Giáo trình sửa chữa máy in và thiết bị ngoại vi (nghề kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính trình độ trung cấp)

TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT LỜI GIỚI THIỆU Sửa chữa máy in thiết bị ngoại vi mô đun sở nghề Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng ban hành năm 2017 trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính trình độ Trung cấp Giáo trình biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã xây dựng mức độ đơn giản dễ hiểu, học có thí dụ tập tương ứng để áp dụng làm sáng tỏ phần lý thuyết Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo giáo trình có cập nhật kiến thức có liên quan để phù hợp với nội dung Bài trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung biên soạn gắn với nhu cầu thực tế Nội dung giáo trình biên soạn với lượng thời gian đào tạo 90 giờ gồm có: Bài 1: Các cổng giao tiếp máy tính Bài 2: Sửa chữa Máy in Bài 3: Bảo quản, sửa chữa chuột bàn phím Bài 4: Sửa chữa, lắp đặt Modem Bài 5: Sửa chữa, lắp đặt Scanner Bài 6: Sửa chữa hệ thống khuếch đại loa Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sơ vật chất trang thiết bị, trường có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hoàn thiện Cần Thơ, ngày 14 tháng 04 năm 2018 Tham gia biên soạn Chủ biên: Đỗ Hữu Hậu Nguyễn Thanh Nhàn Ngô Thanh Thế TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC BÀI 1: CÁC CỔNG GIAO TIẾP CỦA MÁY TÍNH 1.Cổng song song, rãnh cắm mở rộng Cổng nối tiếp RS 232 Cổng PS/2, USB, Hồng ngoại BÀI 2: SỬA CHỮA MÁY IN 12 1.Giới thiệu chung máy in 12 2.Các chi tiết, linh kiện điển hình 20 3.Các công nghệ in thông thường 20 4.Công nghệ in tĩnh điện 22 5.Sử dụng thiết bị kiểm tra 23 6.Các dẫn tìm sai hỏng 24 Các kỹ thuật phục vụ đầu in thường 24 Các kỹ thuật phục vụ nguồn nuôi 25 9.Các kỹ thuật phục vụ mạch điện tử 29 10 Các kỹ thuật phục vụ phận 30 11.Các kỹ thuật phục vụ máy in 31 BÀI 3: SỬA CHỮA CHUỘT VÀ BÀN PHÍM 34 1.Giới thiệu, nguyên lý hoạt động chuột bàn phím 34 Bảo quản, sửa chữa chuột 48 Bảo quản, sửa chữa bàn phím 51 Giới thiệu, nguyên lý hoạt động Modem 53 Các tiêu chuẩn dùng cho modem 56 Cài đặt, Các chế độ kiểm tra 57 Các cố hư hỏng cách khắc phục 59 BÀI 5: SỬA CHỮA, LẮP ĐẶT SCANNER 61 Giới thiệu, nguyên lý hoạt động scanner 61 Cài đặt, Các chế độ kiểm tra 63 BÀI 6: SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHUẾCH ĐẠI LOA 68 1.Giới thiệu, nguyên lý hoạt động hệ thống khuếch đại loa 68 2.Mạch khuếch đại cách sửa chữa 68 3.Hệ thống loa 82 4.Các cố hư hỏng cách khắc phục 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mô đun: SỬA CHỮA MÁY IN VÀ THIẾT BỊ NGOẠI VI Mã số mơ đun: MĐ 19 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: Vị trí: Mơ đun bố trí sau mơn học sở ngành, học song song môn học/ mô đun đào tạo chun mơn nghề Tính chất: +Là mơ đun chuyên môn nghề, +Là Mô đun tiền đề cho việc sửa chữa nâng cao thiết bị khác Ý nghĩa vai trị mơ đun: + Là mơ đun quan trọng nghề Sửa chữa, lắp ráp máy tính Mục tiêu mơ đun: Phân biệt loại máy in thiết bị ngoại vi Trình bày nguyên tắc hoạt động loại máy in Trình bày nguyên tắc hoạt động thiết bị ngoại vi Cài đặt loại máy in thiết bị ngoại vi Xác định thay xác linh kiện hư hỏng máy in thiết bị ngoại vi Sửa chữa hư hỏng thường gặp loại máy in Bảo dưỡng sửa chữa hư hỏng chuột, bàn phím Bảo dưỡng sửa chữa thay Moderm Bảo dưỡng sửa chữa máy scanner Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống khuếch đại, loa Cẩn thận, nhẹ tay thao tác sửa chữa Hỗ trợ, nghiêm túc học tập Nội dung mô đun: Thời gian Số Tên mô đun Tổng số Kiể Lý thuyết Thực hành m tra* Các cổng giao tiếp máy tính 2 Sửa chữa Máy in 48 17 30 Bảo quản, sửa chữa chuột bàn phím 10 Sửa chữa, lắp đặt Modem 10 Sửa chữa, lắp đặt Scanner 10 Sửa chữa hệ thống khuếch đại loa 10 Cộng 90 27 59 TT TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT BÀI 1: CÁC CỔNG GIAO TIẾP CỦA MÁY TÍNH Mã bài: MĐ19-01 Giới thiệu: Máy tính có nhiều cách giao tiếp với bên sử dụng cổng song song, khe cắm mở rộng hay USB Trong cổng mà sử dụng nhiều phải kể đến cổng USB Mục tiêu: Nắm rãnh cắm mở rộng, cổng nối tiếp Hiểu đặc điểm chung cổng Phân tích tính chất, công dụng cổng nắm bắt số nguyên nhân hư hỏng Khả quan sát nhạy bén 1.Cổng song song, rãnh cắm mở rộng 1.1 Giới thiệu cổng ghép nối song song LPT Cổng song song LPT máy vi tính có đầu nối loại D - 25 theo chuẩn Centronics hình Nó cho phép dùng cho phát nhận số liệu, thiết kế thiết bị ngồi ổ đĩa cứng mang xách được, máy quét hình ghép nối với máy tính thơng qua cổng Tuy cổng song song dùng chủ yếu cho việc ghép nối với máy in có tên LPT (Line Printer) Hiện thường có cổng LPT đặt sau máy Cổng có dây tín hiệu nối tới đầu chip super I/O chipset lắp mạch Hình 1.01: Đầu nối D - 25 cho cổng LPT 1.2 Chức cấu trúc ghép nối Sơ đồ khối mạch ghép nối song song hình Có ghi dùng để truyền số liệu điều khiển ngoại vi cổng Đó ghi số liệu hướng, ghi trạng thái ghi điều khiển Địa sở ghi lưu TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT giữ vùng số liệu BIOS đoạn 040h Thanh ghi số liệu có offset 00h, ghi trạng thái 01h ghi điều khiển 02h Nói chung địa sở LPT1 378h LPT2 278h Như địa ghi số liệu cổng LPT1 378h, địa ghi trạng thái 379h địa ghi điều khiển 37Ah 1.3 Rãnh cắm mở rộng Rãnh cắm mở rộng để cắm thêm card điều hợp vào máy tính Trên Main Board thường thấy có thêm khe cắm Ram, Khe cắm Card mạng, card âm Cổng nối tiếp RS 232 2.1 Truyền số liệu đồng không đồng Khác với cổng song song, cổng nối tiếp cho phép truyền liệu dạng chuỗi bit từ liệu nên cần đường dây (và dây đất) Truyền nối tiếp phân biệt thành dạng: - Truyền đồng bộ, ngồi tín hiệu số liệu phải thêm vào tín hiệu nhịp đồng hồ làm chuẩn Thường đường dây số liệu, phải đưa thêm vào đường tín hiệu đồng để thị bit ổn định đường số liệu - Truyền không dồng bộ, bit số liệu tự chứa thông tin để đồng Phần phát phần thu tín hiệu phải hoạt động với tần số nhịp đồng hồ Thông tin đồng (trong truyền khơng đồng bộ) gồm có bit khởi phát (start) thị bắt đầu khối liệu truyền có bit kết thúc (stop) thị kết thúc khối số liệu Ngồi bit chẵn lẻ cịn thêm vào, dùng cho phát lỗi đường truyền Một thông số khác liên quan tới truyền số liệu nối tiếp tốc độ truyền gọi số baund số thay đổi trạng thái tín hiệu đường truyền giây Với tín hiệu máy tính, số baund số bit truyền giây (bps) 2.2 Chuẩn ghép nối tiếp RS-232C Các cổng nối tiếp đa máy vi tính thiết kế hoạt động tuân theo tiêu chuẩn RS-232C (Reference Standard) EIA (Electronic Industries Association) theo tổ chức CCITT Âu châu V.24 Chuẩn quy định ghép nối khí, điện logic thiết bị đầu cuối số liêụ DTE (Data Terminal Equipment) thiết bị truyền số liệu DCE (Data Communication Equipment) Thí dụ DTE máy tính cịn DCE modem Tín hiệu điện theo chuẩn RS-232C lưỡng cực, đường truyền có logic âm sau: Mức logic cao “1” có điện dải từ -3V đến -15V Mức logic thấp “0” có điện dải từ +3V đến +15V Có phương thức thơng tin DTE DCE sau: - Truyền đơn công (Simplex Connection): số liệu gửi theo chiều - Truyền bán song công (Half-Duplex): số liệu gửi theo hai chiều, thời điểm truyền theo chiều - Truyền song công (Full-Duplex): số liệu truyền đồng thời theo hai chiều Dữ liệu đường truyền hai trạng thái: đánh dấu (MASK) trống (SPACE), lần lượt tương ứng với trạng thái điện âm dương tức tương ứng với mức logic Dữ liệu truyền lần lượt theo nhóm bit Mỗi nhóm gọi đơn vị liệu nối tiếp SUD (serial data unit) hay khung truyền (frame) Một khung truyền bao gồm: TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT bit start mức logic thấp, điện dương 1,5 bit stop mức logic cao, điện âm khơng có bit kiểm tra chẵn lẻ 5, bit số liệu Thí dụ: trường hợp khung truyền đại diện cho kí tự (với mã ASCII bit) truyền đường dây lần lượt với khoảng thời gian trễ chúng Trong khoảng thời gian trễ đường truyền vào trạng thái MASK (mức logic cao) Hình thí dụ tín hiệu nhận đường truyền truyền byte 100 00012 = 41h mã ASCII chữ “A” với bit chẵn-lẻ lẻ Hình 1.02: Tín hiệu đường truyền bit biểu diễn cho kí tự ‘A’ Chuẩn RS-232C cho phép truyền tín hiệu với tốc độ đến 20.000 baund, cáp truyền đủ ngắn tốc độ đạt tới 115.200 baund Có tiêu đặc điểm vi mạch điều khiển ghép nối tiếp UART thảo luận sau Chiều dài cáp cực đại truyền thông tin theo chuẩn RS-232C từ 17 đến 20m Tất máy vi tính lắp đặt cổng ghép nối nối goi COM1 (hoặc COM3) COM2 (hoặc COM4) Có loại đầu cắm tín hiệu cho cổng Điều kiện-25 (25 chân) Điều kiện-9 (9 chân) thường gắn phía sau hộp máy hình Các đầu cắm cho cổng nối tiếp gắn hộp máy vi tính bao giờ loại đầu cắm đực (male), đầu cắm cáp nối thiết bị ngoại vi đầu cắm (female) Việc để tránh nhầm lẫn với đầu cắm Điều kiện-25 dùng cho cổng song song LPT loại đầu cắm Hình 1.03: Các đầu cắm D – 25 D – cổng COM hộp máy Vi Tính Ngồi dây đất GND có điện 0V, phân thành hai nhốm đường dây gồm nhóm đường truyền liệu TxD, RxD nhóm đường tín hiệu điều khiển (gọi tín hiệu móc nối thơng tin) gồm đường cịn lại Chân số Tên Chức Kí hiệu TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT D-25 D-9 Frame Ground FG Receive Data TxD Receive Data Request To Send RxD RTS Clear To Send CTS 6 20 DCD DCD 22 Ring Indicator RI Signal Ground SG Thường nối với vỏ bọc kim cáp dẫn đất Số liệu phát từ DTE (thí dụ PC thiết bị đầu cuối) tới DCE qua đường TxD Số liệu thu từ DCE vào DTE DTE đặt đường mức tích cực sẵn sàng phát số liệu DCE đặt đường mức tích cực để thơng tin cho DTE sẵn sàng nhận số liệu Chức tương tự CTS kích hoạt DTE sẵn sàng nhận số liệu Chức tương tự RTS kích hoạt DCE muốn phát số liệu DCE đặt đường mức tích cực để báo cho DTE biết đã thiết lập liên kết với DCE từ xa (nhận sóng mang từ bên DCE đối tác) DCE (loại lắp ngoài) báo với DTE có gọi từ xa vừa gọi đến GND Cổng PS/2, USB, Hồng ngoại 3.1 Cổng PS/2 Hình trịn có sáu chân thường dùng cho bàn phím chuột 3.2 USB (Universal Serial Bus) Là chuẩn kết nối tuần tự máy tính USB sử dụng để kết nối thiết bị ngoại vi với máy tính, chúng thường thiết kế dạng đầu cắm cho thiết bị tuân theo chuẩn cắm-là-chạy (plug-and-play) mà với tính gắn nóng (hot swapping) thiết bị (cắm ngắt thiết bị không cần phải khởi động lại hệ thống) Qui trình làm việc cổng USB Khi máy tính cấp nguồn, truy vấn tất thiết bị kết nối vào đường truyền gán thiết bị địa Quy trình gọi liệt kê – thiết bị liệt kê kết nối vào đường truyền Máy tính tìm từ thiết bị cách truyền liệu mà cần để hoạt động: Ngắt - Một thiết bị chuột bàn phím, gửi lượng nhỏ liệu, chọn chế độ ngắt Hàng loạt - Một thiết bị máy in, nhận liệu gói lớn, sử dụng chế độ truyền hàng loạt Một khối liệu gửi đến máy in (một khối 64 byte) kiểm tra để chắn xác Đồng thời - Một thiết bị truyền liệu theo chuỗi (lấy ví dụ loa) sử dụng chế độ đồnng thời Những dòng liệu thiết bị máy thời gian thực, khơng có sửa lỗi Máy tính gửi lệnh hay truy vấn tham số với điều khiển gói tin Khi thiết bị liệt kê, máy tính giữ kiểm tra tổng băng thông mà tất thiết bị đẳng thời ngắt yêu cầu Chúng tiêu hao tới 90 phần trăm 480 Mbps băng thông cho phép Sau 90 phần trăm sử dụng, máy tính từ chối truy cập thiết bị đẳng thời ngắt khác Điều khiển gói tin gói tin cho truyền tải hàng loạt sử dụng băng thơng cịn lại (ít 10 phần trăm) TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT USB chia băng thông cho phép thành khung, máy tính điều khiển khung Khung chứa 1.500 byte, khung bắt đầu mili giây Thông qua khung, thiết bị đẳng thời ngắt lấy vị trí chúng đảm bảo băng thơng mà chúng cần Truyền tải hàng loạt điều khiển truyền tải sử dụng phần cịn lại USB có đặc trưng sau đây: Mở rộng tới 127 thiết bị kết nối vào máy tính cổng USB (bao gồm hub USB) Những sợi cáp USB riêng lẻ dài tới mét; với hub, kéo dài tới 30 mét (6 sợi cáp nối tiếp thông qua hub) tính từ đầu cắm máy tính Với USB 2.0 (tốc độ cao), đường truyền đạt tốc độ tối đa đến 480 Mbps Cáp USB gồm hai sợi nguồn (+5V dây chung GND) cặp gồm hai sợi dây xoắn để mang liệu Trên sợi nguồn, máy tính cấp nguồn lên tới 500mA điện áp 5V chiều (DC) Những thiết bị tiêu thụ cơng suất thấp (ví dụ: chuột, bàn phím, loa máy tính cơng suất thấp ) cung cấp điện cho hoạt động trực tiếp từ cổng USB mà khơng cần có cung cấp nguồn riêng (thậm trí thiết bị giải trí số SmartPhone, PocketPC ngày sử dụng cổng USB để xạc pin) Với thiết bị cần sử dụng nguồn công suất lớn (như máy in, máy quét ) không sử dụng nguồn điện từ đường truyền USB nguồn chúng, lúc đường truyền nguồn có tác dụng so sánh mức điện tín hiệu Hub có nguồn cấp điện riêng để cấp điện thêm cho thiết bị sử dụng giao tiếp USB cắm vào cổng USB cung cấp công suất định Những thiết bị USB có đặc tính cắm nóng, điều có nghĩa thiết bị kết nối (cắm vào) ngắt kết nối (rút ra) thời điểm mà người sử dụng cần mà không cần phải khởi động lại hệ thống Nhiều thiết bị USB chuyển trạng thái tạm ngừng hoạt động máy tính chuyển sang chế độ tiết kiệm điện USB 2.0 Chuẩn USB phiên 2.0 đưa vào tháng tư năm 2000 xem nâng cấp USB 1.1 USB 2.0 (USB với loại tốc độ cao) mở rộng băng thông cho ứng dụng đa truyền thông truyền với tốc độ nhanh 40 lần so với USB 1.1 Để có chuyển tiếp thiết bị cũ, USB 2.0 có đầy đủ khả tương thích ngược với thiết bị USB trước hoạt động tốt với sợi cáp, đầu cắm dành cho cổng USB trước Hỗ trợ ba chế độ tốc độ (1,5 Mbps; 12 Mbps 480 Mbps), USB 2.0 hỗ trợ thiết bị cần băng thơng thấp bàn phím chuột, thiết bị cần băng thông lớn Webcam, máy quét, máy in, máy quay hệ thống lưu trữ lớn Sự phát triển chuẩn USB 2.0 đã cho phép nhà phát triển phần cứng phát triển thiết bị giao tiếp nhanh hơn, thay chuẩn giao tiếp song song tuần tự cổ điển cơng nghệ máy tính USB 2.0 phiên tương lai giúp máy tính đồng thời làm việc với nhiều thiết bị ngoại vi Hiện nay, nhiều máy tính tồn song song hai chuẩn USB 1.1 2.0, người sử dụng nên xác định rõ cổng 2.0 để sử dụng hiệu Thông thường hệ TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT điều hành Windows cảnh báo thiết bị hỗ trợ chuẩn USB 2.0 cắm vào cổng USB 1.1 Hình 1.04:Một USB hub cho cổng USB 2.0 Phần lớn máy tính ta mua ngày có hai nhiều chút (có thể đến 10) đầu cắm USB thiết kế sẵn cổng xuất vào/ra đầu cắm bo mạch chủ Tuy nhiên người sử dụng sử dụng thiết bị ngoại vi số cổng sẵn có qua khả mở rộng thiết bị cổng USB thông qua USB hub Các hub mở rộng nhiều cổng chúng cung cấp nguồn điện từ bên (sử dụng adapter cấp nguồn riêng) cho phép thiết bị USB sử dụng lượng từ hub mà không bị hạn chế công suất giới hạn cổng USB máy tính Các USB hub đa dạng chủng loại, chuẩn hỗ trợ, số cổng mở rộng, hình dạng thiết kế tích hợp Nhiều thiết bị ngoại vi đã tích hợp hub giúp cho người sử dụng dễ dàng cắm thiết bị kết nối qua cổng USB, hình máy tính, bàn phím máy tính tích hợp USB hub Lưu ý: Một số thiết bị ngoại vi sử dụng cổng USB để cấp nguồn cho chúng (như ổ đĩa cứng gắn ngồi khơng có nguồn độc lập) với yêu cầu cắm vào đồng thời hai cổng USB điều có nghĩa chúng cần công suất lớn so với khả cung cấp cổng USB máy tính Nếu sử dụng USB hub loại khơng có nguồn điện ngồi trở thành vơ nghĩa đầu cắm lại thiết bị ngoại vi dùng để lấy điện Sự vô ý nhiều người sử dụng đã làm hư hỏng bo mạch chủ cung cấp điện tải giới hạn cho đầu USB Các thiết bị phương thức sử dụng giao tiếp USB  Máy in  Máy quét  Chuột  Cần điều khiển trò chơi (Joystick)  Máy camera số  Bo mạch âm gắn  Webcam  Modem giao tiếp thông qua USB thay cho cổng RJ-45 thông thường, thường thấy modem ADSL  Loa: Một số loại loa công suất thấp lấy nguồn từ đầu cắm USB (chúng cắm đường tín hiệu âm từ bo mạch âm thông thường, số loại loa cơng suất cao lấy tín hiệu từ USB (chúng sử dụng nguồn điện riêng) 10 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT Q: Transisstor khuếch đại công suất 2.2.Nguyên lý làm việc  Đặc điểm mạch: - Kết cấu mạch điện đơn giản, dạng sóng méo nhiên mạch điện cho công suất nhỏ, hiệu suất thấp, tiêu thụ nguồn điện lớn, mạch ứng dụng hệ thống đơn giản - Do mạch khuếch đại công suất làm việc chế độ A nên có khơng có tín hiệu cơng suất tiêu thụ nguồn chiều không thay đổi Khi tín hiệu âm tần đưa vào nên khơng có cơng suất xoay chiều đưa tồn công suất tiêu thụ tổn hao tiếp giáp Colector transistor Q làm cho transistor Q nóng lên Vậy, khuếch đại công suất hoạt động chế độ A cơng suất chiều (là tỷ số điện áp Colector dòng điện Colector Transistor khơng có tín hiệu) phải nhỏ công suất tổn hao lớn cho phép Công suất tổn hao lớn cho phép Transistor phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ mơi trường xung quanh, để tính cơng suất tổn hao lớn ta áp dụng cơng thức sau đây: Trong đó: Pt1: Cơng suất tổn hao lớn cho phép nhiệt độ T1 Pt2: Công suất tổn hao lớn cho phép nhiệt độ T2 A: Nhiệt trở Transistor Công suất tổn hao lớn Pt1 nhiệt trở A Transistor tra sổ tay tra cứu Transistor, thông thường trị số nhiệt độ khoảng 25OC Trong q trình thiết kế, để đảm bảo an tồn thường người ta lấy khoảng 80% Pt2 để làm tính tốn, thiết kế  Ngun lý làm việc: Hình 6.6: Đồ thị mơ tả điểm làm việc Transistor Q Để mạch điện hoạt động chế độ, ngồi việc đảm bảo cơng suất tổn hao lớn cho phép điện áp Colector chiều Transistor UC0 cần phải tính cho nhỏ ½ trị số điện áp ngược lớn cho phép đặt Colector Ở đồ thị ta dễ dàng nhìn thấy điện áp tức thời lớn Colector lớn gấp đôi điện áp chiều đặt Colector, thiết kế phải chọn 2UC0 phải nhỏ điện áp đặt lên Colector lớn cho phép (UCmax) Từ điểm UC = 2UC0 ta vẽ đường thẳng tiếp tuyến với đường cong 0.8Pt2 điểm Q Điểm Q điểm làm việc transistor 71 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT UC0 IC0 xác định Như vậy, với cách làm đảm bảo tất điểm làm việc đặc tuyến động không vượt 0.8Pt2 Điện trở tải mạch tính: Sau đã xác định điểm việc điện trở tải (Rt) ta xác định tỉ số biến áp (vì đã biết trở kháng loa) Khi chọn điểm làm việc cho mạch điện cần phải ý tới vấn đề là, điện áp đặt cực Colector thấp (< 1volt) đường đặc tuyến transistor bị cong rõ rệt Nếu biên độ điện áp tín hiệu Colector mở rộng đến phạm vi dạng sóng tín hiệu bị méo Đối với dịng điện Colector Do vậy, để ứng dụng thực tế muốn đảm bảo méo nhỏ điện áp dịng điện tín hiệu cực Colector phải hạn chế ngồi phạm vi này, nên cơng suất tương ứng phải giảm Để đơn giản, cơng suất tính gần sau: Hiệu suất khuếch đại là: Trong P0 = UC0 x IC0 cơng suất tiêu hao nguồn điện cung cấp Tuy nhiên, thực tế biến áp có tổn hao cơng suất nên hiệu suất  rơi vào khoảng 40 % nên công suất tính gần sau: Trong 0,8 hệ số hiệu suất 40 % Hệ số khuếch đại công suất mạch là: Trong đó: Rt: Điện trở tải RV: Điện trở vào Khi mạch làm việc chế độ A, dòng điện cực Colectorphair chọn lớn (từ 100mA đến 20mA), điện áp nhỏ phải chọn dịng Colector lớn (tuy nhên không vượt 20mA) để công suất không đổi 2.3 Sơ đồ mạch điên, tác dụng linh kiện nguyên lý hoạt động mạch khuếch đại công suất đẩy kéo nối tiếp 2.3.1 Sơ đồ mạch điện, tác dụng linh kiện  Sơ đồ mạch điện: 72 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT Hình 6.7: Sơ đồ ngun lý mạch khuếch đại cơng suất đẩy kéo nối tiếp  Tác dụng linh kiện: - C1: Dẫn tín hiệu đầu vào - C6: Tụ lọc nguồn chính, giá trị C6 phụ thuộc vào dịng tải, nói cách khác phụ thuộc vào cơng suất hoạt động mạch Mạch có cơng suất lớn, dịng tiêu thụ lớn C6 phải có giá trị cao Nếu không, gây tượng “đập mạch” có nghĩa điện áp C6 bị nhấp nhơ loa phát sinh tiếng ù cịn gọi ù xoay chiều Nếu điện áp nguồn nuôi mạch cấp biến áp 50Hz nghe tiếng ù lớn (như còi tầm), cấp biến áp xung tần số cao nghe tiếng rít - R5 C3: Hợp thành mạch lọc RC ổn định nguồn cấp chống tự kích cho tầng khuếch đại thứ tầng khuếch đại thứ - R3 C2: Mạch lọc RC ổn định nguồn, chống tự kích cho tầng khuếch đại thứ (khuếch đại đầu vào) - R1và R2: Định thiên theo kiểu phân áp để ổn định phân cực tĩnh cho transitor Q1, để transistor Q1 khơng gây méo tuyến tính khuếch đại R1 phải điều chỉnh để cho transistor Q1 làm việc chế độ A (tương ứng UBE Q1 ≈ 0.8V BTJ gốc silic) Đồng thời R2 phải chọn cho có giá trị trở kháng mạch phía trước Nếu tín hiệu vào từ micro R2 có giá trị trở kháng micro - R4: Tải transistor Q1 đồng thời điện trở định thiên cho transistor Q2 Trong mạch transistor Q1 transistor Q2 ghép trực tiếp để tăng hệ số khuếch đại dòng điện trước đưa sang tầng khuếch đại công suất (transistor Q2 đóng vai trị tầng tiền khuếch đại cơng suất) Mặt khác để giảm méo biên độ méo tần số tần số biên độ tín hiệu vào thay đổi - R7 C4: Hợp thành mạch hồi tiếp âm dịng điện có tác dụng ổn định hệ số khuếch đại dòng điện cho transistor Q1, giảm nhỏ tượng méo biên độ Khi điều chỉnh giá trị C4 thay đổi hệ số khuếch đại transistor Q1, nói cách khác điều chỉnh C4 làm cho tín hiệu đầu lớn hay nhỏ (tùy thuộc vào hướng điều chỉnh) - Q1: Tầng khuếch đại tín hiệu vào, mắc theo kiểu E chung - Q2: Đóng vai trị khuếch đại tiền cơng suất mắc kiểu C chung Tín hiệu chân E transistor Q2 cấp cho transistor công suất 73 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT - Q3 Q4: Transistor khuếch đại công suất mắc theo kiểu “đẩy kéo nối tiếp” Hai Transistor thay đóng - mở nửa chu kỳ tín hiệu đặt vào Lưu ý transistor Q3 dùng PNP, Q4 dùng NPN phải có thông số kỹ thuật tương đương Kiểu mắc transistor Q2, Q3, Q4 gọi “đẩy kéo nối tiếp tự đảo pha” - R9 R10: Điện trở cầu chì, bảo vệ Transistor Q3 Transitor Q4 - D1 D2: Ổn định nhiệt, bảo vệ tránh cho Transistor Q3 Transistor Q4 hỏng nhiệt - PR1: Điều chỉnh phân cực cho Transitor Q4, thơng qua chỉnh cân cho “điện áp trung điểm” - C5: Tụ dẫn tín hiệu đầu 2.3.2 Nguyên lý làm việc  Chế độ tĩnh (Khi tín hiệu vào 0) - Mạch thiết kế để transistor Q1 transistor Q2 hoạt động chế độ A Transistor Q3 Transistor Q4 hoạt động chế độ A AB - PR1 điều chỉnh để transistor Q3 transistor Q4 có điện áp chân B nhau, độ mở transistor Q3 với độ mở transistor Q4, kết điện áp điểm C 1/2 điện áp nguồn cấp (theo sơ đồ, mạch cấp nguồn 15V điện áp điểm C 7,5V), điện áp điểm C gọi “điện áp trung điểm” - Tụ C5 nối vào điểm C Điện áp ban đầu tụ điện áp điểm C (7,5V) * Khi tín hiệu vào bán kỳ dương (+), ta có: - Điện áp chân B Transistor Q1 tăng -> Transistor Q1 mở thêm, dòng IC Transistor Q1 tăng -> sụt áp R4 (UR4 = R4 x ICQ1) tăng làm cho UCQ1 giảm Độ giảm UCQ1 tỷ lệ thuận với biên độ tín hiệu vào - Do cực C Transistor Q1 nối trực tiếp với cực B Transistor Q2 nên UCQ1 giảm UBQ2 giảm theo làm cho Transistor Q2 khóa bớt, dịng ICQ2 giảm xuống dẫn đến điện áp điểm A (UA) điểm B (UB) giảm - Chú ý: Transistor Q3 PNP, transistor Q4 NPN UA giảm độ mở transistor Q3 tăng lên (nghĩa transistor Q3 mở thêm ra), UB giảm độ mở Q4 giảm (nghĩa transistor Q4 khóa bớt lại) - Vì transistor Q3 mở thêm, transistor Q4 khóa bớt làm cho điện áp điểm C tăng lên dẫn tới tụ C5 (ban đầu 7,5V) nạp, dòng nạp cho C5 từ dương nguồn 15V (+)-> cực CEQ3 -> R9 -> C5 -> loa -> mass Điện áp tụ C5 lúc lớn 7,5V  Khi tín hiệu vào bán kỳ âm (-): - Điện áp cực B Transistor Q1 giảm -> Transistor Q1 khóa bớt lại khiến cho dòng ICQ1 giảm -> sụt áp R4 (UR4 = R4 x ICQ1) giảm làm cho UCQ1 tăng Độ tăng UCQ1 tỷ lệ thuận với biên độ tín hiệu vào - Vì cực C Transistor Q1 nối trực tiếp với cực B Transistor Q2 nên UCQ1 tăng UBQ2 tăng theo làm cho Transistor Q2 mở thêm, dòng ICQ2 tăng lên dẫn đến điện áp điểm A (UA) điểm B (UB) tăng - Chú ý: Vì Transistor Q3 PNP Transistor Q4 NPN UA tăng độ mở Transistor Q3 giảm (khóa bớt), UB tăng độ mở Transistor Q4 tăng (mở thêm) - Vì Transistor Q3 khóa bớt, Transistor Q4 mở thêm làm cho điện áp điểm C giảm -> tụ C5 phóng, dịng phóng tụ C5 từ cực dương tụ -> R10 -> cực C Transistor Q4 -> mass ->loa -> cực âm tụ C5  Đồ thị thời gian mô tả trình làm việc có dạng nhƣ sau: 74 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT Hình 6.8: Đồ thị thời gian mơ tả q trình làm việc  Kết luận: Như vậy, với chu kỳ tín hiệu vào ta thu dòng điện liên tục xuống lên loa, tín hiệu xoay chiều loa Cường độ dòng tỷ lệ thuận với biên độ tín hiệu xoay chiều đưa vào mạch 2.4 Sơ đồ mạch điên, tác dụng linh kiện nguyên lý hoạt động mạch khuếch đại công suất đẩy kéo song song 4.1 Sơ đồ mạch điện, tác dụng linh kiện Sơ đồ mạch điện: Kết cấu mạch điện gồm: 02 Transistor T1 T2, 02 biến áp (BA1: Biến áp kích Biến áp BA2: Biến áp xuất âm), điện trở R1, R2, Rt nguồn cung cấp UCC 75 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT Hình 6.9: Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại đẩy kéo song song Tác dụng linh kiện: T1 T2: Hai transistor loại có tham số giống hệt nhau, thành phần tích cực mạch, làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu Biến áp BA1: Biến áp chế tạo đặc biệt với hai nửa cuộn thứ cấp W11 W12 có pha ngược 180O với nhiệm vụ tạo hai tín hiệu có biên độ ngược pha 180O để kích thích cho T1 T2 hoạt động Biến áp BA2: Biến áp chế tạo đặc biệt với hai nửa cuộn sơ cấp W21 W22 nhằm lấy chu kỳ tín hiệu cuộn thứ cấp W2 để cung cấp cho loa R1 R2: Định thiên cho transistor T1 T2 (nếu thiết kế mạch điện hoạt động chế độ B cần mắc R2) Rt: Tải tiêu thụ mạch khuếch đại công suất UCC: Nguồn cung cấp cho toàn mạch hoạt động 2.4.2 Nguyên lý làm việc Khi khơng có tín hiệu vào: Điện áp cực Bazơ transistor T1 T2 so với điện áp cực Emitor chúng không (UBE1 = UBE2 = 0) -> điện áp tải không Khi có tín hiệu vào: Giả sử, tín hiệu vào có dạng hình Sin, cấu tạo đặc biệt biến áp BA1 nên hai cuộn thứ cấp W11 W12 biến áp BA1 có hai điện áp tín hiệu vào với biên độ ngược pha 180O theo sơ đồ mô tả sau đây: 76 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT Hình 6.10: Trạng thái có tín hiệu vào  Đồ thị dạng sóng tín hiệu vào có dạng sau: Hình 6.11: Đồ thị dạng sóng tín hiệu vào UBE1 UBE2 Ở nửa chu kỳ dương tín hiệu vào, hai cuộn dây thứ cấp W11 W12 có hai nửa điện áp với biên độ ngược pha 180O sơ đồ sau: Hình 6.12: Trạng thái chu kỳ dương tín hiệu vào Khi T1 thực khuếch đại cơng suất, lúc mạch Colector transistor T1 có dịng xoay chiều IC chạy từ +UCC -> W21 -> tiếp giáp CE transistor 77 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT T1 -> - UCC Do cấu tạo đặc biệt biến áp BA2 nên dòng IC1 cảm ứng sang cuộn W2 -> W2 xuất suất điện động cảm ứng -> Rt xuất dòng Itải chạy qua, đầu nhận nửa tín hiệu bán chu kỳ dương Tồn q trình mơ tả sau: Hình 6.13: Trạng thái T1 thực việc khuếch đại  Đồ thị dạng sóng mơ tả q trình T1 thực việc khuếch đại tín hiệu: Hình 6.14: Đồ thị dạng sóng mơ tả trình T1 thực việc khuếch đại Ở nửa chu kỳ âm tín hiệu vào, cuộn thứ cấp BA1 (cuộn W1) có điện áp đổi dấu -> T1 tắt, T2 thông T2 thực việc khuếch đại công suất, mạch colector T2 xuất dòng xong chiều IC2 chạy từ: +UCC -> W22 -> tiếp giáp CE transistor T2 -> -UCC Do cấu tạo đặc biệt biến áp BA2 nên dòng IC2 cảm ứng sang cuộn dây W2 làm cho cuộn W2 sinh suất điện động cảm ứng, Rt xuất dòng Itải 78 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT chạy qua, đầu nhận nửa tín hiệu bán chu kỳ âm Tồn q trình mơ tả sau:  Sơ đồ mơ tả q trình T2 làm việc: Hình 6.15: Trạng thái T2 thực việc khuếch đại  Đồ thị dạng sóng mơ tả q trình T2 thực khuếch đại: Hình 6.16: Đồ thị dạng sóng mơ tả q trình T2 thực việc khuếch đại Như vậy, tồn q trình khuếch đại thực theo hai nửa chu kỳ tín hiệu vào Hai transistor T1 T2 thay làm việc -> tải ta nhận tín hiệu đầy đủ chu kỳ khuếch đại lên K lần so với tín hiệu vào  Đồ thị dạng sóng mơ tả q trình T1 T2 thực nhiệm vụ khuếch đại có dạng sau: 79 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT Hình 6.17: Đồ thị dạng sóng mơ tả q trình T1 T2 thực việc khuếch đại 2.5 Mạch khuếch đại công suất dùng IC Hình 6.18: Hình dạng thực tế sơ đồ mạch KĐCS dùng IC họ STK… 80 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT Hình 6.19: Sơ đồ mạch KĐCS dùng IC họ TDA…  Sơ đồ chân hình dạng thực tế IC TDA7294: Hình 6.20: Hình dạng thực tế sơ đồ mạch KĐCS dùng IC họ TDA… 81 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT 3.Hệ thống loa Loa, bản, máy biên dịch đầu cuối hoạt động ngược với microphone Loa chuyển tín hiệu điện tử phương tiện lưu trữ thành rung động học để tái tạo sóng âm cho giống với sóng âm thu từ microphone Các loa truyền thống thực chất thường gồm hay nhiều loa Hình 6.21: Loa Màng loa (Diaphragm) Cấu tạo loa tiêu biểu gồm khung sắt, nam châm vĩnh cửu màng giấy Hình 6.22: Cấu tạo loa 82 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT Loa tạo sóng âm việc rung màng loa (cone diaphragm) với tốc độ cao - Màng loa thường làm từ giấy, nhựa hay kim loại, phần vành rộng gắn với viền treo (suspension) - Viền treo, hay vành loa, vành tròn vật liệu co giãn, cho phép màng nón chuyển động vào Viền treo gắn với khung kim loại loa (basket) - Phần vành hẹp màng nón loa nối với cuộn âm (voice coil) - Cuộn âm gắn với khung kim loại mạng nhện (spider) vốn vành tròn vật liệu co giãn với nhiệm vụ giữ cho cuộn âm vị trí cho phép cuộn chuyển động vào Đối với số loại loa định, màng loa thiết kế dạng vòm (dome) thay nón (cone) Cuộn âm Khi dịng điện chạy qua cuộn âm đổi chiều, hướng cực cuộn âm đổi chiều theo Hình 6.23: Các thành phần loa Cuộn âm thực chất nam châm điện từ Nam châm điện từ gồm cuộn dây quấn vòng quanh lõi kim loại (thường sắt) Khi cho dòng điện chạy qua, cuộn dây sinh từ trường xung quanh làm cho sắt có từ tính Từ trường tương tự từ trường xung quanh nam châm vĩnh cửu, gồm cực Bắc cực Nam hút kim loại Nhưng không nam châm vĩnh cửu, nam châm điện từ người ta đảo cực Bắc Nam cách đảo chiều dòng điện Dây từ hệ thống âm nối với loa hai đầu nối Ảnh: Howstuffworks Cơ chế tương tự cách thức tín hiệu stereo, đổi chiều điện tử liên tục thông qua hai đầu nối đen đỏ vốn đã quen thuộc hay phải nối loa Về bản, khuếch đại (amplifier) liên tục thay đổi tín hiệu điện, dao động dịng dương dịng âm dây đỏ Do điện tử ln chạy theo chiều cực dương cực âm, dòng điện chạy qua loa đảo chiều liên tục tạo thành dòng 83 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT xoay chiều Dòng xoay chiều đến lượt làm đảo cực nam châm điện từ liên tục nhiều lần giây Nam châm Khi dòng điện chạy qua cuộn âm đổi hướng, cực cuộn âm đảo chiều Hoạt động làm thay đổi lực từ trường tác động cuộn âm nam châm vĩnh cửu, theo làm cho cuộn âm màng loa gắn với chuyển động theo Ảnh: Howstuffworks Dưới cách thức mà dao động điện khiến cho cuộn âm chuyển động vào Nam châm điện từ đặt từ trường cố định nam châm vĩnh củu Hai nam châm (điện từ vĩnh cửu) tương tác với hai nam châm bình thường, trái dấu hút nhau, dấu đẩy Khi cực nam châm điện thay đổi, chẳng hạn từ cực dương sang cực âm tạo nên lực từ hút sang đẩy cực âm nam châm vĩnh cửu Lực tác động khiến cho cuộn âm chuyển động vào liên tục theo dao động điện tương tự piston Khi cuộn âm chuyển động, gắn với màng loa nên màng chuyển động theo Màng loa chuyển động khiến cho khơng khí phía trước loa bị rung động, từ tạo sóng âm Tín hiệu điện tử biên dịch thành dạng sóng, theo đó, tần số biên độ sóng điện tử tác động điều khiển cuộn âm chuyển động theo tỷ lệ khoảng cách định Do sóng điện tử dạng mã hóa sóng âm gốc nên chuyển động màng loa theo tỷ lệ khoảng cách định đến lượt tạo nên sóng âm với tần số biên độ mà đã mã hóa 4.Các cố hƣ hỏng cách khắc phục Đứt dây dẫn động: Hư hỏng thường thấy phát âm, màng giấy di động từ ngoài, vặn volume mức cao, rung động lớn khiến cho dây dẫn từ trạm hàn cố định đến trạm hàn di động bị đứt Gặp trường hợp trên, bạn hãy thay sợi dây mềm khác có kích thước dài sợi dây cũ Như vậy, màng loa thoải mái rung động mà không sợ bị đứt dây Lệch vị trí khối nam châm vĩnh cửu: Do lâu ngày, chất keo kết dính bong ra, rung động lúc loa phát làm cho khối nam châm lệch khỏi vị trí cũ, âm bị nhỏ Biện pháp khắc phục hư hỏng bạn tháo hẳn nam châm ra, dùng giấy giáp đánh lớp keo cũ (cả bề mặt khối sắt), sau dùng keo 502 dán lại Lúc dán phải nhanh tay, keo khô mà khối nam châm bị đặt nằm lệch tâm khó tháo (dễ bị bể nát) 84 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ KHOA CNTT TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Lâm Văn Hậu Giáo trình xử lý cố máy tính NXB Thống kê [2]Võ Văn Thành Sự cố chẩn đoán cách giải quyết.NXB Thống kê [3]Giáo trình Sửa chữa máy in thiết bị ngoại vi Trường CĐN Cơ Khí Nơng Nghiệp [4]Tài liệu Internet 85