Báo cáo Đề tài thiết kế mạch khuếch Đại audio sử dụng transistor

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

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

*** VIỆN ĐIỆN ***

BÁO CÁO ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI AUDIO SỬ DỤNG

TRANSISTOR

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Quốc Cường Sinh viên thực hiện:

 Bùi Quốc Khánh – 20202411

 Kim Tuấn Anh - 20202289

Trang 2

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI VÀ PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI 3

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 4

2 PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI 4

2.1 Yêu cầu của hệ thống 4

2.2 Chức năng của mạch 4

2.3 Thông số kỹ thuật 4

CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ KHỐI 5

CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN THÔNG SỐ MẠCH 6

1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 6

2 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ MẠCH 6

2.1 Tạo nguồn 12V đối xứng 5

2.2 Phần khuếch đại 8

2.3 Phần mạch lọc………8

CHƯƠNG VI: MÔ PHỎNG VÀ TEST MẠCH 11

1.Danh sách linh kiện 11

2. Mạch mô phỏng 12

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ NHẬT KÝ HOẠT ĐỘNG… 13

Trang 3

CHƯƠNG I: LÝ DO LỰA CHỌN VÀ PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI

1 Lý do chọn đề tài

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 các cô em đã chọn đề tài “Mạch khuếch đại

âm thanh”

2 Phân tích đề tài

2.1 Yêu cầu của hệ thống

Thiết kế mạch khuếch đại âm thanh cho tín hiệu stereo ra 2 loa Mõi loa có thông số 8 Ohm, 3W

2.2 Chức năng của mạch

Khuếch đại tín hiệu âm thanh

Hạn chế tối đa sự ảnh hưởng của nhiễu và mẽo tín hiệu

Áp dụng được cho nhiều hệ thống âm thanh…v v

2.3 Thông số kỹ thuật

Sử dụng nguồn vào 220VAC

Công suất mạch 3W

Tín hiều đầu vào 50 - 100mV

Tải dùng loa 8Ω

Trang 4

CHƯƠNG II : SƠ ĐỒ KHỐI

Sơ đồ khối cho 2 loa

Phân công nhiệm vụ:

 Vê phần tạo nguồn đối xứng: Kim Tuấn Anh

 Về hệ thống lọc và phần khuếch đại điện áp : Bùi Quốc Khánh

Trang 5

CHƯƠNG III : SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN

THÔNG SỐ MẠCH

1 Sơ đồ nguyên lý

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 T ính toán thông số mạch

2.1 Mạch tạo nguồn 12V đối xứng

Trang 7

• Sử dụng biến áp đưa điện áp từ 220VAC về 29VAC, sau đó cho qua mạch cầu diode chỉnh lưu biến đổi dòng xoay chiều về 1 chiều

• Đưa tín hiệu vào 2 tụ lọc 4700uF để làm phẳng tín hiệu

• Tiếp theo sử dụng ổn áp LM7812 cho tín hiêu pha dương, và ổn áp LM7912 cho tín hiệu pha âm để chuyển đổi thành tín hiệu± 12V làm nguồn nuôi Opamp

• Sử dụng thêm tụ 1uF và tụ 100nF để lọc cho tín hiệu được tốt hơn (ở đây không nên dùng tụ có điện dung lớn bởi vì tín hiệu lúc này đã khá tốt rồi, nếu lắp tu có điện dung lớn, khi đó tụ sẽ nạp lâu hơn, chi phí lơn hơn cồng kềnh hơn )

Trang 8

2.2 Phần khuếch đại

Về mạch khuếch đại, đa số các bạn đều sử dụng Transistor như yêu cầu do dó, để tạo sự khác biệt một chú, nhóm em đã quyết định sử dụng Opamp thay thế Transistor để làm mạch khuếch đại

Mạch khuếch đại ở đây sử dụng Opamp có nguồn cung cấp 9 VDC được tạo từ nguồn 220 VAC ( phần này được trình bày ở sau)

Phần khuếch đại gồm: R2 = 50k Ohm, R3 = 1000 Ohm

Sử dụng định luật Kirchhoff 1, ta có thể đơn giản tính được hệ số khuếch đại của mạch là:

V out

V 2 =1+

R 2 R3=51

Hình trên ta sử dụng con điện trở R4 100 Ohm và con tụ 100nF để làm giảm dòng điện được đi vào loa vì nếu mắc trực tiếp dòng điện lớn dẫn đến loa bị hỏng

2.3 Phần mạch lọc

 Bộ lọc thông cao (High pass filter )

Trang 9

Ta có: V2 = UR1 = R1 i(t)

V1 = 1/C∫i (t )dt + R1.i(t) Laplace 2 vế ta được:

V2 = R1 I(s) V1 = I(s) 1/(Cs) + I(s).R1

R 1

1

Cs+R 1

= R1 Cs 1+R 1 Cs

Về điện trở cắt (Cut off frequency )

Ta có: ωc = R 1 C1 = ¿f = 2 πRCRC1

Vì con người chỉ nghe được âm thanh ở tần số lớn hơn 20Hz do đó f > 20Hz

2 πRCRC>20 Chọn C = 1uF => R < 7957 Ohm

Nếu chọn R=10 k =¿f =16 Hz=¿Có thể chấp nhận được

 Bộ lọc thông thấp:

Trang 10

Ta cũng có cut off frequency: f = 2 πRCRC1

Vì con người chỉ nghe được âm thanh có tần số bé hơn 20k Hz nên ta có thể chọn R5 ở đây là 750 Ohm và C6 là 10nF

Từ đó ta được một bộ lọc trước khi đem đi khuếch đại:

Trang 11

CHƯƠNG VI: MÔ PHỎNG VÀ TEST MẠCH

1 Danh sách linh kiện

Từ những tính toán ở trên, ta có được danh sách linh kiện như sau:

 Tụ điện: 3 tụ gốm 100nF, 1 tụ gốm 10nF, 1 tụ 22uF, 1tụ gốm 1uF, 2 tụ hóa 1uF,

2 tụ hóa 4700uF

 Điện trở: 1 điện trở 100 Ohm, 1 điện trở 1000 Ohm, 1 điện trở 10k Ohm, 1 điện trở 750 Ohm, 1 điện trở 50k Ohm

Trang 12

2 Mạch mô phỏng

Sơ đồ toàn mạch mô phỏng trên Proteus

Kênh A nối với tín hiệu ra, kênh B nối với tín hiệu vào ( Oscilloscope mô phỏng)

Trang 13

Mạch mô phỏng 3D trên Proteus và mạch in

CHƯƠNG V:KẾT LUẬN

Qua thời gian học tập, với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Quốc Cường, em đã đạt được những kết quả sau:

- Thiết kế và chế tạo được mạch khuếch đại âm thanh có khả năng sử dụng rộng rãi

- 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

Em đi đến đề tài này mong muốn và cũng là sự đam mê của em, muốn tạo ra những sản phẩm mạch điện ứng dụng trong thực

Tài liệu tham khảo:

https://www.youtube.com/watch?v=d8vrZ-fGGEU

Electronic devices and circuit theory - Robert Boylestad Louis Nashelsky

Fundamentals of analog circuits – David Buchla

Microelectronic circuits - Adel Sedra, Kenneth C Smith, and Kenneth Smith

Trang 14

Nhật kí hoạt động

1 Tuần 1: Thời gian: ngày 22 tháng 5 năm 2022

Địa điểm: Online qua MSTeams

Tham dự: Kim Tuấn Anh, Bùi Quốc Khánh

Nội dung: Tìm hiều về đề tài, lập nội dung và kế hoạch

Địa điểm: Online qua facebook

Tham dự: Bùi Quốc Khánh, Kim Tuấn Anh

Nội Dung: Tham khảo trên mạng, các nguồn tài liệu để lựa chọn mạch phù hợp với yêu cầu

Nội dung: Bàn luận về các vấn để khi chọn mạch và quyết định sẽ chọn mạch sử dụng Opamp thay vì sử dụng transistor

Nội dung: Trình bày, trao đổi nhưng thông tin khi thiết kế mạch

Nội dung: Hoàn thiện mạch, mô phỏng và chạy thử trên phần mềm Proteus

Trang 15

Đia điểm: Trên thư viện nhà trường

Tham dự: đủ

Nội dung: Chỉnh sửa thông số để cho mạch chạy ổn đinh, lên danh sách linh kiện để tiến hành lắp mạch thực

Tiêu đề	Thiết kế mạch khuếch đại audio sử dụng transistor
Tác giả	Bùi Quốc Khánh, Kim Tuấn Anh
Người hướng dẫn	Nguyễn Quốc Cường
Trường học	Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Điện
Thể loại	Báo cáo đề tài
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	1,26 MB