế phức tp cách linh kiên điên tử làm viêc với Với s hương dẫn tận tình Cơ Đỗ Phưng Nhung , em hy vng hồn thành tốt tập lần Em xin chân thành cảm n cô! Mục Lục : Chương I : LÝ THUYẾT CƠ S I TỤ ĐIỆN : Cấu tạo : Phân loại : Điện dung , đơn vị ký hiệu tụ điện II ĐIỆN TR 1.Khái niệm điện trở 2.Hình dáng ký hiệu .6 Cách đọc trị số điện trở: Ứng dụng điện trở 10 III TRANSISTOR 12 Cấu tạo 12 2.Ký hiệu hình dạng Transistor: 13 Nguyên tắc hoạt động Transistor: 13 4.Cấp điện cho Transistor (Vcc - điện áp cung cấp) 14 Định thiên ( phân cực ) cho Transistor .14 IV MẠCH KHUẾCH ĐẠI CƠ BẢN 15 1.Sơ đồ khối .15 Các mạch khuếch đại .16 Chương II: PHÂN TÍCH,TÍNH TỐN, THIẾT KẾ 25 S đồ nguyn lý mch 25 Chương I : LÝ THUYẾT CƠ S   I TỤ ĐIỆN : Cấu tạo : • Cấu to tụ điên gồm hai cc đặt song song, có lớp cách điên gi điên mơi • Ngươi ta thương dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hố chất làm chất điên mơi tụ điên cng phân loi theo tn gi chất điên môi Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ hố Phân loại : a Tụ khơng phân cc: Các loi tụ không phân biêt âm dưng thương có điên dung nhỏ từ 0,47 µF trở xuống, tụ thương sử dụng mch điên có tần số cao mch lc nhiễu    b Tụ phân cc: • Tụ hố tụ có phân cc âm dưng , tụ hố có trị số lớn hn giá trị từ 0,47µF đến khoảng 4.700 µF , tụ hố thương sử dụng mch có tần số thấp dùng để lc nguồn, tụ hố ln có dng hình trịn Điện dung , đơn vị ký hiệu tụ điện * Điện dung : Là đi lượng nói ln khả tích điên trn hai cc tụ điên, điên dung tụ điên phụ thuộc vào diên tích cc, vật liêu làm chất điên mơi khoảng cách giữ hai cc theo công thức : Trong C : điên dung tụ điên , đn vị Fara (F)  ξ : Là số điên môi lớp cách điên  d : chiều dày lớp cách điên Đơn vị điện dung tụ : Đn vị Fara (F) , 1Fara lớn thc tế thương dùng đn vị nhỏ hn MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF) II ĐIỆN TR 1.Khái niệm điện trở  Điên trở ? Ta hiểu cách đn giản - Điên trở s cản trở dòng điên vật dẫn điên, vật dẫn điên tốt điên trở nhỏ, vật dẫn điên điên trở lớn, vật cách điên điên trở vơ lớn 2.Hình dáng ký hiệu: Trong thiết bị điên tử điện trở linh kiện quan trọng, chúng làm từ hợp chất cacbon kim loi tuỳ theo tỷ lê pha trộn mà ta to loi điên trở có trị số khác  Hình dạng điện trở thiết bị điện tử  Ký hiệu điện trở sơ đồ nguyên lý Cách đọc trị số điện trở: - Trn thc tế, bảng màu điện trở  hay khái niêm lin quan màu điện trở , vạch màu điện trở  đóng vai trị quan trng nhằm xác định giá trị điên trở Điều không giúp nhân vin kỹ thuật điên tử xác định xác giá trị dịng điên mà cịn kim nam hướng dẫn khơng chuyn hồn tồn hiểu điên trở vật dụng nhà sử dụng Bài viết cung cấp cho bn thông tin c bảng màu điện trở  và cách đọc giá trị điện trở dựa vào vạch màu thân điện trở  - Bảng màu điên trở: Trước hết để hiểu bảng màu điện trở  cần tìm hiểu rõ hn khái niêm điên trở Hiểu cách đn giản, điên trở (ký hiêu R) linh kiên dùng ngành điên tử Nó nhỏ thương gắn vào vi mch máy móc cơng nghê để cản trở dòng điên loi máy cảm biến nhiêt đổ, máy đo độ ẩm hay áp suất, Mỗi điên trở có trị số khác với đn vị đo Ω (Ohm) Điên trở có trị số lớn cản trở dịng điên nhiều  Như đ đề cập bn trn, điên trở có kích thước nhỏ nn viêc ghi trị số khó Do vậy, bảng màu điên trở bao gồm vch màu trn khắc phục hn chế Các màu trn điên trở thể hiên toàn giá trị điên trở Bảng màu điện trở  được quy định rõ ràng cụ thể sau: Đen: 0; Nâu: 1; Đỏ: 2; Cam: 3; Vàng: 4; Lục: 5; Lam: 6; Tím: 7; Xám: 8; Trắng: 9; Nh vàng: 10 −1 sai số 5%; Nh bc: 10 −2 sai số 10%; Không màu: sai số 20%  Như vậy, với quy ước màu đi diên bảng màu điên trở trn, bn hiểu rõ hn giá trị điên trở Một điên trở có nhiều màu trn bn đc theo thứ t ghép số tưng ửng bảng màu để biết giá trị điên trở vật dụng cần Đây cng xem bảng màu điên trở thông dụng nước châu Âu đưa quy chuẩn quốc tế CEI 607570 Ứng dụng điện trở Điên trở có mặt mi ni thiết bị điên tử điên trở linh kiên quan trng thiếu , mch điên , điên trở có tác dụng sau: ► Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp, Ví dụ có  bóng đèn 9V, ta có nguồn 12V, ta đấu nối tiếp  bóng đèn với điên trở để sụt áp bớt 3V trn điên trở  Đấu nối tiếp với bóng đèn điện trở  Như hình trn ta tính trị số cơng xuất điên trở cho phù hợp sau: Bóng đèn có điên áp 9V cơng xuất 2W dịng tiu thụ I = P / U = (2 / ) = Ampe cng dịng điên qua điên trở 10  III TRANSISTOR  Cấu tạo     Transistor hình thành từ ba lớp bán dẫn ghép với hình thành hai mối tiếp giáp P-N, ghép theo thứ t PNP ta transistor thuận, ghép theo thứ t NPN ta transistor ngược Về phưng diên cấu to transistor tưng đưng với hai Diode đấu ngược chiều Cấu trúc gi Bipolar Junction Transistor (BJT) dịng điên chy cấu trúc  bao gồm hai điên tích âm dưng (Bipolar nghĩa hai cc tính)  Ba lớp bán dẫn nối thành ba cc, lóp gi cc góc ký hiêu B (Base), lớp bán dẫn B rấ mỏng có nồng độ tp chất thấp  Hai lớp bán dẫn bn nối thành cc phát (Emitter) viết tắt E, cc thu hay cc góp (Collector) viết tắc C, vùng  bán dẫn C E có loi bán dẫn (loi N hay P) có kích thước nịng độ khác nn khơng hốn vị cho 12   2.Ký hiệu hình dạng Transistor: Nguyên tắc hoạt động Transistor: * Xét hot động Transistor NPN • Mch khảo sát nguyn tắc hot động transistor NPN  Ta cấp nguồn chiều UCE vào hai cc C E (+) nguồn vào cc C (-) nguồn vào cc E.  Cấp nguồn chiều UBE qua công tắc trở hn dòng vào hai cc B E , cc (+) vào chân B, cc (-) vào chân E.  Khi công tắc mở , ta thấy rằng, hai cc C E đ cấp điên khơng có dịng điên chy qua mối C E ( lúc dòng IC = 0) Khi cơng tắc đóng, mối P-N phân cc thuận có dịng điên chy từ (+) nguồn UBE qua cơng tắc => qua R hn dịng => qua mối BE cc (-) to thành dòng IB  Ngay dịng IB xuất hiên => lập 13 tức cng có dịng IC chy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, dòng IC mnh gấp nhiều lần dòng IB   Như rõ ràng dịng IC hồn tồn phụ thuộc vào dịng IB phụ thuộc theo cơng thức: IC = β.IB  Trong IC dịng chy qua mối CE IB dòng chy qua mối BE  β số khuyếch đi Transistor   4.Cấp điện cho Transistor (Vcc - điện áp cung cấp) Để sử dụng Transistor mch ta cần phải cấp cho nguồn điên, tuỳ theo mục đích sử dụng mà nguồn điên cấp trc tiếp vào Transistor hay qua điên trở, cuộn dây v v nguồn điên Vcc cho Transistor quy ước nguồn cấp cho cc CE.  Định thiên ( phân cực ) cho Transistor * Định thin : cấp nguồn điên vào chân B ( qua trở định thin) để đặt Transistor vào trng thái sẵn sàng hot động, sẵn sàng 14 khuyếch đi tín hiêu cho dù nhỏ   IV MẠCH KHUẾCH ĐẠI CƠ BẢN 1.Sơ đồ khối * Chức khối: 15  - Khối mch vào: tiếp nhận tín hiêu âm tần từ: micro, audio jack, đĩa hát, điều chỉnh tín hiêu cho phù hợp với máy ü Khối mch tiền khuếch đi: tín hiêu âm tần qua mch vào có bin độ nhỏ cần khuếch đi tới trị số định  - Khối tiền khuếch đi: Tín hiêu âm tần qua mch có bin độ nhỏ ,cần khuếch đi đến trị số định - Khối mch âm sắc: dùng chỉnh độ trầm – bổng âm ü Khối mch khuếch đi trung gian: tín hiêu từ mch âm sắc cịn yếu cần khuếch đi tiếp đủ cơng suất kích cho tầng công suất - Khối khuếch đi trung gian: Tín hiêu từ mch âm sắc cịn yếu  phải tiếp tục khuếch đi đủ cơng suất kích cho tầng cơng suất - Khối khuếch đi cơng suất: có nhiêm vụ khuếch đi công suất âm tần đủ lớn để phát loa Các mạch khuếch đại a. Mch khuếch đi mắc theo kiểu EC * Chế độ tĩnh: Về nguyn tắc, viêc cung cấp cho Transistor để xác định điểm công tác tĩnh phải đảm bảo cho ln thoả mn điều kiên cho phép.Muốn phải đảm bảo yu cầu sau: - Điên colect phải dưng hn điên baz Transistor npn âm hn điên baz Transistor pnp từ đến vài vôn 16 - Mặt ghép baz phải phân cc thuận ( UBE=0.7V  bán dẫn làm bán dẫn làm silic UBE=0.3 V bán dẫn làm Ge) - Dòng colect phải lớn hn dịng điên dư colect-emit nhiều, có nghĩa Phải đảm bảo yu cầu dịng, áp, cơng suất, nhiêt độ  Mạch khuếch đại emitơ chung  17   18   19 Sơ đồ CE hồi tiếp song song điện áp 20 b. Các chế độ hot động mch khuyếch đi công suất nối tầng Ứng với =900 Điểm làm viêc tĩnh xác định ti U BE=0.Chỉ nửa chu kì âm dưng điên áp vào Transistor khuếch đi 21 Với mch khuếch đi mà chúng em thiết kế sử dụng mch loi AB B  Đặc tuyến truyền đạt Transistor  Với mục đích để to số khuếch đi lớn hn Có cách ghép nối tầng khuếch đi là: s đồ Darlington, ghép tầng điên dung, ghép trc tiếp.Trong phm vi đồ án em sử dụng s đồ Darlington.Vì em tập trung sâu vào cách ghép nối Sơ đồ Darlington 22  Hai transistor gi kết nối Darlington( to thành cặp Darlington) dịng Emitter tầng đầu tin dòng base dòng thứ Khi transistor chế to trn đế bán dẫn Cặp Darlington có số khuyếch đi dịng cao trở kháng vào cao Nó thương dùng để thay cho mch lặp E Thông thương nhà chế to Transistor đặt cặp Darlington vào vỏ đn làm cho Transistor có nhiêt độ làm viêc Các mch lặp E sử dụng kết nối Darlington có đặc điểm so với mch lặp E sử dụng Transistor đn là: - trở kháng vào cao hn - Hê số khuyếch đi điên áp Av gần hn - Hê số khuyếch đi dòng cao hn - Trở kháng nhỏ hn 23 - S đồ Darlington có dòng điên dư lớn hn s đồ dùng transistor dịng điên dư T1 được T2 khuếch đi - Vì điốt bazo-emito transistor nối tiếp nn điên áp chiều bazo-emito s đồ Darlington cng mức trôi điên áp lớn gấp đôi so với trương hợp dùng transistor - Để có hỗ dẫn lớn thương chn IB1>IB2 24 Chương II: PHÂN TÍCH,TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ S đồ nguyn lý mch 25 Trên toàn báo cáo mạch khuếch đại âm em Em hy vọng tiếp thu thêm kiến thức quý báu từ đánh giá thầy để từ em củng cố kiến thức có thêm sở để vận dụng vào thiết bị thực tế sau  Em xin chân thành cảm ơn cô !   -END - 26