Đồ án Điện Tử Tương Tự : Mạch kđ âm thanh

Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”
Giảng viên hướng dẫn

: NGÔ THI THU TÌNH .

Sinh viên thực hiên

: Nhóm 1
- NGUYỄN VĂN QUANG.
- TRẦN THỊ SEN.

Lớp

: 65DCDT23.

Khóa

: 2014 – 2019.

Hệ

: Chính quy.

Hà Nội, Tháng 4/2016.

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

1


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

MỞ ĐẦU
Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến của
thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển
của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự
chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt
động của con người đạt hiệu quả ngày càng cao hơn.
Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được
những đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khác nhau cho đến nhu cầu thiết yếu
của con người trong cuộc sống hàng ngày. Một trong những ứng dụng của rất quan trọng
của ngành công nghệ điện tử là kỹ thuật khuếch đại âm thanh.
Xuất phát từ những ứng dụng đó, chúng em đã thiết kế và thi công một mạch ứng
dụng nhỏ trong lĩnh vực điện tử: “MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM TẦN”. Vì
thời gian, tài liệu và trình độ còn hạn chế nên việc thực hiện đồ án còn nhiều thiếu sót …
Kính mong nhận được sự chỉ dẫn và góp ý tận tình của tất cả quý thầy cô cùng các bạn.

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

2


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

LỜI CẢM ƠN

Để đề tài được hoàn thành theo đúng thời gian yêu cầu của nhà trường cũng như của
khoa..và đạt được kết quả trên không chỉ là sự nỗ lực của bản thân chúng em mà còn có
sự giúp đỡ của gia đình, sự chỉ bảo của thầy cô giáo và các bạn sinh viên.
Em xin chân thành cảm ơn :
Sự chỉ dẫn và góp ý của cô Ngô Thị Thu Tình. Cảm ơn cô đã nhiệt tình cung cấp
thông tin hướng dẫn và hỗ trợ em kiểm tra, khắc phục một số thông tin chưa chính xác.
Xin cảm ơn các bạn sinh viên trong lớp đã giúp đỡ chúng tôi rất nhiều mặt như
phương tiện, sách vở, ý kiến . . .
Trong quá trình thực hiện đề tài này, mặc dù em đã rất cố gắng, xong sẽ không tránh
khỏi thiếu xót. Rất mong nhận được sự góp ý, phê bình, chỉ dẫn của quý thầy cô, các bạn
sinh viên và bạn đọc.

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

3


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

Nhận xét, đánh giá
(Của người hướng dẫn)
…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
Điểm ..................................................... (bằng chữ: ...................................)
Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án môn học:

............., ngày

tháng

năm 20

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
(ký, ghi rõ họ tên)

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

4


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH
Danh mục hình

Hình 1.1. Hình dạng các điện trở.
Hình 1.2. Các họ điện trở.
Hình 1.3. Luật màu dùng ghi trị của các điện trở.
Hình 1.4. Hình dạng các loại tụ điện thông dụng.
Hình 1.5. Các loại tụ phân cực (tụ hóa).
Hình 1.6. Tụ không phân cực.
Hình 1.7. Tụ Li ion LIC 200F cho mạch in.
Hình 1.8. Các loại đi ốt.
Hình 4.4. Sơ đồ mạch in.
Hình 4.3. Mô phỏng 3D trên proteus(mặt dưới).
Hình 4.2. Mô phỏng 3D trên proteus(mặt trên).
Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý trên proteus.
Danh mục bảng
Bảng 1.1. Các linh kiện sử dụng trong mạch.
Danh mục sơ đồ
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ khối của mạch.
Sơ đồ 3.1. Sơ đồ nguyên lý của mạch.

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

5


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

6

Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG
TRONG MẠCH
1.1. Điện trở
Điện trở hiểu đơn giản là một ống dẫn điện. Mỗi diện trở đều có sức cản dòng.,
tính bằng Ohm. Khi sức cản của nó lớn dòng chảy qua nó sẽ nhỏ và ngược lại nếu sức cản
của điện trở nhỏ thì dòng chảy qua nó lớn. Trong ứng dụng chúng ta thường gặp loại điện
trở hình ống, loại điện trở dán và loại diện trở có công suất lớn. Sau đây là hình dạng của
các điện trở.

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

7


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”
Hình dạng các điện trở:

Hình 1.1. Hình dạng các điện trở.
Với một điện trở, chúng ta cần biết trị sức cản của nó (tính bằng Ohm) và công suất
chịu nóng của nó (tính bằng Watt). Với các điện trở than hình ống, trị sức cản thường cho
ghi bằng các vòng màu, có các diện trở ghi bằng 4 vòng màu, 5 vòng màu và 6 vòng màu.
Điện trở chịu nóng càng lớn càng có kích thước lớn.

Các họ điện trở:

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

8


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

Hình 1.2. Các họ điện trở.
Người ta chế tạo các điện trở có trị Ohm thay đổi được, đó là các biến trở, chiết áp,
quang trở, nhiệt trở, áp trở, điện trở dò ẩm, điện trở đè...
- Biến trở hay chiết áp: Có trị điện trở thay đổi theo nút kéo hay nút xoay.
- Nhiệt trở: Có trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ, theo mức nóng mức lạnh.
- Quang trở: Có trị điện trở thay đổi theo cường độ sáng mạnh yếu.
- Áp trở: Có trị điện trở thay đổi theo mức điện áp cao thấp trên 2 chân của điện trở.
- Điện trở dò ẩm: Có trị điện trở thay đổi theo mức ẩm trên bề mặt ẩm trở.
- Điện trở đè : Có trị điện trở thay đổi theo sức đè, sức ép trên bề mặt điện trở.

Cách tính trị của các điện trở than (hình ống) thông dụng:
GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

9


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

Hình 1.3. Luật màu dùng ghi trị của các điện trở.
Với điện trở 4 vòng màu:
Vòng 1 và vòng 2, trị lấy theo màu.
Vòng 3 màu cho biết số số 0.
Vòng 4 cho biết mức gia giảm.
Công dụng của điện trở:

Điện trở dùng để định dòng cho diode zener.
Điện trở dùng làm cầu chia áp.
Cách mắc các điện trở:
Có 2 cách mắc thường dùng, là mắc song song và mắc nối tiếp. Mắc các điện trở
theo kiểu nối tiếp sẽ tạo ra điện trở đẳng hiệu có trị lớn hơn, vậy nó cho dòng qua nhỏ. Và
nếu mắc các điện trở theo kiểu song song sẽ tạo ra điện trở đẳng hiệu có trị nhỏ hơn và nó
sẽ cho dòng qua lớn hơn.
1.2. Biến trở
Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn. Chúng có
thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch điện.
GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

10


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”
Điện trở của thiết bị có thể được thay đổi bằng cách thay đổi chiều dài của dây dẫn
điện trong thiết bị, hoặc bằng các tác động khác như nhiệt độ thay đổi, ánh sáng hoặc bức
xạ điện từ,...
Ký hiệu của biến trở trong sơ đồ mạch điện có thể ở các dạng như sau:

1.3. Transistor
Cấu tạo bởi 2 lớp tiếp xúc P-N liên tiếp gồm các vùng bán dẫn loại P và N xếp xen
kẽ nhau, vùng ở giữa có tính chất dẫn điện khác 2 vùng lân cận và bề rộng rất mỏng (cỡ
10 A’) đủ để tạo lên lớp tiếp xúc P-N gần nhau. Nếu vùng ở giữa là N ta có transistor
PNP, ngược lại có transistor NPN.

1.4. Tụ diện
Tụ điện là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn
cách bởi điện môi. Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất

hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.

Hình 1.4. Hình dạng các loại tụ điện thông dụng.
Kí hiệu điện:

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

11


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”
Sự tích tụ của điện tích trên hai bề mặt tạo ra khả năng tích trữ năng lượng điện
trường của tụ điện. Khi chênh lệch điện thế trên hai bề mặt là điện thế xoay chiều, sự tích
luỹ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng của tụ điện trong mạch điện
xoay chiều.
Về mặt lưu trữ năng lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui. Mặc dù cách hoạt động
của chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhưng chúng đều cùng lưu trữ năng lượng điện. Ắc
qui có 2 cực, bên trong xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và chuyển
electron sang cực còn lại. Tụ điện thì đơn giản hơn, nó không thể tạo ra electron nó chỉ
lưu trữ chúng. Tụ điện có khả năng nạp và xả rất nhanh. Đây là một ưu thế của nó so với
ắc quy.
Các loại tụ điện:
Tụ điện phân cực
Hầu hết tụ hóa là tụ điện phân cực, tức là nó có cực xác định. Khi đấu nối phải đúng
cực âm - dương.

Hình 1.5. Các loại tụ phân cực (tụ hóa).
Thường trên tụ có kích thước đủ lớn thì cực âm phân biệt bằng dấu - trên vạch màu
sáng dọc theo thân tụ, khi tụ mới chưa cắt chân thì chân dài hơn sẽ là cực dương.
Các tụ cỡ nhỏ, tụ dành cho hàn dán SMD thì đánh dấu + ở cực dương để đảm bảo

tính rõ ràng.
Trị số của tụ phân cực vào khoảng 0,47μF - 4.700μF, thường dùng trong các mạch
tần số làm việc thấp, dùng lọc nguồn.
Tụ điện không phân cực

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

12


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

Hình 1.6. Tụ không phân cực.
Tụ điện không phân cực thì không xác định cực dương âm, như tụ giấy, tụ gốm,
tụ mica,... Các tụ có trị số điện dung nhỏ hơn 1 μF thường được sử dụng trong các mạch
điện tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu. Các tụ cỡ lớn, từ một vài μF đến cỡ Fara thì dùng
trong điện dân dụng (tụ quạt, mô tơ,...) hay dàn tụ bù pha cho lưới điện.
Một số tụ hóa không phân cực cũng được chế tạo.
Tụ điện có trị số biến đổi
Tụ điện có trị số biến đổi, hay còn gọi tụ xoay (cách gọi theo cấu tạo), là tụ có thể
thay đổi giá trị điện dung, tụ này thường được sử dụng trong kỹ thuật Radio để thay đổi
tần số cộng hưởng khi ta dò đài (kênh tần số).

Hình 1.7. Tụ Li ion LIC 200 F cho mạch in.
Siêu tụ điện
Đó là các tụ có mật độ năng lượng cực cao (supercapacitor) như Tụ điện Li ion (tụ
LIC), là tụ phân cực và dùng cho tích điện một chiều. Chúng có thể trữ điện năng cho vài
tháng, cấp nguồn thay các pin lưu dữ liệu trong các máy điện tử.
Khả năng phóng nạp nhanh và chứa nhiều năng lượng hứa hẹn ứng dụng tụ này
trong giao thông để khai thác lại năng lượng hãm phanh (thắng), cung cấp năng lượng

đỉnh đột xuất cho ô tô điện, tàu điện, tàu hoả nhanh, ...

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

13


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”
1.5. Đi-ốt bán dẫn
Điốt bán dẫn hay Điốt là một loại linh kiện bán dẫn chỉ cho phép dòng điện đi qua
nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại.
Có nhiều loại điốt bán dẫn, như điốt chỉnh lưu thông thường, điốt Zener, LED.
Chúng đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khốibán dẫn loại P ghép với một khối bán
dẫn loại N.
Điốt là linh kiện bán dẫn đầu tiên. Khả năng chỉnh lưu của tinh thể được nhà vật lý
người Đức Ferdinand Braun phát hiện năm 1874. Điốt bán dẫn đầu tiên được phát triển
vào khoảng năm 1906 được làm từ các tinh thể khoáng vật như galena. Ngày nay hầu hết
các đi ốt được làm từ silic, nhưng các chất bán dẫn khác như selen hoặc germani thỉnh
thoảng cũng được sử dụng.
Điốt bán dẫn, loại sử dụng phổ biến nhất hiện nay, là các mẫu vật liệu bán dẫn kết
tinh với cấu trúc p-n được nối với hai chân ra là anode và cathode.

Hình 1.8. Các loại đi ốt.

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

14


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

Đặc tuyến Volt-Ampere:

Hình 1.10. Đặc tuyến Volt-Ampere của một điốt bán dẫn lý tưởng.
Đặc tuyến Volt-Ampere của Diode là đồ thị mô tả quan hệ giữa dòng điện qua điốt
theo điện áp UAK đặt vào nó. Có thể chia đặc tuyến này thành hai giai đoạn:
Giai đoạn ứng với UAK = 0.7V > 0 mô tả quan hệ dòng áp khi điốt phân cực thuận.
Giai đoạn ứng với UAK = 0.7V < 0 mô tả quan hệ dòng áp khi điốt phân cực nghịch.
(UAK lấy giá trị 0,7V chỉ đúng với các điốt Si, với điốt Ge thông số này khác)
Khi điốt được phân cực thuận và dẫn điện thì dòng điện chủ yếu phụ thuộc vào điện
trở của mạch ngoài (được mắc nối tiếp với điốt). Dòng điện phụ thuộc rất ít vào điện trở
thuận của điốt vì điện trở thuận rất nhỏ, thường không đáng kể so với điện trở của mạch
điện.
1.6. Các linh kiện sử dụng trong mạch
Tên linh kiện

Tụ điện

Biến trở
GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

Số lượng
1000µF

1

470 µF

1

100µF

1

47µF

1

10µF

1

101(1nF)

1

104(1 µF)

1

50 KΩ

1

15


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”
Diode

2

Transistor

Điện trở

D880

2

A1015

2

C1815

2

47 KΩ

1

33 KΩ

1

12 KΩ

1

4.7 KΩ

1

3.9 KΩ

1

1 KΩ

2

330Ω

1

180Ω

1

150Ω

1

100Ω

1

Bảng 1.1. Các linh kiện sử dụng trong mạch.

CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NHIỆM VỤ CÁC KHỐI CHÍNH

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

16


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”
2.1. Sơ đồ khối

Sơ đồ 2.1. Sơ đồ khối của mạch.
2.2. Nhiệm vụ của các khối chính
Sơ đồ khối của một mạch khuếch đại công suất thường được chia thành ba phần và
hồi tiếp âm:
- Tầng khuếch đại vi sai với tín hiệu nhỏ: Vi sai điện áp vào, cho khuếch đại dòng
ở ngõ ra.
- Tầng lái hay tầng khuếch đại điện áp: Ngõ vào là dòng điện, cho khuếch đại điện
áp ở ngõ ra.
- Tầng khuếch đại công suất: là tầng khuếch đại đống nhất điện áp và dòng điện,
cung cấp công suất lớn cho tải (loa).
- Hồi tiếp âm: Giữ cho mạch hoạt động ổn định và giảm méo tín hiệu.

CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

17


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

3.1. Sơ đồ nguyên lý

Sơ đồ 3.1. Sơ đồ nguyên lý của mạch.
3.2. Nguyên lí hoạt động:
- Q1 là tầng tiền khuếch đại, mạch dùng transistor PNP, R1 và R2 dùng lấy phân cực
cho chân B của Q1. R3 và tu C2 lấy nguồn cấp cho tầng đầu, với bộ lọc này mạch sẽ tránh
được hiện tượng dao động boating. C1 là tụ lọc, RV1 dùng làm nút chỉnh volume. Trên
chân E có điện trở định dòng R4. Ở đây có mạch định hệ số hồi tiếp nghịch với điện trở
R11 và tụ cắt áp DC C4.
- Q2 là tầng thúc, tín hiệu ra trên chân C của Q1 vào thẳng chân B của Q2. Điện trở
R5 dùng để bù nhiệt. Tín hiệu lấy ra trên chân C đưa thẳng vào tầng khuếch đại kéo đẩy.
Các diode D1, D2 dùng lấy áp phân cực cho tấng kéo đẩy để sửa méo tại giao điểm tín
hiệu. Tín hiệu lấy ra với điện trở R7. Mạch dùng tụ hồi tiếp tự cự với C3, R6 để làm căn
bằng biên độ kéo đẩy ở ngỏ ra. Tụ C5 có tác dụng hồi tiếp nghịch nghịch vùng tầng số
cao, nó tránh mạch phát sinh dao động tự kích.

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

18


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”
- Q3, Q4 là hai transistor hỗ bổ, ráp thành mạch khuếch đại kéo đẩy. Khi tín hiệu
phát ra ở chân C của Q2 có pha dương thì Q3 dẫn, Q4 tắt. Và ngược lại có pha âm thì Q3
tắt, Q4 dẫn. R8, R9 dùng để bù nhiệt
- Q5, Q6 là hai transisitro công suất có dung lá nhôm để làm nguội, nó cấp dòng
điện lớn cho loa. Ứng với pha dương, transistor Q3, Q5 dẫn điện, lúc này Q4, Q6 tắt, nó
cấp dòng nạp cho tụ C6, dòng qua loa và để đẩy màng loa ra .Khi ứng với pha âm,
transistor Q3, Q5 tắt, lúc này Q4, Q6 dẫn nó tạo đường xả cho tụ C6, dòng qua loa để kéo
man loa vào. Như vậy tín hiệu qua phần công suất vớ Q5, Q6 sẽ làm rung mạnh màng loa,

phát ra âm thanh.
- Tụ C7 và điện trở R10 dùng làm bù trở kháng cho loa.

CHƯƠNG IV: THI CÔNG ĐỀ TÀI
GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

19


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý trên proteus.

Hình 4.2. Mô phỏng 3D trên proteus(mặt trên).

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

20


Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

Hình 4.3. Mô phỏng 3D trên proteus(mặt dưới).

Hình 4.4. Sơ đồ mạch in.

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

21

Đề tài: “Mạch khuếch đại công suất âm tần”

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN
5.1. Ưu điểm
Mạch đơn giản, dễ sử dụng ít tốn kém có thể sử dụng rộng rãi.
5.2. Nhược điểm

5.3. Tài liệu tham khảo
- www.datasheetall.com
- Các bài viết trên các diễn đàn điện tử
- Diễn đàn www.dientuvietnam.net
- Và một số tài liệu trên google.com
5.4. Phần mềm sử dụng
Protues 8.1 phần mềm sử dụng để thiết kế mạch

GVHD: Cô Ngô Thị Thu Tình

22