THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH ECHO DÙNG PT2399

Thi công mạch echo dùng ic PT 2399, mạch đơn giản, dễ dàng thi công, linh kiện có sẵn trên các shop ở Tp HCM như : ThegioiIC, IC đây rồi, Nhật tảo... Echo (tiếng vang, tiếng vọng) là mạch điện ghi nhớ được những âm thanh trước thời điểm bắt đầu tạo “vang” một thời gian điều khiển được và phát lại trong một khoảng thời lượng và âm lượng tùy chỉnh. Tác dụng của Echo trong trình diễn và trình tấu âm nhạc như là một bè đuổi Trước đây những hiệu máy Echo nổi tiếng như Roland thường dùng ghi âm bang từ lớn và phát lại sau một bộ khuếch đại cân bằng và trộn vào âm thanh đang được “ trình phát “ với một âm lượng nhỏ dần. Tùy chỉnh này gọi là độ vang. Từ khi kỹ thuật âm thanh số phát triển thì người ta lượng tử hóa âm thanh bằng mạch sau đó làm trễ (hay ghi), phát lại và trộn vào kênh phát chỉnh theo tùy chỉnh độ “vang”. Một mạch Echo nhỏ gọn được thiết kế Ngày nay mạch Echo số được phát triển rộng rãi và ngày càng được lòng người sử dụng với những tính năng của nó đem lại, để biết thêm nhiều kiến thức hơn về lĩnh vực này em đã chọn và thiết kế một mạch Echo số.

Trang 1

1

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

-

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

NGÀNH ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH ECHO SỐ

TP HCM 6/2015

Trang 2

2

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay trong các đồ dùng, sản phẩm về âm thanh như là âm ly, loa, để phục vụ cho người tiêu dùng thì trong những sản phẩm đó mạch Echo số là mạch được sử dụng nhiều nhất để tạo ra tiếng ngân, nhại dài hày ngắn tùy vào người sử dụng chính vì thế mạch Echo số có rất nhiều loại khác nhau Trong đó mạch echo sử dụng IC PT2399 được xem như là thông dụng

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU YÊU CẦU – GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ

CHƯƠNG 4: THI CÔNG MẠCH

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Để hoàn thành đồ án, chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của Thầy Nguyễn Trường Duy – Giảng viên khoa Điện – Điện Tử, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô bộ môn và các bạn trong lớp

đã giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt đồ án này

Trong quá trình nghiên cứu, vì trình đô ̣ và kiến thức bản thân còn giới ha ̣n nên viê ̣c tìm hiểu về đề tài và thi công mạch không tránh khỏi những sai sót Mong Thầy cùng các bạn góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn và có thể ứng dụng nhiều trong thực tế

Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn!

Trang 3

3

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

………

Trang 4

4

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU YÊU CẦU GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

1.1 GIỚI THIỆU

Echo (tiếng vang, tiếng vọng) là mạch điện ghi nhớ được những âm thanh trước thời điểm bắt đầu tạo “vang” một thời gian điều khiển được và phát lại trong một khoảng thời lượng

và âm lượng tùy chỉnh Tác dụng của Echo trong trình diễn và trình tấu âm nhạc như là một

bè đuổi

Trước đây những hiệu máy Echo nổi tiếng như Roland thường dùng ghi âm bang từ lớn và phát lại sau một bộ khuếch đại cân bằng và trộn vào âm thanh đang được “ trình phát “ với một âm lượng nhỏ dần Tùy chỉnh này gọi là độ vang

Từ khi kỹ thuật âm thanh số phát triển thì người ta lượng tử hóa âm thanh bằng mạch sau

đó làm trễ (hay ghi), phát lại và trộn vào kênh phát chỉnh theo tùy chỉnh độ “vang” Một mạch Echo nhỏ gọn được thiết kế

Ngày nay mạch Echo số được phát triển rộng rãi và ngày càng được lòng người sử dụng với những tính năng của nó đem lại, để biết thêm nhiều kiến thức hơn về lĩnh vực này em

đã chọn và thiết kế một mạch Echo số

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Tìm hiểu nguyên lí tạo ra độ vang trong một mạch Echo

Thực hiện mạch Echo sử dụng IC PT2399

Trang 5

5

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 GIỚI THIỆU VỀ IC PT2399

PT2399 là một bộ xử lý âm thanh Echo Ic sử dụng công nghệ CMOS được trang bị ADC

và DAC, tần số lấy mẫu cao và bộ nhớ trong là 44K Echo số được sử dụng để tạo ra thời gian trễ, nó cũng là một mạch VCO bên trong đồng hồ hệ thống, do đó làm cho tần số dễ dàng diều chỉnh PT2399 có độ méo và nhiễu rất thấp, do đó sản xuất ra âm thanh chất lượng cao Các mạch ứng dụng được tối ưu hóa để bố trí PCB dễ dàng và tiết kiệm chi phí

2.1.1 Các tính năng, đặc điểm của PT2399

+ Công nghệ CMOS

+ Có thể kết nối các thiết bị ngoài: I/O…

+ Nhiễu thấp

+ Độ méo thấp THD <0.5%

+ Điều chỉnh bên ngoài VCO

2.1.2 Phương pháp điều khiển Echo

+ Điều khiển bằng tín hiệu tương tự

+ Điều khiển bằng tín hiệu số

+ Lưu trong RAM, phát lại và trộn vào âm thanh đang được phát theo âm lượng nhỏ dần

để tạo ra độ vang nhại

2.1.3 Chức năng từng chân của IC PT2399:

Trang 6

6

Hình 2-1: Sơ đồ chân IC PT2399

+ Chân 1 là ngõ vào VCC

+ Chân 2 là điện áp tham chiếu tương tự (1/2 VCC)

+ Chân 3 là ngõ ra tương tự

+ Chân 4 là ngõ ra số

+ Chân 5 là xung CLK của hệ thống

+ Chân 6 là điều chỉnh tần số sử dụng VCO

+ Chân 7 là dòng điều khiển 1

+ Chân 8 là dòng điều khiển 0

+ Chân 9, 10 là ngõ vào/ra của OP1 chân này có thể sử dụng trong mạch điều chế, giải diều chế bên trong bằng cách nối tụ điện

+ Chân 11, 12 10 là ngõ vào/ra của OP2 chân này có thể sử dụng trong mạch điều chế , giải diều chế bên trong bằng cách nối tụ điện

+ Chân 13, 14 là bộ lọc thông thấp 2, đầu vào/ đầu ra

+ Chân 15, 16 là bộ lọc thông thấp 1, đầu vào/ đầu ra

Trang 7

7

2.1.4 Ứng dụng của IC PT2399

+ Đầu ghi bang video

+ Truyền hình

+ Đầu CD

+ Xe hơi

+ Máy trộn Karaoke

+ Nhạc cụ điện tử

+ Thiết bị âm thanh với bộ xử lý tiếng ồn…

2.2 MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR C828

Hình 2-2: Sơ đồ chân transistor C828

Transistor C828A là transistor nghịch NPN, có cấu tạo gồm 3 lớp bán dẫn ghép với nhau

thành 2 mối nối P-N, thuộc loại transistor nghịch NPN Transistor C828A được sản xuất

theo chuẩn TO92

Transistor C828A là transistor nghịch có hệ số khuếch đại trong khoảng 70 đến

700 Transistor C828A có thế hoạt động với điện áp VCBO tối đa 45V, dòng điện giới hạn 50mA Transistor C828A là transistor có công suất nhỏ 400mW, có dải nhiệt độ hoạt động

rộng từ -55oC đến 125oC, tuy nhiên C828A hoạt động tốt nhất ở khoảng 25oC

Transistor C828A có đặc tính dòng DC ổn định, hệ số khuếch đại tuyến tính, một trong

những transistor thông dụng, đươc sử dụng nhiều trong các mạch điện tử

Trang 8

8

Thông số kỹ thuật:

Model: NPN – TO92

Điện áp cực đại: VCBO = 45V

VCEO = 45V

VEBO = 7V

Dòng điện cực đại: IC = 50mA

Nhiệt độ làm việc: -55oC ~ 125oC

Trang 9

9

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

3.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI

Từ các yêu cầu trên thì sơ đồ khối của hệ thống như sau:

Hình 3-1: Sơ đồ khối của mạch

Chức năng của từng khối:

- Tín hiệu vào: là tín hiệu được truyền vào bằng micro có dây

- Khối nguồn: cung cấp nguồn 5V cho khối khuếch đại và cho con IC PT2399

- Khối điều khiển: có chức năng giảm và tang cho tín hiệu ngõ vào, hiệu chỉnh khối khuếch đại và điều khiển độ vang nhại của con IC PT2399 tạo ra

- Khối xử lí IC PT2399: dùng để tạo ra độ vang nhại

- Khối ngõ ra: là ngõ ra của IC PT2399 được kết nối với một bộ mạch công suất sau đó phát

ra loa hay là máy tính

KHỐI ĐIỀU KHIỂN

KHỐI NGUỒN

Trang 10

10

3.2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

3.2.1 Thiết kế khối nguồn, khối tín hiệu vào, khối khuếch đại

Hình 3-2: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn, khối tín hiệu vào và khối khuếch đại

Nguồn một chiều được cấp từ Adapter 12VDC qua điện trở 100Ω để nuôi cho khối khuếch đại và tín hiệu vào đồng thời nuôi cho con IC qua IC 7805 để tạo nguồn 5V ổn định cấp cho IC, nguồn qua điện trở 10K để hạn dòng cho transistor C828 Tín hiệu vào được lấy từ mic có dây qua con tụ 1µF để vào chân B của transistor qua điện trở trở 100kΩ và tụ 101 được mắc song song Chân C transistor được nối mass thông qua con trở 220 Ohm và tụ 1uF Cả khối tín hiệu vào được khuếch đại qua transistor C828 sau đó được vào con IC thông qua con tụ 1uF Tụ 100uF có chức năng để hạn chế độ sôi của mic và độ ù của mạch khi cắm mic vào Để ko bị ù hay bị rè do mic gây nên ta phải nối mass vào vỏ máy khi lấy tín hiệu vào

3.2.2 Khối điều khiển và ngõ ra

Trang 11

11

Hình 3-3: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển

Nguồn vào được đưa vào IC qua chân 1của IC PT2399, hai con tụ 0.1uF và 100uF tại ngõ vào có chức năng hạn chế độ nhiễu, hai chân 3 và 4 phải được nối mass tốt bởi vì nếu không nối mass hai chân này thì IC không hoạt động được, chân số 6 phải được tính toán R4 để sao cho phù hợp với độ nhại của con IC này và được qua con biến trở để có thể điều chỉnh được, hai chấn 7 và 8 đều được nối với tụ 0.1uF và nối mass Chân 9 được nối với chân 10 qua tụ 0.1uF Chân 14 và 13, 15 và 16 đều được nối với nhau qua tụ 560pF để chống độ nhiễu do con IC tạo ra Chân 15 và 16 là chân vào tín hiệu cũng là ngõ ra của tín hiệu, ngõ vào của tín hiệu được nối với một biến trở 50K để điều chỉnh độ to nhỏ của tín hiệu vào Con chiết áp RV2 là dùng để điều chỉnh độ vang nhại dài hay ngắn của tín hiệu ngõ ra và

có giá trị là 50K, tại chân 15 tín hiệu ngõ ra được qua con điện trở 4,7K và con tụ 10uF và tín hiệu ngõ ra này không được đưa ra trực tiếp qua loa để nghe mà là phải qua mạch công suất và từ mạch xông suất ta có thể nghe được tín hiệu của sản phẩm

Trang 12

12

3.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ TOÀN MẠCH VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

3.3.1 Sơ đồ nguyên lí toàn mạch

Hình 3-4: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch

3.3.2 Tính toán thiết kế

Bảng 3-3: Tính toán – thiết kế delay của mạch

R 27.6K 21.3K 17.2K 14.3K 12.1K 10.5K 9.2K 8.2K

fck 2.0M 2.5M 3.0M 3.5M 4.0M 4.5M 5.0M 5.5M

td 342ms 273ms 228ms 196ms 171ms 151ms 136.6ms 124.1ms

THD 1.0% 0.8% 0.63% 0.53% 0.46% 0.41% 0.36% 0.33%

R 7.2K 6.4K 5.8K 5.4K 4.9K 4.5K 4K 3.4K

fck 6.0M 6.5M 7.0M 7.5M 8.0M 8.5M 9.0M 10M

td 113.7ms 104.3ms 97.1ms 92.2ms 86.3ms 81ms 75.9ms 68.1ms

THD 0.29% 0.27% 0.25% 0.25% 0.23% 0.22% 0.21% 0.19%

R 2.8K 2.4K 2K 1.67K 1.47K 1.28K 1.08K 894 fck 11M 12M 13M 14M 15M 16M 17M 18M

td 61.6ms 56.6ms 52.3ms 48.1ms 45.8ms 43ms 40.6ms 38.5ms

Trang 13

13

THD 0.18% 0.16% 0.15% 0.15% 0.15% 0.15% 0.14% 0.14%

R 723 519 288 0.5

fck 19M 20M 21M 22M

td 36.6ms 34.4ms 32.6ms 31.3ms

THD 0.14% 0.13% 0.13% 0.13%

Theo bảng giá trị ta có giá trị R vào VCO tối đa là 27.6K nên ta có:

RV1+R4 =1.08K ÷ 27.6K Các giá trị R dưới 1K không được khuyến cáo dùng khi khởi động mạch ECHO, với RV1

ta chọn biến trở 20K nên ta có:

R4 = 27.6 – 20 =7.6K

Ta chon R4 có điện trở là 7.6K để điều chỉnh cho phù hợp (theo tính toán)

Trên thực tế thì ta có thể chọn R4 bằng 10K và biến trở RV1 bằng 20K để điểu chỉnh

hoặc ta có thể chọn RV1=30K và R4=1K

Trang 14

14

CHƯƠNG 4: THI CÔNG MẠCH

4.1 LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH

Bảng 4.1: Thông tin linh kiện sử dụng

STT Tên linh kiện Thông số, giá trị Kích thước, dạng vỏ

2 RV1, RV2, RV3 Biến trở 50K WH148-3P-103

5 R13 Điện trở 100 Ohm Carbon Film

10 R10 Điện trở 5.6K Carbon Film

11 R1, R5, R6, R11, R14, R15 Điện trở 10K Carbon Film

12 R7, R12 Điện trở 15K Carbon Film

13 R3, R8 Điện trở 100K Carbon Film

14 C3 Tụ gốm 0.1nF 50V Ceramic Disc Cap

15 C18 Tụ kẹo 3300pF 50V Polyester

16 C10 Tụ gốm 3900pF 50V Ceramic Disc Cap

17 C17 Tụ kẹo 0.01uF 50V Polyester

18 C6, C7, C11, C10, C21 Tụ kẹo 0.1uF 50V Polyester

19 C8, C19 Tụ gốm 560pF 50V Ceramic Disc Cap

20 C2, C4, C12 Tụ hóa 1uF 50V-D10L20

21 C9, C14 Tụ hóa 4.7uF 50V-D10L20

22 C15, C16 Tụ hóa 10uF 25V-D10L20

24 C1, C13 Tụ hóa 100uF 25V-D10L20

4.2 MẠCH 3D

Trang 15

15

Hình 4-2: PCB mặt trên

4.3 Quá trình lắp ráp và cân chỉnh

Lắp ráp linh kiện như mạch in, ban đầu mạch hoạt động không ổn định dễ bị hú khi ta tăng

âm lượng tín hiệu vào, nguyên nhân là do bị nhiễu tại dây tín hiệu của chân R12 và con tụ C18 sau khi nối dây rời thì mạch ổn định hơn

Mạch thứ 2 sau khi đi dây lớn hơn thì mạch ổn định hơn mak ít bị rè bị nhiễu tín hiệu, và thay các con tụ gốm thành những con tụ kẹo để cho mạch hoạt động ổn định hơn tuy nhiên vẫn có con tụ 3900pF vẫn là tụ gốm

Ta lắp mạch Echo vào mạch công suất để cho nó hoạt động

Trang 16

16

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN

Mạch chạy ổn định, các biến trở điều chỉnh âm lượng, delay, độ ngân đều hoạt động tốt Khi ta gắn mic có dây thì khi phát ra loa bị rè do chưa nối vỏ máy

5.2 KẾT LUẬN

Mạch hoạt động so với dự kiến 90%

5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Làm cho mạch Echo số tạo ra âm thanh trong và không bị sôi, bị rè Một mạch Echo tốt để

có thể tích hợp với những mạch khác tạo nên sản phẩm tốt phục vụ cho người tiêu dùng

Trang 17

17

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Trần Thu Hà – “Giáo trình Điện tử cơ bản”, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2013

2 Giáo trình kỹ thuật số/ Nguyễn Đình Phú, Nguyễn Trường Duy Tp.HCM: Đại học

Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2013

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	655,26 KB