Bài Giảng Khuếch Đại Công Suất Âm Thanh

Chương 5:
KHUẾCH

ĐẠI

CÔNG

SUẤT
ÂM TẦN

Khuếch đại công suất tuyến tính âm tần
(Kđại csuất lớp A CE, Kđại csuất ghép
biến áp)


Nội dung

 Giới thiệu
 Khuếch đại công suất lớp A kiểu chung cực E (common-emitter)
 Mạch khuếch đại ghép biến áp
(transformer-coupled)
 Khuếch đại công suất đẩy kéo (push-pull)
lớp B


Mục tiêu và các yêu cầu

trong khuếch đại

công suất
 Cung cấp đủ công suất cho

tải một cách kinh tế

nhưng vẫn bảo đảm những
cầu như sau:

đặc tính theo yêu

 Kích thước.
 Trọng lượng.
 Điện áp nguồn cung cấp.
 Méo dạng
…

nhiều cách để đạt
 Người thiết kế phải kết hợp được một thiết kế
tối ưu.

 Transistor được sử dụng ở giới hạn của vùng hoạt động
có ích nhưng không gây phá hủy do quá nhiệt.


Phân

Lớp A

+Tuyến tính
+Hiệu suất thấp

loại

khuếch

đại

Lớp AB

+Tuyến tính với kiểu mạch pushpull
+Hiệu suất trung bình

công

suất

Lớp B

Lớp C

+Phi tuyến
+Hiệu suất cao, dùng trong mạch
cao tần


Nội dung

 Giới thiệu
 Khuếch đại công suất lớp A kiểu chung cực E (common-emitter)
 Mạch khuếch đại ghép biến áp
(transformer-coupled)
 Khuếch đại công suất đẩy kéo (push-pull)

lớp B


Mạch khuếch đại ghép
kiểu

chung

điện

cực

cảm,

lớp

A

E

Mạch khuếch đại lớp A ghép

Sơ đồ

tương đương

điện cảm chung cực E
Ac load line

vce

=−

ic RL = iL RL ⇒

ic = −

vce
RL

⇒



iC − I CQ = − 1 ( vCE −VCEQ)


Các

đường

tải

Tầm dao động
điện áp

vCE


Tính toán công

suất

Công suất nguồn cung cấp
2

=V

P

≈

I
CC

CC

VCC
R

CQ

L

Công suất truyền đến tải
2

2

I Lm RL

P L=

=
2

2

I Cm RL
2

2

=

P

I CQ RL

L ,max

Công suất

=

2

VCC
2RL

tiêu tán trên cực C
2

P C = P CC

L

=

−P

2

VCC

−

I cm RL
2

RL

Hiệu suất

2
C ,min

P

=

VCC

2







I Cm (VRL /I 2)  1  2I cm I
2

η=

2RL
C ,max

=

CC
CEQ

2

PPL

CQ

=

1
2

CC CQ

 CQ 




Đường

hyperbol

tiêu

tán

C
Transistor có các thông số quan trọng sau
(được cho bởi nhà sản xuất):
+ Công suất tiêu tán cực đại trên cực C
+ Dòng chịu đựng cực đại
+ Điện áp chịu đựng cực
đại

Trong thiết kế các giá trị này ko được quá giới hạn cho phép (thường
được nhân với 1 hệ số suy giảm).

2VCC ≤ BVCEO
2I CQ ≤ max iC

cực

đại

trên

cực


Đường hyperbol tiêu tán cực đại trên cực
C: ví dụ 1


Đường hyperbol tiêu tán cực đại trên cực
C: ví dụ 2


Nội dung

 Giới thiệu
 Khuếch đại công suất lớp A kiểu chung cực E (common-emitter)
 Mạch khuếch đại ghép biến áp
(transformer-coupled)
 Khuếch đại công suất đẩy kéo (push-pull)
lớp B

Mạch

kđại

công

suất

ghép

'

biến

2

RL = N

RL

 Điện trở tải RL được phản ánh qua biến áp trở
thành RL’

áp


Các

đường

biến

áp

 Đường tải

tải

của

mạch

của mạch kđ ghép biến

kđại

csuất

áp giống như đường

tải mạch kđ ghép cuộn cảm-tụ điện, thay RL bằng RL’
 Tính toán công suất giống như tính toán cs mạch kđ ghép cuộn cảm-tụ điện

ghép


Nội dung

 Giới thiệu

 Khuếch đại công suất lớp A

kiểu

chung

cực E (common-emitter)
 Mạch khuếch đại ghép biến

áp

(transformer-coupled)
 Khuếch đại công suất đẩy kéo
pull) lớp B

(push-


Khuếch đại đẩy-kéo (Push-pull amp.)
iL = N (iC1 − iC 2 )


Méo xuyên tâm (crossover distortion)
Crossover distortion


Xác

định

iC
v

CE

=−

đường

tải

1
R

v

'
L

CE 2

=V

CC

+ Nv

L

Tính toán công
Công suất

suất

(1)

nguồn cung cấp

1  T/2

∫

PCC = VCC 

T
 2

= 

P
CC ,max

π

CC

[iC (t ) + iC

−T / 2

V

R'

(t )]dt

1

2V
 =




π

2

 V CC
L



πR '

2=

2
CC

L



VCC I cm


Tính toán công

suất (2)
Hiệu suất

Công suất truyền đến tải
2

I
Lm

P L=

R

L

2

I

2

N R

'

cm

=

2

2
2

=

P
L ,max

2R

CC

η=

VCC
'

1 R' I

P

L

L

=

P

L

Công suất tiêu tán

trên

cực

2

(2 / π )V

2P = P − P = 
C

CC

PC ,max

L

=

'

I

V

2

2

≈ 78.5%

cm

'



4

4

R I L cm
−

2
π

1
V
VCC

 CC 




 ≈ 0.1

2
2
CC

cm

 

I



'





khi

I cm

2  VCC
=  


'

π 

I



 cm

= 

CC

L cm

π

C

η max =
 2

2




V

/R

'




CC

2

L 


Sự thay đổi công suất và hiệu suất trong
khuếch đại đẩy kéo lớp B


Khuếch

đại

đẩy

kéo

Phân cực bằng nguồn VBB

=> Mục tiêu: tránh méo xuyên tâm

với

nguồn

Phân cực

phân

bằng bộ chia áp
điện trở

cực


Mạch kđ công suất đối xứng
(complementary

OTL = Output Transformer Less

bổ phụ
symmetry):

OTL

(1)


Mạch

kđ

công

suất

OTL

(2)
+98V

RI

Rl0

CJ
47/60

I

2K7

221(

+
C2
100/60

+

ce

2200/S0

+
INP

~

:

UT

Cl

e

_ _ ~~..-a~1+-~
NPS'.1602

8

ir1
s

R4

IK

100

OTL = Output Transformer

Less

W.OT
L

OHNS


Mạch

OCL = Output
Capacitor Less

kđ

công

suất

OCL