báo cáo về mạch khuếch đại công suất và điều chỉnh âm sắc dùng IC JRC 4558 và IC LA 4440

báo cáo về ,mạch khuếch đại công suất, và điều chỉnh âm sắc, dùng IC JRC 4558 ,và IC LA 4440

hưởng của méo,nhiễu để ra được âm thanh trung thực.

Vậy nên đặc trưng của các bộ khuếch đại là có khối tản nhiệt lớn, cồng kềnh nhằm tăng bề mặt tiếp xúc, trao đổi nhiệt với môi trường được tốt

Ngày nay, các bộ khuếch đại được sử dụng rộng rãi trong các máy thu radio, máy nghe băng và hệ thống stereo chất lượng cao trong các phòng thu, sân khấu, hệ thống loa âm thanh

Sau đây nhóm em xin giới thiệu một mạch khuếch đại công suất và điều chỉnh âm sắc dùng IC JRC 4558 và IC LA 4440 Dù đã cố gắng thực hiện nhưng chúng em có thể không tránh được sai xót, mong nhận được sự góp ý tích cực từ thầy để chúng em có thể hoàn thành tốt hơn Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy BỒ QUỐC BẢO đã giúp chúng

em hoàn thành được đồ án này !

PHỤ LỤC

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ MỘT VÀI LINH KIỆN ĐƯỢC

DÙNG TRONG MẠCH

1.1 Điện trở 1.2 Tụ điện

1.3 Cấu tạo và nguyên lý của ic la4440

1.4 Cấu tạo và nguyên lý của ic 4558

CHƯƠNG II CÁC BƯỚC VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ LAYOUT TRONG PHẦN MỀM ALTIUM

2.1 CÁC PHÍM TẮT VÀ THƯ VIỆN TRONG ALTIUM

2.2 VẼ MẠCH ĐIỀU CHỈNH TRABLE, BASS DÙNG IC

4558

2.3 VẼ MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG IC LA4440

CHƯƠNG 3 : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH

3.1 Nguyên lý hoạt động của mạch điều chỉnh trable, bass dung ic 4558

3.2 Nguyên lý hoạt động của mạch khuếch đại dung ic

LA4440

CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG , HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO THÊM

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ MỘT VÀI LINH KIÊN ĐƯỢC DÙNG TRONG MẠCH.

để biểu thị giá trị điện trở

Ký hiệu :

Cách đọc trị số điện trở 4 vòng màu : giá trị điện trở thường được thể hiện qua các vạch màu trên thân điện trở , mỗi màu đại diện cho một số.Màu đen số 0, màu nâu số 1 ,màu đỏ số 2, cam số 3 , vàng 4, lục 5 ,lam

6 , tím 7 ,xám 8,trắng 9

Nhìn trên thân điện trở, tìm bên có vạch màu nằm sát ngoài cùng nhất và

xa các vạch màu khác đó là phần đuôi của điện trở từ đó ta sẽ xác định được đâu là phần đầu để có thể xác định được giá trị của điện trở đó

Vạch thứ nhất và vạch thứ 2 là để xác định giá trị của điện trở Vạch thứ

3 dùng để xác định giá trị là số mũ của 10 ( 10(giá trị vạch thứ 3))

Còn có thêm các loại biến trở có thể điều chỉnh được giá trị của điện trở ( còn gọi là biến trở )

tụ Ngoài ra người ta còn gọi tên tụ điện theo vật liệu làm tụ Ví dụ : tụ gốm, tụ giấy, tụ hóa, tụ meca, …

Hình dạng tụ điện có nhiều hình dạng khác nhau

Ký hiệu là : C

Biểu tượng trên mạch điện

Đơn vị của tụ điện là FARA , 1 FARA có trị số rất lớn nên trong thực tế ta chỉ dung các đơn vị nhỏ hơn như micro fara, nano fara, pico fara

 1 Pico fara ( 1pF) = 10-12 fara.

 1 Nano fara (1nF) = 10-9 fara

 1 Micro fara ( 1µF) =10-6 fara

Cách đọc giá trị tụ điện:

Đọc trực tiếp trên thân điện trở ví dụ 100µF được gọi là 100 micro fara.Nếu là dạng số 103, 223 thì 2 số đầu là giá trị số thứ 3 là số mũ của 10 đơn vị là fara

Ví dụ : 103 đọc là 10 × 103 ( 10 nano fara )

1.3 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ CỦA

IC LA4440.

Sơ đồ tương đương

Các tính năng :

 Tích hợp 2 kênh cho phép sử dụng trong âm thanh stereo và cầu ứngdụng bộ khuếch đại.

 Tiếng ồn pop nhỏ tại thời điểm cung cấp điện ON / OFF và cân bằngkhởi đầu tốt

2 Quá áp điện áp bảo vệ tăng

3 Pin – to- pin bảo vệ ngắn

CHỨC NĂNG CỦA CÁC CHÂN :

Chân 1: NF1

Chân 2 : đầu đưa tín hiệu vào của kênh 1

Chân 3 : chân nối GND

Chân 4: có thể dung chân này để tắt tiếng,làm mất tín hiệu đầu ra của ic LA 4440.

Chân 5 : DC

Chân 6 : chân đưa tín hiệu vào của kênh 2

Chân 7 : chuẩn 2NF

Chân 8: chân nối GND

Chân 9 : BS 2 đưa tín hiệu ra loa kênh 2

Chân 10 : chân chính đưa tín hiệu ra loa kênh 2

Chân 11: nối VCC lấy nguồn

Chân 12 : chân chính đưa tín hiệu ra loa kênh 1

Chan 13 : BS1 chân đưa tín hiệu ra loa kênh 1

Chân 14: chân nối GND

CHÚ Ý : khi cấp nguồn cho IC LA4440 thì cũng ta cấp nguồn mass theo thứ tự từ chân 14 về chân thấp hơn ( 14 →8 →7 →5

→3 →1) khi đó thì sẽ không bị ù loa.

1.4 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ CỦA IC 4558.

CHỨC NĂNG CÁC CHÂN CỦA IC 4558

 Chân 1 : đầu ra của bộ khuếch đại thuật toán

 Chân 2 : đàu vào đảo của bộ khuếch đại thuật toán

 Chân 3 : đầu vào không đảo của bộ khuếch đại thuật toán

 Chân 4 : chân cấp nguồn GND.

 Chân 5: đầu vào không đảo của bộ khuếch đại thuật toán

 Chân 6 : đầu vào đảo của bộ khuếch đại thuật toán

 Chân 7 : đầu ra của bộ khuếch đại thuật toán

 Chân 8 : cấp nguồn VCC

IC 4558 hoạt động ở mức điện áp - 12V và + 12V Trong ic 4558

có 2 bộ khuếch đại opam Ở ic 4558 cũng cần chú ý không để đầu ra tín hiệu gần đầu vào của tín hiệu để tránh tình trạng bị nhiễu và bị dè

CHƯƠNG II CÁC BƯỚC VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

VÀ LAYOUT TRONG PHẦN MỀM ALTIUM.

2.1 THƯ VIỆN VÀ PHÍM TẮT TRONG ALTIUM

1 PHÍM TẮT

Mạch nguyên lý

- X : quay linh kiện theo trục X.

- Y : quay linh kiện theo trục Y.

- Space : Xoay linh kiện 900 độ.

- Shift + Space : Xoay linh kiện 450 độ.

- Shift + chuột trái : Copy linh kiện

- P B: Thực hiện vẽ Bus- P W : Để đi dây nối chân linh kiện.

- P O : Lấy GND- P V N : Đánh dấu chân không dùng.

- Ctrl+Shift+T (hoặc A+T) : Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng

ngang.

- Ctrl+Shift+H (hoặc A+H) : Căn chỉnh các linh kiện cách đều

nhau theo hàng ngang.

- Ctrl+Shift+V (hoặc A+V) : Căn chỉnh các linh kiện cách đều

nhau theo hàng dọc.

- D U :Update nguyên lý sang mạch in.

- T S : Tìm linh kiện bên mạch in (bạn chọn khối bạn cần đi dây

bên mạch nguyên lý rồi ấn T-S, nó sẽ tự động tìm khối đấy bên mạch in cho bạn).

- D R : Để chỉnh các thông số trong mạch như độ rộng

của đường dây(width), khoảng cách 2 - dây(clearance),cho phép ngắn mạch( shortcircuit)

- P V : Lấy lỗ Via.

- Ctrl + Shift + lăn chuột: chuyển qua lại giữa các lớp.

- D T A : hiển thị hết các lớp.

- D T S: Chỉ hiển thị lớp TOP + BOTTOM + MULTI

- Shift+ S : Ẩn các lớp Chỉ hiện thị lớp đang dùng.

- Q : chuyển đổi đơn vị mil > mm và ngược lại

- Ctrl +G : cài đặt chế độ lưới.

- D O : chỉnh thông số mạch.

- P L : Định dạng lại kích thước mạch in nhấn rồi vào lớp

keep out layer vẽ đường viền sau đó bôi đen toàn mạch rồi nhấn D S D

- Ctrl+Shift+L (hoặc A L): Căn chỉnh các linh kiện

thẳng hàng dọc.

- Ctrl+Shift+T (hoặc A T) : Căn chỉnh các linh kiện

thẳng hàng ngang.

- Ctrl+Shift+H (hoặc A H) : Căn chỉnh các linh kiện

cách đều nhau theo hàng ngang.

- Ctrl+Shift+V (hoặc A V) : Căn chỉnh các linh kiện

cách đều nhau theo hàng dọc

- Fliped Board : Lật ngược mạch in.

- Teardrop (Phím tắt T E) để tạo teardrop cho đường

mạch gần chân linh kiện.

Trong bài này ta tạo thêm linh kiện LA4440 và JC4558

2.2 VẼ MẠCH ĐIỀU CHỈNH TRABLE, BASS DÙNG

IC 4558

Đầu tiên ta vào chọn một project mới để vẽ mạch Vào new → protect

Sau đó chọn PCB project.

Sau khi chọn PCB project ,kích chuột phải vào PCB project sao đó chọn Add New to project → chọn schematic và PCB

Chọn Save project as để lưu file trước khi bắt đầu vẽ

Trước khi vẽ mạch chính ta sẽ tạo linh kiện mới mà trong thư viện linh kiện không có ,ta sẽ tạo IC 4558

Chọn New → library → schematic library

Chọn chân linh kiện để tạo chân

Sau khi chọn được chân ta sẽ sắp xếp các chân theo thứ tự của linh kiện thật và vẽ tạo linh kiện.

Khi tạo được linh kiện như ý ta sẽ lưu vào thư viện để sử dụng.

Sau khi tạo xong linh kiện nguyên lý ta sẽ tạo chân cho IC4558 bên layout pcb Chọn new → library → pcb library rồi sắp xếp chân linh kiện như datashet của nó

Phải nhớ lưu chân linh kiện vào, sau khi tạo xong t chuyển sang phần vẽ mạch chính.

Vào design → brosow library ( hoặc dung phím tắt DB) để gọi thư viện linh kiện ra

Sau khi lấy hết linh kiện ra và sắp xếp thì ta sẽ bắt đầu nối dây

Chọn place → wire để đi dây cho linh kiện , sau khi đi dây ta sẽ được mạch nguyên lý hoàn chỉnh

Sau khi vẽ xong ta sẽ chuyển mạch nguyên lý sang PCB để vẽ mạch in

Sau khi update sang pcb ta sẽ thu được các linh kiện như sau.

Ta sẽ sắp xép các linh kiện theo ý muốn, một cách hợp lý để đi dây

và đổ đồng

Chọn design → rules để chỉnh một số yếu tố cần thiết để đi dây và đổ đồng Trong đó ta cần chú ý một số yếu tố sau :

 With : là độ rộng đường dây

 Routing layers : chọn lớp vẽ nếu ta vẽ một lớp (có thể chọn lớp TOP hoặc lớp BOTTOM )

 Clearance : chọn khoảng cách giữa phần đổ đồng và đường dây đi trong mạch

 Routing corner : chọn độ dài của đoạn gấp khúc của dây

 Routing vias : chọn đường kính của lỗ chân linh kiện

Sau khi chọn xong các mục cần thiết ta bắt đầu đi dây

Vào place → interactive routing để bắt đầu đi dây bằng tay ( có thể dungphím tắt P T )

Nếu muốn đi dây tự động có thể chọn Autorout → all

Sau quá trình đi dây ta được mạch như sau.

Bước cuối cùng để hoàn thành mạch là ta sẽ đổ đồng cho mạch in

Vào Place → polygon pour

Trong bảng ta có thể chọn lớp đổ đồng, kiểu lớp đồng cần đổ ( có thể đổkiểu ô lưới, kiểu liền, kiểu ô trống )

Đây là mạch hoàn chỉnh cuối cùng dung để in mạch sau khi đã đổ đồng.

2.2 VẼ MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG IC LA4440.

Như đã trình bày cách tạo linh kiện mới ở phần trên , ta sẽ tạo được IC

LA 4440 như sau:

Sau đó ta sẽ chọn them các linh kiện như điện trở,tụ điện, rắc cắm

Chọn place → wire để đi dây cho linh kiện , sau khi đi dây ta sẽ được mạch nguyên lý hoàn chỉnh

Tiếp tục ta sẽ update sang phần layout PCB để vẽ mạch in.

Vào design → update PCB document

Sau khi update xong ta sẽ được mạch bên PCB như sau.

Và ta sẽ sắp xếp các linh kiện vào vị trí hợp lý để có thể đi dây

Chọn design → rules để chỉnh một số yếu tố cần thiết để đi dây và đổ đồng Trong đó ta cần chú ý một số yếu tố sau :

 With : là độ rộng đường dây

 Routing layers : chọn lớp vẽ nếu ta vẽ một lớp (có thể chọn lớp TOP hoặc lớp BOTTOM )

 Clearance : chọn khoảng cách giữa phần đổ đồng và đường dây đi trong mạch

 Routing corner : chọn độ dài của đoạn gấp khúc của dây

 Routing vias : chọn đường kính của lỗ chân linh kiện

Vào place → interactive routing để bắt đầu đi dây bằng tay ( có thể dungphím tắt P T )

Nếu muốn đi dây tự động có thể chọn Autorout → all

Sau khi đi dây ta có được mạch như sau :

Công việc cuối cùng là ta phủ đồng cho mạch để tăng tính chống nhiễu cho mạch.

Vào Place → polygon pour

Trong bảng ta có thể chọn lớp đổ đồng, kiểu lớp đồng cần đổ ( có thể đổkiểu ô lưới, kiểu liền, kiểu ô trống )

Đây là mạch hoàn chỉnh cuối cùng dùng để in mạch sau khi đã đổ đồng.

CHƯƠNG 3 : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA

MẠCH.

3.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỀU CHỈNH TRABLE , BASS DÙNG IC 4558.

10K R2

10K R3

GND

203 C3

10K R5

6.8K R7

6.8K R4

10K R6

203 C2

1K R9

1K R8

4.7Uf C1

1

3

*2 trable

1

3

*3 bass

1

3

*4 volume

Tín hiệu ra từ OPPAM1 được đưa đến OPPAM2 theo 2 đường

Đường thứ nhất:

 Mạch vào gồm điện trở 10k, VR1A (1/2 biến trở 100k )

 Mạch hồi tiếp từ chân 7 về qua trở 10k, VR1B ( 1/2 biến trở 100k)

 Biến trở 100k được nối đất với tụ 223, tụ này làm cho tần số cao

hơn tần số cắt (1/2 πRC ) sẽ bị nối tắt với độ suy giảm -6Db/bass RC ) sẽ bị nối tắt với độ suy giảm -6Db/bass

độ

Như vậy, khi điều chỉnh viến trở này các tần số cao hơn tần số cắt sẽ

gần như không thay đổi biên độ

Tuy nhiên với tần số thấp hơn với tần số cắt ( tiếng trầm ) thì khi thay

đổi vị trí của VR1 sẽ thay đổi khá nhiều và hệ số khuếch đại của tiếng

trầm sẽ là:

K= -R hồi tiếp / trên R vào =-( 10k + VRB)/(10K + VRA)

 Khi biến trở vặn hết về bên trái, R vào = 10k, R hồi tiếp =110k, hệ

 Mạch vào gồm điện trở 10k, VR1A (1/2 biến trở 100k )

 Mạch hồi tiếp từ chân 7 về qua trở 10k, VR1B ( 1/2 biến trở 100k)

 Biến trở 100k không được nối tắt với tụ điện nên có tác dụng với tất cả các tần số

Như vậy, khi điều chỉnh biến trở này các tần số cao ơn tần số cắt gần như sẽ không thay đổi biên độ

Tuy nhiên tín hiệu từ mạch thứ nhất nối vào đầu vào của OPPAM2 qua điện trở 10k, trong khi tín hiệu từ mạch thứ 2 nối vào tụ điện 222 nên chỉtần số cao mới đưa đến OPPAM2 Như vậy, chỉnh biến trở VR2 chỉ ảnhhưởng đến tần số cao chứ không ảnh hưởng đến tần số thấp

OPPAM2 thực hiện hợp trở kháng đầu ra, lọc nhiễu nội bộ và điều chỉnhtín hiệu ra

3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH

KHUẾCH ĐẠI DÙNG IC LA4440

100pF C1

100pF C5

C3 100pF

C2

GND

100 R2

GND GND GND

100pF C4

100pF C6

2200uF C9

GND

100pF

C8 Cap

100pF

C7 Cap

100 R3

GND

GND

100 R1

IC LA4440 gồm 2 chanel , một chanel khuếch đại như bình thường

tín hiệu vào ngõ không đảo ( chân số 2 ) Tín hiệu hồi tiếp qua điện trở

hồi tiếp ( bên trong ic) vào ngõ vào đảo ( chân số 7) , điện trở khử hồi

tiếp qua chân số 1 Tín hiệu này sẽ gần bằng tín hiệu vào T ín hiệu này

được đưa đến đầu vào đảo qua chân số 7, điện trở khử hồi tiếp của

chanel 2

Như vậy, chanel 1 khuếch đại không đảo, chanel 2 khuếch đại đảo, 2 tín hiệu ra của 2 chanel sẽ có tín hiệu bằng nhau và ngược pha Lắp loa giữa

2 ngõ ra sẽ nhận được tín hiệu có điện áp gấp 2 lần so với ngõ ra và nối đất

Chân 5 nối tụ 220uF nối mass để lọc nhiễu nội bộ và chống tự dao động.Chân 9,10 để lấy tín hiệu ra không đảo

Chân 12,13 để lấy tín hiệu ra đảo

Trở 100 ohm lắp cho 2 tụ vào chân 1 và chân 7 để chống hồi tiếp nghịch.Hai tụ 104 nối tiếp 2 R = 100 ohm là mạch lọc ZOBEL để lọc nhiễu.Chân 14, 8, 3 cấp mass cho IC hoạt động Chân 11 cấp nguồn 12v

Chân 1 hồi tiếp không đảo chân 2 tín hiệu vào không đảo

Chân 7 tín hiệu đảo

Đầu ra chân 10 tín hiệu không đảo

Chân 12 tín hiệu đảo

Chân 6 là đầu vào cho tín hiệu ở kiểu streo ( Input2) ở kiểu mono chúng

ta không dùng nên bỏ ( nối mass)

CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG , HƯỚNG PHÁT TRIỂN

VÀ CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO THÊM.

1 Dùng làm các mạch khuếch đại mini trong gia

đình.công suất 19W/8ohm Mức hoạt động từ -20dB đến 20dB

2 Có thể làm tầng tiền khuếch đại cho amply

3 Từ mạch này ta có thể nghiên cứu thiết kế them các thành phần lọc tiếng, chống nhiễu tốt hơn, công suất cao hơn để có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về giải trí

 Nhận xét và đánh giá

Mạch rất rễ làm ,giá thành mạch không quá cao Chất lượng âm thanh ở mức trung bình, công suất của mạch ở mức trung bình Chỉ cần lưu ý nối mass của tín hiệu vào và tín hiệu ra cách nhau tránh tình trạng bị nhiễu,bị rè loa ( mass nguồn và mass tín hiệu cách xa nhau)

 Hướng phát triển

Kết nối thêm cặp sò D718 và B668 để tăng công suất

 Tài liệu tham khảo

Tài liệu tham khảo ta có tìm trên mạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các ic như các

trang :www.all datasheet com/ 4558 + datasheet

www.alldatasheet.com/La4440+datasheet

mach-pre-4558-jrc-40983/index11.html