BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ 1 đề TÀI MẠCH KHUẾCH đại âm TẦN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN: ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ ĐỀ TÀI: MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM TẦN Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Anh Quang Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Bảo Danh MSSV: 20172448 Nguyễn Tiến Thành MSSV: 20172827 Lớp: ĐTVT.09-K62 Hà Nội, 11/2019 1 Tìm hiểu sản phẩm nhu cầu Mạch khuếch đại âm hay gọi tăng âm, ampli điện, loại mạch khuếch đại điện tử thực khuếch đại tín hiệu âm điện tử có lượng thấp để thu tín hiệu có cơng suất lớn hơn, đủ để nghe thấy, vận hành thiết bị linh kiện khác Loại mạch xuất từ năm kỉ XX ngày cải tiến để phù hợp với nhu cầu sử dụng Có thể nói, mạch khuếch đại âm hay thiết bị điện tử làm nhiệm vụ khuếch đại âm đồ điện tử mà dễ dàng bắt gặp (từ loa phát xã âm ly karaoke nhà, điện thoại, ti vi, máy tính, tất sử dụng mạch khuếch đại âm thanh), nhu cầu lớn hữu dụng Thơng thường khuếch đại âm bố trí thu nhận từ nguồn tín hiệu microphone, cảm biến âm hộp nhạc cụ, mạch hoàn nguyên tín hiệu số DAC, đầu đọc tín hiệu băng từ, Cassette, đĩa CD, mạch tách sóng máy thu thu hình, Vì khuếch đại âm nên dải tần số quy ước từ 20 Hz đến 20 kHz Một số khuếch đại âm có băng tần mở rộng đến 44 kHz để khuếch đại tín hiệu mang stereo Có nhiều cách để thiết kế chế tạo mạch khuếch đại âm thanh, nhóm chúng em thiết kế mạch khuếch đại sử dụng nguồn chiều 9V làm việc cho công suất đầu khoảng 2W Mô tả kĩ thuật 2.1 u cầu chức • Nguồn ni chiều 9V DC cung cấp cho mạch điện • Đầu vào: Khuếch đại tín hiệu âm từ jack audio 50-100mV có dải tần từ 20Hz đến 20KHz • Đầu ra: tín hiệu âm có dải tần 20Hz đến 20KHz với công suất cỡ 2W mắc với loa Ohm (đủ để nghe thấy khoảng cách 5m) 2.2 Yêu cầu phi chức • Hoạt động nhiệt độ từ đến 70 độ C, nhiệt độ lý tưởng từ 20 đến 35 độ C • Mạch có kích thước nhỏ gọn trọng lượng khơng lớn • Cơng nghệ sử dụng: BJT Thiết kế sơ đồ khối Nguồn 9V DC Khối Tiền KĐ Khối KĐ Cơng Suất Hình Sơ đồ khối mạch khuếch đại âm Hình 4.1 cho thấy sơ đồ tổng thể mạch, đó: • Khối nguồn: Nguồn 9V-DC để cung cung cấp dòng cho khối tiền khuếch đại • • • • khối khuếch đại công suất Khối (bộ) tiền khuếch đại: nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu đầu vào từ jack audio biên độ 50-100mV cho tín hiệu có biên độ Vp-p cỡ 8V, có trở khánh đầu vào Zin cao trở kháng đầu Zout thấp Khối Khuệch đại cơng suất: đưa tồn độ tín hiệu loa, với cơng suất cỡ khoảng 2W Microphone: Tích hợp cảm biến thu tín hiệu âm tần chuyển sang tín hiệu điện có biên độ cỡ 5mV Loa: Biến đổi tín hiệu điện thành dao động học để tái tạo âm ( Dải tần 20 ÷ 20KHz ), có ngõ loa Ohm, P = W Thiết kế chi tiết khối 4.1 Khối nguồn Sử dụng pin 9V: Hình 5.1 Nguồn cấp cho mạch 4.2 Khối tiền khuếch đại Nhiệm vụ: u cầu: khuếch đại tín hiệu có điện áp đỉnh 50-100mV thành tín hiệu có điện áp đỉnh-đỉnh ~7.5V, tín hiệu khơng bị cắt, có tần số 20Hz-20kHz Nhóm sử dụng tầng khuếch đại CE để đưa tín hiệu từ tầm Vpk = 50-100mV lên tầm Vp-p = 7-7.5V => hệ số khuếch đại khoảng 40 Và tầng CC để dễ phối hợp trở kháng làm nhiệm vụ đệm • Tầng 1: **Yêu cầu thiết kế là: Trở kháng đầu vào cao để tín hiệu vào ổn định, trở kháng đầu thấp để Av không bị ảnh hưởng tầng Xác định thông số, linh kiện: Chọn Transistor 2N2222A với hfe ≈ 200 – 210 theo datasheet - UCE = 0.56×Vcc = 5.1V - UE ≈ 0.1×Vcc = 0.9V - Ic = 20mA  Ta chọn giá trị trở hình: **Tính tốn thơng số tầng 1: - =R1 // R2 // ( + R4×(β+1)) =663 - = R3 = 200 - = = -9.3 • Tầng 2: **Yêu cầu thiết kế: Trở kháng đầu vào cao, , Xác định thơng số, linh kiện: Chọn Transistor 2N2222A với hfe ≈ 200 – 210 theo datasheet - UCE = 0.56×Vcc = 5.1V - UE ≈ 0.1×Vcc = 0.9V - Ic = 8mA  Từ yêu cầu thiết kế thông số ta chọn giá trị điện trở hình: **Tính tốn thơng số tầng 2: - =R6 // R7 // ( + R9×(β+1)) =1k7 - = R8 =510 - = = -4.9 • Tầng 3: **Yêu cầu thiết kế: Trở kháng vào phải lớn để giữ cho tín hiệu khuếch đại tầng trước ổn định  mạch CC Darlington Xác định thông số, linh kiện: Chọn Transistor 2N2222A với ≈ 40000 theo datasheet - UCE = 0.6×Vcc = 5.4V - UE ≈ 0.1×Vcc = 3.6V - Ic = 76mA  Từ yêu cầu thiết kế thông số ta chọn giá trị điện trở hình: Mạch sử dụng kiểu mắc CC có thơng số sau: - =R11// = - = =0.34 - ≈1 4.3 Khối khuếch đại công suất **Yêu cầu thiết kế: Công suất đầu 2W, nguồn sử dụng: 9VDC, nhiệm vụ đưa tồn tín hiệu khuếch đại tải Xác định thông số: Sử dụng mạch khuếch đại đẩy kéo AB với TIP41C TIP42C (β≈100 25℃) - Trans mắc đối xứng  trans nuôi 4.5V - sử dụng diode 1N4007 để cố định điện áp BE trans - Phân cực cho trans Q5, Q6 : UBE ≈ 0.65 V, Ic ≈ 50mA - R15,16 ổn định nhiệt, yêu cấu