ĐỒ ÁN VI ĐIỀU KHIỂN: MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM TẦN

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN Ι
GVHD: NGUYỄN VĂN AN
Sinh viên thực hiện:
1. NGUYỄN ĐĂNG QUANG
Lớp: CDDT9B
MSSV: 07725701
2. VÕ TRƯỜNG GIANG
Lớp: CDDT9D
MSSV: 07728711
3. CHÂU TRÍ HẢI
Lớp: CDDT 9B
MSSV: 07721621
Khóa học: 2007-2010
1
ĐỀ TÀI
MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
ÂM TẦN
(CÔNG SUẤT 90 - 300W)
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2009
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN Ι
MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
ÂM TẦN
(CÔNG SUẤT 90 – 300W)

GVHD: NGUYỄN VĂN AN
Sinh viên thực hiện:
4. NGUYỄN ĐĂNG QUANG
Lớp: CDDT9B
MSSV: 07725701
5. VÕ TRƯỜNG GIANG
Lớp: CDDT9D
MSSV: 07728711
6. CHÂU TRÍ HẢI
Lớp: CDDT 9B
MSSV: 07721621
Khóa học: 2007-2010
2
ĐỀ TÀI
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các bộ tăng âm cũng được
cải tiến đến mức hoàn hảo như hệ thống hifi stereo,…âm thanh trung thực, hiệu suất cao
là các chỉ tiêu mà các nhà thiết kế luôn cố gắng để đạt được một cách tốt nhất.
Mạch khuếch đại công suất âm tần nói chung cũng đơn giản, nhưng để làm được
mạch khuếch đại âm tần có chất lượng cao không phải dễ dàng. Bởi vì bản thân bộ
khuếch đại có khả năng tiêu tán một lượng 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, dòng điện lớn sẽ được tải ra
môi trường xung quanh nhanh để tránh bị phá hủy nhiệt. Do đó khó tránh khỏi sự ảnh
hưởng của méo nhiễu,…dẫn đến tín hiệu ra không trung thực.Vậy nên đặc trưng của bộ
khuếch đại công suất thường là có khối tản nhiệt lớn, cồng kềnh nhằm tăng diện tích tiếp
xúc, trao đổi nhiệt tốt hơn với môi trường.
Ngày nay, các bộ khuếch đại công suất được sử dụng rộng rãi trong các máy thu
radio, máy nghe băng và các hệ thống stereo chất lượng cao, trong các thiết bị phòng thu,
sân khấu, hệ thống phóng thanh công cộng.
Sau đây chúng em xin trình bày một loại mạch khuếch đại công suất, đây có thể

được xem là mạch tương đối phổ biến trong kho tàng mạch khuếch đại âm tần. Đó là “
mạch khuếch đại công suất âm tần OCL”. Chúng em chọn đề tài này bởi vì mạch
khuếch đại công suất là một trong các mạch dân dụng được ứng dụng nhiều trong thực tế
và đời sống hàng ngày của gia đình.
Nội dung đề tài gồm có bốn phần:
 Phần I: Lý thuyết tổng quan
 Phần II: Thiết kế và thi công.
Và đây chính là một cơ hội tốt để chúng em có thể tự kiểm tra lại kiến thức của
mình, đồng thời có cơ hội để tìm hiểu, tiếp cận nghiên cứu được với những vấn đề mình
chưa biết, chưa hiểu rõ nhằm trang bị cho bản thân nhiều kiến thức bổ ích sau này có thể
ứng dụng vào thực tế cuộc sống.
Dù được sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn, và đã rất cố gắng trong
việc hoàn thành đồ án này, nhưng do đây là đồ án môn học đầu tiên của chúng em nên
không tránh khỏi việc còn nhiều thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô và
các bạn.Xin chân thành cảm ơn.
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2009
3
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2009
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện đồ án được giao, chúng em đã nhận được nhiều sự
giúp đỡ của thầy Nguyễn Văn An , và các thầy cô trong khoa Công nghệ điện tử cùng
với sự giúp đỡ của bạn bè xung quanh.
Trước tiên , chúng em chân thành cảm ơn thầy An đã tận tình hướng dẫn , thảo
luận và giúp đỡ chúng em trong quá trình thực hiện đồ án.
Chúng em cũng chân thành cảm ơn các thầy, cô trong khoa đã tạo điều kiện thuận
lợi về thời gian và tận tình cung cấp các tài liệu mới liên quan nhằm giúp chúng em có thể
hoàn thành tốt đồ án được giao.
Chân thành cảm ơn các bạn đã giúp đỡ chúng mình trong thời gian vừa qua.
4
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN




















Giáo Viên Hướng Dẫn
Nguyễn Văn An
5
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN


Giáo Viên Phản Biện
6
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
MỤC LỤC
Trang
Phần I : Lý Thuyết Tổng Quan
Chương 1: Linh Kiện Sử Dụng
Chương 2: Các Khái Niệm Trong Mạch Khuếch Đại
2.1. Định nghĩa mạch khuếch đại 4
2.2. Đáp ứng tần số 5
2.3. Méo dạng 5
2.4. Dãi rộng và tạp nhiễu 6
2.5. Tổng trở vào 6
2.6. Tổng trở ra 6
2.7. Công suất danh định 6
2.8. Hiệu suất mạch khuếch đại 6
Chương 3: Khuếch đại dùng transistor lưỡng cực – BJT
3.1. Transistor mắc theo kiểu E chung 7

3.2. Transistor mắc theo kiểu C chung 7
3.3. Transistor mắc theo kiểu B chung 8
Chương 4: Ghép Giữa Các tầng Khuếch Đại
4.1. Ghép tầng bằng tụ liên lạc 9
4.2. Ghép tầng bằng biến áp 10
4.3. Ghép tầng trực tiếp 10
Chương 5: Khuếch Đại Hồi Tiếp
5.1. Khái niệm 11
5.2. Phân loại và công dụng 11
Chương 6: Khuếch Đại Vi Sai
6.1. Tín hiệu vào cùng biên độ cùng pha 12
6.2. Tín hiệu vào có dạng vi sai 12
6.3. Tín hiệu vào bất kỳ 13
6.4. Trạng thái mất cân bằng 13
Chương 7: Khuếch Đại Công Suất
7.1. Phân loại các chế độ hoạt động của mạch khuếch đại công suất 14
7.1.1. Khuếch đại công suất hạng A 14
7.1.2. Khuếch đại công suất hạng B 14
7.1.3. Khuếch đại công suất hạng AB 14
7.1.4 Khuếch đại công suất hạng C 15
7.2. Các loại mạch khuếch đại công suất âm tần 16
7.2.1. Mạch OTL 16
7.2.2. Mạch OCL 17
7.2.3. Mạch BTL 17
Phần II: Thiết Kế Và Thi Công
Chương 1: Thiết kế
1.1. Sơ đồ nguyên lý 18
1.2. Sơ đồ nguồn 18
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
77

Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
1.3. Sơ đồ mạch in 19
1.4. Sơ đồ khối 19
1.5. Phân tích các tầng làm việc của mạch OCL 20
1.6. Chức năng của các linh kiện tại các tầng 20
Chương 2: Thi Công.
2.1. Các thiết bị sử dụng 22
2.2. Lắp ráp mạch 22
2.3. Kết quả 22
Kết Luận 23
TÀI LIỆU THAM KHẢO 24
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:
1.1. A1013.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
P - N - P
N - P - N
88
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
1.2. C2383 .
1.3. C1815.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
99
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

1.4. B688.
1.5. D718.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
1010
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:
Độ lợi đi (Av) : Av =
i
v

v
0
, hoặc : A
v
(dB)= 20lg(
0
i
v
v
)
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
1111
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
Độ lợi điện (A
i
) A
i
=
i
I
I
0
, hoặc : A
I
(dB) = 20lg(
I
I
I
0
)

Độ lợi cơng suất (Ap) : Ap =
i
P
P
0
hoặc A
p
(dB) = 10lg(
I
P
P
0
)
– 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:
A
t
= A
v1
. A
v2
. A
v3
. . . A
vn
– 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
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 :
f
H
:tần số cắt cao
f
L
:tần số cắt thấp.
– Hiệu số giữa f
H
và f
L
được gọi là băng thông của mạch :B = f
H
- f
L
– 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 f
L
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.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
1212
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
– 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
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)
(min)
(max)
IN
IN
S
V
V
D =
– 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 V
IN(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 (Z
IN
):
Để tín hiệu không bị suy giảm thì tổng trở vào phải có giá trị đủ lớn : Z
IN
≥10R
S
.Với R
S

là điện trở nối tiếp của nguồn tín hiệu vào
2.6. Tổng trở ra (Z
OUT
):
Z
OUT
là 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 : R
L
≥10 Z
OUT
.Với R
L
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
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
1313
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
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:
%100.(%)
CC
L
P
P
=
η

Với : P
L
là công suất tín hiệu tung bình được phân phối trên tải.
P
CC
là công suất trung bình được kéo từ nguồn dc.
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
ápU
CE
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 I
BE

tăng => dòng I
CE
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
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
1414
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
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 :
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
I

CE
cũng tăng gấp β lần dòng I
BE
vì I
CE
= β.I
BE
giả sử Transistor có hệ số
khuyếch đại β = 50 lần thì khi dòng I
BE
tăng 1mA => dòng I
CE
sẽ tăng
50mA, dòng I
CE
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.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
1515
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
– Mạch khuyếch đại kiểu B chung , khuyếch đại về điện áp và không khuyếch đại về

dòng điện.
Hình:4
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
1616
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 C
1
, C
3
, C
5
làm tụ nối tầng cho tín hiệu xoay chiều đi qua và ngăn áp
một chiều lại, các tụ C
2
và C
4

có tác dụng thoát thành phần xoay chiều từ chân E
xuống mass, C
6
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
17
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 Q
2

và Q
3
.
Hình: 7
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
18
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
v
i
: tín hiệu ngõ vào mạch khuếch đại
v
f
: tín hiệu hồi tiếp trở về
β : hệ số hồi tiếp của bản thân mạch hồi tiếp
Hình:8
A
o
: 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 v
o
và đưa
điện áp hồi tiếp v
f
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 i
o
và đưa dòng điện hồi tiếp i
f
về ghép nối tiếp với dòng điện ngõ vào i
i
của bản thân
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
19
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

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 v
f
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 i
o
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 (v

1
= v
2
) :
- Do mạch đối xứng, tín hiệu ở ngõ ra va = vb
 Như vậy: va = A
C
. v
1
v
b
= A
c
. v
2
 Trong đó AC là độ khuếch đại của một transistor và được gọi là độ lợi cho tín
hiệu chung (common mode gain).
- Do v
1
= v
2
nên va = vb. Vậy tín hiệu ngõ ra vi sai: va - vb =0.
6.2. Tín hiệu vào có dạng vi sai :
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
20
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
- Lúc này v
1
= -v
2

(cùng biên độ nhưng ngược pha).
- Lúc đó: v
a
= -v
b
.
- Do v
1
= -v
2
nên khi Q
1
chạy mạnh thì Q
2
chạy yếu và ngược lại nên v = vb.
- Người ta định nghĩa:
v
a
- v
b
= A
VS
( v
1
- v
2
)
A
v:
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 v
1
và v
2
là:
- Thành phần vi sai của v
1
và v
2
là:
V
vs
= v
1
- v
2
 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.
Av
Avs
CMRR= 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
21
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

360
o
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:
25%
η
≤
nếu dùng tải là R
và
50%
η
≤
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
BE
V
=0 (vùng ngưng). Chỉ một nửa chu kỳ âm hoặc
dương của tín hiệu ngõ vào được khuếch đại
* Ưu điểm:
– Hiệu suất cao
78,54%
η

≤
– 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
22
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
70%
η
≤
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

90%
η
≤
* 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
23
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 C
out

không thể tiến tới
vô cùng).
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
24
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
7.2.2. Mạch OCL (Output Capicitor Less ) :
* 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
Chương 1
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
25