báo cáo bài tập lớn điện tử tương tự i đề tài mạch khuếch đại âm thanh

Phân tích thông số kỹ thuật1.1.Yêu cầu chức năngKhuếch đại tín hiệu âm thanh từ jack audio ra loa 8Ω có tín hiệu âm thanhvới đầu vào 100 mV công suất ra 3W.1.2.Yêu cầu phi chức năng- Tín

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

****************

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ I

Đề tài: Mạch khuếch đại âm thanh

Gi ng viên hả ướng dẫẫn : Phùng Th Kiêều Hàị

Mã l pớ : 133356

Sinh viên th c hi nự ệ | MSSV

Ngô Quang Bách © : 20192706

Nguyêẫn Khắắc Toàn : 20193138 Nguyêẫn Hôềng Công : 20192726

Dương Minh Đắng : 20192743

Hà Nội, 7/2022

MỤC LỤC

1 Phân tích thông số kỹ thuật 3

1.1.Yêu cầu chức năng 3

1.2.Yêu cầu phi chức năng 3

1.3 Phân công nhiệm vụ 3

2 Thiết kế sơ đồ khối 3

2.1 Sơ đồ khối 3

2.2 Lựa chọn linh kiện 4

3 Thiết kế chi tiết từng khối 4

3.1 Khối nguồn 4

3.2 Khối khuếch đại tín hiệu 5

3.3 Khối khuếch đại công suất 8

3.4 Thông số toàn mạch 9

4 Mô phỏng và kiểm tra mạch 9

4.1 Mạch thiết kế và mô phỏng 9

4.2 Báo cáo sản phẩm 10

2

1 Phân tích thông số kỹ thuật

1.1.Yêu cầu chức năng

Khuếch đại tín hiệu âm thanh từ jack audio ra loa 8Ω có tín hiệu âm thanh với đầu vào 100 mV công suất ra 3W

1.2.Yêu cầu phi chức năng

- Tín hiệu âm thanh rõ ràng, không méo

- Mạch đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật tối thiểu

- Thiết kế tối đa hoá công suất trên tải

1.3 Phân công nhiệm vụ

Bảng Phân công nhiệm vụ

1 Thiết kế mạch trên cơ sở lí

2 Mô phỏng và chỉnh sửa trên

3 Mua linh kiện Bách, Đăng Địa điểm Điện tử 3M

4 Làm sản phẩm và test trên board Bách Địa điểm Điện tử 3M

5 Tổng kết và làm báo cáo Toàn, Công Online

6 Chỉnh sửa và hoàn thiện báo cáo Cả nhóm Online

2 Thiết kế sơ đồ khối

2.1 Sơ đồ khối

Hình 2 1: Sơ đồ khối

3

Mạch gồm 3 khối chính: khối nguồn, khối khuếch đại tín hiệu, và khối khuếch đại công suất Jack điện thoại và loa là phụ kiện hỗ trợ mạch

Khối nguồn: Đầu vào 220V AC, đầu ra 14V DC.

Khối khuếch đại tín hiệu: khuếch đại tín hiệu vào cho tín hiệu ra gấp tối

thiểu 10 lần tín hiệu vào

Khối khuếch đại công suất: tầng khuếch đại đẩy kéo nối tiếp với tầng

Darlington

2.2 Lựa chọn linh kiện

Sau đây ta sẽ nêu và lựa chọn các linh kiện chính cho các khối của mạch, lý

do dùng các linh kiện này đã nêu ở phần thiết kế

Bảng lựa chọn linh kiện

(VND)

Điện trở kΩ Phù hợp với từng tầng 4000 Transistor

BC547BP Dùng trong các khối khuếch đại 12000

Tụ điện 100uF,

1.5uF

Để lọc tín hiệu đầu vào và ra, ghép nối các tầng, ngăn hồi tiếp xoay

chiều

20000

Tụ điện 47uF Lọc tín hiệu đầu vào 4000

Diode 1N4148 Mạch khuếch đại công suất 4000 Transistor TIP41,

TIP42

Mạch Đẩy kéo, tầng Darlington cần trans chịu công suất lớn 4000

Tụ 1mF Tụ xuất âm, có vai trò là cung cấp

nguồn cho bán kỳ âm 4000

3 Thiết kế chi tiết từng khối

3.1 Khối nguồn

Để mạch khuếch đại có công suất ra tải 4Ω được 2W thì điện áp ra đỉnh đỉnh cần đạt được là 8V Do vậy, cần sử dụng nguồn có điện áp và công suất lớn hơn yêu cầu trên, nên nhóm chúng em quyết định sử dụng bộ chuyển đổi nguồn

4

xoay chiều 220V AC sang nguồn một chiều 14V DC - 2A, do đáp ứng được thông số yêu cầu giá thành hợp lý, tín hiệu ra ổn định, nhiễu thấp

3.2 Khối khuếch đại tín hiệu

• Tầng tiền khuếch đại – khuếch đại EC

Hình 3 1: Tầng EC khuếch đại tín hiệu nhỏ

Sử dụng Emito chung để khuếch đại điện áp:

- Chọn transistor BC547 βP được xác định theo datasheet

- Chọn điểm làm việc tĩnhthì

Áp dụng Kirchhoff ta có:

5

Ta có:

+ => Chọn

Ta có:

Mà

Để mạch EC làm việc ổn định thì :

Chọn

Mà

Tính toán các tụ C , C , C0 1 2

=> Chọn

=> Chọn

• Tầng Darlington

+ Ta sử dụng 2 transistor BC547B ( và Tip41( Theo datasheet ta có:

*TIP41:

6

+ Cực E của 2N2222A nối trực tiếp vào cực B của Tip41 + Cách mắc này tạo ra 1 BJT tương đương với + Chọn Q1 gồm

+ Chọn Q2 gồm

Hình 3 2: Tầng Darlington

7

Mà => Chọn

=> Chọn

= 0.75

+ Tụ nối tầng EC và Darlington

=> Chọn

3.3 Khối khuếch đại công suất

Hình 3 3: Tầng khuếch đại công suất

- Sử dụng một cặp BJT công suất có vùng làm việc lớn là Tip41 và Tip 42 ()

*Datasheet TIP42:

8

- Mắc 2 BJT theo kiểu đẩy kéo

- Setup 2 BJT ở chế độ AB

- R7, R : Điện trở phân cực8

- Diode D , D : Diode ngăn cản ảnh hưởng tín hiệu của chu kỳ âm1 2

- Tụ C: Tụ xuất âm, cung cấp nguồn nuôi Q trong nửa chu kỳ âm2

- Chọn R = R = để V7 8 BE đủ lớn, tránh méo xuyên tâm

-

- Khi V của Q , Q đạt lý tưởngCE 4 5

- Công suất cực đại ra tải là:

- Tụ C là tụ xuất âm, có vai trò là cung cấp nguồn cho bán kỳ âmo

9

Điện dung phải lớn

Chọn

3.4 Thông số toàn mạch

Av đo được trên mô phỏng là 49 lần

4 Mô phỏng và kiểm tra mạch

4.1 Mạch thiết kế và mô phỏng

Thực hiện mô phỏng bằng phần mềm Proteus

Hình 4 1: Mạch mô phỏng bằng phần mềm Proteus

Kết quả mô phỏng:

10

Hình 4 2: Kết quả mô phỏng bằng phần mềm Proteus

4.2 Báo cáo sản phẩm

Báo cáo kết quả thực tế và mô phỏng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

11

[1] Dr Nguyen Anh Quang, Slides Electronic Curcuit I

[2].https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/263274/ISC/TIP42.html

[3].https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/269995/SAVANTIC/TIP41A.html

[4].https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/2894/MOTOROLA/BC547B.html