đồ án thiết kế mạch điện điện tử

Tính toán tầng khuếch đại công suất.1.1 Chọn tranzito: - Điện áp yêu cầu của nguồn: Chọn.. thỏa mãn - Dòng cực đại colectơ: - Công suất tổn hao trên cực góp: - Mà ta có: - Từ các điều ki

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỆN ĐIỆN TỬ

Họ và tên sinh viên: Tống Văn Huỳnh

Lớp: Điện – Điện Tử K55

Đề tài số: 09

Nội dung:

Thiết kế bộ khuếch đại tín hiệu xoay chiều hai tầng:

- Một tầng khuếch đại công suất đẩy kéo làm việc ở chế độ AB, không dung máy biến áp;

- Một tầng khuếch đại điện áp;

- Tải của bộ khuếch đại ;

- Dải tần số (dải thông) ;

- Hệ số nhiễu ;

- Độ méo ;

- Nhiệt độ môi trường ;

- Tín hiệu vào ;

Yêu cầu:

1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại;

2 Tính chọn các linh kiện;

3 Thiết kế bộ nguồn;

4 Mô phỏng

Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại tín hiệu xoay chiều hai tầng

Chương 1: Tính toán tầng khuếch đại công suất

1 Tính toán tầng khuếch đại công suất.

1.1 Chọn tranzito:

- Điện áp yêu cầu của nguồn:

Chọn (thỏa mãn)

- Dòng cực đại colectơ:

- Công suất tổn hao trên cực góp:

- Mà ta có:

- Từ các điều kiện trên ta chọn tranzito:

- Có các số liệu sau:

1.2 Xác định điểm làm việc tĩnh:

Để đảm bảo méo phi tuyến nhỏ khi tín hiệu bé chọn ; (đặc tính cửa vào) Trên đặc tính cửa ra ứng với suy ra và xác định được điểm

1.3 Xây dựng đường đặc tính tải có tính đến ảnh hương tương hỗ của tranzito

Hình 1

Đặc tính đi qua 2 điểm: M( & N(

Suy ra

Theo đặc tính cửa ra:

1.4 Xác định các điện trở định thiên.

Ta xác định các điện trở mà trên đó rơi 1 điện áp

Trên điện trở có điện áp rơi:

Và có dòng:

Nên:

1.5 Điện dung tụ :

Ta có:

Vậy lấy tụ điện có chỉ số:

1.6 Tính điện trở mạch vào của tầng:

Điện trở vào của tầng khuếch đại công suất là tải đối với tầng trước(tầng khuếch đại âm tần)

Nên:

+ Điện áp vào:

Vậy sơ đồ này không khuếch đại được điện áp vì

+ Công suất tín hiệu vào:

Vậy, hệ số khuếc đại của tầng:

2 Thiết kế tầng khuếch đại điện áp.(hình 1)

Do điện áp ra của tầng khuếch đại điện áp chính bằng điện áp vào của tầng khuếch đại công suất: , còn nên việc tính toán của tầng khuếch đại điện áp theo yêu cầu tầng khuếch đại công suất là khó khăn Có thể tăng nguồn nhưng luôn không hợp

lý vì đảm bảo chế độ làm việc định mức của tầng theo dòng 1 chiều khi yêu cầu tăng đáng kể Điều này dẫn đến không sử dụng tốt các collector của tranzitor ở tầng

khuếch đại công suất và làm giảm hiệu suất Đơn giản hơn để giải quyết vấn đề này

là sử dụng cuộn chặn L ở mạch collector của tranzitor ở tầng khuếch đại điện áp Điện cảm L được xác định theo điều kiện:

Suy ra: L

2.1 Chọn Tranzitor.

Ta có:

Vậy lấy

Tranzitor cần có:

Biên độ dòng:

Khi đó:

Công suất mạch collector:

Chọn Tranzitor loại M do Nga sản xuất có (Phụ Lục 3 – Giáo trình hướng dẫn thiết

kế mạch điện tử - Kim Ngọc Linh)

2.2 Xác định điểm làm việc tĩnh

Trên đặc tính cửa ra xác định điểm làm việc và Theo đặc tính vào xác định được:

Lấy điện áp vào của tầng bằng điện áp ra của tầng trước(tầng tách sóng):

ta tìm được hệ số khuếch đại yêu cầu của tầng:

Hệ số khuếch đại của tầng khi không có hồi tiếp:

Suy ra

2.3 Xác định giá trị điện trở.

+ Ta có

+ Giá trị điện trở yêu cầu của cuộn chặn:

Khi mắc thêm điện trở

+ Điện trở mạch bazơ:

+ Điện trở vào của tầng:

Ta có:

+ Méo tần số do cuộn chặn L gây ra có thể bỏ qua Vì vậy với

Suy ra:

Chọn

Chọn

Do không biết nên lấy

Chương 2: Thiết kế bộ nguồn

Để cung cấp nguồn cho tầng khuếch đại, ta chọn nguồn có:

1 Thiết kế mạch ổn áp.

Ở đây ta chọn thiết kế mạch ổn áp có khâu hồi tiếp

Hình 2

Có điện áp vào để mạch làm việc ổn định:

Suy ra:

Chọn BJT1 có:

Chọn BJT1 hiệu 2SC830 (do Nhật Bản sản xuất (Phụ Lục 5 – Giáo trình hướng dẫn thiết kế mạch điện tử - Kim Ngọc Linh) Có thông số như bảng sau:

khuếc

h đại

Tần số Điện

dung ra, pF

mW

- Chọn Zơ ner:

Tra phụ lục được

Dòng qua phân áp : có

Chọn

Suy ra

- Dòng cực gốc BJT2 bằng:

- Dòng cực phát BJT2:

Hệ số khuếch đại yêu cầu BJT2

Chọn BJT2 có

Chọn BJT2 loại M38 có (Phụ Lục 3 – Giáo trình hướng dẫn thiết kế mạch điện tử - Kim Ngọc Linh)

- Dòng qua trở

Suy ra:

- Dòng qua trở

Khoảng cách điện áp thực tế có thể điều chỉnh:

2 Thiết kế máy biến áp.

Thiết kế máy biến áp ta có các thông số:

Tra bảng 1-1(Giáo trình hướng dẫn thiết kế mạch điện tử - Kim Ngọc Linh) ta chọn vòng/vôn của

Có

Diện tích thực của lõi:

Tiết diện của lõi là:

Chọn tiết diện hình vuông, vậy bề rộng phiến trung tâm sẽ là:

Chọn theo bảng 1-2a (Giáo trình hướng dẫn thiết kế mạch điện tử - Kim Ngọc Linh)

chọn phiến loại E-I số 33 có thông số như bảng dưới:

Diện tích cửa sổ có sẵn cho phiến đã chọn:

* Thiết kế dây quấn

- Dòng sơ cấp:

Tiết diện sơ cấp của lõi:

Tra bảng 1-3 (Giáo trình hướng dẫn thiết kế mạch điện tử - Kim Ngọc Linh)

chọn tiêu chuẩn gần nhất có đường kính bọc trung bình

Số vòng cuộc dây sơ cấp:

- Dòng thứ cấp

Có

Tra bảng 1-3 (Giáo trình hướng dẫn thiết kế mạch điện tử - Kim Ngọc Linh)

Chọn tiêu chuẩn gần nhất , đường kính bọc trung bình d = 0,935 mm

Tiết diện thực của cuộc dây quấn thứ cấp:

Số vòng cuộn dây thứ cấp:

Có diện tích cửa sổ cần cho cuộn sơ cấp:

Diện tích cửa sổ cần cho cuộc thứ cấp:

Diện tích cửa sổ yêu cầu của cuộn sơ cấp và thứ cấp:

Ta có: vậy kích thước phiến chọn thỏa mãn yêu cầu

Số phiến yêu cầu bằng: phiến

Bề rộng cuộn dây trên trên lõi

Chiều dài trung bình 1 vòng dây:

Khối lượng dây đồng cần có cho cả cuộn dây sơ cấp và thứ cấp:

3 Thiết kế bộ chỉnh lưu cầu 1 pha.

Có

Chọn

Chọn điốt chỉnh lưu:

Điện áp vào của bộ lọc:

Điện áp ngược cực đại đặt lên điốt:

Dòng điện trung bình qua điốt:

Chọn điốt loại 233A (Phụ Lục 1 – Giáo trình hướng dẫn thiết kế mạch điện tử - Kim Ngọc Linh) Có thông số

Mô Phỏng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Giáo trình hướng dẫn thiết kế mạch điện tử - PGS.TS Kim Ngọc Linh

Mục lục

Trang

Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại tín hiệu xoay chiều hai tầng 2

1.3 Xây dựng đường đặc tính tải có tính đến ảnh hương tương hỗ của tranzito 4

2 Thiết kế tầng khuếch đại điện áp 6