Khuếch đại công suất và một số mạch KĐCS dùng trong radio casset

- Sơ đồ khối và các phần tử được sử dụng trong mạch khuếch đại công suất, phân loại khuếch đại công suất theo các chỉ tiêu tham số khác nhau.. Mạch khuếch đại là mạch sử dụng các linh ki

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Hà NộI 2

KHOA VẬT LÝ

NGUYỄN THỊ HOA

Khuếch đại công suấ và một số mạch

KĐCS dùng trong radio casset

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành: Sư phạm kỹ thuật

Người hướng dẫn khoa học

ThS NGUYễN NGọC TUấN

Hà Nội – 2010

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn khóa luận

ThS NGUYỄN NGỌC TUẤN

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô giáo bộ môn tổ Vật lí –

Kỹ thuật, Ban Chủ nhiệm Khoa Vật lý, Ban Giám hiệu trường Đại học

Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập

nghiên cứu cũng như hoàn thành khóa luận này Cám ơn gia đình, bè

bạn, cũng như những người quan tâm đã động viên giúp đỡ và tạo điều

kiện cho tôi trong quá trình hoàn thành khóa luận này

Tuy nhiên trong thời gian nghiên cứu vì thời gian có hạn và là một

sinh viên bước đầu làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học

nên đề tài sẽ không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót Vì vậy, tôi

rất mong nhận được sự đóng góp quý báu để khóa luận của tôi được

hoàn thiện hơn

Hà Nội, tháng 5/2010

Sinh viên

Nguyễn Thị Hoa

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: NGUYỄN THỊ HOA

Sinh viên lớp K32D - Khoa Vật lý - Ngành Sư phạm Kỹ thuật, trường

Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Tôi xin cam đoan đề tài: “KHUếCH ĐạI CÔNG SUấT và một số mạch

kđcs dùng trong radio casset” là kết quả nghiên cứu của riêng tôi dưới sự

hướng dẫn của thầy giáo ThS Nguyễn Ngọc Tuấn và có sử dụng tham khảo

của một số tác giả Khóa luận không hề sao chép từ bất cứ một tài liệu có sẵn

nào Kết quả nghiên cứu không trùng với tác giả khác Nếu sai tôi hoàn toàn

chịu trách nhiệm!

Hà Nội, ngày 5 tháng 5 năm 2010

Người cam đoan

Nguyễn Thị Hoa

MỤC LỤC

Trang

PHầN 1: Mở ĐầU 4

1 Lí do chọn đề tài……… 4

2 Mục đích chọn đề tài……… 4

3 Nhiệm vụ của đề tài……… ……… 4

4 Phương pháp nghiên cứu ……… ……….5

5 Đối tượng nghiên cứu……… 5

6 Phạm vi nghiên cứu……….5

7 Cấu trúc khóa luận……… 5

PHầN 2: NộI DUNG……… 6

Chương 1: Những vấn đề chung của mạch khuếch đại 6

1.1 Sơ lược lịch sử phát triển của kĩ thuật điện tử và điện tử công suất… … 6

1.1.1 Khái niệm……… …… 6

1.1.2 Sơ lược lịch sử phát triển ……… …… 6

1.1.3 Ngành điện tử ở Việt nam……….……….….8

1.1.4 Thực tế và xu hướng phát triển của ngành điện tử hiện nay…… …8

1.2 Nguyên lí xây dựng một tầng khuếch đại……….… 9

1.2.1 Mạch khuếch đại là gì? 9

1.2.2 Nguyên lí xây dựng một tầng khuếch đại 11

1.2.3 Các chỉ tiêu và tham số cơ bản của mạch khuếch đại 12

1.2.4 Các chế độ làm việc 16

a Chế độ A 17

b Chế độ B 18

c Chế độ C 19

d Chế độ AB 20

1.3 Phân loại các mạch khuếch đại thường gặp……… 21

Kết luận chương 1 22

Chương 2: Khuếch đại công suất 23

2.1 Vị trí của mạch khuếch đại trong bộ khuếch đại 23

2.2 Nhiệm vụ của mạch khuếch đại công suất 23

2.3 Đặc điểm của mạch khuếch đại công suất 23

2.4 Phân loại mạch khuếch đại công suất 24

2.5 Sơ đồ khối của mạch khuếch đại công suất 25

2.6 Nguyên lí hoạt động của mạch khuếch đại công suất 25

2.6.1 Mạch khuếch đại công suất dùng Tranzito 25

a Mạch khuếch đại công suất đơn dùng Tranzito 25

b Mạch khuếch đại công suất đơn dùng Tranzito không có biến áp ra .27

c Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo dùng tranzito có biến áp ra 28

d Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo dùng Tranzitor không có biến áp ra .30

2.6.2 Mạch khuếch đại công suất dùng khuếch đại thuật toán 31

a Khái niệm chung 31

b Bộ khuếch đại đảo 33

c Bộ khuếch đại không đảo 34

2.6.3 Mạch khuếch đại công suất dùng IC .35

Kết luận chương 2 36

Chương 3: Giới thiệu một số sơ đồ khối khuếch đại công suất thường dùng

trong radio casset 37

3.1 Sơ đồ khối khuếch đại công suất dùng trong máy thu thanh khuếch đại trực tiếp 37

3.1.1 Sơ đồ 37

3.1.2 Vai trò 37

3.1.3 ứng dụng 38

3.2 Sơ đồ khối khuếch đại công suất dùng IC – LA 4422 38

3.2.1 Sơ đồ 38

3.2.2 Thông số kĩ thuật 38

3.2.3 ứng dụng 39

3.3 Sơ đồ khối khuếch đại công suất dùng IC – HA 1396 39

3.3.1 Sơ đồ 39

3.3.2 Thông số kĩ thuật 39

3.3.3 ứng dụng 40

3.4 Sơ đồ khối khuếch đại công suất dùng IC – 7233P 40

3.4.1 Sơ đồ 40

3.4.2 Thông số kĩ thuật 40

3.4.3 ứng dụng 40

3.5 Sơ đồ khối khuếch đại công suất dùng IC PC 1277H 41

3.5.1 Sơ đồ 41

3.5.2 Thông số kĩ thuật 41

3.5.3 ứng dụng 41

PHầN 3: KếT LUậN CHUNG 42

TàI LIệU THAM KHảO .43

PHầN 1: Mở ĐầU

1 Lí do chọn đề tài

Nói đến ngành điện tử nói chung, điện tử công suất nói riêng, ta cũng

không thể không kể đến sự quan trọng của Tranzito Tranzito ra đời vào năm

1948 do Bardeen, Brattin và Schokley phát minh ra tại phòng thí nghiệm Bell

telephone đánh dấu bước phát triển cách mạng của khoa học kĩ thuật và dần

trở thành một trong những công cụ quan trọng nhất của cách mạng kĩ thuật ở

trình độ cao Ngày nay khi thế giới và đất nước đang có sự bùng nổ về công

nghệ thông tin Khoa học công nghệ và kĩ thuật đã trở thành một ngành mũi

nhọn Sự ra đời của Tranzito và một số linh kiện khác đã làm thay đổi hầu hết

các lĩnh vực khác trong cuộc sống của con người

Do sự phát triển nhanh chóng của khoa học kĩ thuật và nhu cầu tìm hiểu

ngày càng sâu rộng của sinh viên về khoa học kĩ thuật Bản thân tôi thấy một

số giáo trình viết về phần mạch khuếch đại khó hiểu cho người nghiên cứu,

người đọc cũng như các bạn sinh viên Vì vậy khóa luận này tôi đã mạnh dạn

nghiên cứu đề tài “ Khuếch đại công suất và một số mạch KĐCS dùng trong

radio casset” với mong muốn tích lũy thêm kiến thức cho bản thân ngoài ra

còn muốn người đọc hiểu hơn về vấn đề này Đó là lí do chọn đề tài của tôi

2 Mục đích chọn đề tài

Tập hợp các tài liệu có liên quan đến mạch khuếch đại công suất nhằm

giúp người nghiên cứu và người quan tâm đến lĩnh vực này hoàn toàn dễ hiểu,

dễ nhớ và có cái nhìn tổng quan về khuếch đại công suất

3 Nhiệm vụ của đề tài

- Khái quát hóa một cách tương đối đầy đủ về lí thuyết của mạch khuếch

đại

- Hiểu rõ để vận dụng trình bày về cơ sở lí thuyết của mạch khuếch đại

- Với lượng kiến thức tổng hợp được để đi đến phân tích, đánh giá về vấn

đề nghiên cứu

- Đưa ra cách trình bày đơn giản nhất về vấn đề nghiên cứu là mạch

khuếch đại công suất

4 Phương pháp nghiên cứu

5 Đối tượng nghiên cứu

- Các nội dung liên quan đến mạch khuếch đại và khuếch đại công suất

như các nguyên lí xây dựng mạch, các chỉ tiêu và tham số của mạch, các chế

độ làm việc,

- Sơ đồ khối và các phần tử được sử dụng trong mạch khuếch đại công

suất, phân loại khuếch đại công suất theo các chỉ tiêu tham số khác nhau

- Vai trò, chức năng hay nhiệm vụ của các phần tử trong mạch đó

6 Phạm vi nghiên cứu

Các giáo trình về kĩ thuật điện tử

Các giáo trình điện tử công suất

Một số tài liệu có liên quan

7 Cấu trúc khóa luận

Phần 1: Mở đầu

Chương 1: Những vấn đề của mạch khuếch đại

Chương 2: Mạch khuếch đại công suất

Chương 3: Giới thiệu một số sơ đồ của khối KĐCS dùng trong radio

casset

Phần 3: Kết luận chung

PHầN 2: NộI DUNG Chương 1: NHữNG VấN Đề CủA MạCH KHUếCH ĐạI

1.1 Sơ lƣợc về lịch sử phát triển của kĩ thuật điện tử và điện tử công suất

1.1.1 Khái niệm

Điện tử là ngành học bao gồm phần lí thuyết và phần thực hành (kĩ thuật

điện tử) nhằm khảo sát, thu nhận, sinh tạo và ứng dụng sự biến đổi năng

lượng

Kỹ thuật điện tử tín hiệu (điện tử dòng điện yếu) với đặc điểm là xử lý tín

hiệu qua khuếch đại, điều chế, tần số cao Tín hiệu vào được mạch và linh

kiện điện tử xử lý, tín hiệu ra được biến đổi về độ lớn, dạng sóng và tần số

Nguồn có tác dụng nuôi các linh kiện điện tử

Điện tử công suất (điện tử dòng điện mạnh) với đặc điểm chủ yếu chuyển

mạch (đóng - cắt) dòng điện lớn, điện áp cao để thay đổi độ lớn, dạng sóng,

tần số dòng công suất Công suất ra được biến đổi về dạng sóng và tần số so

với công suất vào, mạch tín hiệu đóng vai trò điều khiển dòng công suất

1.1.2 Sơ lƣợc lịch sử phát triển

Năm 1904, nhà khoa học Anh John Ambrose Fleming phát minh ra đèn

Diot chân không, khởi đầu cho sự phát triển của kĩ thuật điện tử

Hình1: Đèn Diot chân không

Năm 1906, nhà khoa học Greenleaf Whittier Pickard, người Mĩ tạo nên

Diot tiếp xúc điểm bán dẫn

Hình 2: Diot bán dẫn

Năm 1947, sự phát minh ra Tranzito tại phòng thí nghiệm của Bell do

Jonhn Barden, Willam Shockley, và Walter Brattain đánh dấu bước phát triển

của kĩ thuật điện tử và đã giải quyết được những đòi hỏi khắt khe của điện tử

công nghiệp mà trước đây các linh kiện khác chưa đáp ứng được Năm 1947

Tranzito được phát minh ra, nhưng đến năm 1948 Tranzito đầu tiên mới được

ra đời

Hình 3: Tranzito

Năm 1960, mạch tích hợp IC ra đời (IC – Intergrated Circuit)

Năm 1970, các mạch tích hợp IC mật độ cao ra đời (MSI, LSI, VLSI)

MSI – Medium Scale Intergrated Circuit (mạch tích hợp mật độ trung

bình)

LSI – Large Scale Intergrated Circuit (mạch tích hợp mật độ cao)

VLSI – Very Large Scale Intergrated Circuit (mạch tích hợp mật độ rất

cao)

Hình 4: Mạch tích hợp IC

Năm 1980 đến nay điện tử được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực y tế,

điều khiển tự động, phát thanh truyền hình, giao thông vận tải và các thiết bị

điện tử Có thể nói, các thiết bị điện tử mà chúng ta biết hiện nay sẽ không tồn

tại nếu không có sự ra đời của Tranzito

1.1.3 Ngành điện tử ở Việt Nam

Ngành điện tử ở Việt Nam ra đời vào những năm 90 của thế kỉ XX và với

hoạt động chính là lắp ráp các sản phẩm điện tử Được đánh giá là có vai trò

quan trọng đối với nền kinh tế nhưng thực sự ngành công nghệ điện tử ở Việt

Nam chưa có được một quy hoạch phát triển tổng thể Với kì vọng ngành điện

tử trở thành một ngành mũi nhọn của nền kinh tế, nhà nước ta đã đặc biệt

quan tâm đến ngành điện tử Sự gia nhập WTO đã làm cho ngành công nghệ

điện tử Việt Nam thực sự hội nhập thế giới

Hiện nay, với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm đạt 20 – 30%,

ngành điện tử đã dần chuyển từ gia công lắp ráp đơn giản sang nghiên cứu

thiết kế được một số sản phẩm thương hiệu Việt và sản xuất phụ tùng linh

kiện xuất khẩu

1.1.4 Thực tế và xu hướng phát triển của ngành điện tử hiện nay

Nếu sự ra đời của Tranzito năm 1947 đã giải quyết được vấn đề tiêu hao

năng lượng trong thiết bị điện tử thì sự ra đời của chíp Silicon đã tạo ra cuộc

cách mạng điện tử theo hướng nhỏ hóa mọi thứ Đó là giảm kích thước của vi

mạch điện tử xuống kích cỡ nm Với số lượng Tranzito trong bộ vi xử lí càng

lớn thì tốc độ xử lí càng nhanh, tuy nhiên tốc độ xử lí của bộ vi xử lí chỉ có

thể tiến tới một giá trị nhất định vì những giới hạn của Silicon bao gồm cả vấn

đề tỏa nhiệt

Năm 2004 Graphene (hay màng Graphene) được nhóm của giáo sư Ander

Geim người Nga tổng hợp từ Graphite – than chì, với bề dày chỉ bằng bề dày

của một nguyên tử cacbon, nó được coi là chất liệu mỏng nhất hiện nay

Ngoài ra Graphene còn có tính chất dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, cứng hơn cả kim

cương, cực bền; bán dẫn này không cần làm mát, và có thể được kích hoạt

bằng một điện tử duy nhất Bóng bán dẫn làm bằng Graphene có tốc độ đóng

mở nhanh gấp 100 lần loại bóng bán dẫn “nhạy” nhất hiện nay Máy tính

dùng bóng bán dẫn Graphene có tốc độ tính toán nhanh gấp bội lần siêu máy

tính sử dụng bóng bán dẫn Silicon Hiện nay, sự xuất hiện của Graphene đã

mở ra tương lai cho ngành điện tử: đó là phá vỡ rào cản về tốc độ xử lí và giải

quyết vấn đề tỏa nhiệt

Xu hướng phát triển của ngành điện tử là giảm số chủng loại mạch nhưng

lại làm tăng khả năng sử dụng từng chủng loại

 Tóm lại, ngành điện tử hiện nay phát triển theo hai xu hướng: giảm nhỏ

kích thước bên trong của mạch khi chế tạo và tăng tính phổ biến của mạch

trong ứng dụng

1.2 Nguyên lí xây dựng một tầng khuếch đại và các chỉ tiêu cơ bản

1.2.1 Mạch khuếch đại là gì?

Tin tức và tín hiệu là những đối tượng cơ bản mà các mạch điện tử có

chức năng như một công cụ kĩ thuật nhằm tạo ra, gia công xử lí hay chuyển

đổi giữa các năng lượng để giải quyết một mục tiêu kĩ thuật nhất định

Tín hiệu được biểu hiện (hiển thị, thu thập, phát đi) theo hai dạng điện áp

hay dòng điện của một quá trình, sự thay đổi của tín hiệu theo thời gian tạo ra

tin tức hữu ích

Người ta phân biệt có hai loại tín hiệu: tín hiệu tương tự và tín hiệu số

Tín hiệu có thể được khuếch đại điều chế, tách sóng, chỉnh lưu, nhớ, đo,

truyền đạt, điều khiển, biến dạng tính toán(cộng, trừ, nhân, chia…) Các

mạch điện tử có nhiệm vụ thực hiện các thuật toán này

Để gia công hai loại tín hiệu tương tự và số, tương ứng người ta dùng hai

mạch: mạch tương tự và mạch số

Biên độ tín hiệu liên quan mật thiết đến độ chính xác của quá trình gia

công tín hiệu và xác định mức độ ảnh hưởng của nhiễu đến hệ thống Khi biên

độ tín hiệu nhỏ thì nhiễu có thể lấn áp tín hiệu Vì vậy, khi thiết kế các mạch

điện tử thường nâng cao biên độ tín hiệu ngay ở tầng đầu của hệ thống mạch

Khuếch đại tín hiệu là một ứng dụng phổ biến nhất, chức năng quan trọng

nhất của mạch điện tử Trong hầu hết các thiết bị điện tử đều sử dụng các

mạch khuếch đại để khuếch đại tín hiệu

Mạch khuếch đại là mạch sử dụng các linh kiện điện tử để thực hiện quá

trình biến đổi năng lượng có điều khiển, ở đó năng lượng của nguồn cung cấp

một chiều (không chứa đựng thông tin) được biến đổi thành năng lượng của

tín hiệu ra theo quy luật của tín hiệu điều khiển (có quy luật biến đổi mạng

thông tin cần thiết)

Mạch khuếch đại tín hiệu là một mạch điện tử có khả năng nhận, biến đổi

một tín hiệu có biên độ nhỏ ở đầu vào thành tín hiệu biên độ lớn ở đầu ra mà

dạng tín hiệu không thay đổi Được thể hiện qua lưu lượng dịch chuyển thông

tin trong một đơn vị thời gian dưới dạng tăng giảm dòng điện, điện áp, công

suất

1.2.2 Nguyên lí xây dựng một tầng khuếch đại

* Cấu trúc để xây dựng một tầng khuếch đại:

- Phần tử cơ bản (phần tử khuếch đại) là phần tử điều khiển có điện trở

thay đổi theo sự điều khiển của điện áp hay dòng điện đặt tới cực điều khiển

Bazơ của nó (có thể là Tranzito rời rạc hoặc mạch tích hợp IC)

- Điều khiển quy luật biến đổi dòng điện mạch ra bao gồm tranzito và điện

trở Rc và tại lối ra, người ta nhận được một điện áp biến thiên cùng quy luật

với tín hiệu vào nhưng độ lớn tăng lên nhiều lần

* Điều kiện để xây dựng một tầng khuếch đại: Biên độ thành phần xoay

chiều không vượt quá biên độ thành phần một chiều

I I m o

m o

Trong đó Io, Uo là dòng điện và điện áp của thành phần một chiều

Im, Um là dòng điện và điện áp của thành phần xoay chiều

Nếu điều kiện trên không được thỏa mãn thì dòng ở mạch ra trong từng

khoảng thời gian nhất định sẽ bằng không và sẽ làm méo dạng tín hiệu ra

* Sơ đồ cấu trúc để xây dựng một tầng khuếch đại:

Hình 5: Sơ đồ cấu trúc

1.2.3 Các chỉ tiêu và tham số cơ bản của mạch khuếch đại

* Chỉ tiêu đầu vào của mạch khuếch đại:

Thông thường, khi làm việc trong dải tần công tác của mạch khuếch đại

trở kháng vào (Zv) có thể xem như điện trở thuần Rv, khi đó điện áp vào, dòng

điện vào, công suất vào quan hệ với nhau theo:

- Công suất ra trên một tải quy định (Pra)

K = Đại lượng đầu ra

Đại lượng tương ứng đầu vào + Nếu biểu diễn K = f1 (ự) thì đường cong gọi là đặc tính biên độ - tần số

của tầng khuếch đại

+ Nếu biểu diễn  k = f2 (ự) thì đường cong gọi là đặc tính pha – tần số của

tầng khuếch đại

Với ự : tần số của tín hiệu vào

 k : độ dịch pha của tín hiệu ra so với tín hiệu vào khi qua bộ

khuếch đại

Hình 6: Đặc tính biên độ – tần số và pha – tần số

Nói chung ự và  k đều phụ thuộc vào tần số của tín hiệu vào đặc biệt hệ

số khuếch đại K phụ thuộc rất nhiều Với một mạch khuếch đại cụ thể, có một

dải tần số được ưu tiên khuếch đại gọi là dải tần công tác, ngoài dải tần số đó

thì hệ số khuếch đại bị suy giảm

Các bộ khuếch đại tần số thấp thường làm việc trong dải tần từ vài chục

Hz đến vài chục KHz Các bộ khuếch đại tín hiệu video làm việc trong dải tần

rộng hơn từ 0Hz đến vài chục, vài trăm MHz

+ Hệ số khuếch đại phụ thuộc vào dải tần số tín hiệu vào theo sơ đồ:

Hình 7: K = f 1 (ự)

Vùng 1 là vùng có tần số thấp (f = 0 ữ f1)

Vùng 2 là vùng tần số trung bình (f = f1ữ f2)

Vùng 3 là vùng tần số cao (f = f2 ữ ∞)

Ta thấy hệ số khuếch đại của mạch ở vùng 1 và vùng 3 nhỏ hơn hệ số

khuếch đại ở vùng 2 khi tần số càng thấp hệ số khuếch đại càng nhỏ, hiện

tượng này cũng đúng khi tần số càng cao

Khi hệ số khuếch đại càng lớn thì mạch khuếch đại chỉ cần xử lí khuếch

đại sơ bộ là có thể đưa ra tải sử dụng Đối với tín hiệu không lớn lắm mạch

vẫn có thể làm việc bình thường mà không làm bão hòa hay cắt mất tín hiệu,

việc xử lí và gia công tín hiệu cũng ít phức tạp và dễ dàng hơn Tín hiệu ra có

biên độ lớn nên nhiễu ít khi lấn áp chèn ép được tín hiệu

- Các hệ số khuếch đại thường dùng:

+ Hệ số khuếch đại điện áp của mạch khuếch đại: Ku =

v

ra U U

+ Hệ số khuếch đại dòng điện của mạch khuếch đại: Ki =

v

ra I I

+ Hệ số khuếch đại công suất của mạch khuếch đại: Kp =

v

ra P P

* Hiệu suất của mạch khuếch đại: Là tỉ số công suất tín hiệu Pra do mạch

khuếch đại cung cấp ở tải và tổng công suất nguồn nuôi Po mà mạch khuếch

đại đã tiêu thụ: ỗ =

o

ra P

P

(%)

* Đặc tính biên độ của tầng khuếch đại: Là đường cong biểu diễn mối

quan hệ: Ura = f3 (Uv) lấy ở một tần số cố định của dải tần số tín hiệu

Hình 8: U ra = f 3 (U v )

* Dải rộng của bộ khuếch đại (D k ): Là tỷ số giữa giá trị lớn nhất của điện

áp vào Uvmax và giá trị nhỏ nhất của điện áp vào Uvmin: Dk=

min max

v

v U U

* Trở kháng lối vào và lối ra của tầng khuếch đại: Zv =

v

v I

U

; Zra =

ra

ra I

U

* Méo trong mạch khuếch đại

- Méo trong mạch khuếch đại: một tín hiệu hàm số sin thuần túy có một

tần số đơn ở đó điện áp thay đổi âm hay dương với số lượng bằng nhau Bất

kì tín hiệu nào thay đổi không đủ một chu kì thì được coi là bị méo

- Các loại méo trong mạch khuếch đại:

+ Méo phi tuyến (méo không đường thẳng ó):

 Là loại méo làm cho hình dạng tín hiệu ra sai lệch so với dạng tín hiệu

vào Nếu tín hiệu vào là hình sin thì tín hiệu ra không giữ được dạnh hình sin

nữa Cụ thể ngoài thành phần tần số cơ bản ự có biên độ U1, còn có thêm các

thành phần tần số lạ nự với biên độ tương ứng Unm

 Trong kĩ thuật để miêu tả méo phi tuyến thường sử dụng sự phân tích của

Furie Ta có hệ số méo phi tuyến được biểu diễn bằng công thức sau:

2 1/2)

%

ó - cho biết tỉ lệ các sóng hài (tần số nự) chiếm bao nhiêu % so với sóng

cơ bản tần số ự

 Nguyên nhân chủ yếu gây méo là do tính chất phi tuyến của các phần tử

tích cực như Tranzito, IC gây ra (tính chất: luôn phát sinh tần số lạ khi có tín

hiệu xoay chiều tác động)

+ Méo tần số:

 Là loại méo gây ra khi tầng khuếch đại khuếch đại không đồng đều các

tín hiệu có tần số khác nhau Để biểu thị dạng méo này người ta dùng khái

niệm về đáp tuyến tần số của mạch khuếch đại, đó là đồ thị biểu diễn sự phụ

thuộc của hệ số khuếch đại theo tần số

Hình 9: K =f 1 (ự)

 Nguyên nhân chủ yếu gây ra méo là do các phần tử L, C của tải, của

mạch và các phần tử ghép gây ra

1.2.4 Các chế độ làm việc của mạch khuếch đại

- Tùy thuộc vào các chế độ công tác của phần tử khuếch đại mà mạch

khuếch đại có thể làm việc ở các chế độ A, B, C và AB

- Chế độ A: là phần tử khuếch đại được phân cực ở giữa vùng khuếch đại,

chế độ này khuếch đại cả hai nửa chu kì dương (+) và âm (–)

- Chế độ B: là phần tử khuếch đại được phân cực tại vùng ngưng, chế độ

này khuếch đại một nửa chu kì dương (+) hoặc âm (–)

- Chế độ AB: là phần tử khuếch đại được phân cực ở gần vùng ngưng, chế

độ này khuếch đại hơn một nửa chu kì dương (+) hoặc âm (–)

- Chế độ C: là phần tử khuếch đại được phân cực sâu trong vùng ngưng,

chế độ này khuếch đại một phần nhỏ hơn nửa chu kì dương (+) hoặc âm (–)

Hình 10: Các chế độ của mạch khuếch đại

a Chế độ A

− Là chế độ công tác trong đó dòng điện đầu ra xuất hiện trong cả chu kì

của tín hiệu Trên đặc tuyến ra, mạch khuếch đại có điểm làm việc tĩnh nằm

giữa đường đặc tải Do đó chế độ này độ méo ó là rất nhỏ

− Góc cắt ố = 1800

− ở chế độ này dòng điện Itb là dòng điện tiêu thụ nguồn cung cấp không

đổi và bằng dòng tĩnh Io Còn biên độ dòng điện đầu ra Imax không bao giờ

vượt quá dòng điện tĩnh Io Do đó hiệu suất của chế độ A rất thấp (hay hiệu

quả biến đổi năng lượng của tầng khuếch đại thấp)

 Ưu điểm nổi bật là độ méo nhỏ, vì khi tín hiệu vào là hình sin thì tín

hiệu ra cũng là hình sin Nhưng nhược điểm là hiệu suất thấp Do đó, chế độ

A được sử dụng trong các bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ

− Sơ đồ tầng khuếch đại làm việc ở chế độ A:

Hình 11: Sơ đồ tầng khuếch đại

tĩnh Io = 0, có nghĩa là điểm làm việc tĩnh nằm tại giao điểm của trục hoành

và đặc tuyến truyền đạt

- Hiệu suất của chế độ B rất cao vì dòng điện tĩnh Io bằng không, méo phi

tuyến lớn hơn chế độ A rất nhiều (méo biến dạng trên trục do chuyển tiếp

đèn), do một nửa chu kì tín hiệu xoay chiều không được khuếch đại, công suất

tín hiệu ra lớn hơn hẳn chế độ A

- Trong thực tế, dòng điện ra cũng xuất hiện lớn hơn một nửa chu kì tín

hiệu vì vậy dòng điện tĩnh Io không phải bằng không mà Io = (5 – 15)%.Imax,

hiệu suất của tầng khuếch đại làm việc ở chế độ B có thể đạt tới 70 – 80% Do

chế độ B chỉ khuếch đại một nửa chu kì nên muốn đủ cả hai bán chu kì thì

phải dùng hai Tranzitor để khuếch đại luân phiên cho hai bán chu kì

Hình 13: Sơ đồ tầng khuếch đại

c Chế độ C

- Là chế độ công tác mà dòng điện ra chỉ xuất hiện trong khoảng thời gian

nhỏ hơn một nửa chu kì của tín hiệu hình sin ở đầu vào Tranzitor chỉ khuếch

đại được một phần của bán chu kì, do đó ở chế độ này độ méo ó là rất lớn

- Góc cắt ố < 900

- Điểm làm việc tĩnh được chọn nằm trên trục hoành ở bên trái điểm xuất

phát của đặc tuyến truyền đạt, dòng điện tĩnh Io = 0 Hiệu suất của tầng

khuếch đại làm việc ở chế độ C cao hơn chế độ B (>80%)

 Chế độ này ít được dùng vì méo ó rất lớn Chỉ thường dùng trong mạch

cắt bỏ phần dưới của tín hiệu hay trong mạch tách tín hiệu

- Sơ đồ tầng khuếch đại làm việc ở chế độ C: