Môn thí nghiệm kỹ thuật điện. Mạch khuêch đại âm thanh

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
----------

BÀI BÁO CÁO
Mơn: THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ĐIỆN

Đề tài
MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM THANH

Họ tên : Huỳnh Nguyễn Hoàng Việt
MSSV : 1353020079
Lớp

1

: DV1 – K7

1


Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 05 năm 2015

2

2


Mục lục

trang

I. Lời mở đầu.................................................................................3
II. Giới thiệu linh kiện..................................................................4
1. Điện trở.......................................................................................4
2. Tụ Điện........................................................................................5
3. BJT..............................................................................................6
4. Biến trở .......................................................................................8
5. Diode...........................................................................................9
III. Thi công mạch.........................................................................10
1. Lý thuyết.....................................................................................10
2. Thi cơng mạch.............................................................................11
3. Tính tốn.....................................................................................11
IV. Thử nghiệm.............................................................................12
V. Lời kết........................................................................................12

3

3


I. Lời mở đầu
Ngày nay, cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các bộ tăng âm
cũng được cải tiến đến mức hoàn hảo như hệ thống hifi stereo,…âm thanh
trung thực, hiệu suất cao là các chỉ tiêu mà các nhà thiết kế luôn cố gắng để đạt
được một cách tốt nhất.
Mạch khuếch đại công suất âm tần nói chung cũng đơn giản, nhưng để
làm được mạch khuếch đại âm tần có chất lượng cao khơng phải dễ dàng. Bởi
vì bản thân bộ khuếch đại có khả năng tiêu tán một lượng lớn cơng suất, nên nó
phải được thiết kế sao cho nhiệt độ mà nó tạo ra khi hoạt động ở mức điện áp
cao, dòng điện lớn sẽ được tải ra môi trường xung quanh nhanh để tránh bị phá

hủy nhiệt. Do đó khó tránh khỏi sự ảnh hưởng của méo nhiễu,…dẫn đến tín
hiệu ra khơng trung thực.Vậy nên đặc trưng của bộ khuếch đại công suất
thường là có khối tản nhiệt lớn, cồng kềnh nhằm tăng diện tích tiếp xúc, trao
đổi nhiệt tốt hơn với mơi trường.
Sau đây em xin giới thiệu mạch khuếch đại âm thanh đơn giản sử dụng
transistor.

4

4


II. Giới thệu linh kiện
1. Điện trở
a. Khái niệm
Điện trở là sự cản trở dòng điện chảy trong vật dẫn điện.
Ký hiệu là: R
Được xác định bằng biểu thức: R=
Đơn vị tính: Ohm (Ω)
b .Ký hiệu của điện trởtrong mạch điện.
Linh Kiện Điện
Tử

Cấu Tạo

Điện Trở

Tạo từ một cộng dây dẩn điện thẳng có kích thước Chiều
Dài l, Diện Tích A , Độ Dẩn Điện ,

Biểu Tượng

Giá Trị Mả Màu
Hệ Thống Vạch Màu giá trị của điện trở
Đen

Đỏ

Cam

Vàng

Lục

Lam

Tím

Xám

Trắng

0
5

Nâu

1

2

3

4

5

6

7

8

9

5


c. Hình dạng thực tế một số loại điện trở

2. Tụ điện
a. Khái niệm
Tụ điện có khả năng tích trữ năng lượng dưới dạng điện trường.
Ký hiệu là: C
Đơn vị: Farad (F)
b. Kí hiệu một số tụ

c. Phân loại tụ điện
Có rất nhiều phương pháp phân loại nhưng ở đây ta dựa trên cơ sở chất
chế tạo bên trong tụ điện thì có các loại sau:

o Nhóm tụ Mica, tụ Sêlen, tụ Ceramic nhóm này làm việc ở khu
vực tần số cao tần.
o Nhóm tụ sứ, sành, giấy, dầu: Nhóm này hoạt động ở khu vực
6

6


tần số trung bình.
o Tụ hố học hoạt động ở khu vực có tần số thấp.
d. Cơng dụng của tụ điện
- Dùng để tích điện, và xả điện, chỉ cho tín hiệu xoay chiều đi qua, ngăn dịng
một chiều.
- Khả năng nạp, xả điện nhiều hay ít phụ thuộc vào điện dung C của tụ .
- Đơn vị đo điện dung ở mạch điện tử gồm: pF (Pico Fara), nF (nano Fara),
µF (Micro Fara)
- Khi sử dụng tụ ta phải quan tâm đến 2 thông số:
o Điện dung: Cho biết khả năng chứa điện của tụ.
o Điện áp: Cho biết khả năng chịu đựng của tụ.
3. BJT
a. Khái niệm
Transistor là một linh kiện bán dẫn thường được sử dụng như một thiết
bị khuếch đại hoặc một khóa điện tử.
b. Cấu tạo

c. Ứng dụng
7

7

Transistor là linh kiện tích cực, tức là cần nguồn cung cấp năng lượng để
hoạt động, cụ thể, cần phải phân cực cho transistor để nó hoạt động. Tùy theo
mục đích mà Transistor được mắc nối với mạch điện các kiểu khác nhau để
thực hiện những chức năng sau:
•

Khóa điện tử

•

Truyền dẫn điện

•

Bộ khuếch đại
Sử dụng BJT vào mục đích khuếch đại:

Hình vẽ cho thấy: Dịng điện bên chân B rất nhỏ, nó có thể điều khiển
dịng điện rất lớn bên chân C, đó chính là tính khuếch đại của các transistor.
Chúng ta đưa một tín hiệu có cơng suất nhỏ vào chân B, chúng ta có thể nhận
được một tín hiệu lớn hơn, mạnh hơn trên chân C. Do đó, chân B gọi là ngã
vào và chân C gọi là ngã ra. Khi dùng một transistor làm tầng khuếch đại,
chúng ta thường thiết kế theo trình tự sau:

8

8

Thứ nhất: Phải lấy đúng phân cực DC. Với transistor NPN, mức volt trên chân
B cao hơn E khoảng một diode, mức volt chân C phải cao hơn chân B.
Thứ hai: Tìm cách đưa tín hiệu vào mạch khuếch đại và tìm cách thu lại tín
hiệu ở ngả ra. Có các kiểu vào ra như sau:
* Cho tín hiệu vào chân B và lấy tín hiệu ra trên chân C
* Cho tín hiệu vào chân B và lấy tín hiệu ra trên chân E
* Cho tín hiệu vào chân E và lấy tín hiệu ra trên chân C.
Vậy chân B luôn là ngã vào và chân C luôn là ngã ra, chỉ có chân E có thể lúc
làm ngã vào và lúc làm ngã ra.
Thứ ba: Dùng kỹ thuật hồi tiếp để hoàn thiện mạch khuếch đại.
Ghép các transistor lại để đạt hiệu quả hơn
Chúng ta biết, trong chế tạo, một transistor cho độ lợi dịng lớn thì cơng
suất khơng lớn, một transistor cơng suất lớn thì hệ số khuếch đại dịng nhỏ.
Vậy để có các transistor vừa có cơng suất lớn, vừa có độ lợi dịng lớn, người ta
dùng cách ghép phức hợp còn gọi là cách ghép Darlington. Transistor phức hợp
sẽ cho hệ số khuếch đai dòng rất lớn và có cơng suất lớn.

9

9


4. Biến trở
4. Biến trở
a. Khái niệm
Là điện trở có thể chỉnh để thay đổi giá trị, có ký hiệu là VR chúng có
hình dạng như sau

10

10


b. Cấu tạo biến trở volume 10k
Biến trở volume 10K được sử dụng rộng rãi trong các mạch công suất,
am li... Có tên tiếng Anh là potentionmeter.
Biến trở volume 10K hoạt động như 1 điện trở có khả năng thay đổi trở
kháng khi vặn núm điều chỉnh.
Biến trở volume 10K có 3 chân, 2 chân ngồi được nối vào Vcc và Gnd,
chân giữa sẽ cho ra 1 giá trị điện áp nằm trong khoảng 0 (V) -> Vcc (V).

11

11


5. Diode
a. Khái niệm
Diode bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, cho phép
dòng điện đi qua nó theo một chiều mà khơng theo chiều ngược lại, sử dụng
các tính chất của các chất bán dẫn.
b. Cấu tạo và kí hiệu

III. Bài thực hành
12

12


III. Thi công mạch

1. Lý thuyết
a. Sơ đồ

b. Nguyên lý hoạt động
Mạch chia làm 2 tầng làm việc:
_ Tầng thứ 1: Q1 BC547 được lắp theo mạch khuếch đại công suất âm
tần lớp A. Tín hiệu ngỏ vào audio được lấy từ các thiết bị phát âm thanh như
13

13


như điện thoại, máy tính… đi qua jack 3.5 mm biến thành dịng điện có mức
điện áp khoảng 200 mV, 1k Hz. Mắc thêm biến trở để điều chỉnh biên độ tín
hiệu mong muốn. Q1 được phân cực thuận bởi cầu chia áp R2 và R3, có nhiệm
vụ khuếch đại biên độ điện áp và dòng điện để đưa ra tầng tiếp theo.
Do Q1 được lắp theo lớp A nên điện áp ngõ ra V CEQ1 = VCC/2 đảm bảo
transistor khơng rơi vào trạng thái bão hịa hay tắt.
_ Tầng thứ 2: 2 transistor công suất Q2 BC327 và Q3 BC337 được lắp
theo mạch khuếch đại công suất âm tần lớp AB. Hai diode 1N4148 có nhiệm
vụ ghim điện áp; tạo 1 mức điện áp phân cực (0,5 ~ 0,6 V) đảm bảo cho 2
transistor Q2 và Q3 sẵn sàng dẫn.
+ Bán kỳ (+) của Vin: mối nối V BEQ3 phân cực thuận, transistor Q3 dẫn
dòng IC kéo từ nguồn cung cấp nạp vào tụ C2 và qua tải
+ Bán kỳ (-) của Vin: mối nối VBEQ2 phân cực thuận, transistor Q3 tắt,
Q2 dẫn, tụ C2 sẽ xả qua Q2, dòng sẽ chạy từ tải qua C2 và qua Q2 xuống đất.

2. Thi công mạch

14

14


a.

PCB

b. Mạch thi công thực tế

15

15

layout


3. Tính tốn thơng số
a. Lý thuyết
b. Thực tế
Q1:
ICQ1 = 1,27 mA
VCEQ1 = 5,36 V
Q2:
ICQ2 = 2,5 mA
VCEQ2 = 6,02 V
Q3:
ICQ3 = 2,7 mA
VCEQ3 = 3 V
16

16


Zin
Zout
Av:
Theo hình ta đó được độ khuếch đại Av = 10 lần

17

17