Điện tử tương tự 1 đề TÀI MẠCH KHUẾCH đại âm THANH 5v 2w

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 THANH 5V - 2W Giảng viên hướng dẫn : Nhóm thực : Mã lớp : Hà Nội, 5/2020 - MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM THANH 5V – 2W MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ TẦNG KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT 1.1 Tính tốn thơng số 1.2 Lựa chọn linh kiện PHẦN II: THIẾT KẾ TẦNG KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ .6 2.1 Lựa chọn sơ đồ nguyên lý 2.2 Tính tốn thơng số PHẦN III: PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG TÍNH TỐN THƠNG SỐ TỤ ĐIỆN .8 3.1 Tại phải phối hợp trở kháng 3.2 Lựa chọn sơ đồ nguyên lý 3.3 Tính tốn thơng số tụ điện KẾT LUẬN 11 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM THANH 5V – 2W PHẦN I: THIẾT KẾ TẦNG KHUẾCH ĐẠI CƠNG SUẤT 1.1 Tính tốn thơng số Yêu cầu thiết kế: Công suất đầu 2W, nguồn sử dụng: 5VDC Giả sử ta chọn loa (tải) có thông số P L = 2W – RL = 8Ω mạch khuếch đại công suất mạch khuếch đại đẩy kéo dùng nguồn đơn, có sơ đồ nguyên lý sau: Hình 1 Sơ đồ nguyên lý tầng khuếch đại cơng suất Trên Hình 1.1 sơ đồ ngun lý tầng khuếch đại cơng suất Ta có: 2 V L( p) R L P L= I L( p) R L= 2 ( R6 + R L )2 Chọn R6 nhỏ so với RL = Ω, ta tính gần được: P Lmax =2W  V L(p )max=4 √ ≈5.66 V Mạch gồm transistor NPN PNP nuôi nguồn 5VDC, tính đối xứng, transistor coi ni nguồn điện 2.5VDC Do đó, giá trị biên MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM THANH 5V – 2W độ tín hiệu tối đa tải đạt mức V L(p )max=2.5 V (coi hệ số sử dụng điện áp =100%) Khi đó, cơng suất tối đa đạt được: P Lmax =0.3 W Mặt khác, tầng khuếch đại công suất gồm transistor mắc CC, hệ số khuếch đại điện áp coi gần (không khuếch đại điện áp, khuếch đại dịng) Cơng suất tiêu tán tối đa Q4 Q5 tính sau: I L ( p) = I dc = V L(p ) 2.5 = =0.3 A RL I L( p) π = 0.3 =100 m A π PQ + P Q 5=PC =PCC −P L=V CC I dc − PC =V CC I dc − V 2L(p ) R L 2 ( R + RL ) V 2L( p) RL Với V L(p )=2.5 V ta tính PC =0.6W , từ suy ra: PQ max=PQ max=0.3W 1.2 Lựa chọn linh kiện Từ thông số tính tốn trên, ta lựa chọn transistor cho hoạt động an tồn với thơng số tính Transistor chọn với yêu cầu sau: PQmax ≥ 0.66 W ,V CEmax ≥V CC =5 V , I Cmax ≥ I L( p) =0.19 A Từ đó, ta chọn cặp transistor NPN PNP TIP41 TIP42 với thông số: PQmax =65 W ,U CEmax =40 V , I Cmax =6 A Theo datasheet TIP41 TIP42 (Hình 1.2), 25C, I C =I dc =0.1 A , giá trị =100 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM THANH 5V – 2W Hình Sự phụ thuộc hệ số  vào dòng phân cực theo mức nhiệt độ R6, R7 có tác dụng để ổn định nhiệt, cân tầng đẩy kéo, dòng qua tải dịng qua trở bán kì Bởi vậy, để khơng ảnh hưởng đến công suất tải, ta thường chọn R6 = R7