MẠCH KHUẾCH đại CÔNG SUẤT âm tần

Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

PHẦN I
LÝ THUYẾT TỔNG QUAN.

Chương 1
LINH KIỆN SỬ DỤNG
* Linh kiện chính sử dụng là transistor.
Transistor: là linh kiện bán dẫn gồm ba lớp bán dẫn tiếp giáp nhau tạo thành mối
nối P – N. Gồm có 2 loại: N P N và P N P.
Kí hiệu:
N -P -N

1.1.

A1013.

1.2.

C2383.

P -N -P

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

1


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

1.3. C1815.

1.4. B688.

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

2


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

1.5. D718.

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

3


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Chương 2
CÁC KHÁI NIỆM TRONG MẠCH KHUẾCH ĐẠI
2.1. Định nghĩa mạch khuếch đại
Trong kỹ thuật, từ “khuếch đại” được định nghĩa là “dùng một năng lượng
nhỏ để điều khiển môt năng lượng khác lớn hơn gấp nhiều lần”.Có ba loại
mạch khuếch đại chính là:
– Khuyếch đại về điện áp : Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có biên độ nhỏ vào,
đầu ra ta sẽ thu được một tín hiệu có biên độ lớn hơn nhiều lần.
– Mạch khuyếch đại về dòng điện : Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có cường
độ yếu vào, đầu ra ta sẽ thu được một tín hiệu cho cường độ dòng điện mạnh
hơn nhiều lần

– Mạch khuếch đại công suất là mạch được thiết kế sao cho cung cấp một
lượng công suất lớn cho tải tức là mạch khuếch đại công suất sẽ tạo ra điện
áp cao và dòng điện lớn để lái tải cần công suất lớn.Mạch khuếch đại công
suất được ứng dụng rất nhiều trong ngành điện – điện tử. Chúng ta chỉ xét
mạch khuếch đại công suất dùng trong lĩnh vực âm thanh ( còn gọi là mạch
khuếch đại công suất âm tần).
– Mạch khuếch đại công suất âm tần dùng để tạo ra một lượng công suất để
cung cấp cho tải (tải thường là loa do chúng đòi hỏi một lượng công suất lớn
để biến đổi tín hiệu điện thành sóng âm). Mạch khuếch đại công suất thường
được sử dụng rộng rãi trong các máy: radio, máy thu hình, máy nghe băng,
máy tăng âm, các hệ thống stereo, loa phát thanh……
– Khả năng khuếch đại của một mạch được đánh giá bằng một thông số đó là
độ lợi:
v0
v0
, hoặc : A v (dB)= 20lg( )
vi
vi
I0
I0
Độ lợi điện (A i ) A i = , hoặc : A I (dB) = 20lg( )
Ii
II
P0
P0
Độ lợi cơng suất (Ap) : Ap =
hoặc Ap (dB) = 10lg( )
Pi
PI

Độ lợi đi (Av) : Av =

– Thực tế khi sử dụng một bộ khuếch đại thì có thể sẽ không đáp ứng được độ
khuếch đại cần thiết, khi đó ta dùng nhiều bộ khuếch đại mắc nối tiếp nhau,
trở thành bộ khuếch đại nhiều tầng và có độ lợi tổng (At) là:
At = Av1. Av2. Av3 . . . Avn
– Hệ số khuếch đại thường thay đổi theo tần số làm việc, do đó để đơn giản
trong tính toán ta thường tính theo hệ số khuếch đại trung bình
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

4


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

2.2. Đáp ứng tần số :
– Đáp ứng tần số (hay dãy tần hoạt động của mạch) được định nghĩa là một
khoảng tần số mà khi tần số tín hiệu ngõ vào nằm trong khoảng tần số này
thì độ khuếch đại của mạch sẽ là cực đại .
– Thông thường một mạch khuếch đại chỉ đáp ứng được một dãy tần số nào đó,
ở tần số thấp và tần số cao thì độ lợi sẽ giảm so với tần số trung bình. Khoảng
tần số mà độ lợi không bị suy giảm quá 3dB gọi là băng thông (BW) của bộ
khuếch đại. Mạch khuếch đại âm tần băng thông lí tưởng là: 20Hz ÷ 20KHz
– Khoảng tần số này được giới hạn bởi :
fH :tần số cắt cao
fL:tần số cắt thấp.
– Hiệu số giữa fH và fL được gọi là băng thông của mạch :B = fH - fL
– Nếu tín hiệu ngõ vào nằm ngoài băng thông của mạch thì độ khuếch đại của
mạch sẽ thay đổi theo tần số.
– Nếu tín hiệu ngõ vào ở tần số f H hay fL thì độ khuếch đại của mạch ở tần số

đó sẽ giảm đi 2 lần hay suy giảm –3 dB so với độ lợi cực đại.
2.3. Méo dạng:
– Biểu thị cho sự thay đổi hình dạng của tín hiệu ra so với tín hiệu vào của
mạch. Tín hiệu khuếch đại trong mạch bị méo dạng do nhiều nguyên nhân
gây ra như L, C, BJT, do tín hiệu vào quá lớn, do nhiễu… Độ méo phân
thành nhiều loại:
– Méo phi tuyến: đối với bộ khuếch đại lý tưởng thì khi tín hiệu vào là hình sin
thì tín hiệu ra cũng là hình sin. Các bộ khuếch đại trong thực tế thường không
đảm bảo được điều này, nghĩa là tín hiệu qua mạch không hoàn toàn là hình
sin nữa. Nguyên nhân gây ra hiện tượng này là do bộ khuếch đại có chứa các
thành phần phi tuyến như BJT…đều có đặc tuyến là đường cong và các đặc
tính khuếch đại phi tuyến gây ra sái dạng tín hiệu ngõ ra.
– Méo tần số : là dạng méo xuất hiện do hệ số khuếch đại thay đổi khi tần số tín
hiệu thay đổi gây nên sự biến đổi âm sắc. Nguyên nhân là do L, C từ mạch
khuếch đại.
– Méo pha: là do sự dịch góc pha ban đầu của tín hiệu ra so với tín hiệu vào
.Méo pha có không gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng âm thanh.
– Mép xuyên tâm: Do điện áp qua mối nối B-E của một transistor phải đạt đến
mức nào đó xác định (0.7v) trước khi có dòng base vào, nhờ đó dòng
collector sẽ chạy qua. Kết quả tín hiệu lái được đưa
vào transistor lớp B phải đạt được một mức cực tiểu
nhất định trước khi dòng collector của nó nằm trong
vùng tích cực. Hiện tượng này là nguyên nhân chính
gây ra nhiễu trong bộ khuếch đại đẩy kéo lớp B.
Hình:1
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

5

Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
2.4. Dãi rộng và tạp nhiễu:
– Độ lợi của bộ khuếch đại không chỉ phụ thuộc vào tần số mà còn phụ thuộc
vào biên độ và cường độ của tín hiệu vào . Nếu điện áp quá giới hạn cho phép
sẽ gây quá tải cho tầng khuếch đại , nếu điện áp vào quá ngõ thì tạp nhiễu sẽ
xuất hiện ở ngõ ra , tap âm nhiễu này bao gồm tạp âm nhiệt của linh kiện thụ
động và tạp âm nội của linh kiện phi tuyến như BJT, FET… nếu không có
tín hiệu vào thì ngõ ra sẽ có tạp âm riêng của tầng khuếch đại .
– Tỉ số giữa giá trị cực đại và cực tiểu của điện áp vào gọi là dãi động của tín
hiệu (Ds)
DS =

V IN (max)
VIN (min)

– Như vậy bộ khuếch đại sẽ không thể khuếch đại điện áp nhỏ hơn giátrị cực
tiểu của tín hiệu vào bởi vì điện áp nhỏ VIN(min) thì tạp nhiễu của tầng khuếch
đại sẽ lấn áp . Do đó người ta đưa tỉ số S/N để đánh giá chất lượng của bộ
khuếch đại , tỉ số S/N càng nhỏ càng tốt
 S(signal): công suất tín hiệu
 N(noise): công suất nhiễu
2.5. Tổng trở vào (ZIN):
Để tín hiệu không bị suy giảm thì tổng trở vào phải có giá trị đủ lớn : ZIN
≥10RS .Với RS là điện trở nối tiếp của nguồn tín hiệu vào
2.6. Tổng trở ra (ZOUT):
ZOUTlà điện trở nối tiếp với nguồn phát tín hiệu ra. Để tín hiệu không bị suy
giảm thì tổng trở ra phải có giá trị đủ nhỏ so với tải : RL ≥10 ZOUT.Với RL là
điện trở tải
2.7. Công suất danh định :là công suất lớn nhất mà mạch cung cấp cho tải theo
đúng yêu cầu thiết kế

2.8. Hiệu suất của mạch khuếch đại (η ) :
Hiệu suất của bộ khuếch đại công suất được định nghĩa là tỉ số giữa công suất
tín hiệu tung bình được phân phối trên tải với công suất trung bình được kéo từ
nguồn DC:
η (%) =

PL
.100%
PCC

Với : PL là công suất tín hiệu tung bình được phân phối trên tải.
PCC là công suất trung bình được kéo từ nguồn dc.

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

6


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Chương 3
KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR LƯỠNG CỰC – BJT
3.1. Transistor mắc theo kiểu E chung:
Mạch mắc theo kiểu E chung có cực E đấu trực tiếp xuống mass hoặc đấu qua
tụ xuống mass để thoát thành phần xoay chiều, tín hiệu đưa vào cực B và lấy
ra trên cực C, mạch có sơ đồ như sau :

Rg : là điện trở ghánh
Rđt : Là điện trở định thiên
Rpa : Là điện trở phân áp

Hình: 2
Mạch khuyếch đại điện áp mắc kiểu E chung, tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra
trên cực C.

Đặc điểm của mạch khuyếch đại E chung.

Mạch khuyếch đại E chung thường được định thiên sao cho
điện ápUCE khoảng 60% ÷ 70 % Vcc.

Biên độ tín hiệu ra thu được lớn hơn biên độ tín hiệu vào nhiều
lần, như vậy mạch khuyếch đại về điện áp.

Dòng điện tín hiệu ra lớn hơn dòng tín hiệu vào nhưng không
đáng kể

Tín hiệu đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào : vì khi điện áp
tín hiệu vào tăng => dòng IBE tăng => dòng ICE tăng => sụt áp trên Rg
tăng => kết quả là điện áp chân C giảm , và ngược lại khi điện áp đầu
vào giảm thì điện áp chân C lại tăng => vì vậy điện áp đầu ra ngược pha
với tín hiệu đầu vào. Mạch mắc theo kiểu E chung như trên được ứng
dụng nhiều nhất trong thiết bị điện tử.
3.2. Transistor mắc theo kiểu C chung :

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

7


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Hình: 3
–
Mạch mắc theo kiểu C chung có chân C đấu vào mass
hoặc dương nguồn Lưu ý : về phương diện xoay chiều thì dương nguồn
tương đương với mass, tín hiệu được đưa vào cực B và lấy ra trên cực E.
–
Mạch mắc kiểu C chung , tín hiệu đưa vào cực B và lấy
ra trên cực E

Đặc điểm của mạch khuyếch đại C chung .

Tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực E

Biên độ tín hiệu ra bằng biên độ tín hiệu vào : Vì mối
BE luôn luôn có giá trị khoảng 0,6 V do đó khi điện áp chân B tăng
bao nhiêu thì áp chân C cũng tăng bấy nhiêu => vì vậy biên độ tín hiệu
ra bằng biên độ tín hiệu vào .

Tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu vào : Vì khi điện áp
vào tăng => thì điện áp ra cũng tăng, điện áp vào giảm thì điện áp ra
cũng giảm.

Cường độ của tín hiệu ra mạnh hơn cường độ của tín
hiệu vào nhiều lần : Vì khi tín hiệu vào có biên độ tăng => dòng I BE sẽ
tăng => dòng ICE cũng tăng gấp β lần dòng IBE vì ICE = β.IBE giả sử
Transistor có hệ số khuyếch đại β = 50 lần thì khi dòng I BE tăng 1mA
=> dòng ICE sẽ tăng 50mA, dòng ICE chính là dòng của tín hiệu đầu ra,
như vậy tín hiệu đầu ra có cường độ dòng điện mạnh hơn nhiều lần so
với tín hiệu vào.


Mạch trên được ứng dụng nhiều trong các mạch khuyếch
đại đêm (Damper), trước khi chia tín hiệu làm nhiều nhánh , người ta
thường dùng mạch Damper để khuyếch đại cho tín hiệu khoẻ hơn .
Ngoài ra mạch còn được ứng dụng rất nhiều trong các mạch ổn áp
nguồn ( ta sẽ tìm hiểu trong phần sau )
3.3. Transistor mắc theo kiểu B chung :
– Mạch mắc theo kiểu B chung có tín hiệu đưa vào chân E và lấy ra trên chân C
, chân B được thoát mass thông qua tụ.
– Mach mắc kiểu B chung rất ít khi được sử dụng trong thực tế.
– Mạch khuyếch đại kiểu B chung , khuyếch đại về điện áp và không khuyếch
đại về dòng điện.

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

8


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
Hình:4

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

9


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Chương 4
GHÉP GIỮA CÁC TẦNG KHUẾCH ĐẠI
 Khái niệm về ghép tầng : Một thiết bị điện tử gồm có nhiều khối kết hợp lại,

mỗi khối lại có nhiều tầng khuyếch đại được mắc nối tiếp với nhau và khi
mắc nối tiếp thường sử dụng một trong các kiểu ghép sau :
 Ghép tầng qua tụ điện.
 Ghép tầng qua biến áp .
 Ghép tầng trực tiếp.
 Ta hãy xét các trường hợp cụ thể :
4.1. Ghép tầng bằng tụ liên lạc.

Hình: 5
– Mạch khuyếch đại đầu từ - có hai tầng khuyếch đại được ghép với nhau qua
tụ điện. Ở trên là sơ đồ mạch khuyếch đại đầu từ, mạch gồm hai tầng
khuyếch đại mắc theo kiểu E chung, các tầng được ghép tín hiệu thông qua tụ
điện, người ta sử dụng các tụ C1 , C3 , C5 làm tụ nối tầng cho tín hiệu xoay
chiều đi qua và ngăn áp một chiều lại, các tụ C 2 và C4 có tác dụng thoát thành
phần xoay chiều từ chân E xuống mass, C6 là tụ lọc nguồn
– Ưu điểm của mạch là đơn giản, dễ lắp do đó mạch được sử dụng rất nhiều
trong thiết bị điện tử, nhược điểm là không khai thác được hết khả năng
khuyếch đại của Transistor do đó hệ số khuyếch đại không lớn.
– Ở trên là mạch khuyếch đại âm tần, do đó các tụ nối tầng thường dùng tụ hoá
có trị số từ 1µF ÷ 10µF.
– Trong các mạch khuyếch đại cao tần thì tụ nối tầng có trị số nhỏ khoảng vài
nanô Fara.

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

10


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
4.2. Ghép tầng bằng biến áp.

Hình: 6
Ở trên là sơ đồ mạch trung tần sử dụng các biến áp ghép tầng, tín hiệu đầu ra
của tầng này được ghép qua biến áp để đi vào tầng phía sau.
– Ưu điểm: phối hợp được trở kháng giữa các tầng do đó khai thác được tối ưu
hệ số khuyếch đại , hơn nữa cuộn sơ cấp biến áp có thể đấu song song với tụ
để cộng hưởng khi mạch khuyếch đại ở một tần số cố định.
– Nhược điểm : nếu mạch hoạt động ở dải tần số rộng thì gây méo tần số, mạch
chế tạo phức tạp và chiếm nhiều diện tích.
4.3. Ghép tầng trực tiếp.
Kiểu ghép tầng trực tiếp thường được dùng trong các mạch khuyếch đại công
xuất âm tần. Mạch khuyếch đại công xuất âm tần có đèn đảo pha Q 1 được ghép
trực tiếp với hai đèn công xuất Q2 và Q3.

Hình: 7

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

11


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Chương 5
KHUẾCH ĐẠI HỒI TIẾP
5.1. Khái niệm.
– Về cơ bản, hồi tiếp là việc ghép một phần tín hiệu (áp hoặc dòng) từ
ngõ ra của một mạng tứ cực tích cực (thường là mạch khuếch đại A o) về lại ngõ
vào của chính mạng này thông qua một mạng tứ cực khác (gọi là mạch hồi
tiếp β).

vs : tín hiệu vào
vo : tín hiệu ra
i : tín hiệu ngõ vào mạch
khuếch đại
f : tín hiệu hồi tiếp trở về
: hệ số hồi tiếp của bản thân mạch
hồi tiếp

v
v
β

Hình:8
Ao: độ lợi của bản thân mạch khuếch đại (khi chưa có mạch hồi tiếp β) và còn
gọi là độ lợi vòng hở (Open-loop gain).
Aof: độ lợi toàn mạch (bao gồm cả mạch hồi tiếp β) và còn gọi là độ lợi vòng kín
(Closed- loop gain).
– Các biểu thức liên hệ :

5.2. Phân loại và công dụng.
– Hồi tiếp âm : người ta phân thành 2 loại : hồi tiếp âm 1-chiều (DC) và hồi
tiếp âm xoay chiều (AC). Hồi tiếp âm DC dùng để ổn định chế độ làm việc của
bộ khuếch đại, còn hồi tiếp âm AC dùng để ổn định, nâng cao chất lượng và cải
thiện các tham số của bộ khuếch đại theo mong muốn (như tăng tổng trở
vào, mở rộng băng thông, giảm méo, triệt nhiễu,...).
– Hồi tiếp dương : Hồi tiếp dương thường tăng cường tính mất ổn định của bộ
khuếch đại và do đó nó được sử dụng để tạo dao động.
– Có 4 loại hồi tiếp :
 Hồi tiếp Điện áp - Nối tiếp (voltage - series) : lấy mẫu điện áp ở ngõ ra vo và
đưa điện áp hồi tiếp vf về ghép nối tiếp với điện áp ngõ vào v i của bản thân bộ

khuếch đại.
 Hồi tiếp Dòng điện - Nối tiếp (current - series): lấy mẫu dòng điện ở ngõ ra io
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

12


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
và đưa dòng điện hồi tiếp if về ghép nối tiếp với dòng điện ngõ vào i i của bản
thân bộ khuếch đại.
 Hồi tiếp Điện áp - Song song (voltage - shunt) : lấy mẫu điện áp ở ngõ ra v o
và
đưa điện áp hồi tiếp vf về ghép song song với điện áp ngõ vào v i của bản thân
bộ khuếch đại.
 Hồi tiếp Dòng điện - Song song (current - shunt): lấy mẫu dòng điện ở ngõ ra
io và đưa dòng điện hồi tiếp i f về ghép song song với dòng điện ngõ vào i i của
bản thân bộ khuếch đại.

Chương 6
KHUẾCH ĐẠI VI SAI
- Một mạch khuếch đại vi sai căn bản ở trạng thái cân bằng có dạng:

Hình: 9
- Có 2 phương pháp lấy tín hiệu ra:
 Phương pháp ngõ ra vi sai: Tín hiệu được lấy ra giữa 2 cực thu.
 Phương pháp ngõ ra đơn cực: Tín hiệu được lấy giữa một cực thu và mass.
- Mạch được phân cực bằng 2 nguồn điện thế đối xứng (âm, dương) để có các
điện thế ở cực nền bằng 0 volt.
- Người ta phân biệt 3 trường hợp:
6.1. Tín hiệu vào cùng biên độ và cùng pha (v1 = v2 ) :

- Do mạch đối xứng, tín hiệu ở ngõ ra va = vb
 Như vậy:
va = AC . v1
vb = A c . v2
 Trong đó AC là độ khuếch đại của một transistor và được gọi là độ lợi cho tín
hiệu chung (common mode gain).
- Do v1 = v2 nên va = vb. Vậy tín hiệu ngõ ra vi sai: va - vb =0.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

13


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
6.2. Tín hiệu vào có dạng vi sai:
- Lúc này v1 = -v2 (cùng biên độ nhưng ngược pha).
- Lúc đó: va = -v b.
- Do v1 = -v2 nên khi Q1 chạy mạnh thì Q2 chạy yếu và ngược lại nên v = vb.
- Người ta định nghĩa:
va - v b = A VS( v1 - v 2 )
Av: được gọi là độ lợi cho tín hiệu vi sai (differential mode gain). Như vậy ta
thấy với ngõ ra vi sai, mạch chỉ khuếch đại tín hiệu vào vi sai (khác nhau ở hai
ngõ vào) mà không khuếch đại tín hiệu vào chung (thành phần giống nhau).
6.3. Tín hiệu vào bất kỳ:
Người ta định nghĩa:
- Thành phần chung của v1 và v2 là:
- Thành phần vi sai của v1 và v2 là:
Vvs = v1 - v2
 Thành phần chung được khuếch đại bởi AC (ngỏ ra đơn cực) còn thành phần
vi sai được khuếch đại bởi A vs.
 Thông thường |A VS| >>|A C|.

6.4. Trạng thái mất cân bằng:
- Khi mạch mất cân bằng thì không còn duy trì được sự đối xứng. Hậu quả trầm
trọng nhất là thành phần chung có thể tạo ra tín hiệu vi sai ở ngõ ra.
* Một số nguyên nhân chính:
 Các linh kiện thụ động như điện trở, tụ điện ... không thật sự bằng nhau và
đồng chất.
 Các linh kiện tác động như diode, transistor.. không hoàn toàn giống nhau.
* Biện pháp ổn định:
 Lựa chọn thật kỹ linh kiện.
 Giữ dòng điện phân cực nhỏ để sai số về điện trở tạo ra điện thế vi sai nhỏ.
 Thiết kế CMRR (tỉ số nén đồng pha) có trị số thật lớn.
CMRR=

Avs
Av

Avs: Độ lợi điện áp vi sai.

Av: Độ lợi điện áp đồng pha
 Thêm biến trở R'E để cân bằng dòng điện phân cực.
 Chế tạo theo phương pháp vi mạch.

Hình: 10
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

14


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Chương 7
KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
7.1. PHÂN LOẠI CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH KHUẾCH
ĐẠI CÔNG SUẤT.
Tùy theo chế độ làm việc của transistor, người ta thường phân mạch khuếch đại
công suất ra thành các loại chính như sau:
7.1.1. Khuếch đại công suất loại A:
Tín hiệu được khuếch đại gần như tuyến tính, nghĩa là tín hiệu ngõ ra thay đổi
tuyến tính trong toàn bộ chu kỳ 360o của tín hiệu ngõ vào (Transistor hoạt
động cả 2 bán kỳ của tín hiệu ngõ vào).
* Ưu điểm:
– Khuếch đại cả 2 bán kỳ của tín hiệu
– Tín hiệu ít bị méo dạng.
* Khuyết điểm:
– Hiệu suất thấp:η ≤ 25% nếu dùng tải
là R và η ≤ 50% nếu dùng tải là biến
áp
–
Công suất tiêu hao lớn
Hình:11
7.1.2. Khuếch đại công suất loại B:
Transistor được phân cực tại VBE =0 (vùng ngưng). Chỉ một nửa chu kỳ âm
hoặc dương của tín hiệu ngõ vào được khuếch đại
* Ưu điểm:
–
Hiệu suất cao η ≤ 78,54%
–
Ở chế độ tĩnh không có tiêu
thụ điện áp nên không có tổn hao trên
transistor.

* Khuyết điểm:
–
Tín hiệu chỉ tồn tại trong nửa
chu kỳ.
–
Méo phi tuyến lớn
Hình:12
7.1.3. Khuếch đại công suất loại AB:
Transistor được phân cực ở vùng ngưng. Tín hiệu ngõ ra thay đổi hơn một
nửa chu kỳ của tín hiệu vào (Transistor hoạt động hơn một nửa chu kỳ dương
hoặc âm của tín hiệu ngõ vào).
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

15


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Hình:13
Đặc điểm:
– Kết hợp cả 2 đặc tính của chế độ loại A và B nên khắc phục được nhược
điểm của chế độ loại A lẫn loại B.
– Hiệu suất khá cao η ≤ 70%
7.1.4. Khuếch đại công suất loại C:

Hình:14
Transistor được phân cực trong vùng ngưng để chỉ một phần nhỏ hơn nửa chu
kỳ của tín hiệu ngõ vào được khuếch đại. Mạch này thường được dùng khuếch
đại công suất ở tần số cao với tải cộng hưởng.
* Ưu điểm:

Hiệu suất cao η ≤ 90%
* Khuyết điểm: Méo phi tuyến lớn (70%). Để hạn chế méo, tải phải là khung
cộng hưởng ghép LC.

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

16


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Hình:15
7.2. CÁC LOẠI MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM TẦN
7.2.1. Mạch OTL (Output Transformer Less) :
* Đặc điểm :
– Được cấp nguồn đơn +Vcc và mass (0V).
– Tầng khuếch đại công suất đẩy kéo dùng transistor bổ phụ đối xứng nên
điện thế điểm giữa ra loa bằng nửa nguồn .
– Ngõ ra loa phải ghép với một tụ điện Co.
* Ưu điểm :
– Âm thanh đạt chất lượng cao hơn do đáp tuyến tần số rộng ,
– Không bị suy giảm tín hiệu tần số cao do tụ kí sinh của biến áp .
– Hiệu suất cao vì không tổn hao trên biến thế . Giá thành rẻ, kích thước nhỏ
so với khi dùng biến áp ngõ ra.
* Khuyết điểm :
– Phải chỉnh điện thế DC của điểm giữa ra loa bằng nửa nguồn cung cấp thì
tín hiệu ngõ ra mới không bị méo .
– Cặp transistor công suất nếu không phải là cặp transistor bổ phụ thì dễ gây
méo phi tuyến.
– Tín hiệu ra bị méo ở tần số thấp do tụ C out gây ra (do tụ Cout không thể tiến

tới vô cùng).
7.2.2. Mạch OCL (Output Capicitor Less ) :
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

17


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
*
–
–
–
*
–
–
*
–
–

Đặc điểm :
Được cấp nguồn đối xứng +Vcc và –Vcc nên điện thế điểm giữa bằng 0 .
Tín hiệu vào mạch khuếch đại trực tiếp không cần qua tụ .
Không có tụ Co ở ngõ ra loa.
Ưu điểm:
Khả năng chống nhiễu tốt do dùng kiểu khuyếch đại vi sai ở ngõ vào .
Đáp tuyến tần số rộng do không dùng tụ và biến thế ngõ ra.
Khuyết điểm :
Cần dùng 2 nguồn.
Tín hiệu ra loa trực tiếp nên điện thế DC ở điểm giữa ngõ ra khác 0V sẽ
gây cháy loa vì vậy cần phải có mạch bảo vệ loa.

7.2.3. Mạch BTL (Bridge Transistor Line Out) :
* Đặc điểm :
Mạch BTL có hai loại :
– Dùng nguồn đơn là mạch ampli ghép từ hai mạch khuếch đại công suất
OTL.
– Dùng nguồn đơn là mạch ampli ghép từ hai mạch khuếch đại công suất
OCL.
* Ưu điểm :
– Cho ra công suất lớn(gấp 4 lần so với OTL hay OCL) khi sử dụng với
nguồn điện áp thấp hoặc dùng cho các Ampli có công suất rất lớn từ 500W
đến vài nghìn Walt.
* Khuyết điểm :
– Giá thành cao.
– Tín hiệu ra dễ bị méo hai mạch khuếch đại không giống nhau. Dễ bị cháy
nếu điện thế điểm giữa không bằng 0.

PHẦN II
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

18


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Chương 1
THIẾT KẾ
1.1. Sơ đồ nguyên lý:

1.2. Sơ đồ nguồn:

D 1
HI

D IO D E
D 2
T1
1

+

5

C 1

V+

10000uF
D IO D E

AC 220V

6
D 3
4

8

TR A N S F O R M E R C T

D IO D E
D 4

+

0

C 2
10000uF

VLO

D IO D E

1.3. Sơ đồ mạch in.

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

19


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

1.4. Sơ đồ khối.

1.5. Phân tích các tầng làm việc của mạch OCL.
1.5.1. Khối nguồn:
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

20


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
Cung cấp nguồn DC với mức điện áp ổn định là ± 42V cho toàn bộ mạch
hoạt động.
1.5.2. Tầng tiền khuếch đại:
Là tầng đầu tiên tín hiệu đi vào, có nhiệm vụ biến tín hiệu có mức điện thế
thấp thành tín hiệu cường độ cao hơn để ghép vào tầng khuyếch đại điện
thế (đây là mạch khuếch đại biến điện thế thành cường độ). Do đó tín hiệu
phải trung thực, nguồn cấp điện phải được lọc kỹ để khỏi ảnh hưởng tới tín
hiệu tại tầng này.
1.5.3.Tầng thúc:
Tầng này có chức năng nhận tín hiệu từ tầng nhập vào, chuyển đổi tín hiệu
từ ngõ ra tầng nhập thành tín hiệu có mức điện thế cao hơn để cung cấp cho
tầng khuếch đại công suất.
1.5.4.Tầng khuếch đại công suất:
Nhận tín hiệu có điện áp cao từ tầng thúc rồi khuếch đại và cung cấp dòng
âm tần có cường đô lớn cho loa.
1.6. Chức năng của các linh kiện tại các tầng.
1.6.1. Tầng khuếch đại công suất :
 R20: Ổn định nhiệt cho Q6.
 R21: Ổn định nhiệt cho Q7.
 R22: Ổn định nhiệt cho Q8.
 R23: Ổn định nhiệt cho Q9.
 VR,Q10: Dùng điều chỉnh điện áp phân cực cho Q 4, Q5 để tránh méo
xuyên tâm.
 D3: là diode định thiên, giảm tiêu tán công suất trên Q4, Q5.
 C9, R24: bảo vệ mạch chống lại trở kháng nội của loa, tạo thành mạch
lọc loại bỏ nhiễu ở tần số cao.

 Q6, Q7: là cặp transistor bổ phụ công suất nhỏ, ghép Darlington với
Q8 ,Q9 nhằm tăng hệ số khuếch đại dòng điện.
 Q8, Q9: Là cặp Transistor bổ phụ công suất lớn.
1.6.2. Tầng thúc:
 C8: ổn định phân cực CB cho Q4.
 Q4, Q5: cung cấp nguồn dòng cho tầng công suất.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

21


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
 R17, R19: ổn định nhiệt cho Q4, Q5.
 R15: tạo phân cực cho Q5.
1.6.3. Tầng tiền khuếch đại:
 Tụ C3 có chức năng lọc mức áp nguồn DC, đường áp nguồn cấp cho tầng
tiền khuếch đại.
 Tụ C1, C4, C6 dùng làm tụ liên lạc, tụ này không nên lấy quá lớn vì ảnh
hưởng đến mạch tiền khuếch đại.
 R2 là phân cực cho Q1 hoạt động.
 R8 kết hợp với tụ lọc C 3 để hạ thấp mức áp nguồn cấp cho mạch tiền
khuếch đại.
 Tụ C2, C5 ổn định phân cực CB cho Q1, Q2.
 R3 ổn định nhiệt cho Q1.
 R4 hồi tiếp âm điện áp từ Q2 về Q1.
 R7 ổn định nhiệt cho Q2.
 D1 ghim áp cho tầng tiền khuếch đại.
 Cặp vi sai Q3 ổn định dòng cấp cho tầng thúc.

Chương 2

THI CÔNG
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

22


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
2.1. Các thiết bị sử dụng.
1/ Sơ đồ nguyên lý
2/ Linh kiện lắp mạch
3/ Mạch in
4/ Nguồn cung cấp
5/ Loa và dây tín hiệu
6/ Đồng hồ đo (VOM)
7/ Mỏ hàn và chì hàn
2.2. Quá trình thi công
-

Phân tích sơ đồ nguyên lý.
Tiến hành gia công mạch.
Lắp rắp và kiểm tra hoạt động của mạch
Sơ đồ lắp ráp hoàn thành như hình sau:

2.3. Kết Quả.
Mạch lắp ráp xong sau quá trình tinh chỉnh, mạch hoạt động tốt và ổn định.

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải

23

Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

KẾT LUẬN
Trong thời gian làm đề tài, mặc dù được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo
hướng dẫn nhưng mà có sự hạn chế về thời gian và tài liệu. Vì vậy đòi hỏi bản
thân em phải cố gắng tìm tòi và nhiệt tình trong công việc nghiên cứu đồ án
và cuối cùng đồ án đã được hoàn thành nhiệm vụ đã đặt ra của đề tài là “
Mạch khuếch đại công suất âm tần OCL” tuy chưa thật sự hoàn chỉnh. Và
chúng em cũng chân thành cám ơn đến thầy Nguyễn Văn An đã tận tình
hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án đúng thời hạn.
Với đồ án này, ngoài những kiến thức đã học, chúng em còn tiếp thu được
một số kiến thức về các mạch khuếch đại công suất mà cụ thể trong đồ án này
chúng em đã làm ra mạch khuếch đại công suất có thể sử dụng trong gia đình.
Tuy thành quả công việc không có gì to lớn nhưng đó là quá trình dẫn dắt
chúng em làm quen với việc ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế, tạo một
khả năng tự lập khi nghiên cứu một vấn đề nào đó. Qua dồ án này chúng em
đã rút ra được nhiều kinh nghiệm cho bản thân.
Tuy nhiên trong quá trình làm việc chúng em không thể tránh khỏi những
sai sót. Rất mong quí thầy cô thông cảm và chỉ bảo.
Trong đồ án này chỉ giới hạn ở mạch công suất cơ bản, nên trong thời gian
tới chúng em sẽ thực hiện mạch khuếch đại công suất khác có công suất lớn
hơn bây giờ hoàn chỉnh hơn và gọn đẹp hơn.

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
24


Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Th S. Nguyễn Tấn Phước.Mạch Điện Tử 1. Nxb HỒNG ĐỨC, 2008.
2. Th S. Nguyễn Tấn Phước.Mạch Điện Tử 2. Nxb HỒNG ĐỨC, 2008.
3. Lê Phi Yến- Lưu Phú- Nguyễn Như Anh. Kỹ Thuật Điện Tử. Nxb ĐH Bách
Khoa – ĐHQG TP.HCM, 2005.
4. Đỗ Xuân Thụ. Kỹ Thuật Điện Tử. Nxb GIÁO DỤC, 2004.
5. Phan Tấn Uẩn. Mạch Điện Tử Ampli Hifi. Nxb Sở GD & ĐT TP.HCM,
2001.
6. Phan Tấn Uẩn. Điện Tử Căn Bản. Nxb Sở GD & ĐT TP.HCM, 2001.
7. Các trang web điện tử như:
/> /> /> /> /> /> /> /> /> />Và các trang khác như: /> />8. Cùng với các loại sách báo và tài liệu khác…

SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
25