Đồ án Điện Tử Tương Tự : Mạch kđ âm thanh

Mắc các điện trở theo kiểu nối tiếp sẽ tạo ra điện trở đẳng hiệu có trị lớn hơn, vậy nó cho dòng qua nhỏ... nếu mắc các điện trở theo kiểu song song sẽ tạo ra điện trở đẳng hiệu có trị n

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

Giảng viên hướng dẫn : NGÔ THI THU TÌNH

Sinh viên thực hiên : Nhóm 1

- NGUYỄN VĂN QUANG.

- TRẦN THỊ SEN.

MỞ ĐẦU

Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến củathế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn Sự phát triểncủa kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sựchính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạtđộng của con người đạt hiệu quả ngày càng cao hơn

Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ Điện tử đã đáp ứng đượcnhững đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khác nhau cho đến nhu cầu thiết yếucủa con người trong cuộc sống hàng ngày Một trong những ứng dụng của rất quan trọngcủa ngành công nghệ điện tử là kỹ thuật khuếch đại âm thanh

Xuất phát từ những ứng dụng đó, chúng em đã thiết kế và thi công một mạch ứngdụng nhỏ trong lĩnh vực điện tử: “MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM TẦN” Vìthời gian, tài liệu và trình độ còn hạn chế nên việc thực hiện đồ án còn nhiều thiếu sót …Kính mong nhận được sự chỉ dẫn và góp ý tận tình của tất cả quý thầy cô cùng các bạn

LỜI CẢM ƠN

Để đề tài được hoàn thành theo đúng thời gian yêu cầu của nhà trường cũng như củakhoa và đạt được kết quả trên không chỉ là sự nỗ lực của bản thân chúng em mà còn có

sự giúp đỡ của gia đình, sự chỉ bảo của thầy cô giáo và các bạn sinh viên

Em xin chân thành cảm ơn :

Sự chỉ dẫn và góp ý của cô Ngô Thị Thu Tình Cảm ơn cô đã nhiệt tình cung cấp thông tin hướng dẫn và hỗ trợ em kiểm tra, khắc phục một số thông tin chưa chính xác.Xin cảm ơn các bạn sinh viên trong lớp đã giúp đỡ chúng tôi rất nhiều mặt như phương tiện, sách vở, ý kiến

Trong quá trình thực hiện đề tài này, mặc dù em đã rất cố gắng, xong sẽ không tránhkhỏi thiếu xót Rất mong nhận được sự góp ý, phê bình, chỉ dẫn của quý thầy cô, các bạn sinh viên và bạn đọc

Nhận xét, đánh giá (Của người hướng dẫn)

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Điểm (bằng chữ: )

Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án môn học:

, ngày tháng năm 20 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (ký, ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 2

LỜI CẢM ƠN 3

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH 6

KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT 7

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠCH 8

1.1 Điện trở 8

1.2 Biến trở 11

1.3 Transistor 11

1.4 Tụ diện 11

1.5 Đi-ốt bán dẫn 14

1.6 Các linh kiện sử dụng trong mạch 15

CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NHIỆM VỤ CÁC KHỐI CHÍNH 17

2.1 Sơ đồ khối 17

2.2 Nhiệm vụ của các khối chính 17

CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 18

3.1 Sơ đồ nguyên lý 18

3.2 Nguyên lí hoạt động: 18

CHƯƠNG IV: THI CÔNG ĐỀ TÀI 20

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN 22

5.1 Ưu điểm 22

5.2 Nhược điểm 22

5.3 Tài liệu tham khảo 22

5.4 Phần mềm sử dụng 22

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH

Danh mục hình

Hình 1.1 Hình dạng các điện trở

Hình 1.2 Các họ điện trở

Hình 1.3 Luật màu dùng ghi trị của các điện trở

Hình 1.4 Hình dạng các loại tụ điện thông dụng

Hình 1.5 Các loại tụ phân cực (tụ hóa)

Hình 1.6 Tụ không phân cực

Hình 1.7 Tụ Li ion LIC 200F cho mạch in

Hình 1.8 Các loại đi ốt

Hình 4.4 Sơ đồ mạch in

Hình 4.3 Mô phỏng 3D trên proteus(mặt dưới)

Hình 4.2 Mô phỏng 3D trên proteus(mặt trên)

Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý trên proteus

Danh mục bảng

Bảng 1.1 Các linh kiện sử dụng trong mạch

Danh mục sơ đồ

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ khối của mạch

Sơ đồ 3.1 Sơ đồ nguyên lý của mạch

KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG

TRONG MẠCH

1.1 Điện trở

Điện trở hiểu đơn giản là một ống dẫn điện Mỗi diện trở đều có sức cản dòng., tính bằng Ohm Khi sức cản của nó lớn dòng chảy qua nó sẽ nhỏ và ngược lại nếu sức cảncủa điện trở nhỏ thì dòng chảy qua nó lớn Trong ứng dụng chúng ta thường gặp loại điện trở hình ống, loại điện trở dán và loại diện trở có công suất lớn Sau đây là hình dạng của các điện trở

Hình dạng các điện trở:

Hình 1.1 Hình dạng các điện trở

Với một điện trở, chúng ta cần biết trị sức cản của nó (tính bằng Ohm) và công suất chịu nóng của nó (tính bằng Watt) Với các điện trở than hình ống, trị sức cản thường cho ghi bằng các vòng màu, có các diện trở ghi bằng 4 vòng màu, 5 vòng màu và 6 vòng màu.Điện trở chịu nóng càng lớn càng có kích thước lớn

Các họ điện trở:

Hình 1.2 Các họ điện trở

Người ta chế tạo các điện trở có trị Ohm thay đổi được, đó là các biến trở, chiết áp, quang trở, nhiệt trở, áp trở, điện trở dò ẩm, điện trở đè

- Biến trở hay chiết áp: Có trị điện trở thay đổi theo nút kéo hay nút xoay

- Nhiệt trở: Có trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ, theo mức nóng mức lạnh

- Quang trở: Có trị điện trở thay đổi theo cường độ sáng mạnh yếu

- Áp trở: Có trị điện trở thay đổi theo mức điện áp cao thấp trên 2 chân của điện trở

- Điện trở dò ẩm: Có trị điện trở thay đổi theo mức ẩm trên bề mặt ẩm trở

- Điện trở đè : Có trị điện trở thay đổi theo sức đè, sức ép trên bề mặt điện trở

Cách tính trị của các điện trở than (hình ống) thông dụng:

Hình 1.3 Luật màu dùng ghi trị của các điện trở

Với điện trở 4 vòng màu:

Vòng 1 và vòng 2, trị lấy theo màu

Vòng 3 màu cho biết số số 0

Vòng 4 cho biết mức gia giảm

Công dụng của điện trở:

Điện trở dùng để định dòng cho diode zener

Điện trở dùng làm cầu chia áp

Cách mắc các điện trở:

Có 2 cách mắc thường dùng, là mắc song song và mắc nối tiếp Mắc các điện trở theo kiểu nối tiếp sẽ tạo ra điện trở đẳng hiệu có trị lớn hơn, vậy nó cho dòng qua nhỏ Và

nếu mắc các điện trở theo kiểu song song sẽ tạo ra điện trở đẳng hiệu có trị nhỏ hơn và nó

sẽ cho dòng qua lớn hơn

Cấu tạo bởi 2 lớp tiếp xúc P-N liên tiếp gồm các vùng bán dẫn loại P và N xếp xen

kẽ nhau, vùng ở giữa có tính chất dẫn điện khác 2 vùng lân cận và bề rộng rất mỏng (cỡ

10 A’) đủ để tạo lên lớp tiếp xúc P-N gần nhau Nếu vùng ở giữa là N ta có transistor PNP, ngược lại có transistor NPN

Hình 1.4 Hình dạng các loại tụ điện thông dụng.

Kí hiệu điện:

Sự tích tụ của điện tích trên hai bề mặt tạo ra khả năng tích trữ năng lượng điện trường của tụ điện Khi chênh lệch điện thế trên hai bề mặt là điện thế xoay chiều, sự tích luỹ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều

Về mặt lưu trữ năng lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui Mặc dù cách hoạt độngcủa chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhưng chúng đều cùng lưu trữ năng lượng điện Ắc qui có 2 cực, bên trong xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và chuyển electron sang cực còn lại Tụ điện thì đơn giản hơn, nó không thể tạo ra electron nó chỉ lưu trữ chúng Tụ điện có khả năng nạp và xả rất nhanh Đây là một ưu thế của nó so với

Hình 1.5 Các loại tụ phân cực (tụ hóa).

Thường trên tụ có kích thước đủ lớn thì cực âm phân biệt bằng dấu - trên vạch màu sáng dọc theo thân tụ, khi tụ mới chưa cắt chân thì chân dài hơn sẽ là cực dương

Các tụ cỡ nhỏ, tụ dành cho hàn dán SMD thì đánh dấu + ở cực dương để đảm bảo tính rõ ràng

Trị số của tụ phân cực vào khoảng 0,47μF - 4.700μF, thường dùng trong các mạch F - 4.700μF - 4.700μF, thường dùng trong các mạch F, thường dùng trong các mạch tần số làm việc thấp, dùng lọc nguồn

Tụ điện không phân cực

Hình 1.6 Tụ không phân cực

Tụ điện không phân cực thì không xác định cực dương âm, như tụ giấy, tụ gốm,

tụ mica, Các tụ có trị số điện dung nhỏ hơn 1 μF - 4.700μF, thường dùng trong các mạch F thường được sử dụng trong các mạch điện tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu Các tụ cỡ lớn, từ một vài μF - 4.700μF, thường dùng trong các mạch F đến cỡ Fara thì dùng trong điện dân dụng (tụ quạt, mô tơ, ) hay dàn tụ bù pha cho lưới điện

Một số tụ hóa không phân cực cũng được chế tạo

Hình 1.7 Tụ Li ion LIC 200 F cho mạch in.

Siêu tụ điện

Đó là các tụ có mật độ năng lượng cực cao (supercapacitor) như Tụ điện Li ion (tụ LIC), là tụ phân cực và dùng cho tích điện một chiều Chúng có thể trữ điện năng cho vài tháng, cấp nguồn thay các pin lưu dữ liệu trong các máy điện tử

Khả năng phóng nạp nhanh và chứa nhiều năng lượng hứa hẹn ứng dụng tụ này trong giao thông để khai thác lại năng lượng hãm phanh (thắng), cung cấp năng lượng đỉnh đột xuất cho ô tô điện, tàu điện, tàu hoả nhanh,

1.5 Đi-ốt bán dẫn

Điốt bán dẫn hay Điốt là một loại linh kiện bán dẫn chỉ cho phép dòng điện đi qua

nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại

Có nhiều loại điốt bán dẫn, như điốt chỉnh lưu thông thường, điốt Zener, LED Chúng đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khốibán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N

Điốt là linh kiện bán dẫn đầu tiên Khả năng chỉnh lưu của tinh thể được nhà vật lý người Đức Ferdinand Braun phát hiện năm 1874 Điốt bán dẫn đầu tiên được phát triển vào khoảng năm 1906 được làm từ các tinh thể khoáng vật như galena Ngày nay hầu hết các đi ốt được làm từ silic, nhưng các chất bán dẫn khác như selen hoặc germani thỉnh thoảng cũng được sử dụng

Điốt bán dẫn, loại sử dụng phổ biến nhất hiện nay, là các mẫu vật liệu bán dẫn kết tinh với cấu trúc p-n được nối với hai chân ra là anode và cathode

Hình 1.8 Các loại đi ốt.

Đặc tuyến Volt-Ampere:

Hình 1.10 Đặc tuyến Volt-Ampere của một điốt bán dẫn lý tưởng

(UAK lấy giá trị 0,7V chỉ đúng với các điốt Si, với điốt Ge thông số này khác)

Khi điốt được phân cực thuận và dẫn điện thì dòng điện chủ yếu phụ thuộc vào điện trở của mạch ngoài (được mắc nối tiếp với điốt) Dòng điện phụ thuộc rất ít vào điện trở thuận của điốt vì điện trở thuận rất nhỏ, thường không đáng kể so với điện trở của mạch điện

1.6 Các linh kiện sử dụng trong mạch

330Ω 1

Bảng 1.1 Các linh kiện sử dụng trong mạch

CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NHIỆM VỤ CÁC KHỐI CHÍNH

2.1 Sơ đồ khối

2.2 Nhiệm vụ của các khối chính

Sơ đồ khối của một mạch khuếch đại công suất thường được chia thành ba phần vàhồi tiếp âm:

- Tầng khuếch đại vi sai với tín hiệu nhỏ: Vi sai điện áp vào, cho khuếch đại dòng

- Hồi tiếp âm: Giữ cho mạch hoạt động ổn định và giảm méo tín hiệu

CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

- Q2 là tầng thúc, tín hiệu ra trên chân C của Q1 vào thẳng chân B của Q2 Điện trở R5 dùng để bù nhiệt Tín hiệu lấy ra trên chân C đưa thẳng vào tầng khuếch đại kéo đẩy Các diode D1, D2 dùng lấy áp phân cực cho tấng kéo đẩy để sửa méo tại giao điểm tín

hiệu Tín hiệu lấy ra với điện trở R7 Mạch dùng tụ hồi tiếp tự cự với C3, R6 để làm căn bằng biên độ kéo đẩy ở ngỏ ra Tụ C5 có tác dụng hồi tiếp nghịch nghịch vùng tầng số

- Q3, Q4 là hai transistor hỗ bổ, ráp thành mạch khuếch đại kéo đẩy Khi tín hiệu phát ra ở chân C của Q2 có pha dương thì Q3 dẫn, Q4 tắt Và ngược lại có pha âm thì Q3 tắt, Q4 dẫn R8, R9 dùng để bù nhiệt

- Q5, Q6 là hai transisitro công suất có dung lá nhôm để làm nguội, nó cấp dòng điện lớn cho loa Ứng với pha dương, transistor Q3, Q5 dẫn điện, lúc này Q4, Q6 tắt, nó cấp dòng nạp cho tụ C6, dòng qua loa và để đẩy màng loa ra Khi ứng với pha âm,

transistor Q3, Q5 tắt, lúc này Q4, Q6 dẫn nó tạo đường xả cho tụ C6, dòng qua loa để kéo man loa vào Như vậy tín hiệu qua phần công suất vớ Q5, Q6 sẽ làm rung mạnh màng loa,phát ra âm thanh

- Tụ C7 và điện trở R10 dùng làm bù trở kháng cho loa

CHƯƠNG IV: THI CÔNG ĐỀ TÀI

Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý trên proteus.

Hình 4.3 Mô phỏng 3D trên proteus(mặt dưới).

Hình 4.4 Sơ đồ mạch in.

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN5.1 Ưu điểm

Mạch đơn giản, dễ sử dụng ít tốn kém có thể sử dụng rộng rãi