Mạch khuếch đại audio
Trường ĐH Công Nghiệp Tp.HCM Bộ Môn Cơ sở - Khoa Công Nghệ Điện Tử Tiểu Luận: Mạch Khuếch Đại Audio GVHD: Lưu Thế Vinh Mạch Khuếch Đại Audio là gì? Mạch khuếch đại âm thanh có nhiệm vụ tạo ra một công suất đủ lớn để kích thích tải mà ở đây chính là kích thích loa phát ra âm thanh mong muốn. Các chế độ làm việc của BJT: Loại A Loại AB Loại B Loại C Các Loại Khác D,E,F,G,H Phân loại Khuếch Đại Audio 1/. Mạch khuếch đại công suất loại A: Đặc điểm chính là tín hiệu ngõ ra của BJT luôn ở trong vùng tích cực có nghĩa là BJT được phân cực sao cho tín hiệu ngõ ra luôn biến thiên theo tín hiệu ngõ vào. Tín hiệu được khuếch đại trong cả chu kì 2. Điểm làm việc tĩnh Q(VCE,ICQ) thõa mãn điều kiện VCE=VCC/2. Ưu Điểm Tín hiệu ngõ ra khuếch đại trong cả chu kì theo tín hiệu ngõ vào. Có chất tương đối tốt, Ít biến dạng Nhược Điểm Do được phân cực ở chế độ làm việc tối ưu nên mức tiêu hao năng lượng lớn, cả khi không có tín hiệu ở ngõ vào. Hiệu suất của mạch thấp thường là η = 25%. Vì vậy mạch khuếch đại tín hiệu loại A ít được sử dụng. 2/. Mạch khuếch đại công suất loại B: Đặc điểm phân cực là điện áp VBE= 0V vì vậy khi đó tín hiệu ngõ vào phải vượt qua điện áp ngưỡng Vγ của BJT thì mới cò tín hiệu ở ngõ ra Tín hiệu thường chỉ khuếch đại ở một bán kì dương hoặc âm tuỳ thuộc vào loại BJT là PNP hay NPN. Mạch khuếch đại công suất thường được ghép dạng PUSH – PULL. Ưu Điểm Mạch không họa động khi không có tín hiệu vào. Năng lượng tiêu hoa ít. Hiệu suất mạch cao từ 50 - 75%. Nhược Điểm Tín hiệu vào sẽ bị méo dạng xuyên tâm. Yêu cầu cần phải có nguồn đôi Nhưng thường được khắc phục bằng cách gắn thêm Vbb ở cực công của BJT. 3/. Mạch khuếch đại công suất loại AB: Đặc điểm là sự cải tiến nhược điểm méo xuyên tâm của lớp B bằng cách nâng áp phân cực điểm tĩnh Q sao cho nằm trong vùng giữa lớp A và lớp B, mạch được phân cực có VBE gần bằng hoặc bằng Vγ của BJT. Vì vậy tín hiệu ngõ vào sẽ được khuếch đại cho tín hiệu ngõ ra hơn nửa chu kì. Mạch khuếch đại công suất thường được ghép dạng đối xứng - bổ phụ, có nghã là hai phần tử BJT công suất có cùng thông số nhưng một là loại PNP và một là NPN. Nếu mạch được thiết kế dùng nguồn đôi ta gọi là mạch khuếch đại công suất dạng OCL ( Output Capactor - Less), nếu dùng nguồn đơn và ngõ ra có tụ ta gọi là mạch khuếch đại công suất dạng OTL ( Output Transformer- Less). Ưu Điểm Tín hiệu ngõ ra ít bị méo dạng hơn ở lớp B. Tiêu hao năng lượng khi không có tín hiệu ngõ vào ít hơn lớp A. Hiệu suất của mạch cao, hệ số sử dụng BJT cao Nhược Điểm Cần có biến áp cung cấp nguồn đối xứng đối với mạch OCL. Cần có tụ ở ngõ ra đối với mạch OTL. Mạch khuếch đại loại AB thường được sử dụng nhiều do có được những ưu điểm vượt trội của các loại A, B đồng thời cũng hạn chế được những nhược điểm lớn của chúng. [...]...4/ Mạch khuếch đại công suất loại C: Đặc điểm là mạch được phân cực cho BJT nằm trong vùng ngưng dẫn sâu hơn so với lớp B Mạch chỉ khuếch đại một phần đỉnh của tín hiệu ngõ vào, do đó mạch không phù hợp để khuếch đại tín hiệu âm tầng, mà thường được sử dụng để khuếch đại các tín hiệu cao tần 5/ Thiết kế mạch khuếch đại Audio thực tế: OCL Bộ khuếch đại âm thanh ta thường thấy... chính là bộ khuếch đại OCL Chính vì vậy ở đây nhóm chúng tôi sẽ giới thiệu với các bạn trình tự thiết kế và xây dựng các mạnh trên Cũng là để hiểu rõ hơn về Nguyên lí làm việc của các mạnh khuếch đại âm thanh trong điện tử gia dụng ngày nay Thiết kế mạch KĐ OCL Yêu Cầu Mạch Khuếch Đại OCL có: Công suất ngõ ra: PLMax = 100W Băng thông: BW = 20Hz – 20KHz Tải RL = 8ohm Mô Hình Mạch KĐ Audio 1/.Thiết... ratio) hay còn gọi là hệ số triệt tín hiệu đồng pha Có nghĩa nguồn dòng Q5 sẽ cải tiến mạch Visai thành lý tưởng với hệ số CMRR = o Q1 và Q4 là cặp BJT giống nhau, được ghép thành mạch khuếch đại Visai Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu Visai giữa tín hiệu ngõ vào và tín hiệu hồi tiếp âm NFB(Negative feedback), giữ cho toàn mạch hoạt động ổn định theo hệ số Avf nhất định o Q2 và Q3 là cặp BJT giống nhau,... chung nên mạch sẽ khuếch đại dòng Chọn linh kiện cho mạch Do mạch đối xứng bổ phụ nên ta chỉ cần tính toán chọn linh kiện ở bán kì dương: Để ổn định phân cực cho Q10,Q11 ta chọn R14,R15 50W + Vcemax > 2Vcc = 90V + Icmax > 2 Ic = 2 * 3.4 = 6.8A + ft > 20KHz + Công suất điễn trở > 2* 2.66 = 4W Vậy từ Datasheets ta chọn : Q10 = D718 Q11 = B688 Chọn linh kiện cho mạch Tính thông số cho Q8,Q9: Từ Icmax của Q10, ta có Ibmax... ID5,D6 tại VD D1, D2, D3, D4 và biến trở R11 dùng để tạo đện áp phân cực cho tầng KĐCS PUSH – PULL hoạt động ở chế độ lớp AB 0 Q7 là tầng khuếch đại tín hiệu nhỏ ở chế độ lớp A, tạo tín hiệu ngõ ra biến thiên 360 theo tín hiệu ngõ vào Chọn linh kiện cho mạch Do các Diode làm việc với dòng điện nhỏ và công dụng là tạo V Nên ta chọn các D1, D2, D3, D4, D5, D6 là loại 1N4007 Thông số của 1N4007:... VE_Q6 = VR9 + V + 45V = 89.3V Để có dòng cực đại IE_Q6max = 4 15mA thì: = 47 Ohm ; Như vậy ta có thể xem R10 là một biến trở 1K Chọn linh kiện cho mạch Dòng phân cực thuận qua các Diode D1, D2, D3, D4 để có điện áp ngưỡng V D = 0.7V là dòng ICQ6 từ cực C của Q6 đổ xuống và tối thiểu là 10mA Như vậy Vbias có thể được tính từ sơ đồ sau: Chọn linh kiện cho mạch Ta có: Mà Để điều chỉnh VBias có giá trị... kiện cho mạch + hieQ10 = m * hfe * 0.0025 / Icq = 0.36 Ohm Suy ra VR12 = IbQ10max * ( hieQ10 + R14* hfeQ10) = 2.82 V Vậy ta có R12 = VR12 / IR12 = 262.5 Ohm Cũng dễ có P_R12= 12.25 W Vậy ta chọn R12,13 = 270 Ohm/0.25W Mặc khác ta nhân thấy rằng R12 >> (h ieQ10 + R14*hfeQ10 ) nên có thể bỏ qua R12 trong sơ đồ phản ánh trở kháng ghép Darlington Q8 và Q10 RTươngĐ= 466.21 Ohm Chọn linh kiện cho mạch Do . Tp.HCM Bộ Môn Cơ sở - Khoa Công Nghệ Điện Tử Tiểu Luận: Mạch Khuếch Đại Audio GVHD: Lưu Thế Vinh Mạch Khuếch Đại Audio là gì? Mạch khuếch đại âm thanh có nhiệm vụ tạo ra một công suất đủ lớn. mạch không phù hợp để khuếch đại tín hiệu âm tầng, mà thường được sử dụng để khuếch đại các tín hiệu cao tần. 5/. Thiết kế mạch khuếch đại Audio thực tế: O C L Bộ khuếch đại âm thanh ta thường. chúng. 4/. Mạch khuếch đại công suất loại C: Đặc điểm là mạch được phân cực cho BJT nằm trong vùng ngưng dẫn sâu hơn so với lớp B. Mạch chỉ khuếch đại một phần đỉnh của tín hiệu ngõ vào, do đó mạch