báo cáo về mạch khuếch đại công suất và điều chỉnh âm sắc dùng IC JRC 4558 và IC LA 4440

Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ các bộ
tăng âm cũng được cải tiến tới mức hoàn hảo như hệ thống wifi stereo ,
…âm thanh trung thực hiệu xuất cao là các tiêu chí mà các nhà sản xuất
luôn cố gắng đạt được.
Mạch công suất âm tần nói chung đơn giản, nhưng để làm được
một mạch khuếch đại âm có công suất cao và chất lượng âm thanh tốt
không còn là chuyện khó. Bản thân bộ khuếch đại tiêu tán một mức lớn
công suất, nên nó phải được thiết kế sao cho nhiệt độ mà nó tạo ra khi
hoạt động ở mức điện áp cao và dòng điện lớn sẽ được tỏa ra môi trường
xung quanh nhanh để tránh bị phá hủy nhiệt. Do đó tránh được ảnh
hưởng của méo,nhiễu để ra được âm thanh trung thực.
Vậy nên đặc trưng của các bộ khuếch đại là có khối tản nhiệt lớn,
cồng kềnh nhằm tăng bề mặt tiếp xúc, trao đổi nhiệt với môi trường
được tốt.
Ngày nay, các bộ khuếch đại được sử dụng rộng rãi trong các máy
thu radio, máy nghe băng và hệ thống stereo chất lượng cao trong các
phòng thu, sân khấu, hệ thống loa âm thanh.
Sau đây nhóm em xin giới thiệu một mạch khuếch đại công suất và
điều chỉnh âm sắc dùng IC JRC 4558 và IC LA 4440. Dù đã cố gắng
thực hiện nhưng chúng em có thể không tránh được sai xót, mong nhận
được sự góp ý tích cực từ thầy để chúng em có thể hoàn thành tốt hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy BỒ QUỐC BẢO đã giúp chúng
em hoàn thành được đồ án này !

1


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

PHỤ LỤC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ MỘT VÀI LINH KIỆN ĐƯỢC
DÙNG TRONG MẠCH.
1.1
1.2
1.3
1.4

Điện trở .
Tụ điện.
Cấu tạo và nguyên lý của ic la4440.
Cấu tạo và nguyên lý của ic 4558.

CHƯƠNG II .CÁC BƯỚC VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ LAYOUT
TRONG PHẦN MỀM ALTIUM.

2.1 CÁC PHÍM TẮT VÀ THƯ VIỆN TRONG ALTIUM
2.2

VẼ MẠCH ĐIỀU CHỈNH TRABLE, BASS DÙNG IC

4558.

2.3. VẼ MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG IC LA4440.
CHƯƠNG 3 : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH.

3.1 . Nguyên lý hoạt động của mạch điều chỉnh trable, bass
dung ic 4558.
3.2 . Nguyên lý hoạt động của mạch khuếch đại dung ic

LA4440.

CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG , HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ CÁC TÀI
LIỆU THAM KHẢO THÊM.
2


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ MỘT VÀI LINH KIÊN
ĐƯỢC DÙNG TRONG MẠCH.
1.1

Điện trở :
Điện trở có tác dụng cản trở dòng điện và làm một số chức năng
khác tùy vào từng vị trí trong mạch.
Cấu tạo: điện trở được cấu tạo từ những vật liệu có điện trở suất
cao như làm bằng than, magie , kim loại Ni –O2, oxit kim loại,
dây quấn. Để biểu thị giá trị điện trở, người ta dùng các vòng màu
để biểu thị giá trị điện trở.
Ký hiệu :

Cách đọc trị số điện trở 4 vòng màu : giá trị điện trở thường được thể
hiện qua các vạch màu trên thân điện trở , mỗi màu đại diện cho một số.
Màu đen số 0, màu nâu số 1 ,màu đỏ số 2, cam số 3 , vàng 4, lục 5 ,lam
6 , tím 7 ,xám 8,trắng 9.
Nhìn trên thân điện trở, tìm bên có vạch màu nằm sát ngoài cùng nhất và
xa các vạch màu khác đó là phần đuôi của điện trở từ đó ta sẽ xác định
được đâu là phần đầu để có thể xác định được giá trị của điện trở đó.

3


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Vạch thứ nhất và vạch thứ 2 là để xác định giá trị của điện trở. Vạch thứ
3 dùng để xác định giá trị là số mũ của 10 ( 10(giá trị vạch thứ 3)).

Còn có thêm các loại biến trở có thể điều chỉnh được giá trị của
điện trở ( còn gọi là biến trở ).

4


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

1.2

TỤ ĐIỆN :

Tụ điện là linh kiện có khả năng tích điện. Tụ điện cách điện với dòng
điện 1 chiều và cho dòng điện xoay chiều truyền qua.
Tụ điện được chia làm 2 loại chính : loại không phân cực và loại có phân
cực .
Loại có phân cực thường có giá trị lớn hơn loại không phân cực, trên 2
chân của loại có phân cực có phân biệt chân âm và chân dương rõ ràng,
khi gắn tụ có phân cực vào mạch điện nếu gắn ngược chiều có thể bị hư
tụ. Ngoài ra người ta còn gọi tên tụ điện theo vật liệu làm tụ . Ví dụ : tụ
gốm, tụ giấy, tụ hóa, tụ meca, …..
Hình dạng tụ điện có nhiều hình dạng khác nhau.

Ký hiệu là : C

5


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Biểu tượng trên mạch điện

Đơn vị của tụ điện là FARA , 1 FARA có trị số rất lớn nên trong
thực tế ta chỉ dung các đơn vị nhỏ hơn như micro fara, nano fara,
pico fara.
 1 Pico fara ( 1pF) = 10-12 fara.
 1 Nano fara (1nF) = 10-9 fara.
 1 Micro fara ( 1µF) =10-6 fara.
Cách đọc giá trị tụ điện:
Đọc trực tiếp trên thân điện trở . ví dụ 100µF được gọi là 100 micro fara.
Nếu là dạng số 103, 223 thì 2 số đầu là giá trị số thứ 3 là số mũ của 10
đơn vị là fara.

6


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Ví dụ : 103 đọc là 10 × 103 ( 10 nano fara ).

1.3 . CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ CỦA
IC LA4440.

7


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Sơ đồ tương đương

Các tính năng :









Tích hợp 2 kênh cho phép sử dụng trong âm thanh stereo và cầu ứng
dụng bộ khuếch đại.
Tiếng ồn pop nhỏ tại thời điểm cung cấp điện ON / OFF và cân bằng
khởi đầu tốt.
Từ chối gợn : 64dB.
Tốt các kênh.
Biến dậng thấp trên một phạm vi rộng từ tần số thấp đến tần số cao.
Dễ dàng thiết kế đế tẩn nhiệt.
Tích hợp chức năng tắt tiếng âm thanh.
Tích hợp chức năng bảo vệ
1. Bảo vệ nhiệt.
2. Quá áp điện áp bảo vệ tăng.
3. Pin – to- pin bảo vệ ngắn.

8


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

CHỨC NĂNG CỦA CÁC CHÂN :
 Chân 1: NF1
 Chân 2 : đầu đưa tín hiệu vào của kênh 1.
 Chân 3 : chân nối GND
 Chân 4: có thể dung chân này để tắt tiếng,làm mất tín hiệu
đầu ra của ic LA 4440.
 Chân 5 : DC

 Chân 6 : chân đưa tín hiệu vào của kênh 2.
 Chân 7 : chuẩn 2NF
 Chân 8: chân nối GND.
 Chân 9 : BS 2 đưa tín hiệu ra loa kênh 2.
 Chân 10 : chân chính đưa tín hiệu ra loa kênh 2.
 Chân 11: nối VCC lấy nguồn.
 Chân 12 : chân chính đưa tín hiệu ra loa kênh 1.
 Chan 13 : BS1 chân đưa tín hiệu ra loa kênh 1.
9


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

 Chân 14: chân nối GND.
CHÚ Ý : khi cấp nguồn cho IC LA4440 thì cũng ta cấp nguồn
mass theo thứ tự từ chân 14 về chân thấp hơn ( 14 →8 →7 →5

→3 →1) khi đó thì sẽ không bị ù loa.

1.4 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ CỦA IC 4558.

10


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

CHỨC NĂNG CÁC CHÂN CỦA IC 4558









Chân 1 : đầu ra của bộ khuếch đại thuật toán .
Chân 2 : đàu vào đảo của bộ khuếch đại thuật toán .
Chân 3 : đầu vào không đảo của bộ khuếch đại thuật toán.
Chân 4 : chân cấp nguồn GND.
Chân 5: đầu vào không đảo của bộ khuếch đại thuật toán.
Chân 6 : đầu vào đảo của bộ khuếch đại thuật toán .
Chân 7 : đầu ra của bộ khuếch đại thuật toán.
Chân 8 : cấp nguồn VCC .

IC 4558 hoạt động ở mức điện áp

- 12V và + 12V . Trong ic 4558
có 2 bộ khuếch đại opam. Ở ic 4558 cũng cần chú ý không để đầu ra tín
hiệu gần đầu vào của tín hiệu để tránh tình trạng bị nhiễu và bị dè.

11


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

CHƯƠNG II .CÁC BƯỚC VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
VÀ LAYOUT TRONG PHẦN MỀM ALTIUM.
2.1 THƯ VIỆN VÀ PHÍM TẮT TRONG ALTIUM
1. PHÍM TẮT

Mạch nguyên lý
- X : quay linh kiện theo trục X.
- Y : quay linh kiện theo trục Y.
- Space : Xoay linh kiện 900 độ.
- Shift + Space : Xoay linh kiện 450 độ.
- Shift + chuột trái : Copy linh kiện.
- P B: Thực hiện vẽ Bus- P W : Để đi dây nối chân linh kiện.
- P O : Lấy GND- P V N : Đánh dấu chân không dùng.
- T N : Đặt tên tự động.
- P T : Đặt Text.
- T W : Tạo LK mới.
- Ctrl+Shift+L (hoặc A+L): Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng
dọc.
- Ctrl+Shift+T (hoặc A+T) : Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng
ngang.
- Ctrl+Shift+H (hoặc A+H) : Căn chỉnh các linh kiện cách đều

nhau theo hàng ngang.
- Ctrl+Shift+V (hoặc A+V) : Căn chỉnh các linh kiện cách đều
nhau theo hàng dọc.
- D U :Update nguyên lý sang mạch in.
- T S : Tìm linh kiện bên mạch in (bạn chọn khối bạn cần đi dây
bên mạch nguyên lý rồi ấn T-S, nó sẽ tự động tìm khối đấy bên
mạch in cho bạn).
a. Mạch in
- P T (Place > Interactive Routing) : Để đi dây
bằng tay.
- A A : Đi dây tự động.
12


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh
- T U A : Xóa bỏ tất cả các đường mạch đa chạy.
- P G : Phủ đồng.
- D K : Chọn lớp vẽ.
- D R : Để chỉnh các thông số trong mạch như độ
rộng của đường dây(width), khoảng cách 2 dây(clearance),cho phép ngắn
mạch( shortcircuit)...
- P V : Lấy lỗ Via.
- Ctrl + Shift + lăn chuột: chuyển qua lại giữa
các lớp.
- D T A : hiển thị hết các lớp.
- D T S: Chỉ hiển thị lớp TOP + BOTTOM + MULTI..
- Shift+ S : Ẩn các lớp. Chỉ hiện thị lớp đang dùng.
- Q : chuyển đổi đơn vị mil --> mm và ngược lại.
- Ctrl +G : cài đặt chế độ lưới.
- D O : chỉnh thông số mạch.

- P L : Định dạng lại kích thước mạch in nhấn rồi
vào lớp keep out layer vẽ đường viền sau đó bôi
đen toàn mạch rồi nhấn D S D .
- Ctrl+Shift+L (hoặc A L): Căn chỉnh các linh
kiện thẳng hàng dọc.
- Ctrl+Shift+T (hoặc A T) : Căn chỉnh các linh
kiện thẳng hàng ngang.
- Ctrl+Shift+H (hoặc A H) : Căn chỉnh các linh
kiện cách đều nhau theo hàng ngang.
- Ctrl+Shift+V (hoặc A V) : Căn chỉnh các linh
kiện cách đều nhau theo hàng dọc
- Fliped Board : Lật ngược mạch in.
- Teardrop... (Phím tắt T E) để tạo teardrop cho
đường mạch gần chân linh kiện.
2. THƯ VIỆN
Thư viện Miscellaneous Connectors : dùng để lấy
nguồn cấp và các chân cắm cho tín hiệu. ( header2,
header3).
13


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh
Thư viện Miscellaneous Devices : thư viện để lấy điện
trở, tụ điện …
Trong bài này ta tạo thêm linh kiện LA4440 và JC4558

2.2 VẼ MẠCH ĐIỀU CHỈNH TRABLE, BASS DÙNG
IC 4558 .
Đầu tiên ta vào chọn một project mới để vẽ mạch . Vào new → protect

Sau đó chọn PCB project.

14


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Sau khi chọn PCB project ,kích chuột phải vào PCB project sao đó chọn
Add New to project → chọn schematic và PCB

15


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Chọn Save project as để lưu file trước khi bắt đầu vẽ .

Trước khi vẽ mạch chính ta sẽ tạo linh kiện mới mà trong thư viện linh
kiện không có ,ta sẽ tạo IC 4558.
Chọn New → library → schematic library

Chọn chân linh kiện để tạo chân .

16


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Sau khi chọn được chân ta sẽ sắp xếp các chân theo thứ tự của linh kiện
thật và vẽ tạo linh kiện.

17


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

18


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Khi tạo được linh kiện như ý ta sẽ lưu vào thư viện để sử dụng.

Sau khi tạo xong linh kiện nguyên lý ta sẽ tạo chân cho IC4558 bên
layout pcb . Chọn new → library → pcb library rồi sắp xếp chân linh
kiện như datashet của nó.

19


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Phải nhớ lưu chân linh kiện vào, sau khi tạo xong t chuyển sang phần vẽ
mạch chính.

Vào design → brosow library ( hoặc dung phím tắt DB) để gọi thư viện
linh kiện ra .

20

Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Sau khi lấy hết linh kiện ra và sắp xếp thì ta sẽ bắt đầu nối dây.
Chọn place → wire để đi dây cho linh kiện , sau khi đi dây ta sẽ được
mạch nguyên lý hoàn chỉnh.

Sau khi vẽ xong ta sẽ chuyển mạch nguyên lý sang PCB để vẽ mạch in.

21


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Sau khi update sang pcb ta sẽ thu được các linh kiện như sau.

Ta sẽ sắp xép các linh kiện theo ý muốn, một cách hợp lý để đi dây
và đổ đồng.

22


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Chọn design → rules để chỉnh một số yếu tố cần thiết để đi dây và đổ
đồng. Trong đó ta cần chú ý một số yếu tố sau :
 With : là độ rộng đường dây.
 Routing layers : chọn lớp vẽ nếu ta vẽ một lớp (có thể chọn lớp
TOP hoặc lớp BOTTOM ).
 Clearance : chọn khoảng cách giữa phần đổ đồng và đường dây đi

trong mạch.
 Routing corner : chọn độ dài của đoạn gấp khúc của dây.
 Routing vias : chọn đường kính của lỗ chân linh kiện.
Sau khi chọn xong các mục cần thiết ta bắt đầu đi dây.

Vào place → interactive routing để bắt đầu đi dây bằng tay ( có thể dung
phím tắt P T ).
Nếu muốn đi dây tự động có thể chọn Autorout → all .

23


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Sau quá trình đi dây ta được mạch như sau.

Bước cuối cùng để hoàn thành mạch là ta sẽ đổ đồng cho mạch in.

24


Mạch điều chỉnh âm sắc và khuếch đại âm thanh

Vào Place → polygon pour .

Trong bảng ta có thể chọn lớp đổ đồng, kiểu lớp đồng cần đổ ( có thể đổ
kiểu ô lưới, kiểu liền, kiểu ô trống ).
25