Nghiên Cứu Thiết Kế Thiết Bị Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Nghiên cứu thiết kế thiết bị khuếch đại công suất âm tần giúp nâng cao hiệu suất âm thanh và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghệ.

• Đề tài: Nghiên Cứu Thiết Kế Thiết Bị Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: PHẦN NGUỒN
• 3. CHƯƠNG 3: NHỮNG NGUYÊN LÝ VÀ ÁP DỤNG BỘ KHUẾCH ĐẠI
• 4. CHƯƠNG 4: ĐỊNH NGHĨA BỘ KHUYẾCH ĐẠI
• 4.1. ĐỊNH NGHĨA BỘ KHUYẾCH ĐẠI
• 4.2. THIẾT ÁP
• 4.3. NHỮNG BỘ KHUYẾCH ĐẠI LOẠI A
• 4.4. NHỮNG BỘ KHUYẾCH ĐẠI LOẠI B
• 4.5. BỘ KHUYẾCH ĐẠI LOẠI AB
• 4.6. BỘ KHUYẾCH ĐẠI LOẠI C
• 4.7. MẠCH KHUYẾCH ĐẠI ÂM TẦN
• 4.7.1. Đáp ứng tần số của mạch khuếch đại ở tần số phía cao dải âm tần
• 4.7.2. Đáp ứng tần số của mạch khuếch đại ở tần số phía dải âm tần
• 4.7.3. Đáp ứng tần số của nhiều tầng khuếch đại ghép liên tiếp nhau
• 4.7.4. Tác dụng của mạch nối tiếp âm với dải tần làm việc
• 4.7.5. Mạch khuếch đại công suất
• 4.7.6. Mạch tiền khuếch đại âm tần
• 5. PHẦN THIẾT KẾ: CÁC IC CHÍNH SỬ DỤNG TRONG MẠCH
• 5.1. VỚI MẠCH TRỘN: LINH KIỆN CHÍNH LÀ IC OP-AMP 082
• 5.2. VỚI MẠCH LỌC
• 5.3. VỚI MẠCH CÂN BẰNG
• 5.4. VỚI MẠCH ĐIỀU CHỈNH ÂM LƯỢNG
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Khám phá toàn cảnh thiết kế thiết bị khuếch đại công suất

Nghiên cứu thiết kế thiết bị khuếch đại công suất âm tần là một lĩnh vực nền tảng và đầy thách thức trong ngành kỹ thuật điện tử. Đây là quá trình biến một ý tưởng lý thuyết thành một sản phẩm vật lý, có khả năng tái tạo âm thanh trung thực và mạnh mẽ. Việc này đòi hỏi sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa kiến thức về mạch điện, linh kiện bán dẫn, và các nguyên tắc xử lý tín hiệu. Một bộ khuếch đại âm thanh chất lượng cao không chỉ đơn thuần làm tăng âm lượng, mà còn phải bảo toàn được 'linh hồn' của bản ghi gốc, giảm thiểu độ méo tín hiệu (THD) và đáp ứng tốt trên toàn dải tần nghe được. Nghiên cứu trong lĩnh vực này, như được thể hiện trong luận văn của Nguyễn Thành Tuân (2001), thường bắt đầu từ việc phân tích sơ đồ khối, xác định chức năng từng phần, từ khối nguồn cung cấp, tiền khuếch đại, đến mạch công suất âm tần và các mạch bảo vệ. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một thiết bị ổn định, hiệu quả và có chất âm vượt trội, đáp ứng nhu cầu ngày càng khắt khe của người dùng.

1.1. Định nghĩa và vai trò của mạch khuếch đại công suất

Một mạch khuếch đại công suất (Power Amplifier) là một mạch điện tử được thiết kế để tăng cường năng lượng của một tín hiệu đầu vào. Khác với các mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ, mục tiêu chính của nó không chỉ là tăng điện áp mà còn phải cung cấp đủ dòng điện để điều khiển các tải có công suất lớn, điển hình là loa. Vai trò của nó là mắt xích cuối cùng trong chuỗi tái tạo âm thanh, nhận tín hiệu đã được xử lý từ preamp, mixer, hoặc equalizer và chuyển đổi nó thành công suất đủ lớn để làm màng loa dao động, tạo ra sóng âm. Chất lượng của ampli công suất ảnh hưởng trực tiếp đến độ trung thực, độ chi tiết và sức mạnh của âm thanh mà người nghe cảm nhận được. Do đó, đây là thành phần không thể thiếu trong mọi hệ thống từ Hi-Fi gia đình đến âm thanh sân khấu chuyên nghiệp.

1.2. Tầm quan trọng trong các đồ án mạch điện tử và luận văn

Chủ đề nghiên cứu thiết kế thiết bị khuếch đại công suất âm tần luôn là một đề tài kinh điển và có giá trị trong các đồ án mạch điện tử và luận văn tốt nghiệp. Lý do là vì nó bao hàm một lượng lớn kiến thức cốt lõi của ngành điện tử, từ lý thuyết mạch, linh kiện bán dẫn (sò công suất, op-amp), thiết kế nguồn, xử lý tín hiệu analog, cho đến kỹ năng thực hành như thiết kế PCB cho ampli và đo lường. Việc hoàn thành một đồ án như vậy chứng tỏ sinh viên có khả năng áp dụng lý thuyết vào giải quyết một bài toán kỹ thuật thực tế, phức tạp. Hơn nữa, sản phẩm cuối cùng là một thiết bị có thể kiểm chứng và sử dụng được, mang lại sự hứng thú và giá trị ứng dụng cao, phục vụ cho nhu cầu giải trí và đời sống.

II. Những thách thức cốt lõi khi thiết kế bộ khuếch đại âm thanh

Quá trình thiết kế thiết bị khuếch đại công suất âm tần phải đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi người thiết kế phải cân bằng giữa các yếu tố đối nghịch nhau. Thách thức lớn nhất là sự đánh đổi giữa chất lượng âm thanh (độ trung thực, độ méo thấp) và hiệu suất khuếch đại. Các mạch cho chất âm hay như mạch khuếch đại lớp A thường có hiệu suất rất thấp và tỏa nhiệt lớn, trong khi các mạch hiệu suất cao như mạch khuếch đại lớp D lại có thể phức tạp hơn trong thiết kế để đạt được chất âm tương đương. Bên cạnh đó, việc quản lý nhiệt độ là một vấn đề sống còn. Sò công suất khi hoạt động sẽ sinh ra một lượng nhiệt đáng kể, nếu không có giải pháp tản nhiệt cho sò công suất hiệu quả, linh kiện có thể bị phá hủy. Ngoài ra, việc thiết kế một mạch ổn định, không bị tự dao động, và bảo vệ an toàn cho cả thiết bị và loa cũng là những bài toán khó cần giải quyết triệt để.

2.1. Vấn đề hiệu suất khuếch đại và quản lý nhiệt năng

Hiệu suất khuếch đại là tỷ lệ giữa công suất âm thanh đầu ra và tổng công suất tiêu thụ từ nguồn điện. Hiệu suất thấp đồng nghĩa với việc một phần lớn năng lượng bị chuyển hóa thành nhiệt năng, gây lãng phí và làm nóng thiết bị. Ví dụ, ampli Class A có hiệu suất lý thuyết tối đa chỉ 50% (ghép biến áp) và thực tế thường dưới 25%, lượng nhiệt tỏa ra là rất lớn ngay cả khi không có tín hiệu. Ngược lại, Class D có thể đạt hiệu suất trên 90%. Vấn đề quản lý nhiệt năng trở nên cực kỳ quan trọng, đặc biệt với các ampli công suất lớn. Người thiết kế phải tính toán kỹ lưỡng hệ thống tản nhiệt, bao gồm kích thước phiến tản nhiệt, việc sử dụng quạt, và cách bố trí linh kiện để đảm bảo luồng không khí tối ưu, giữ cho transistor công suất hoạt động trong ngưỡng nhiệt độ an toàn.

2.2. Kiểm soát độ méo tín hiệu THD và các loại nhiễu

Độ méo tín hiệu hay méo hài tổng (Total Harmonic Distortion - THD) là một trong những thông số quan trọng nhất để đánh giá chất lượng của một bộ khuếch đại âm thanh. Nó thể hiện mức độ tín hiệu đầu ra bị thay đổi, khác biệt so với tín hiệu đầu vào gốc. Méo có thể sinh ra từ nhiều nguyên nhân: tính phi tuyến của linh kiện bán dẫn, méo xuyên tâm (crossover distortion) trong các mạch Class B và AB, hoặc do nguồn cấp không ổn định. Kỹ thuật hồi tiếp âm (Negative Feedback) là một giải pháp phổ biến để giảm THD, cải thiện đáp ứng tần số và tăng độ ổn định cho mạch. Ngoài THD, nhiễu (noise) từ nguồn điện, từ việc đi dây và bố trí linh kiện trên PCB cũng làm giảm chất lượng âm thanh. Do đó, việc thiết kế một nguồn đối xứng cho ampli sạch và kỹ thuật layout PCB chống nhiễu là cực kỳ cần thiết.

III. Hướng dẫn phân tích các lớp mạch khuếch đại công suất

Việc lựa chọn lớp khuếch đại là một quyết định cơ bản và quan trọng trong quá trình nghiên cứu thiết kế thiết bị khuếch đại công suất âm tần. Mỗi lớp (Class) có nguyên lý hoạt động, đặc tính về hiệu suất, độ méo và độ phức tạp riêng. Mạch khuếch đại Lớp A cho chất lượng âm thanh tốt nhất do transistor công suất luôn hoạt động, loại bỏ hoàn toàn méo xuyên tâm, nhưng hiệu suất rất thấp. Mạch khuếch đại Lớp B sử dụng hai sò công suất hoạt động luân phiên (một cho nửa chu kỳ dương, một cho nửa âm), giúp cải thiện đáng kể hiệu suất nhưng lại bị méo xuyên tâm nghiêm trọng. Mạch khuếch đại Lớp AB là sự dung hòa, cho sò công suất dẫn một phần nhỏ ngay cả khi không có tín hiệu, giúp giảm thiểu méo xuyên tâm mà vẫn giữ được hiệu suất tương đối cao. Hiện đại hơn, mạch khuếch đại Lớp D hoạt động dựa trên nguyên lý điều chế độ rộng xung (PWM), đạt hiệu suất vượt trội và kích thước nhỏ gọn. Việc hiểu rõ bản chất từng lớp là chìa khóa để lựa chọn giải pháp phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể.

3.1. So sánh chi tiết Class A Class AB và Class D

Việc so sánh trực tiếp các lớp khuếch đại giúp làm rõ sự đánh đổi trong thiết kế. Class A: Ưu điểm là độ tuyến tính cao nhất, THD cực thấp, cho âm thanh chi tiết và ấm áp. Nhược điểm là hiệu suất rất kém (thường < 25%), tỏa nhiệt cực lớn, yêu cầu bộ nguồn và tản nhiệt cồng kềnh. Class AB: Là lớp phổ biến nhất trong các ampli Hi-Fi. Nó kết hợp được ưu điểm của cả hai lớp A và B. Méo xuyên tâm được giảm thiểu đáng kể so với Class B, và hiệu suất cao hơn nhiều so với Class A (khoảng 50-65%). Đây là lựa chọn cân bằng giữa chất lượng và hiệu quả. Class D: Được mệnh danh là khuếch đại số. Ưu điểm vượt trội là hiệu suất rất cao (>90%), tỏa nhiệt ít, cho phép thiết kế ampli nhỏ gọn, nhẹ và công suất lớn. Thách thức của Class D nằm ở việc thiết kế bộ lọc đầu ra (LC filter) để loại bỏ sóng mang tần số cao và yêu cầu thiết kế PCB cẩn thận để tránh nhiễu EMI.

3.2. Lựa chọn sò công suất Transistor BJT và MOSFET trong audio

Sò công suất là trái tim của mạch công suất âm tần. Hai loại linh kiện phổ biến nhất là Transistor lưỡng cực (BJT) và MOSFET trong audio. BJT (ví dụ cặp A1943/C5200) có ưu điểm là giá thành rẻ, độ lợi dòng điện cao. Tuy nhiên, chúng có thể bị ảnh hưởng bởi hiện tượng thoát nhiệt thứ cấp (thermal runaway) và có tốc độ chuyển mạch chậm hơn. MOSFET (ví dụ cặp IRFP240/IRFP9240) có trở kháng vào rất cao, dễ điều khiển hơn, tốc độ chuyển mạch nhanh và ổn định nhiệt tốt hơn (hệ số nhiệt âm). Nhiều kỹ sư âm thanh cho rằng MOSFET tạo ra chất âm gần với ampli đèn hơn. Việc lựa chọn giữa BJT và MOSFET phụ thuộc vào triết lý thiết kế, ngân sách và đặc tính âm thanh mong muốn.

IV. Quy trình thiết kế mạch công suất âm tần tối ưu hiệu quả

Một quy trình thiết kế thiết bị khuếch đại công suất âm tần bài bản là yếu tố quyết định sự thành công của dự án. Quy trình này không chỉ dừng lại ở việc vẽ sơ đồ nguyên lý mà bao gồm nhiều bước kế tiếp nhau. Đầu tiên là xác định yêu cầu: công suất ra, trở kháng tải, mức THD cho phép, và các tính năng phụ trợ. Dựa trên đó, người thiết kế sẽ lựa chọn cấu trúc mạch (ví dụ: tầng khuếch đại vi sai cho ngõ vào, tầng đẩy kéo (push-pull) cho ngõ ra) và lớp hoạt động (Class AB, D...). Bước tiếp theo là mô phỏng mạch khuếch đại bằng các phần mềm chuyên dụng như phần mềm LTspice hoặc phần mềm Proteus. Mô phỏng giúp kiểm tra hoạt động của mạch, phân tích các thông số trước khi chế tạo. Sau khi mô phỏng đạt yêu cầu, bước quan trọng nhất là thiết kế PCB cho ampli. Cuối cùng là lắp ráp, đo lường, hiệu chỉnh và kiểm tra thực tế để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định và an toàn.

4.1. Kỹ thuật thiết kế PCB cho ampli giảm thiểu nhiễu và ù

Layout PCB (Printed Circuit Board) là một nghệ thuật trong thiết kế ampli. Một sơ đồ nguyên lý tốt có thể hoạt động rất tệ nếu layout PCB không được tối ưu. Nguyên tắc quan trọng nhất là phân tách rõ ràng giữa các khối: nguồn, tín hiệu nhỏ (input stage) và công suất lớn (output stage). Đường đi của dòng điện lớn phải ngắn, rộng và trực tiếp. Việc thiết kế 'sao mass' (star ground) là cực kỳ quan trọng để tránh tạo ra vòng lặp đất (ground loop), nguyên nhân chính gây ra tiếng ù (hum). Các đường tín hiệu nhạy cảm cần được đặt xa các đường nguồn và đường công suất, có thể sử dụng lớp chắn (shield) để bảo vệ. Việc bố trí các linh kiện tản nhiệt cũng cần được xem xét để không ảnh hưởng đến các linh kiện nhạy cảm với nhiệt độ.

4.2. Tầm quan trọng của nguồn đối xứng và mạch bảo vệ loa

Bộ nguồn được ví như 'dạ dày' cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống. Một nguồn đối xứng cho ampli ổn định, đủ công suất và ít nhiễu là điều kiện tiên quyết cho chất lượng âm thanh tốt. Nguồn đối xứng (+Vcc, GND, -Vee) cho phép tín hiệu đầu ra dao động quanh điểm 0V mà không cần tụ xuất âm, giúp cải thiện đáp ứng tần số ở dải trầm. Bên cạnh đó, mạch bảo vệ loa là một thành phần không thể bỏ qua, đặc biệt với các ampli công suất lớn. Nó có hai chức năng chính: trì hoãn việc kết nối loa khi khởi động để loại bỏ tiếng 'bụp' khó chịu, và quan trọng hơn là ngắt kết nối loa ngay lập tức nếu có sự cố rò điện áp DC ra loa (ví dụ khi một sò công suất bị hỏng), tránh làm cháy cuộn dây loa, bảo vệ tài sản đắt tiền của người dùng.

V. Case study Phân tích thiết kế ampli từ luận văn thực tế

Việc phân tích một đồ án tốt nghiệp cụ thể, như của tác giả Nguyễn Thành Tuân, cung cấp một cái nhìn thực tế về quy trình nghiên cứu thiết kế thiết bị khuếch đại công suất âm tần. Luận văn này đã trình bày một hệ thống hoàn chỉnh, không chỉ bao gồm khối công suất mà còn có các khối phụ trợ quan trọng. Cách tiếp cận theo module, chia nhỏ hệ thống thành các khối chức năng giúp việc thiết kế và gỡ lỗi trở nên dễ dàng hơn. Sơ đồ khối trong tài liệu cho thấy một chuỗi xử lý tín hiệu logic: tín hiệu đầu vào đi qua khối trộn (mixer), khối cân bằng âm sắc (equalizer), khối điều chỉnh âm lượng, sau đó mới đến khối khuếch đại công suất âm tần và cuối cùng là khối bảo vệ loa. Việc lựa chọn các IC khuếch đại công suất hoặc linh kiện rời cho từng khối được tính toán dựa trên yêu cầu kỹ thuật và tính sẵn có trên thị trường tại thời điểm đó.

5.1. Phân tích sơ đồ khối và lựa chọn IC khuếch đại chuyên dụng

Theo sơ đồ khối của luận văn gốc, hệ thống được cấu trúc một cách khoa học. Khối trộn sử dụng Op-Amp như TL072 để kết hợp nhiều nguồn tín hiệu. Khối cân bằng âm sắc và hiệu ứng có thể dùng IC 4558. Đối với khối công suất, có thể sử dụng các IC khuếch đại công suất tích hợp như TDA7294 hoặc LM3886 để đơn giản hóa thiết kế và tăng độ ổn định. Các IC này đã tích hợp sẵn tầng công suất, mạch bảo vệ nhiệt và quá dòng bên trong, giúp giảm đáng kể số lượng linh kiện và độ phức tạp của mạch. Lựa chọn IC chuyên dụng là một phương pháp hiệu quả để nhanh chóng tạo ra một sản phẩm hoạt động tốt, đặc biệt phù hợp cho các đồ án mạch điện tử có giới hạn về thời gian và nguồn lực.

5.2. Vai trò của mô phỏng mạch khuếch đại bằng phần mềm

Trước khi tiến hành lắp ráp mạch thật, bước mô phỏng mạch khuếch đại đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Các phần mềm mô phỏng như LTspice, OrCAD, hoặc Proteus cho phép kỹ sư kiểm tra và xác thực thiết kế của mình. Thông qua mô phỏng, có thể phân tích các đặc tính quan trọng như: phân tích DC để kiểm tra điểm làm việc tĩnh của transistor, phân tích AC để xem đáp ứng tần số, và phân tích Transient để kiểm tra dạng sóng đầu ra, quan sát độ méo tín hiệu. Mô phỏng giúp phát hiện sớm các lỗi thiết kế, tối ưu hóa giá trị linh kiện, và thử nghiệm các ý tưởng khác nhau mà không tốn chi phí cho linh kiện thật. Điều này giúp tiết kiệm thời gian, tiền bạc và giảm thiểu rủi ro khi chế tạo sản phẩm cuối cùng.

VI. Kết luận và định hướng phát triển thiết bị khuếch đại

Tổng kết lại, công việc nghiên cứu thiết kế thiết bị khuếch đại công suất âm tần là một quá trình tổng hợp đòi hỏi kiến thức sâu rộng và kỹ năng thực hành tốt. Từ việc nắm vững lý thuyết về các lớp khuếch đại, đặc tính của linh kiện bán dẫn như sò công suất, đến việc áp dụng các quy trình thiết kế chuyên nghiệp từ mô phỏng đến layout PCB, tất cả đều góp phần tạo nên một sản phẩm thành công. Các sáng kiến kinh nghiệm được đúc kết từ những luận văn khuếch đại công suất và đồ án thực tế là nguồn tài liệu quý giá. Chúng không chỉ giải quyết các bài toán kỹ thuật cụ thể mà còn chỉ ra những thách thức chung như cân bằng giữa hiệu suất và độ méo, quản lý nhiệt và đảm bảo an toàn. Hướng phát triển trong tương lai sẽ tập trung vào việc nâng cao hơn nữa hiệu suất, giảm kích thước và tích hợp các công nghệ thông minh.

6.1. Tóm tắt các sáng kiến kinh nghiệm từ nghiên cứu

Từ các nghiên cứu và dự án thực tế, nhiều kinh nghiệm quý báu đã được rút ra. Thứ nhất, không có một 'thiết kế hoàn hảo' cho mọi ứng dụng; việc lựa chọn giữa Class A, AB hay D phụ thuộc vào ưu tiên của người dùng (chất âm, hiệu suất, hay kích thước). Thứ hai, bộ nguồn và kỹ thuật layout PCB có tầm ảnh hưởng ngang bằng, thậm chí hơn cả sơ đồ nguyên lý đối với chất lượng âm thanh cuối cùng, đặc biệt là về độ tĩnh và nhiễu nền. Thứ ba, các mạch bảo vệ là bắt buộc, không phải là tùy chọn. Cuối cùng, việc kết hợp giữa lý thuyết, mô phỏng mạch khuếch đại, và đo lường thực tế là quy trình không thể thiếu để tạo ra một sản phẩm chất lượng cao và đáng tin cậy.

6.2. Xu hướng tương lai của công nghệ khuếch đại âm thanh

Ngành công nghiệp khuếch đại âm thanh đang không ngừng phát triển. Xu hướng chính hiện nay là sự thống trị của mạch khuếch đại Lớp D nhờ hiệu suất cao và kích thước nhỏ gọn, phù hợp với các thiết bị di động, soundbar và loa thông minh. Công nghệ vật liệu bán dẫn mới như Gallium Nitride (GaN) đang được ứng dụng, cho phép các bộ khuếch đại Class D hoạt động ở tần số chuyển mạch cao hơn nữa, cải thiện chất lượng âm thanh và giảm kích thước bộ lọc. Ngoài ra, xu hướng tích hợp bộ xử lý tín hiệu số (DSP) trực tiếp vào ampli ngày càng phổ biến, cho phép hiệu chỉnh âm thanh theo phòng nghe (room correction), phân tần chủ động (active crossover) và nhiều tính năng thông minh khác, mở ra một kỷ nguyên mới cho các bộ khuếch đại âm thanh hiệu suất cao và đa năng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: PHẨN NGUỒN,. E HỒ CHỈNH HE LÍ NỮA SÓNG. SARR TH HỘ CHÍNH LÍH BOÀN NÓNG: ., TH KHONG ĐỊT CHÍNH ĐIỆN THÍ CHƯƠNG 3: NHỮNG NGUYÊN LÝ VÀ ÁP DU BỘ RHUẾỆCH ĐẠI THUẬT TOÁN E CÁC ĐẶC TINH VA CAC MACH CO BAN! ILE CAC THONG SOC UWE NGUON CUNG CS IV: SƠ LƯỢC VỀ CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA OP-AM CHƯƠNG 3: BỘ LỌC 1: BỘ LỌC THÔNG THẤP Il- BO LOC THONG CA Ill- BO LOC THONG DAL IV- BO LOC BO DA! V- BO LOC TRANG THAI BIEN THIEN:. CHƯƠNG 4: ĐỊNH NGHĨA BỘ KHUYẾCH ĐẠI.

1- ĐỊNH NGHĨA BỘ KHUẾCH ĐẠI Tl- THIEN AP. Ill- NHUNG BO KHUYECH ĐẠI LOẠI A. IV- NHỮNG BỘ KHUYẾCH ĐẠI LOẠI B + V- BỘ KHUẾCH ĐẠI LOẠI AB:. VI- BỘ KHUẾCH ĐẠI LỌAI C:.

VII- MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM TÃI 1/ Đáp ứng tần số của mạch khuếch đại ở tần số phla cao dải âm tân:. 2/ Đáp ứng tần số của mạch khuếch đại ở tần số phía dải âm tân:. 3/ Đáp ứng tần số của nhiểu tẳng khuếch đại ghép liên tiếp nhau: mạch khuếch đại: 4- Tác dụng của mạch nối tiếp âm với.dải tân làm việc của 777 —ễễễỄỄ—- SVTH: NGUYÊN THÄNH TUẦN ĐỖ ÁN TỐT NGHIỆP. GVHD: LU CONG VAN 5/ Mạch khuếch đại công suất.

-„58 6/ Mạch tiền khuếch đại âm tần:. 5 PHAN THIET KẾ: CÁC IC CHÍNH SỬ DỤNG TRONG MẠCH. 6 VỚI MẠCH TRỘN : LINH KIỆN CHÍNH LÀ IC OP-AMP 082. 66 VỚI MẠCH LỌC :.

66 VỚI MẠCH CÂN BẰNG. ố7 VỚI MẠCH ĐIỂU CHỈNH ÂM LƯỢNG: „67 HỊE 4067B: MẠCH ĐA HỚI/GIẢI ĐÁ HỢP I6 KÍ:NH ANALOG. TH 510B: ĐÙM NHỊ PHẦN LÊN/XUỐNG 1 KHOLNGHION CUNG CAP MACH TRON (MINT RY CHINTEAM PHONG TANG SO MACH HÀO VỆ LOA., MACTELOG lang MACH KHUECH DALCONG SUA TÀI LIỆU PH©M RHAO,. PHÙ LỤC SVTH: NGUYỄN THÀNH TUÂN ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP.

GVHD: BVAD: 1LU CONG VAN Loi W6i Dau Một điều tất yếu đánh giá sự phát triển của một quốc gia đó là dựa vào sự phát triển của nền công nghiệp đó có hiện đại hay không. Bởi vì công nghiệp là ngành mũi nhọn cho hầu hết các ngành còn lại. Muốn đạt được điều đó đòi hồi phải có sự trợ giúp của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện - điện tử, vì nó là một ngành không thể thiếu trong suối quá trình phát triển của nền công nghiệp hiện đại. Cùng với sự phát triển không ngừng và mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã giúp đở đưa ngành điện tử có sự phát tuiển vượt bậc theo từng ngày.

Vì ngành điện tử nó đã phục vụ rất lân cho nhú cầu xã hội và nhụ câu cá nhân trong xã hội, Kỹ thuật điện tế: đồng vài trò chủ đạo trong các ngành + hang khong, thong tin liên lúc, tự động điều khiến, đặc biệt là ứng dụng của ngành điện tử có mất hầu hết trong đời sống còn người, trong đồ việc ứng dụng phục vụ giái trí Jä một nhu cầu Không thể thiếu đội vất mọi cá nhân, Việc ứng dụng khoa le kỹ thuật vào trong mọi lính vực của đời sông đã góp phần làm cho đất nước phát triển, xã hội giầu đẹp, lôi xông văn mính và hiện đại hơn. Khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mề, cổ mặt hầu hết trong mọi lĩnh vực từ những thiết bị sinh hoạt z4 đình (úrli, Video, CD, Ampli.) thiet bi vé thong tin (dién thoại, máy tính, nhấn tin.) cho đến cc ngành sản xuất và chế biến. “Trong đề tài này được ứng dụng từ những kiến thức thấy c6 trang bị những kiến thức lấy từ sách vỡ và sự nổ lực của bản thân, cùng sự giúp đở nhiệt tình của thầy Lư Công Văn đã giúp em hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên do thời gian va kiến thức có hạn, tài liệu tham khảo còn nhiều hạn chế nền đẻ tài không tránh khỏi những thiếu sót.

Rất mong sự đóng góp ý đến của thây cô và các bạn để để tài được hoàn chỉnh hơn. ‘ ¬—— Trang! SVTH: NGUYEN THANH TUAN ĐỖ ÁN TỐT NGHIỆP. Ễ GVHD: LU CÔNG VĂN. ĐỒ KHỐI THIẾT BỊ KHUẾCH ĐẠI ÂM TẦN Micrô — =.

Khối cân Khối tạo Khối điều Từ các _ | Khối trộn >| bang am hiệu ứng chỉnh âm may sắc âm trầm lượng bang sé| khôi khuêch | Khối bảo E——đại công suất ——+|— và iea iq [ Amtan | oa ACIN | Khải nguần | ` —] Nguyễn lý hoại đồng từng khối ý Nhỏi nguồn Cung cấp: Điện ấp vào khối này là điện áp xoay chiều công nghiệp được hạ áp xuống tởi mức thích hợp cho hoạt động của tòan bộ hệ thống mạch như: = Lấy mức nguồn ‡40VDC cấp cho mạch khuếch đại công suất âm tần ~ Lấy mức nguồn 15V cung cấp cho mạch bảo vệ loa. Đồng thời qua khối ổn áp để cấp cho các mạch: mạch trộn, mạch lọc, mạch tạo hiệu ứng âm trầm, mạch điều chỉnh âm lượng bằng số 2/ Khối trôn: ~ Khối có nhiệm vụ trộn hai tín hiệu từ Micrô và tín hiệu từ các máy (CD, Đồng cassette, Video .) lại với nhau thành một tín hiệu lấy ra duy nhất. thời chỉnh đuợc mức độ tín hiệu vào 3/ Khối cân bằng âm sắc: với người Có nhiệm vụ điểu chỉnh được những tín hiệu có tần số phù hợp nghe và lọai bỏ những tần số khác không phù hợp 4/ Khối tạo hiệu ứng âm trằm: có tần số thấp hay Khối này có nhiệm vụ tạo hiệu ứng âm trầm (âm lượng cồn gọi là Loundness. ¬——— SVTII: NGUYÊN THÀNH TUÂN ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: LU CÔNG VĂN 3/ Khối điều chỉnh âm lượng hằng số: Khối này có nhiệm vụ điễu chỉnh biên độ tín hiệu ngõ vào v 2 tầng khuếch đại :Â, công suất âm tần, phuơng pháp điều 2 v chỉnh bằng các nút ấn (téle đây sử dụng‘ bằng biến trở than để điều chỉnh nhiều bất lợi) 6/ Khối khuếch đại công suất âm tân: Khối này có nhiệm vụ khuếch đại biên độ tín hiệu vào lớn để cung cấp cho loa có công suất lớn 7⁄Kh bac lệ loa: 6® Nhiệm cụ của khôi = Ngân không cho đồng điện DC tạo âm thánh kbó chịu khi tất hoặc mổ máy, đối với hầu hết vác tiệLbị khuếch đại âm tân có cáng suất lớn Ho vệ an tan cho loa wong moi hu hóng của thiết bị khuếch đại am tân.

———— SVTII: NGUYÊN THÀNH TUẦN ĐỖ ÁN TỐT NGHIỆP. GVHD: LU CONG VAN Cluiong 1: _ PHAN NGUON Hầu như tất cả các mạch điện đều đòi hồi phải có một nguồn điện áp. Điều này có nghĩa mạch cung cấp bộ nguồn rất quan trọng. Cũng may là những mạch này rất để hiểu Nếu mạch cần môi điện ấp ac, nguồn điện áp có thể chỉ là một bộ biến áp được nội với một dòng điện AC Nếu một mạch cẩn điện de và cần công suất thấp, pin/bình thì sẽ không kinh tế.

Những linh kiên này cân mạch nguồn, Thực vây mạch nguồn mọt cách nào đó thường hay bị đát tên sai. Chúng không thực sứ cùng cấp nguồn điện, Dũng ra chúng lá những bộ "đổi điện”. “Thông thuwfng chúng chuyen điền thế AC thành điện thế J2 Có một số phương pháp để thực hiện công dụng này băng cách sử dụng dit. Nhi diệt được dụng cho những loại ứng dụng này, chúng thưởng được gợi là những bộ chính lui, Nộ chính lưu có thể là diết đèn hay diết bán dẫn, Quá trình nầy được gọi sự chúnh lưu.

I: BQ CHINH LƯU NỬA SÓNG Mạch nguồn một diết được gọi là bộ chỉnh lưu nửa sóng. Điểm này được chỉ rõ, dạng cơ băn nhất cùng với những ứn hiệu đầu ra và đầu vào. ĐẦU VÀO A mm ẨN MẠCH TẢI 1 B XUẤT “ e Hình —1: Một mạch chỉnh lưu nữa sóng kỳ. Cho mỗi nữa chu Đầu nguồn điện thế AC đảo ngược cực hai lần mỗi chu kỳ kia, đầu A lại kỳ đâu A là dương so với đầu B (tiếp đất).

Cho nửa kia của chu để ra thể qua nó âm so với B. Khi đầu A dương diốt thiên áp thuận, đòng điện có ngoài, ® Tangs ———————— SVTII: NGUYÊN THÀNH TUAN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. GVHD: LU ——— CONG VAN Dầu vậy khi đầu A âm, diốt thiên áp ngược, do đó không có dòng điện nào qua. Chỉ có nửa chu kỳ dương suất hiện ở đâu ra.

: Dĩ nhiên đây không phải nguồn điện DC thực sự. Một nửa thời gian không có điện áp đầu ra. Phần còn lại điện áp thì hoặc trong tiến trình dân lên từ số không cho tới mức tối đa hoặc từ mức độ tối đa xuống số không. Nó không bao giờ có một giá trị ổn định.

Mội sự xích lại gần với điện DC thực sự có thể thực hiện được qua việc đặt một tụ điện ngang qua diốt đầu ra, như được mình họa trong H.2 riya ry) “T = TH 3: Mich chỉnh lưa nữa sóng với mội tụ điên loc Khi điện thế đầu ra lên từ số O0 cho tới giá trị đỉnh, tu điền mang điện tích. Khi điện thẻ giảm, tụ điện bắt đầu phóng điện qua mạch tải. Nếu tụ điện đủ lớn, HO se không phong điện hoàn tòan trước khi nửa chủ kỳ dương nổ bát đầu. Nói một cách khác tụ điện sẽ được nạp điện, phóng điện mót phân rồi lại được nạp, phóng một phân và cứ tiếp tục như vậy.

Tín hiệu đầu ra cuối cùng sẽ giống như trong H-2B. Điện dung càng lớn, tì lệ phóng điện càng chậm, do đó, góc phóng điện càng nông ở dạng sóng đâu ra. H-3 minh họa cho thấy một mạch chỉnh lưu nửa sóng thực tế được cải tiến R2 fe. Đầu xuất DC rr Hình 3: Một mạch chỉnh lưu nữa sóng thực tế tín hiệu đầu ra một Ro, C; va C2 bao gém mot bộ lọc độ thông thấp làm trơn độ ipa cách hữu hiệu hơn so với một tụ điện đơn thuần.

Sẽ có một phần nào mức nhưng chúng không thực sự rõ xuống của điện áp (được gọi là gợn sóng — ripple), né), Thangg —— SVTH: NGUYÊN THÀNH TUÂN “=————— ‹‹::‹‹°x‹vax R¡ là một điện trở tăng thêm được dùng để bảo vệ diốt khỏi bất cứ sự gia tăng đột ngột nàG trong dòng điện tiêu thụ qua mạch, Điện trở tăng thêm Bởi một giá trị tiêu biểu tương đối thấp, do đó mức giảm điện thế qua nó thường thường cũng nhỏ. Nhưng một sự gia tăng trong dòng điện tiêu thụ qua điện trở sẽ tạo cho điện thế giảm của nó cũng gia tăng, bởi vì theo định luật Ôm, điện thế bằng dòng điện nhân với điện trở (E = IR). Điều này làm cho điện thế được đưa vào diốt xuống tới mức nó có thể tan biến di một cách dễ dàng.