Nguyên lý hoạt động của mạch khuếch đại công suất dựa trên sự sử dụng các thành phần điện tử như transistor, MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, hay IGBT Insulated
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: CAD/CAM Họ tên : Nguyễn Tuấn Anh - B20DCDT015 : Nguyễn Tiến Binh-B20DCDT021 : Vũ Văn Có-B20DCDT022 : Trần Đình Chiến-B20DCDT026 Nhóm Bài tập Giảng viên hướng dẫn : 02 : 05 : Nguyễn Trung Hiếu Hà Nội - 2023 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1: Sơ đị mạch khuyếch đại công suất Hình 2: Tầng khuyếch đại vi sai: Hình 3: Tầng khuếch đại công trung gian Hình 4: Tầng khuếch đại cơng suất đẩy kéo .8 Hình 5: Sơ đồ nguyên lí 12 Hình 6: Bản vẽ PCB 13 Hình 7: Mạch in PCB 14 DÁNH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1: Danh sách linh kiện mạch KDCS 4 MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN .1 DANH SÁCH HÌNH VẼ DÁNH SÁCH BẢNG BIỂU .3 MỤC LỤC Đề tài: Mạch khuếch đại công suất Chương 1: Linh kiện mạch KĐCS Chương 2: Ngun lí hoạt đơng chung .7 Chương 3: Phân tích mạch điện Chương 4: Chức mạch điện .11 Chương 5: Ứng dụng 11 Ưu điểm: 12 Nhược điểm: 13 Chương 6: Ảnh chụp nguyên lí mạch in: 14 Đề tài: Mạch khuếch đại cơng suất Hình 1: Sơ đị mạch khuyếch đại cơng suất Chương 1: Linh kiện mạch KĐCS Linh kiện Giá trị Ghi Transistor Q1, 2SC1815 Tương đương transistor C945, Q2, Q3, Q5, Q6 2N3904, 2N222,… Q4, Q7 2SA1815 Tương đương A1015, BC557 Q8,Q9 2SD880 Transistor công suất C1 10uF Tụ gốm C2 100uF Tụ hóa C3 56pF Tụ gốm C4 56uF Tụ gốm D2, D3, D4, D5 1N4148 Diode nắn dòng D1 02BZ_2 Diode ổn áp zener 2.4V Document continues below Discover more from:kiện điện tử Cấu ELE1302 Học viện Công ng… 179 documents Go to course 45 44 25 PHỐT HOT Tiktoker PÔ Nguyễn Ngọc La… Cấu kiện điện tử 93% (61) Lớp học hè Samsung SVMC - You did a… Cấu kiện điện tử 100% (2) Transistor - hey, goodluck Cấu kiện điện tử 100% (2) BTL He Thong Nhung - Bài tập lớp Cấu kiện điện tử 100% (1) Tụ-điện - good luck, i trust you Cấu kiện điện tử R1, R5 47k Ôm Trở thường R2 1.2k Ôm Trở thường R3 1k Ôm Trở thường R4 3.9k Ôm Trở thường R6 120 Ôm Trở thường R7, R8 330 Ôm Trở thường R9, R10 0.5W Ôm Trở cơng suất Loa Ơm Nguồn ni DC +-35V 100% (1) tập chương điện tử số ptit 2021… Cấu kiện điện tử 100% (1) Bảng 1: Danh sách linh kiện mạch KDCS Chương 2: Nguyên lí hoạt đông chung Mạch khuếch đại công suất mạch điện thiết kế để tăng công suất đầu vào lên mức đầu cao Nguyên lý hoạt động mạch khuếch đại công suất dựa sử dụng thành phần điện tử transistor, MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), hay IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) để điều khiển tăng công suất điện Mạch khuếch đại công suất hoạt động cách điều khiển luồng dòng điện qua tải (như loa, động cơ, thiết bị địi hỏi cơng suất lớn) từ nguồn cung cấp điện thấp Mạch sử dụng nhiều khuếch tăng biên độ và/hoặc dịng điện tín hiệu đầu vào Các khuếch đại kết hợp với mạch lọc điều chỉnh để đảm bảo chất lượng hiệu suất đầu mong muốn Nguyên lý hoạt động mạch khuếch đại cơng suất dựa cấu trúc tính chất vật lý linh kiện điện tử, đặc biệt transistor MOSFET, để tạo hệ thống khuếch đại tín hiệu điện Trong mạch khuếch đại cơng suất, tín hiệu đầu vào áp dụng vào cổng điều khiển transistor MOSFET, từ điều khiển dịng điện điện áp theo cách xác định Năng lượng điện cung cấp từ nguồn cấp điện thấp sử dụng để tăng biên độ và/hoặc dịng điện tín hiệu đầu vào Q trình tạo tín hiệu đầu có cơng suất lớn so với tín hiệu đầu vào ban đầu Mạch khuếch đại công suất thường sử dụng ứng dụng hệ thống âm thanh, công nghệ điện tử, điều khiển động cơ, truyền tải điện Chương 3: Phân tích mạch điện Hình 2: Tầng khuyếch đại vi sai: Q1, Q2 ráp thành mạch khuếch đại vi sai R1, R5 điện trở cấp dòng phân cực cho chân B Chân E chung Q1, Q2 cấp dịng (dịng khơng đổi) Tín hiệu cho qua tụ liên lạc C1 vào chân B Q1 lấy chân C vào thẳng chân B tầng Q4 (Q4 tầng thúc) Q3 ráp thành mạch cấp dòng Chân B cho ghim áp với diode zener D1 D1 định dòng với điện trở R4 Cường độ dòng điện cấp cho Q1, Q2 lấy theo trị điện trở R3 Hình 3:Tầng khuếch đại cơng trung gian Q4 tầng thúc, tầng khuếch đại cơng suất nhỏ hạng A Transistor cấp dòng làm việc Q5 Q5 nguồn bơm dòng hằng, chân B cho ghim áp với D1 chân E định dòng với R6 Các diode D2, D3, D4 dùng lấy áp DC (mỗi diode lấy 0.6V) cấp cho transistor tầng khuếch đại kéo đẩy để sửa méo gây rào áp mối nối BE Tụ nhỏ C3 dùng tạo tác dụng hồi tiếp nghịch vùng tần số cao giữ cho mạch không phát sinh dao động tự kích Hình 4:Tầng khuếch đại cơng suất đẩy kéo Q6, Q8 Q7, Q9 tầng công suất ráp theo kiểu kéo đẩy Các transistor ghép theo kiểu phức hợp gọi transistor darlington R7, R8 (phải lấy trị nhau) điện trở làm tăng độ ổn định nhiệt transistor darlington D5 diode làm cân trở kháng ngả vào Q7 với ngả vào Q6, Q8 Điện trở R9, R10 dùng làm cân dòng điện qua transistor công suất Q8, Q10 Tụ C4 R13 làm mạch lọc zobel giữ cho trở kháng loa khơng thay đổi dãy tần tín hiệu âm Đặc điểm kiểu mạch tăng âm ngả vào dùng khuếch đại vi sai nên có tính kháng nhiễu cộng sai tốt, ngả khơng dùng tụ loa nên có đáp ứng vùng tần số thấp tốt Chú ý: Độ lợi mạch tùy thuộc vào tỷ số hồi tiếp nghịch tạo R5 R11 Nếu tăng trị R11, tác dụng hồi tiếp nghịch lớn, độ lợi mạch giảm giảm trị R11, tác dụng hồi tiếp nghịch nhỏ độ lợi mạch khuếch đại tăng 10 Nhận xét chung: kiểu mạch thơng dụng, dùng phát triễn ráp nhiều mạch tăng âm công suất lớn khác Chương 4: Chức mạch điện Mạch khuếch đại công suất loại mạch điện tử sử dụng để tăng độ lớn tín hiệu điện, đặc biệt tín hiệu có cơng suất lớn Chức mạch khuếch đại cơng suất tạo tín hiệu có cơng suất đủ lớn để đáp ứng nhu cầu thiết bị hệ thống điện tử Mạch khuếch đại công suất với ngả vào dạng vi sai, tầng liên lạc thẳng có cấu tạo gồm tầng chính: Tầng khuếch đại vi sai: Tầng có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điện có biên độ nhỏ thành tín hiệu điện có biên độ lớn Tầng khuếch đại trung gian: Tầng có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điện từ tầng khuếch đại vi sai thành tín hiệu điện có biên độ đủ lớn để cấp cho tầng khuếch đại công suất Tầng khuếch đại trung gian cấu tạo từ transistor bipolar MOSFET Tầng khuếch đại cơng suất: Tầng có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điện từ tầng khuếch đại trung gian thành tín hiệu điện có biên độ đủ lớn để cấp cho loa thiết bị khác Tầng khuếch đại công suất thường cấu tạo từ transistor bipolar MOSFET công suất Khuếch đại công suất với ngả vào dạng vi sai, tầng liên lạc thẳng có chức khuếch đại tín hiệu điện áp thành tín hiệu điện áp có cơng suất lớn Mạch sử dụng nhiều ứng dụng, bao gồm: Khuếch đại âm cho loa Khuếch đại tín hiệu RF cho ứng dụng truyền thơng Khuếch đại tín hiệu vi xử lý Chương 5: Ứng dụng Khuếch đại công suất với ngả vào dạng vi sai, tầng liên lạc thẳng sử dụng nhiều ứng dụng, bao gồm: Khuếch đại âm cho loa: 11 Mạch khuếch đại công suất với ngả vào dạng vi sai, tầng liên lạc thẳng sử dụng rộng rãi hệ thống âm để khuếch đại tín hiệu âm từ thiết bị đầu vào, chẳng hạn máy nghe nhạc thu, thành tín hiệu điện áp có cơng suất đủ lớn để lái loa Khuếch đại tín hiệu RF cho ứng dụng truyền thông: Mạch khuếch đại công suất với ngả vào dạng vi sai, tầng liên lạc thẳng sử dụng ứng dụng truyền thơng để khuếch đại tín hiệu RF từ thiết bị phát, chẳng hạn đài phát máy thu, thành tín hiệu RF có cơng suất đủ lớn để truyền xa Khuếch đại tín hiệu vi xử lý: Mạch khuếch đại công suất với ngả vào dạng vi sai, tầng liên lạc thẳng sử dụng hệ thống vi xử lý để khuếch đại tín hiệu từ cảm biến thiết bị ngoại vi thành tín hiệu có cơng suất đủ lớn để lái thiết bị đầu ra, chẳng hạn hình loa Ưu điểm: Khuếch đại công suất với ngả vào dạng vi sai, tầng liên lạc thẳng có số ưu điểm so với loại khuếch đại cơng suất khác, bao gồm: Tỷ lệ tín hiệu nhiễu (SNR) cao: Khuếch đại công suất với ngả vào dạng vi sai đạt SNR cao so với loại khuếch đại công suất khác Điều mạch sử dụng tầng liên lạc thẳng, giúp giảm thiểu nhiễu từ nguồn bên ngồi Độ méo thấp: Khuếch đại cơng suất với ngả vào dạng vi sai đạt độ méo thấp so với loại khuếch đại công suất khác Điều mạch sử dụng tầng liên lạc thẳng, giúp giảm thiểu tượng méo thành phần phi tuyến gây Tính ổn định cao: Khuếch đại cơng suất với ngả vào dạng vi sai có tính ổn định cao so với loại khuếch đại công suất khác Điều mạch sử dụng tầng liên lạc thẳng, giúp giảm thiểu dao động thành phần phản hồi gây 12 Nhược điểm: Khuếch đại công suất với ngả vào dạng vi sai có số nhược điểm, bao gồm: Chi phí cao: Khuếch đại cơng suất với ngả vào dạng vi sai có chi phí cao so với loại khuếch đại công suất khác Điều mạch sử dụng nhiều thành phần yêu cầu quy trình sản xuất phức tạp Kích thước lớn: Khuếch đại cơng suất với ngả vào dạng vi sai có kích thước lớn so với loại khuếch đại công suất khác Điều mạch sử dụng nhiều thành phần yêu cầu khoảng cách thành phần lớn để giảm thiểu nhiễu 13 Chương 6: Ảnh chụp sơ đồ ngun lí mạch in Hình 5: Sơ đồ ngun lí 14 Hình 6: Bản vẽ PCB 15 Hình 7: Mạch in PCB 16