THIẾT kế máy TĂNG âm

Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

Lời nói đầu
Ngày nay, trong nhiều lĩnh vực của đời sống ta đều thấy bóng dáng của công
nghệ điện tử. Trong nhiều lĩnh vực, kỹ thuật số đang dần thay thế kỹ thuật tơng tự,
nhng có một thực tế là kỹ thuật tơng tự vẫn luôn luôn phát triển và hoàn thiện, đã
và sẽ chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh vực điện tử nơi mà việc áp dụng kỹ
thuật số không thể thực hiện, hoặc việc thực hiện rất khó khăn mà vẫn không tạo
nên đợc sự hiệu quả và kinh tế nh trong kỹ thuật tơng tự nh: chuyển đổi tín hiệu số,
khuếch đại tín hiệu nhỏ, đổi tần.
Công nghệ điện tử đã đem lại cho con ngời sự tiện lợi và thoải mái trong
cuộc sống. Khi đời sống con ngời càng cao thì nhu cầu về giải trí hởng thụ nghệ
thuật cũng tăng lên, do vậy nhu cầu về các thiết bị thông tin giải trí cũng tăng lên.
Máy tăng âm là một thiết bị rất cần thiết trong mọi cuộc hội thảo, trong các chơng
trình ca nhạc, hay ngay trong các thiết bị âm thanh sử dụng trong gia đình. Thiết kế
một máy tăng âm có chất lợng là niềm say mê của những ngời yêu điện tử. Ngày
nay với các thành tựu trong công nghệ điện tử thì việc lắp ráp thành công Ampli từ
các linh kiện rời rạc đợc đa vào môn thiết kế Analog cho sinh viên khoa Điện Tử
Viễn Thông.
Trong khi khoảng cách giữa học và hành của sinh viên còn khá xa, thì môn
thiết kế Analog chính là cơ hội tốt nhất để sinh viên áp dụng các kiến thức đợc học
vào thực tế và cũng là một sự thử sức cho khả năng sáng tạo và làm việc của sinh
viên. Bài thiết kế mạch tăng âm là một thí dụ sinh động, trong đó ngời thiết kế đợc gặp nhiều vấn đề trong thiết kế mạch điện tử đó là: Thiết kế mạch khuếch đại tín
hiệu nhỏ, các vấn đề ổn định và định điểm làm việc cho transistor, các chế độ làm
việc của tầng khuếch đại, phối hợp trở kháng giữa các tầng, thiết kế và ổn định
nguồn nuôi, điều chỉnh đặc tuyến tín hiệu, thiết kế tầng công suất các kiến thức
sử dụng mang tính bao quát.
Với sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tìm tòi tham khảo từ các tài liệu thiết kế
mạch Analog cũng nh thiết kế máy tăng âm trong các thiết bị âm thanh, sử dụng

các kiến thức đợc học của các môn học có liên quan, và đặc biệt đợc sự chỉ bảo hớng dẫn tận tình của thầy Đinh Hữu Thanh chúng em đã hoàn thành bài thiết kế
Thiết kế máy tăng âm. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên chúng em thực hành thiết
kế, kiến thức cũng nh kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những
thiếu sót. Chúng em mong đợc sự chỉ bảo của thầy và toàn thể các bạn để hoàn
thiện hơn nữa bài thiết kế.
Một lần nữa, chúng em xin đợc chân thành cảm ơn thầy vì tất cả những điều
thầy dành cho chúng em.

1


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

Chỉ tiêu về máy tăng âm
Thiết kê máy tăng âm với các chỉ tiêu sau:
Pr= 50W
Rt= 16
Un= 200mV
Rn= 0,1K
fmin= 100Hz

I. Khái niệm và phân loại máy tăng âm.
1.Khái niệm.
Máy tăng âm là máy khuếch đại tín hiệu âm thanh từ đầu vào thành tín hiệu
có biên độ, dòng điện, công suất đủ lớn theo mục đích sử dụng ở đầu ra.
Âm thanh trực tiếp chỉ đủ cho một số ngời nghe rõ trong một không gian
giới hạn nào đó. Tín hiệu âm thanh trên đĩa từ, đĩa Compact hay thu đợc từ các máy
thu có biên độ, công suất nhỏ. Muốn phục vụ nhiều ngời cùng nghe rõ thì cần phải

làm cho âm thanh ấy to lên bằng các máy tăng âm. Tín hiệu nhỏ từ Micro và thiết
bị lu trữ đợc đa vào bộ khuếch đại làm cho năng lợng ấy tăng lên nhiều lần, sau đó
dùng loa để biến đổi trở lại âm thanh đủ mạnh để cho đông đảo ngời nghe. Độ lớn
âm thanh phát ra phụ thuộc vào công suất của máy tăng âm và độ lớn của tín hiệu
vào.
2.Phân loại.
Tuỳ theo mục đích sử dụng hay linh kiện mà máy tăng âm đợc phân loại nh
sau:
Theo mục đích sử dụng:
+ Máy tăng âm thông thờng: Là loại máy tăng âm nhỏ dùng trong các
buổi nói chuyện, hội họp, biểu diễn văn nghệ trớc công chúng, công suất vài chục
Watt.

2


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

+ Máy tăng âm chuyên dụng: Dùng trong các đài và trạm phát thanh để
phục vụ một mạng lới đờng dây loa tơng đối lớn trong một phờng hay một thành
phố, công suất lớn từ vài chục Watt tới hàng nghìn Watt.
Theo loại linh kiện:
+ Máy tăng âm điện tử :Có linh kiện chủ yếu là Transistor điện tử và
dùng nguồn cung cấp xoay chiều. Do kích cỡ lớn và tính năng hạn chế của linh
kiện nên hiện nay loại này hầu nh không còn sản xuất.
+ Máy tăng âm bán dẫn : Có linh kiện chủ yếu là Transistor, nguồn
cung cấp là xoay chiều hoặc một chiều.
+ Tăng âm dùng IC: Do IC là mạch tích hợp tính năng cao, máy tăng

âm dùng IC có kích thớc nhỏ và chất lợng tốt nên đợc sản xuất chủ yếu ngày nay.
II. Kết cấu chủ yếu của bộ khuếch đại trong máy tăng âm.
Phần quan trọng nhất trong máy tăng âm là bộ khuếch đại âm tần gồm bốn
phần chính :
*Bộ khuếch đại điện áp: Bộ khuêch đại điện áp có nhiệm vụ khuếch đại tín
hiệu điện áp đầu vào rất nhỏ (vài chục mV) lên tới mức điện áp cần thiết để kích
thích các tầng khuếch đại công suất.
*Bộ khuếch đại công suất: Có nhiệm vụ tạo ra một công suất âm tần đủ lớn,
đúng với yêu cầu cần thiết, để cung cấp cho các loa. Bộ khuếch đại công suất thờng
dùng đèn có công suất lớn, yêu cầu điện áp kích thích khá lớn từ vài vôn đến vài
chục vôn, có khi đến vài trăm vôn.
*Mạch tạo hiệu ứng âm thanh: Để tạo ra các hiệu ứng âm thanh nhằm tăng
khả năng truyền đạt đến ngời nghe: có thể là mạch tạo vang, tạo hiệu ứng lập thể..
thông thờng là mạch điều chỉnh âm sắc: Có nhiệm vụ biến đổi đặc tuyến khuếch
đại cho phù hợp tính chất cảm thụ âm thanh của tai ngời cũng nh tính chất của chơng trình nghe.
Bộ khuếch đại
Tạo hiệu ứng
Bộ phận khuếch
Đầu vào
Đầu ra
*Bộ cấpđiện
điện:
Làm
nhiệm
vụ
cung
cấp
các
mức
điện

và dòng
áp
âm thanh
đạiápcông
suất điện cần
thiết cho các đèn khuếch đại làm việc.

Bộ phận cung
cấp điện
3
Mô hình cơ bản của mạch khuếch đại âm tần


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

III. Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy tăng âm.
1.Hệ số khuếch đại.
Hệ số khuếch đại là tỉ số giữa tín hiệu đầu ra và tín hiệu đầu vào của bộ
khuếch đại, hệ số này có thể là hệ số khuếch đại điện áp, hệ số khuếch đại dòng
điện hay hệ số khuếch đại công suất.
*Hệ số khuếch đại công suất: Là tỉ số giữa công suất tín hiệu đầu ra nhận đ ợc trên tải Pt và công suất tác động đầu vào của mạch:
Kp = Pr/Pv
*Hệ số khuếch đại dòng điện: là tỷ số giữa dòng điện tín hiệu ra nhận đợc
trên tải ir và dòng điện tác động vào đầu vào của mạch:
KI = IR/IV
*Hệ số khuếch đại điện áp: là tỷ số giữa điện áp tín hiệu ra nhận đợc trên tải
Ur và điện áp tác động vào đầu vào của mạch:
Ku = Ur/Uv

Giá trị của hệ số khuếch còn đợc tính theo đơn vị đexiben (dB)
Ku(dB) = 20lgKu(lần)
Với mạch khuếch đại có nhiều tầng thì hệ số khuếch đại toàn bộ bằng tích
các hệ số khuếch đại của các tầng:
K = K1.K2.....Kn .......
K (dB) = K1(dB) + K2(dB) + ..... + Kn(dB)

4


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

Tuỳ theo mục đích các tầng mà hệ số khuếch đại điện áp, dòng điện hay
công suất là quan trọng nhất.
2.Điện áp vào danh định.
Điện áp vào danh định là trị số điện áp tín hiệu cần đa vào đầu vào của máy
để có thể đa ra công suất âm tần danh định.
Trị số điện áp vào danh định của các đầu vào Micro, máy thu không giống
nhau. Ví dụ điện áp vào danh định của Micro là 3mV, trong khi điện vào danh định
của máy thu là 800mV. Khi mức điện áp vào thực tế nhỏ hơn trị số điện áp vào
danh định thì công suất âm tần ra loa cũng nhỏ hơn công suất danh định. Khi mức
điện áp vào lớn hơn trị số điện áp vào danh định thì ta không có biện pháp khống
chế xuống cho vừa đủ thì công suất ra cũng lớn hơn công suất danh định nhng tiếng
bị méo nhiều. Trờng hợp quá lớn thì có thể dẫn tới hỏng Transistor công suất, cháy
biến áp ra hay hỏng cả loa mắc với máy.
3.Công suất ra danh định.
Công suất ra dạnh định là công suất âm tần lớn nhất mà máy tăng âm có thể
cung cấp với điều kiện độ méo phi tuyến không vợt quá giới hạn cho phép (thờng

nhỏ hơn 5%). Đây là một trong những chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng nhất của máy
tăng âm.
4.Hiệu suất.
Hiệu suất của máy tăng âm là tỉ số giữa công suất âm tần lấy ra đợc ở tầng
cuối cùng của máy (Pr) với tổng công suất điện cung cấp cho máy.
= [Pr/P]*100%
Trong toàn bộ máy thì hiệu suất của tầng cuối cùng là quan trọng nhất vì
công suất tiêu thụ của Transistor ở tầng này lớn hơn công suất tiêu thụ của các tầng
khác rất nhiều. Do vậy, ta phải nâng cao hiệu suất tầng cuối.
5.Dải tần số làm việc.
Dải tần số làm việc là khoảng tần số giữa tần số thấp nhất và tần số cao nhất
mà trong đó hệ số khuếch đại của máy không bị biến đổi hơn kém quá một mức độ
quy định.

5


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

Dải tần số làm việc càng rộng thì chất lợng máy tăng âm càng cao, nhng máy
phức tạp và giá thành càng đắt, do đó trong thực tế chỉ yêu cầu một dải tần số làm
việc đủ rộng để đảm bảo chất lợng âm thanh yêu cầu của máy.
Đây là dải tần số làm việc của một số máy tăng âm:
Máy tăng âm chuyên dụng:

50Hz 20000Hz

Máy tăng âm thông thờng:

100Hz 15000Hz

Máy tăng âm điện thoại:

300Hz 3400Hz

Dải tần số làm việc có liên quan trực tiếp đến sự cảm thụ của con ngời đối
với âm thanh về mặt tần số. Dải tần số 16Hz 20000Hz là phạm vi tần số âm mà
tai ngời có thể cảm thụ đợc. Nếu dải tần làm việc của Ampli không lớn hơn dải tần
của tín hiệu đầu vào sẽ gây méo tín hiệu âm thanh và làm giảm chất l ợng cũng nh
không có khả năng truyền đạt tạo hiệu ứng lập thể cho ngời nghe.
6.Méo tần số.
Méo tần số là sự không đồng đều của hệ số khuếch đại ở các tần số khác
nhau gây ra bởi các phần tử điện kháng trong mạch. Méo tần số lớn gây ra biến đổi
âm sắc làm méo âm thanh, trong thực nghiệm để không cảm thấy tín hiệu bị méo
thì hệ số méo m phải thoả mãn:
0.7 < m <1.45
Độ méo tần của toàn bộ mạch khuếch đại đa tầng:
m = m1.m2........mn
Độ méo tần số cho phép của mỗi tầng tuỳ thuộc vào mục đích và điều kiện
làm việc của tầng.
7.Méo phi tuyến.
Méo biên độ trong các mạch khuếch đại là do tính chất không đờng thẳng của đặc
tuyến các Transistor hay đợc hiểu là méo do sự xuất hiện của các hài bậc cao.
Máy khuếch đại tốt có méo phi tuyến khoảng (1-3)%, máy khuếch đại bán
dẫn chất lợng bình thờng có méo phi tuyến khoảng (7-10)%. Khi hệ số méo quá lớn
thì âm sắc biến đổi nhiều, âm thanh không còn trung thực nữa.
Hệ số méo phi tuyến đợc tính nh sau:

6


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

n

=

I

2

(i)

i=2

I

Trong đó: i(i): là các hài bậc cao.

I():là biên độ thành phần cơ bản.
8.Mức tạp âm và can nhiễu.
Trong máy tăng âm luôn có tạp âm do các thành phần của mạch điện nh
Transistor, điện trở.... gây ra. Tạp âm và can nhiễu gây cảm giác khó chịu cho ngời
nghe làm giảm sự cảm thụ âm thanh đặc biệt trong trờng hợp thởng thức âm nhạc.
Tạp âm nội bộ máy sẽ át tín hiệu nhỏ và làm giảm độ nhạy. Muốn tín hiệu không bị
tạp âm nội bộ áp đảo thì phải có điện áp của tín hiệu vào phải lớn hơn mức tạp âm

nhiều lần.
Can nhiễu và tạp âm ở đầu vào và tầng thứ nhất có tác hại nhiều nhất vì nó sẽ
đợc khuếch đại nhiều lần trong các tầng khuếch đại sau. Do vậy ở tầng đầu ta phải
chọn loại Transistor có tạp âm nội bộ thấp và cho làm việc ở chế độ dòng và điện
áp thấp (UCE = 2V, IC = 0.3mA).
Phần i
Thiết kế máy tăng âm
I.Sơ đồ khối .

Nguồn
tín hiệu

Mạch
vào

Tiền
khuếch
đại

Nguồn
điện áp

7

Khuếch
đại trước
công suất

khuếch
đại công

suất

Tải


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

1. Nguyên lý hoạt động.
Đầu tiên, tín hiệu âm thanh đợc phối hợp trở kháng và khuếch đại ở mạch
vào và mạch tiền khuyếch đại, tín hiệu vào đợc đa đến từ nguồn tín hiệu (có thể
micro hay audio từ máy thu). Sau đó tín hiệu đợc đa đến khối khuếch đại tiền công
suất. Khuyếch đại biên độ đủ lớn để đa đến khối công suất. Cuối cùng tần khuyếch
đại công suất cho ra công suất theo yêu cầu.
2. Tính năng các khối.
*Nguồn tín hiệu: Tín hiệu âm thanh đợc lấy từ Micro hoặc t một nguồn tín
hiệu âm thanh bất kỳ đợc phối hợp trở kháng và khuếch đại ở tầng tiền khuếch đại.
*Khối mạch vào: Có nhiệm phối hợp trở kháng vì vậy yêu cầu trở kháng vào
lớn và trở kháng ra nhỏ.
*Tiền khuếch đại: Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu âm thanh lấy từ nguồn
tín hiệu làm cho biên độ đủ lớn để đa vào tầng khuếch đại trớc công suất. Đồng
thời tín hiệu âm thanh từ đầu ra của mạch khuếch đại tiền công suất đợc đa vào
biến trở R6 để điều chỉnh âm lợng (to nhỏ).
*Khuếch đại trớc công suất: có nhiệm vụ đa vào kích tầng công suất một
điện áp hay công suất cần thiết.
*Tầng khuếch đại công suất: cho ra công suất âm thanh theo yêu cầu, đạt
hiệu suất cao.
II. Mối liên hệ các khối để mạch hoạt động.
Các khối đợc ghép với nhau thông qua tụ điện, điện trở hoặc ghép trực tiếp.

Tín hiệu từ nguồn đợc đa vào mạch khuếch đại sơ bộ thông qua tụ ghép tầng
C1. Tụ C1 có nhiệm vụ ngăn dòng một chiều không cho đi qua và chỉ cho dòng
xoay chiều đi qua. Sau đó tín hiệu từ đầu ra của tầng thứ nhất đợc đa qua biến trở
R6 để điều chỉnh âm lợng. Điện trở R6 có nhiệm vụ nối giữa hai tầng khuếch đại sơ
bộ và tầng khuếch đại trớc công suất. Sau khi qua R6 tín hiệu đợc đa qua tụ C4 (là tụ
ghép tầng) để chặn một chiều và cho xoay chiều đi vào tầng khuếch đại trớc công
suất. Tầng khuếch đại trớc công suất đợc ghép trực tiếp với tầng khuếch đại công
suất. Cuối cùng tín hiệu từ đầu ra của mạch khuêch đại công suất đợc đa qua tụ C9
(C9 ngăn một chiều)cho tín hiệu âm thanh ra loa.

Phần II
8


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

Sơ đồ nguyên lý
I. Nguồn tín hiệu.
Thông thờng nguồn tín hiệu âm thanh đầu vào: từ máy quay đĩa, Micro
tinh thể, Micro điện dung.
II. Khối mạch vào.
Tầng mạch vào có nhiệm vụ phối hợp trở kháng với nguồn tín hiệu để công
suất từ nguồn đa đến nguồn khuyếch đại là lớn nhất. Ngoài ra mạch còn có nhiệm
vụ để phối hợp mức giữa các tín hiệu đầu vào khác nhau với dải động đầu vào của
mạch khuyếch đại.
Việc chọn loại mạch nào cho phù hợp phụ thuộc trở kháng của tín hiệu vào:
- Đối với các tín hiệu có trở kháng vào thấp: thông thờng ngời ta xử dụng
mạch vào là Tranzitor mắc BC cho tổng trở vào thấp. Kiểu mắc BC có tổng trở ra

lớn cho độ lợi về điện áp.
- Đối với các tín hiệu có trở kháng vào trung bình: ngời ta thờng sử dụng
mạch Transitor mắc EC để thực hiện phối hợp trở kháng do mạch EC có trở kháng
vào có giá trị trung bình. Đặc biệt mạch EC còn cho hệ số khuyếch đại dòng và áp
lớn.
- Đối với các tín hiệu có trở kháng vào lớn ngời ta thờng sử dụng mạch vào
dùng Transitor mắc theo sơ đồ CC có trở kháng đầu vào lớn trong khi trở kháng ra
nhỏ nên thờng đợc sử dụng để làm mạch phối hợp trở kháng giữa nguồn tín hiệu và
tải, đặc biệt mạch có dải động lớn và méo phi tuyến nhỏ nhất trong 3 cách mắc
mạch trên nên đáp ứng đợc một yêu cầu khá quan trọng đối với tầng đầu của máy
tăng âm đó là có hệ số méo phi tuyến nhỏ. Bởi khi có nhiều tầng khuyếch đại mắc
nối tiếp thì tính chất tạp âm của cả bộ khuyếch đại chủ yếu quyết định ở tầng đầu.
Mạch CC có hệ số khuếch đại điện áp xấp xỉ 1 nên chỉ có tác dụng truyền đạt và
phối hợp trở kháng tín hiệu.
Ec1 vào lớn nên ta sử dụng mạch
Vì tín hiệu vào nhỏ, không yêu cầu trở kháng
vào mắc theo kiểu EC có hệ số khuếch đại lớn và trở kháng vào trung bình.
R1
Ra
Vào
+

-

R2

-

T1

+

9
C1

+


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

ở đây, ta dùng mạch hồi tiếp âm điện áp một chiều có u điểm là làm giảm
điện trở ra, công suất tổn hao nhỏ đặc biệt, ổn định chế độ một chiều và không gây
méo phi tuyến lớn.
ở chế độ một chiều:
- Đờng tải tĩnh: UCE = EC - Ic*R1
Điểm làm việc Q (UCEo, ICo)
mà ICo = IBo ;
IBo = (Ec - UBE1)/(R1 + R2)
UBeo= Ec - ICo*R1
ở chế độ xoay chiều:
Mạch này làm việc ở chế độ A do đó tín hiệu vào và ra đều là hình Sin nhng
ngợc pha.
III. Khối tiền khuếch đại.

Ec1
Khối tiền khuêch đại có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu từ mạch vào lên đủ lớn
để đa đến tầng khuếch đại kích. Tầng này thực hiện khuếch đại tín hiệu nhỏ, yêu
R1số khuếch

R3 đại lớn.
cầu có hệ sô tạp âm nhỏ và hệ
+ - Ra
+
Kết hợp mạch vào và mạch tiền khuếch đại ta có:
C3
T2
C828
Vào - +
T1
+
C828
C1
R2

R4

10

+

-

C2


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

Tất cả các mạch khuếch đại E chung, C chung và B chung muốn khuếch đại
cả chu kỳ tín hiệu thì mạch điện phải công tác ở chế độ A đó là chế độ mà bán dẫn
phải có điện áp định thiên tại chân B (UB), UB còn gọi là điểm công tác ban đầu của
bán dẫn khi cha có tín hiệu.
Chế độ A là chế độ khuếch đại biên độ điện áp.
IC

ICo
UB

UBo

* Đặc điểm của mạch E chung:
- Điện trở vào và ra có giá trị trung bình.
- Hệ số khuếch đại dòng và áp lớn, hệ số khuếch đại công suất lớn nhất trong
các cách mắc.
- Hiệu suất thấp 25%.
- Tần số cắt, dải tần công tác nhỏ.
- Các tham số thay đổi theo nhiệt độ.
11


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

- Méo dạng sóng ở đầu ra.
- Tín hiệu vào ra ngợc pha nhau.
- Mạch E chung thờng dùng để khuếch đại điện áp và công suất ở vùng tần
số thấp và trung bình.

Nguyên lý hoạt động:
Giả sử ở bán chu kỳ dơng (+) của tín hiệu đa vào chân B của bán dẫn ngợc
làm UB (+) tăng kéo theo UBE tăng làm cho bán dẫn mở cửa mạnh hơn, dòng điện từ
dơng nguồn chảy qua R1 chảy qua tiếp giáp CE 1 tăng làm sụt áp trên R 1 tăng vì R1
cố định còn sụt áp trên CE1 giảm mà sụt áp trên CE1 là điện áp ra do vậy điện áp ra
giảm.
ở bán chu kỳ âm (-) của tín hiệu đa vào chân B làm UB (+) giảm dẫn đến UBE
giảm do đó bán dẫn bị khoá bớt. Dòng điện từ dơng nguồn qua R1 chảy qua tiếp
giáp CE1 giảm. Sụt áp trên R1 giảm còn sụt áp trên tiếp giáp CE 1 tăng do đó điện áp
ra tăng.
Kết luận:
- Mạch khuếch đại E chung có hệ số khuếch đại mạnh nhất về mọi phơng
diện (U, I, P) đợc dùng hầu hết trong các máy khuếch đại.
- Do T1 và T2 đều mắc E chung và đợc ghép trực tiếp với nhau (đầu ra của T1
đợc ghép trực tiếp với đầu vào của T 2) điều này làm cho hệ số khuếch đại điện áp,
dòng điện và công suất tăng lên gấp bội (=k1.k2) và điện áp ở đầu vào và đầu ra
cùng pha.
*Tác dụng linh kiện:
- R1, R3: điện trở tải ra cho T1 và T2 có nhiệm vụ truyền đạt tín hiệu từ chân C
của đèn trớc vào chân B của đèn sau đồng thời dẫn điện một chiều về cấp cho chân
C.
- R2: Điện trở định thiên kiểu có hồi tiếp âm điện áp một chiều cho T 1,vì
vậycó tác dụng ổn định điểm chế độ tĩnh.
- R4, C2: Bộ hồi tiếp âm một chiều, trong đó R 4 hồi tiếp âm một chiều để ổn
định hệ số khuếch đại bằng cách bù nhiệt. Còn C2 có nhiệm vụ đấu đất chân E về
mặt xoay chiều để đảm bảo hệ số khuếch đại về mặt xoay chiều là mạnh nhất.

12

Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

- C1, C3: Có nhiệm vụ dẫn tín hiệu ra của tầng trớc đến đầu vào của tầng sau
và không cho một chiều qua.
III. Khối khuếch đại trớc công suất.
+Ec
R9
R10
Ra 1
D1
R7
D2
Vào

-

+

T3
C828

C4
R8

Ra 2

+

R11

-

C7

Tầng khuếch đại trớc công suất có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu đủ lớn kích
cho tầng công suất. Do tín hiệu đã có biên độ tơng đối lớn sau khi đã ra khỏi tầng
khuếch đại tiền công suất nên tầng này không đòi hỏi hệ số khuếch đại lớn. Việc
giảm méo ở tầng này rất quan trọng do nó ảnh hởng trực tiếp đến tầng khuếch đại
công suất. Vì vậy Transistor (T3) đợc mắc theo kiểu E chung và làm việc ở chế độ
A để có méo phi tuyến nhỏ nhất.
Tác dụng linh kiện:
R7, R8, R11 : Tạo thiên áp cho T3
R9, R10 : Là tải của T3
D1, D2 ,D3: Có tác dụng tạo thiên áp cho tầng công suất.
R11: Còn có tác dụng hồi tiếp dòng điện một chiều để T 3 làm việc ổn
định,
C7: Ngắn mạch xoay chiều để R11 chỉ hồi tiếp thành phần một chiều.

13


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

Nguyên lý hoạt động: Mạch này làm việc ở chế độ A mắc theo kiểu EC, do
đó tín hiệu vào và ra đều là Sin và đợc khuếch đại điện áp KU lần, và khuếch đại
dòng điện KI lần.

IV.Tầng khuếch đại công suất.
+ EC

R9
R10
+ C8

T4

+

T6

D1
R12

D2

R7
+

- +
-

C4
R8

_

R14

T5
T3
+

T7

+ C9
R

t

- C7

R13 R
15

Nguyên lý hoat động:
Để đạt hệ số khuếch đại cao ta sử dụng mắc Darlington và nhằm hiệu suất cao
ta mắc đẩy kéo 2 mạch Darlington chế độ AB.
ở bán chu kỳ âm (-) của tín hiệu vào T 3 thì ở đầu ra của T3 là bán chu kỳ dơng (+) đặt vào chân B của T5 và K của D2 cả hai đều áp ngợc do đó T5 khoá làm T7
khoá. D1 và D2 khoá để mở T4. T4 khuếch đại và đa ra chân E tín hiệu vẫn dơng (+).
Tín hiệu dơng (+) này đặt vào chân B của T 6 làm T6 mở cửa và khuếch đại tín hiệu,
sau khuếch đại tín hiệu vẫn đa ra ở chân E do đó tín hiệu vẫn dơng (+).
ở bán chu kỳ dơng (+) của tín hiệu vào T3, thì đầu ra của T3 là bán chu kỳ
âm (-) đặt vào chân B của T5 và K của D2 cả hai đều áp thuận làm cho điện áp ở
Anot của D1 giảm xuống dẫn đến điện áp chân B của T4 giảm và làm cho T4 khoá
kéo theo T6 khóa. Đồng thời T5 thông làm cho T7 thông.
Vậy T4, T6 làm việc ở nửa chu kỳ âm của tín hiệu còn T 5, T7 làm việc ở nửa
chu kỳ dơng của tín hiệu.

Tác dụng linh kiện:
14


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

R9, R10, T3 ,R12, D1, D2,D3: Tạo thiên áp cho T4, T5.
R12, R14: Tạo thiên áp cho T6.
R13, R15: Tao thiên áp cho T7.
R14, R15: có tác dụng hồi tiếp dòng điện cả một chiều và xoay chiều.
C8: Cung cấp dòng một chiều ổn định cho T4 khi T4 thông.
C9: Tụ nối tầng có tác ngăn dòng một chiều và cho tín hiệu xoay chiều
ra loa, vừa cung cấp nguồn nuôi có giá trị bằng EC/2 cho T3, T5, T7

Phần III
Sơ đồ nguyên lý tổng quát
I. Từ sơ đồ khối, nguyên lý từng khối yêu cầu chỉ tiêu từng khối ta có sơ đồ
nguyên lý tổng quát.

R9
C3
R5

R10

+

C2

+

+ Vcc

Q4
Q6
R3

C5

R12
+

R1

D1

+
Q2

C1

D2

Q1

Q5

Q3

+
R4

Un

C4

R8

-

R2

II. Tính toán từng khối.
+ Các thông số kỹ thuật
Công suất ra yêu cầu : Pr = 50W
Điện trở ra
Tần số thấp nhất

:Rt = 16
:fmin = 100Hz
15

R11

C8
C9

+
Q7

+

+
+

R7
C6

+

Rn

R14
1

Rt

R13
C7

R15
1


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

Nguồn điện áp vào : Un =200mV

Nội trở của nguồn : Rn = 0,1K
1.Tầng khuếch đại công suất.
Tầng khuyếch đại công suất mắc đẩy kéo chế độ B 2 mạch Darlington
T4, T6 Darlington thứ nhất
T5, T6 Darlington thứ hai
Từ Pra=50W Ta có:
Ecc = 8 Pra max .Rt + 3= 8 5.16 + 3 = 83 V
Irmax = Icmax = Icm7 =
R14, R15 = (

E c / 2 83 / 2
= 16 =2.59 A
Rt

1
1
1
1
ữ
ữ
) Rt chọn Rt = (
) *16 = 1
10
20
10
20

Và IC06,7 = (

1

1
ữ
) ICM6 IC06,7 = (ICM6/15) = 0.16A
10
20

IBm6,7

I cm 6
= 51.8mA


IB06,7 = ( IC06,7 /50) = 3.2mA
UE7 = 0.16 * 1 = 0.16V
UB7 = UC5 = 0.65 + 0.16 = 0.81V
UE6 =41.5 + 0.16 = 41.66V
UB6 = UE4 =41.66 + 0.65 = 42.31V
UB5 = 41.5-0.65 = 40,85V
UB4 =0.65+42.31=42.96 V;
Nh vậy, phải thêm điôt D3 mắc nối tiếp với D2.
Chọn Icm4 Icm5 =10*IBm6 = 259mA
IC04 IC05 = (IB0m6 /10)= 16mA
R12 =R13 = (UC5 / IC04) = (0.81V / 0.016A) = 50.
Ta chọn giá trị R12 và R13 là 47
IBmax4 = IBm4 =

I cm 4
= 5.18mA

Vì ở chế độ B hiệu suất đạt đợc chỉ khoảng 75% do đó chọn T6, T7 có:
Pchịu đựng

Pra max/ 2
0.75

UCE max Ec
Tchịu đựng lớn 1000C
Vì T6, T7 làm việc chế độ dòng lớn
Vậy ta chọn T6,T7 là HC1061

16

cần phiến tỏa nhiệt cho T6, T7.


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

Còn T4 Tranzitor có dòng nhỏ hơn nên công suất chịu đựng yêu cầu cũng
nhỏ hơn, ta có T4 là D468,T5 là B562
Hệ số KĐCS:
Kcs =0.9x

2
= 225
10

2.Tầng khuếch đại tiền công suất.

Tầng tiền khuyếch đại công suất làm việc chế độ A, để định thiên cho T3
IC03 IBm4
Chọn IC03 = 6mA. UC3 = 41.5 0,65 = 40.85V
R9 =R10 =

R9 + R10
= (83V 42.31-0.65) / (2*6mA) = 3.3K
2

Chọn R9 =R10 = 3.3K
Chọn UE3 =2V UB3 = 2 + 0,65 = 2,65V
R11 = 2V / 6mA = 333. Chọn R11 = 330
IB03 =

I C 03
= 0,12mA


Dòng qua R7, R8: Ip = (10 ữ 15) IB03
chon

10IB03=.1,2mA.
2.65

R8 = I =2.2K
p
Ec / 2

R7 + R8 = I =34,5K
p

R7 =32.4K

Chọn R7 = 33K
Chọn T3 là C828
3.Tầng mạch vào và tầng tiền công suất
Hai tầng này chủ yếu phối hợp trở kháng vào và khuyếch đại tín hiệu.
Chọn UCC12 = 20V, UE2 = 3V

UC2 =3+(20-3)/2=11.5V ;
UB1 = 0,65V
UB2 = 3 + 0,65 = 3,65V
IC02 = 1,5mA;
IE02 IC02 = 1,5mA
IB02 = 1,5mA / 50 = 0,03mA
IC01 = 0.3mA

17


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

IB01 = 0,006mA
R6 có tác dụng điều chỉnh âm lợng ta chọn R6 = 10K ữ 50K
IR5 = IC01 + IC02 = 1,8mA
R5 = (83V 20V) / 1,8mA = 35K Chọn R5=36K
R4 =

U E2
3V
=
=2K Chọn R4=2.2K
I C 02 I C 02

R3 = (UCC12 UCT2) / IC02 = (20V 11.5V) / 1,5mA=5.67K
Chọn R3 = 5,6K
R1 = ( UCC12 -UCT1)/ ICO1 = (12V 2,65V) / 0,3mA . Chọn R1 = 33K.
R2 =

U E 2 U Be1
= (3V 0,65V) / 0,006mA = 391K
I B 01

Chọn R2 =380K
4.Giá trị tụ điện.
Tụ điện nối tầng phải đảm bảo ngăn dòng một chiều và cho thành phần
xoay chiều đi qua.
Tụ lọc nguồn phải đảm bảo cung cấp điện áp bằng phẳng độ gợn sóng thấp.
Nói về cơ bản các tụ này càng lớn càng tốt.
Ta có fmin =100Hz
1

+ C1 2f R : C1 = 47àF
min n
1

+ C2 2f R : C2 = 100àF
min 4

1

+ C3 2f R : C3 = 47àF
min 6
1

+ C4 2f R : C4 = 47àF
min VT 3
0.026V

RVT3 = rb + (1 + ) I
C 03
1

+ C5 2f R : C5 = 1000àF
min V 5
RV5 =

U CC1
I C 01 + I C 02
1

+ C6 2f R : C6 = 1000àF
min 5
1

+ C7 2f R : C7 = 47àF
min 11
18

ThiÕt kÕ m¸Y T¡NG ¢M

Khoa ®iÖn tö viÔn th«ng
1

+ C8 ≥ 2πf R : C8 = 100µF
min 9
1

+ C9 ≥ 2πf R : C9 = 1000µF
min t
III. Tæng hîp m¹ch.
1.M¹ch nguyªn lý hoµn chØnh.
R9
3.3K

+

D1

Q1
C828

+

Q2
C828
R6
R4

2.2K

Un
200mV
-

C4
47uF

10K

R7
33K

R8
2.2K

C2
100uF

R2
380K

2.M¹ch in nh×n tõ phÝa trªn

19

R14
1

D3

Q5
B562

Q3
C828

+

R11
330

Q6
HC1061

R12
47

D2

+

Rn
0.1K

Q4
D468

R3

C3
5.6K 47uF
+

R1
33k
C1
47uF

R10
3.3K

100uF
C8

+

20V

C5
1000uF

C9
1000uF
+

Q7
HC1061

+

R5
36K

+

C6

+

1000uF

+ Vcc

C7
47uF

R13
47

R15
1

Rt
16


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

3.Mạch in nhìn từ phía dới

Phần IV: Phụ lục
1. Cảm thụ của tai ngời với âm thanh.
1.1 Cảm thụ về tần số
Con ngời có thể cảm thụ tín hiệu trong dải tần 16Hz đến 20KHz, gọi là dải âm
tần. Dới 16 Hz là hạ âm, trên mức 20KHz là siêu âm. Cảm thụ về thể hiện biên độ
cao của âm thanh. Khi tăng liên tiếp gấp đôi tần số thì tai ngời cảm thụ thấy bậc
biến thiện bằng nhau về độ cao của âm.

20


Thiết kế máY TĂNG ÂM

Khoa điện tử viễn thông

Cực tiểu biến thiên tơng đối của tần số mà tai ngời nhận ra đợc gọi là ngỡng vi
phân của độ thính theo tần số. Ngỡng này phụ thuộc vào giá trị khởi đầu của tần số,
cũng phụ thuộc vào biên độ di tần và tốc độ di tần. Chẳng hạn ở khoảng tần số
trung bình có f /f =(0.2 ữ 0.3)%. Sự cảm nhận về tần số âm gần giống với quy
luật hàm log2 theo tần số. Các đặc tính tần số của thiết bị điện thanh sử dụng trục
tần số theo thang tỉ lệ log2 sẽ rất trực quan.
Do đặc tính của tai về tần số nên mạch tăng âm phải cho qua dải tần âm thanh
nghe đợc và giảm méo tần số tối đa.
1.1.2 Cảm thụ về biên độ
Cảm thụ về biện độ thể hiện độ to của âm, gọi là lợng âm. Âm lợng không chỉ
phụ thuộc vào biên độ âm mà còn phụ thuộc vào tần số và các yếu tố khác nữa.
Ngỡng nghe đợc là mức thanh áp nhỏ nhất mà tai ngời có thể cảm nhận đợc.

Ngỡng nghe đợc gọi là mức giới hạn chuyển từ trạng thái nghe thấy sang trạng thái
không nghe thấy và ngựơc lại. Ngỡng nghe đợc phụ thuộc vào tần số, ngời nghe và
cách bố trí nguồn âm. Thanh áp hiệu dụng của dao động tần số 1000Hz bằng 2.10 -5
gọi là ngỡng nghe chuẩn.
Ngỡng chói tai là mức thanh áp lớn nhất mà tai ngời chịu đựng đợc, nếu vợt quá
sẽ tổn thơng đến thính giác. Ngỡng chói cũng tai phụ thuộc vào tần số. Thanh áp
điều hòa 1000Hz bằng 20 N/m2 gọi là ngỡng chói tai tiêu chuẩn. Nói chung cứ tăng
khoảng gấp 10 lần cờng độ âm đơn thì ứng với tăng một bậc âm lợng. Cảm thụ về
biên độ âm gần với quy luật log 10. ở tần số 1000 Hz, thính giác phân biệt biến thiên
âm lợng 0.2(dB).
Tài liệu tham khảo
1. Kỹ thuật mạch điện tử: Phạm Minh Hà, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật,
1996.
2. Thiết kế Ampli: Vơng Khánh Hng, Nhà xuất bản đại học và giáo dục chuyên
nghiệp, 1990.
3. Mạch điện thực dụng, Nguyễn Đức ánh, Nhà xuất bản đại học và giáo dục
chuyên nghiệp, 1992.

21