MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM THANH

Mô phỏng và tính toán mạch khuếch đại âm thanh trên Proteus và Altium. Trong sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử ngày nay và những ứng dụng của điện tử vào đời sống cũng như phục vụ cho giải trí ngày càng được chú trọng. Chúng em đi đến đề tài này mong muốn và cũng là sự đam mê của chúng em, muốn tạo ra những sản phẩm mạch điện ứng dụng trong thực tế và cuộc sống

KHOA ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ I

Đề tài: MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM THANH

Giảng viên hướng dẫn: TS PHÙNG THỊ KIỀU HÀ Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 06

1 Nguyễn Trọng Lâm – 20198135

2 Quách Ngọc Trường Giang – 20198125

3 Nguyễn Quang Vinh - 20198155

Hà Nội, 1-2022

LỜI NÓI ĐẦU

Kinh tế ngày càng quốc tế hóa, xã hội cũng ngày càng phát triển Để đáp ứng nhu cầu bức thiết của cuộc sống và hội nhập tiến độ phát triển trên thế giới, đi hỏi các ngành khoa học kỹ thuat hiện nay ngày phải một nâng cao và phát triển về chất lượng và khả năng ứng dụng rộng rãi Trong đó ngành công nghệ kỹ thuật điện tử cũng đóng một vai trò quang trọng trong sinh hoạt cũng như trong sản xuất của thế giới Là một sinh viên đang còn ngồi trên ghế nhà trường,… em đã được trao dồi những kiến thức chuyên môn của ngành học

Tuy được học và thực hành nhiều trên lớp nhưng đó chỉ một phần nào đó nhỏ bé

so với những kiến thức ngoài thực tế ngày nay và sau này khi ra trường chúng em sẽ gặp phải Vì thế, em rất muốn vận dụng nhũng kiến thức đã được học vào thực tiễn

và học hỏi những gì còn thiếu Qua sự giúp đỡ của cô giáo bộ môn,em đã học hỏi được rất nhiều điều trong thực tế, cũng như tìm hiểu nhung vấn đề, tài liệu liên quan giúp ích cho việc hoàn thành bài tập lớn này Vì thế sau khi cân nhắc và được sự góp

ý của giáo viên nhóm nghiên cứu đã chọn đề tài “Mạch khuếch đại âm thanh”

MỤC LỤC

PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 5

1 Giới thiệu đề tài 5

2 Phân tích đề tài 5

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ 6

1 Sơ đồ khối 6

2 Sơ đồ nguyên lý 6

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG 13

1 Tính toán thông số mạch 13

1.1 Nguồn cung cấp 13

1.2 Tầng 1: Mạch mắc theo kiểu E chung, phân áp 13

1.3 Tầng 2: Tầng Khuếch Đại Dòng Điện (Tầng Darlington) 15

1.4 Tầng 3: Khuếch Đại Công suất 17

1.5 Thông số khuếch đại toàn mạch: 18

2 Kết quả mô phỏng sử dụng phần mềm Proteus và so sánh với kết quả tính toán 18

3 Mô phỏng thiết kế sử dụng phần mềm Altium 21

KẾT LUẬN 22

PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

mạch

Tính toán số liệu của linh kiện được sử dụng Tham chiếu datasheet của linh kiện được sử dụng và giải thích các thông số được lựa chọn

Nguyễn Trọng Lâm

mạch nguyên lí và thiết kế mạch in

Thiết kế mạch khuếch đại trên phần mềm thiết kế mạch Altium

Nguyễn Quang Vinh

nguyên lí

Mô phỏng mạch trên phần mềm

lý thuyết

Quách Ngọc Trường Giang

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu thành viên nhóm

Nhóm nghiên cứu gồm 3 thành viên :

1.2.Tên đề tài

Mạch khuếch đại âm thanh

1.3.Mục tiêu đề tài

2.3 Yêu cầu chức năng, phi chức năng

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ

Hình 1 Sơ đồ khối mạch khuếch đại âm thanh

+ Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn

+ Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại âm thanh

Nguồn nuôi 35V

Tín hiệu

vào

Khuếch đại tín hiệu nhỏ

Khuếch đại

Khuyếch Đại dòng điện

Hình 3 Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại âm thanh

Mạch gồm có Q1 là transitor mắc theo kiểu E chung, phân cực phân áp đóng vai trò khuếch đại tín hiệu đầu vào Q2 và Q3 mắc thành tầng darlington theo kiểu C chung có tác dụng khuếch đại dòng điện Q4,Q5,Q6,Q7 tạo thành 2 cặp transitor bổ phụ mắc theo kiểu darlington có tác

dụng khuếch đại công suất theo kiểu AB

Thông số của từng linh kiện:

Điện trở: R1: 170kΩ, R2: 20kΩ, R3: 330kΩ, R4:180Ω, R5=1kΩ, R6=1kΩ, RC=20kΩ,

RE1= 30Ω, RE2 =3kΩ

Tụ điện: C1=150uF, C2= 100uF, C3=100uF, C4=2200uF

Transistor: Q1 & Q2: 2N3904, Q3: TIP41, Q4: 2SD756

+ Q3 & Q5: TIP41

Datasheet của TIP 41

+ Q4: 2SD756

Datasheet của 2SD756

+ Q6: 2SD758

Datasheet của 2SD758

+ Q7: TIP42

Datasheet của TIP42

+ D1 = D2: 1N4148

Datasheet của 1N4148

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG

Dựa trên sơ đồ khối và sơ đồ nguyên lý được trình bày ở trên, chúng em xin trình

bày lời giải cho phần tính toán và mô phỏng mạch như sau:

Hình 3.1 Sơ đồ biểu diễn tầng 1

• Sử dụng transitor Q1 2N3904 (hoặc 2N2222A) mắc Emiter chung

• Tham khảo Datasheet chọn điểm làm việc tĩnh Q (Uce;Icq)

Là điểm Q (12V; 1mA) Lúc này hệ số 𝛽 của trans vào khoảng 150 lần

1.3.Tầng 2: Tầng Khuếch Đại Dòng Điện (Tầng Darlington)

Hình 3.2 Sơ đồ biểu diễn tầng 2

Trên đo đạc thực tế , nhóm em nhận thấy nếu đặt giá trị điện trở như vậy sẽ khuếch đại chưa đủ

và gây méo tín hiệu nên đã điều chỉnh để phù hợp với yêu cầu bài ra

• R3 =380 kΩ

Hình 3.2 Sơ đồ biểu diễn tầng 3

Sử dụng 2 trở 1k để phân cực cho 2 cặp transitor

Công suất tiêu tán tối đa trên 2 Transistor Q6, Q7:

C4 lọc tín hiệu 1 chiều, đưa tín hiệu ra tải đồng thời nạp phóng trong 2 nửa chu kỳ => chọn giá trị cao C4 = 2200uF

1.5.Thông số khuếch đại toàn mạch:

𝐴𝑉 = 𝐴𝑉1𝐴𝑉2𝐴𝑉3 = 300

2 Kết quả mô phỏng sử dụng phần mềm Proteus và so sánh với kết quả tính toán

+ Sử dụng phần mềm Proteus với sơ đồ nguyên lí đã thiết kế ở trên, nhóm có kết quả:

Hình trên là điện áp đo được trên loa với cận trên dương là 9,55V và cận dưới âm là 11,8V.So sánh với yêu cầu kĩ thuật tính toán được là cần Vloa = 14V để công suất trên loa là 12W chúng

em nhận thấy có hiện tượng sụt áp trong mạch khi đi qua các tầng dưới đây là kết quả đo Điện áp của tầng 1 (khuếch đại điện áp )

Điện áp qua tầng 2

Điện áp qua tầng 3

+ Như ta thấy, ở tầng 1, muốn tăng khuếch đại thì ta có thể tăng R L => tăng RL của

tầng 1, và nó cùng là trở kháng đầu vào của tầng KĐ 2, nhưng vẫn phải tăng ở mức vừa

phải 1 là vẫn để Q2 hoạt động tại điểm tĩnh Q của nó nên không nên thay đổi nhiều

+ Khi bị sụt áp thì sẽ tạo 1 dòng từ Q4 xuống Q5 => 2 con tran này phải chịu thêm 1 dòng thừa khá đáng kể gây nên sự nóng của của trans vì tiêu thụ dòng gây tỏa nhiệt, từ đó mà có thể giảm hiệu suất khuếch đại công suất

3 Mô phỏng thiết kế sử dụng phần mềm Altium

Mạch thiết kế:

− Đạt được những mục tiêu và yêu cầu ban đầu

− Vận dụng được nhiều kiến thức về khuếch đại công suất trong quá trình

thi công

− Tìm hiểu được nhiều mẫu có thể sử dụng sau này

− Tham khảo được nhiều ý tưởng hay, có nhiều sáng tạo trong thiết kế

− Khả năng tìm tài liệu trên mạng

Trong sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử ngày nay và những ứng

dụng của điện tử vào đời sống cũng như phục vụ cho giải trí ngày càng được chú

trọng Chúng em đi đến đề tài này mong muốn và cũng là sự đam mê của chúng em,