Tính toán, thiết kế mạch khếch công suất đại âm tần OCL vi sai, Transistor làm việc ở chế độ AB, Mắc theo kiểu Colector chung, Có chống quá tự dòng. Để tránh méo tín hiệu xuyên tâm đồng thời ổn định điểm làm việc cho các cặp BJT khuyếch đại công suất thì các tổ hợp này phải làm việc ở chế độ AB
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - VIỄN THƠNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM TẦN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG Sinh viên: ĐỒN HỒNG PHÚC MSSV: 20161087 NGUYỄN HỮU DANH MSSV: 20161298 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN TP HỒ CHÍ MINH – 6/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM TẦN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG Sinh viên: ĐỒN HỒNG PHÚC MSSV: 201610873 NGUYỄN HỮU DANH MSSV: 20161298 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN TP HỒ CHÍ MINH – 6/2023 ĐAMH1 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Bố cục báo cáo CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CÁC TẦNG KHUYẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ 2.1.1 Mạch khuếch đại EC 2.1.2 Mạch khuếch đại BC 2.1.3 Mạch khuếch đại CC 2.1.4 Nhận xét 2.2 HỒI TIẾP 2.2.1 Hồi tiếp âm 2.2.2 Hồi tiếp dương 11 2.3 KHUYẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT 11 2.3.1 Chế độ công tác đỉnh điểm làm việc cho tầng khuếch đại công su 11 2.3.2 Khuếch đại công suất hạng A (Khuếch đại đơn) 12 2.3.3 Tầng khuếch đại đẩy kéo 14 2.3.3 Nhận xét 17 2.3.4 Transistor ghép Darlington (dạng thường) 17 2.3.5 Hiện tượng méo xuyên tâm (Crossover) phương pháp khắc phục 18 2.3.6 Các biện pháp nâng cao hệ số khuếch đại 20 2.3.7 Khuếch đại vi sai 22 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN 25 3.1.Tính tốn phần nguồn 25 ĐAMH1 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên 3.2 Tính tốn tầng cơng suất 26 3.2.1.Tính chọn trở R1, R2 26 3.2.2 Tính chọn R3, R4: 27 3.3 Tính tầng lái: 28 3.3.1 Tính chọn D3, VR2: 28 3.3.2 Tính tốn transistor Q5 làm nguồn dịng: 29 3.3.3 Tính chọn R8 ,R88: 29 3.3.4 Tính chọn R15, R16, R9 R10: 30 3.4 Tính tầng vi sai 31 3.4.1 Tính chọn VR3: 31 3.4.2 Tính hệ số khếch đại tồn mạch tính chọn R12: 31 3.4.3 Tính toán tụ liên lạc tụ lọc nguồn: 31 3.4.4 Tính mạch lọc zobel: 32 3.4.5 Tính mạch bảo vệ 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 35 4.1 Sơ đồ nguyên lý vẽ Proteus 35 4.2 Kết mô điện áp 35 4.3 Kết mô dòng điện 36 4.4 Kết tín hiệu Sin 10KHz – 200mV pp 36 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 37 5.1 Những kết đạt được: 37 5.2 Những thuận lợi khó khăn thực đề tài: 37 5.2.1 Thuận lợi: 37 5.2.2 Khó khăn: 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 ĐAMH1 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu Ngành Điện tử Viễn thông ngành quan trọng mang tính định cho phát triển quốc gia 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 người ngày cao điều kiện thuận lợi cho ngành Điện tử Viễn thông phải không ngừng phát minh sản phẩm có tình ứng dụng cao, sản phẩm đa tính năng…Nhưng điều sản phẩm bắt nguồn từ linh kiện: R, L, C, Diode, BJT…mà tảng môn Điện tử Hiện nay, Việt Nam có nhiều loại máy khuếch đại âm thị trường mà tầng khuyếch đại công suất thiết kế từ mạch như: mạch khuếch đại OTL, mạch khuếch đại OCL…Nhưng phổ biến loại mạch khuyết đại OCL Bởi dạng mạch có ưu điểm về: hiệu suất, hệ số sử dụng BJT cơng suất, độ lợi băng thơng, biên độ tín hiệu ra…Cũng mà nhóm phân bổ làm mạch khuếch đại công suất dạng OCL làm đồ án mơn học Qua nỗ lục nghiên cứu, tìm hiểu với hướng dẫn tận tình mà nhóm hồn thành đồ án Với khoảng thời gian có hạn trình độ kiến thức nhóm cịn hạn chế nên nhóm tin hệ thống hoạt động chưa tối ưu không tránh khỏi thiếu sót Nhóm kính mong thơng cảm giúp đỡ bảo thêm cho nhóm kinh nghiệm Nhóm xin chân thành cảm ơn 1.2 Mục tiêu đề tài Thiết kế xây dựng mạch khuếch đại công suất âm tần thỏa điều kiện ban đầu cơng suất dịng 1.3 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tổng hợp tài liệu - Phương pháp mô Bố cục báo cáo Chương Giới thiệu Chương Cơ sở lý thuyết - Các tần khuếch đại tín hiệu nhỏ Đồn Hồng Phúc – Nguyễn Hữu Danh ĐAMH1 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên - Hồi tiếp - Khuếch đại công suất Chương Thiết kế hệ thống Chương Kết mô Chương Kết luận hướng phát triển Đoàn Hồng Phúc – Nguyễn Hữu Danh ĐAMH1 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CÁC TẦNG KHUYẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ 2.1.1 Mạch khuếch đại EC Vcc R1,R2 : Điện trở phân cực cho BJT Rc RC : Điện trở tải cực C BJT Re : Điện trở ổn định nhiệt Rt : Điện trở tải Rn : Nội trở nguồn tín hiệu Un : Nguồn tín hiệu Ce : Tụ xoay chiều R1 Ur C2 C1 Rt R2 Rn Re Ce + - Sơ đồ mạch EC C1 : Tụ liên lạc ngõ vào 2.1.1.1 Trở kháng vào Transistor (rv) mạch EC (Rv) RV = R1 // R2 // rV Ta có: U1 = ibrb + iere = ib[ rb + (1 + β) re] => rv = rb + (1+ ) re 2.1.1.2 Hệ số khuếch đại dịng điện mạch (Ki) Ki = Ta có: it ib ic it = iv ic ib ic iv.Rv = iv.rv Đoàn Hồng Phúc – Nguyễn Hữu Danh ĐAMH1 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên Ic = β.ib => ic =β ib IT.RT = iC.(RC//RT) => ic RC // Rt = ib Rt 2.1.1.3 Hệ số khuếch đại điện áp (Ku) Ur it.Rt Rt Ku = = = Ki Un iv(Rn + Rv) Rn + R v 2.1.1.4 Hệ số khuếch đại công suất (Kp) KP = Ku.KI 2.1.1.5 Trở kháng mạch khuếch đại (Zr) Khi hở mạch Rt, , Zr = rce // Rc rce >> Rc => Zr = RC 2.1.1.6 Quan hệ tín hiệu vào tín hiệu Ở bán kỳ dương (+) tín hiệu vào làm ib tăng -> ic tăng -> UC giảm -> tín hiệu giảm Ở bán kỳ âm (-) tín hiệu vào làm ib giảm -> ic giảm ->UC tăng -> tín hiệu tăng Vậy, với mạch EC tín hiệu vào tín hiệu nghịch pha 2.1.2 Mạch khuếch đại BC C1 C2 Ur Rc Rn R1 R3 1k Re + Un Cb - R2 Ucc Sơ đồ mạch re Ur rc Rn + En Re rb Rc Rt B Đoàn Hồng Phúc – Nguyễn Hữu Danh ĐAMH1 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên 2.1.2.1 Trở kháng vào Transistor (rV) mạch khuếch đại (RV) Rv = Re // rv Ta có: U1= iere + ibrb=ie(re + rb ) 1+β rb 1+β 2.1.2.2 Hệ số khuếch đại dòng điện (Ki) rv = r e + Rv RC // Rt α r Rt Ki = , Ki < 2.1.2.3 Hệ số khuếch đại điện áp (Ku) Rv RC // Rt α r Rn + R v 2.1.2.4 Hệ số khuếch đại công suất Ku = Kp = Ki.Ku 2.1.2.5 Trở kháng mạch khuếch đại (Z r) Khi khơng có tải Rt Zr = rr // Rc ( Rc với >> Rc) 2.1.2.6 Quan hệ tính hiệu vào tín hiệu Ở bán kỳ dương tín hiệu vào làm ie giảm -> ic giảm -> Uc tăng -> tín hiệu tăng Ở bán kỳ âm tín hiệu vào làm ie tăng -> ic tăng -> Uc giảm -> tín hiệu giảm Vậy, với mạch BC tín hiệu vào tín hiệu đồng pha 2.1.3 Mạch khuếch đại CC Vcc R1 C1 Ur C2 Rn R2 Re + Rt Un - iv Sơ đồ mạch CC Đoàn Hồng Phúc – Nguyễn Hữu Danh ĐAMH1 GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên ib ib rc rb re Rn U1 + Ur R 1//R2 En - Rt Re R Sơ đồ tương đương rv v 2.1.3.1 Trở kháng vào Transistor (rV) mạch khuếch đại (RV) Rv = R1//R2//rv Ta có: U1= ibrb + iere + it(Re // Rt) U1= ib[rb + (1 + β)(re + Re // Rt)] rv = rb + (1+β)(re + Re // Rt) 2.1.3.2 Hệ số khuếch đại dòng điện mạch (Ki) Ki = Rv RC // Rt (1 + β) rv Rt 2.1.3.3 Hệ số khuếch đại điện áp mạch (Ku) Rv Re // Rt Ku = (1 + β) ,Ku < r Rn + R v 2.1.3.4 Hệ số khuếch đại công suất mạch (Kp) KP= Ki.Ku 2.1.3.5 Quan hệ tín hiệu vào tín hiệu Ở bán kỳ dương (+) tín hiệu làm dịng ib tăng -> ie tăng -> Ue tăng -> tín hiệu tăng Ở bán kỳ âm (-) tín hiệu làm dòng ib giảm -> ie giảm -> Ue giảm -> tín hiệu giảm Vậy, tín hiệu vào tín hiệu đồng pha 2.1.4 Nhận xét Tham số BC EC CC Ki Nhỏ(0.98) Lớn(-47.2) Lớn(48.2) Ku Lớn(72) Lớn(-72) Nhỏ(0.99) Đoàn Hồng Phúc – Nguyễn Hữu Danh