Đồ Án Điện Tử: Thiết Kế Mạch OTL Ngõ Vào Đơn - Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng

Đồ án nghiên cứu điện tử đề tài thiết kế mạch otl ngõ vào đơn, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán kỹ thuật.

• Tác giả: Lê Tuấn Anh
• Người hướng dẫn: Huỳnh Thanh Tùng
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Điện Tử - Viễn Thông
• Đề tài: Thiết Kế Mạch OTL Ngõ Vào Đơn
• Loại tài liệu: Đồ án điện tử
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• 1. Chương 1: Khuếch đại tín hiệu nhỏ. Phân cực BJT. Các cách mắc BJT.
• 2. Chương 2: Hồi tiếp. Lưu đồ chuẩn bộ khuếch đại có hồi tiếp. Tác dụng hồi tiếp lên mạch khuếch đại. Ứng dụng hồi tiếp trong mạch khuếch đại.
• 3. Chương 3 : Khuếch đại công suất. Mạch khuếch đại công suất OTL. Tính toán mach:̣

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Mạch OTL Ngõ Vào Đơn Giải Pháp Khuếch Đại

Mạch OTL (Output TransformerLess) ngõ vào đơn là một loại mạch khuếch đại công suất, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng âm thanh. Điểm đặc biệt của mạch OTL là không sử dụng biến áp đầu ra, giúp giảm kích thước, trọng lượng và chi phí. Thay vào đó, mạch khuếch đại OTL sử dụng các transistor công suất để trực tiếp khuếch đại tín hiệu âm thanh và đưa ra loa. Mạch này đặc biệt phù hợp cho các thiết bị âm thanh di động và các ứng dụng yêu cầu sự nhỏ gọn. Thiết kế mạch điện tử OTL đòi hỏi sự tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu suất cao và độ méo thấp. Các linh kiện điện tử như điện trở, tụ điện và transistor cần được lựa chọn và phối hợp một cách tối ưu. Các thông số quan trọng cần quan tâm khi thiết kế mạch OTL bao gồm: công suất, tần số, độ méo hài, và hiệu suất. Nguyên lý hoạt động mạch OTL dựa trên việc sử dụng hai transistor (hoặc cặp transistor) hoạt động ở chế độ đẩy kéo (push-pull), đảm bảo tín hiệu âm thanh được khuếch đại cả ở bán kỳ dương và bán kỳ âm. Sơ đồ mạch OTL đơn giản có thể được xây dựng bằng các phần mềm mô phỏng như Proteus hoặc Altium Designer. Báo cáo đồ án mạch OTL cần trình bày chi tiết các bước thiết kế, tính toán và mô phỏng, cũng như kết quả thực nghiệm.

1.1. Ưu Điểm Vượt Trội Của Mạch OTL Ngõ Vào Đơn

Mạch OTL (Output TransformerLess) mang lại nhiều ưu điểm so với các mạch khuếch đại truyền thống sử dụng biến áp. Thứ nhất, việc loại bỏ biến áp giúp giảm đáng kể kích thước và trọng lượng của thiết bị. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng di động và thiết bị âm thanh cá nhân. Thứ hai, mạch OTL đơn giản thường có chi phí sản xuất thấp hơn do không cần biến áp. Thứ ba, mạch OTL chất lượng cao có thể đạt được hiệu suất khuếch đại tốt và độ méo hài thấp nếu được thiết kế và chế tạo cẩn thận. Cuối cùng, dải tần đáp ứng của mạch OTL thường rộng hơn so với các mạch sử dụng biến áp, giúp tái tạo âm thanh trung thực hơn. Tuy nhiên, để đạt được những ưu điểm này, thiết kế mạch OTL điện tử cần tuân thủ các nguyên tắc và kỹ thuật thiết kế phù hợp, cũng như lựa chọn linh kiện điện tử chất lượng cao.

1.2. Các Ứng Dụng Phổ Biến Của Mạch OTL Trong Đời Sống

Mạch khuếch đại audio OTL được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau. Một trong những ứng dụng phổ biến nhất là trong các thiết bị âm thanh di động như điện thoại thông minh, máy nghe nhạc MP3 và tai nghe. Mạch OTL cũng được sử dụng trong các hệ thống âm thanh gia đình, như loa vi tính và ampli mini. Ngoài ra, mạch OTL còn được tìm thấy trong các thiết bị âm thanh chuyên nghiệp, như mixer và bộ khuếch đại nhạc cụ. Thiết kế nhỏ gọn, hiệu suất cao và chi phí thấp là những yếu tố khiến mạch OTL trở thành lựa chọn hàng đầu cho nhiều ứng dụng khác nhau.

II. Thách Thức Trong Thiết Kế Mạch OTL Vấn Đề Độ Ổn Định

Thiết kế mạch OTL (Output TransformerLess) không phải là một công việc đơn giản. Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo độ ổn định của mạch. Mạch OTL có xu hướng dễ bị dao động, đặc biệt ở tần số cao. Điều này có thể dẫn đến hiệu suất kém, độ méo tăng cao, hoặc thậm chí gây hỏng hóc các linh kiện. Để giải quyết vấn đề này, cần sử dụng các kỹ thuật thiết kế phù hợp, như sử dụng hồi tiếp âm, lựa chọn transistor có đặc tính tốt, và bố trí mạch một cách hợp lý. Việc mô phỏng mạch bằng các phần mềm như Proteus hoặc Altium Designer cũng rất quan trọng để kiểm tra độ ổn định của mạch trước khi tiến hành thi công. Ngoài ra, hiệu suất mạch OTL cũng là một vấn đề cần quan tâm. Mạch khuếch đại công suất OTL cần được thiết kế để đạt được hiệu suất cao nhất có thể, giảm thiểu tổn thất năng lượng và nhiệt lượng tỏa ra. Điều này đòi hỏi sự tính toán cẩn thận các thông số như điện áp, dòng điện và trở kháng.

2.1. Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ Đến Mạch OTL và Cách Khắc Phục

Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của mạch OTL. Khi nhiệt độ tăng, các thông số của transistor như hệ số khuếch đại (beta) và điện áp VBE có thể thay đổi. Điều này có thể làm sai lệch điểm làm việc của mạch, dẫn đến hiệu suất kém và độ méo tăng cao. Để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiệt độ, cần sử dụng các kỹ thuật ổn định nhiệt, như sử dụng các điện trở hồi tiếp và các linh kiện có hệ số nhiệt thấp. Ngoài ra, cần đảm bảo tản nhiệt tốt cho các transistor công suất để tránh quá nhiệt. Một số mạch OTL còn sử dụng các mạch bảo vệ nhiệt để tự động ngắt mạch khi nhiệt độ vượt quá ngưỡng cho phép.

2.2. Cách Giảm Thiểu Độ Méo Hài Trong Mạch OTL Ngõ Vào Đơn

Độ méo hài là một thông số quan trọng đánh giá chất lượng của mạch khuếch đại. Trong mạch OTL, độ méo hài có thể do nhiều nguyên nhân, như đặc tính phi tuyến của transistor, sự không đối xứng giữa hai nửa mạch đẩy kéo, và hiện tượng cắt xén tín hiệu. Để giảm thiểu độ méo hài, cần sử dụng các transistor có đặc tính tuyến tính tốt, đảm bảo sự đối xứng giữa hai nửa mạch, và thiết kế mạch sao cho không xảy ra hiện tượng cắt xén. Ngoài ra, sử dụng hồi tiếp âm cũng là một phương pháp hiệu quả để giảm độ méo hài. Các mạch lọc Zobel cũng có thể được sử dụng để cải thiện đáp ứng tần số và giảm độ méo ở tần số cao. Việc mô phỏng mạch bằng các phần mềm như Proteus hoặc Altium Designer có thể giúp xác định các nguyên nhân gây ra độ méo và tìm ra các giải pháp khắc phục.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mạch OTL Ngõ Vào Đơn Hướng Dẫn Chi Tiết

Thiết kế một mạch OTL ngõ vào đơn hiệu quả đòi hỏi một quy trình có hệ thống. Bước đầu tiên là xác định các yêu cầu kỹ thuật của mạch, bao gồm: công suất đầu ra, trở kháng tải (mạch OTL 4 ohm hay mạch OTL 8 ohm), dải tần số đáp ứng, và độ méo hài cho phép. Sau khi xác định được các yêu cầu này, cần lựa chọn các linh kiện điện tử phù hợp, như transistor công suất, điện trở, tụ điện, và diode. Các thông số quan trọng cần quan tâm khi lựa chọn transistor bao gồm: điện áp VCE, dòng điện IC, công suất tiêu tán, và hệ số khuếch đại. Tiếp theo, cần tính toán các giá trị của các linh kiện để đảm bảo mạch hoạt động đúng theo yêu cầu. Các công thức và phương pháp tính toán có thể tìm thấy trong các tài liệu tham khảo và sách giáo khoa về thiết kế mạch điện tử. Sau khi tính toán xong, cần mô phỏng mạch bằng các phần mềm như Proteus hoặc Altium Designer để kiểm tra hiệu suất và độ ổn định của mạch. Nếu kết quả mô phỏng không đạt yêu cầu, cần điều chỉnh các giá trị của các linh kiện và thực hiện lại quá trình mô phỏng cho đến khi đạt được kết quả mong muốn. Cuối cùng, tiến hành thi công mạch trên PCB và kiểm tra thực tế.

3.1. Tính Toán Giá Trị Linh Kiện Cho Mạch OTL Ngõ Vào Đơn

Việc tính toán giá trị linh kiện trong mạch OTL đòi hỏi sự hiểu biết về nguyên lý hoạt động mạch OTL và các công thức liên quan. Đầu tiên, cần xác định điện áp và dòng điện hoạt động của mạch. Sau đó, sử dụng các công thức để tính toán giá trị của các điện trở phân cực, điện trở tải, và tụ điện. Các công thức này thường liên quan đến hệ số khuếch đại (beta) của transistor, điện áp VBE, và điện áp nguồn. Việc tính toán cần đảm bảo rằng các transistor hoạt động trong vùng tuyến tính và không bị quá tải. Ngoài ra, cần tính toán giá trị của các tụ điện để đảm bảo đáp ứng tần số của mạch đáp ứng yêu cầu. Các phần mềm mô phỏng mạch có thể giúp kiểm tra và điều chỉnh các giá trị linh kiện để đạt được hiệu suất tối ưu.

3.2. Sử Dụng Phần Mềm Mô Phỏng Để Thiết Kế và Kiểm Tra Mạch OTL

Phần mềm mô phỏng mạch là một công cụ không thể thiếu trong quá trình thiết kế mạch OTL. Các phần mềm như Proteus và Altium Designer cho phép mô phỏng hoạt động của mạch trước khi tiến hành thi công thực tế. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng thời giảm thiểu rủi ro sai sót. Các phần mềm này cung cấp các công cụ để phân tích điện áp, dòng điện, tần số, và độ méo hài của mạch. Ngoài ra, chúng còn cho phép kiểm tra độ ổn định của mạch và tìm ra các nguyên nhân gây ra dao động. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng giúp tối ưu hóa thiết kế mạch và đảm bảo mạch hoạt động đúng theo yêu cầu.

IV. Phân Tích Sơ Đồ Mạch OTL Ngõ Vào Đơn Giải Thích Chi Tiết

Phân tích sơ đồ mạch OTL ngõ vào đơn là một bước quan trọng để hiểu rõ nguyên lý hoạt động mạch OTL và các thành phần của mạch. Sơ đồ mạch thường bao gồm các transistor công suất, điện trở, tụ điện, và diode. Các transistor thường được mắc theo cấu hình đẩy kéo (push-pull) để khuếch đại tín hiệu âm thanh ở cả bán kỳ dương và bán kỳ âm. Các điện trở được sử dụng để phân cực cho transistor, tạo ra một dòng điện ổn định và đảm bảo transistor hoạt động trong vùng tuyến tính. Các tụ điện được sử dụng để lọc nguồn, liên lạc tín hiệu, và tạo ra đáp ứng tần số mong muốn. Các diode có thể được sử dụng để bảo vệ transistor khỏi các điện áp ngược. Phân tích sơ đồ mạch giúp xác định vai trò của từng linh kiện và cách chúng tương tác với nhau để tạo ra tín hiệu khuếch đại.

4.1. Vai Trò Của Transistor Trong Mạch Khuếch Đại Công Suất OTL

Transistor là thành phần chính trong mạch khuếch đại công suất OTL. Chúng đóng vai trò khuếch đại tín hiệu âm thanh từ ngõ vào đến ngõ ra. Trong mạch OTL, thường sử dụng hai transistor (hoặc cặp transistor) hoạt động ở chế độ đẩy kéo (push-pull). Một transistor khuếch đại bán kỳ dương của tín hiệu, trong khi transistor còn lại khuếch đại bán kỳ âm. Sự kết hợp của hai transistor này tạo ra một tín hiệu khuếch đại đầy đủ và mạnh mẽ. Việc lựa chọn transistor phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất cao và độ méo thấp của mạch. Các thông số quan trọng cần quan tâm khi lựa chọn transistor bao gồm: điện áp VCE, dòng điện IC, công suất tiêu tán, và hệ số khuếch đại.

4.2. Các Thành Phần Thụ Động Quan Trọng Điện Trở Tụ Điện Diode

Ngoài transistor, các thành phần thụ động như điện trở, tụ điện, và diode cũng đóng vai trò quan trọng trong mạch OTL. Điện trở được sử dụng để phân cực cho transistor, tạo ra một dòng điện ổn định và đảm bảo transistor hoạt động trong vùng tuyến tính. Tụ điện được sử dụng để lọc nguồn, liên lạc tín hiệu, và tạo ra đáp ứng tần số mong muốn. Diode có thể được sử dụng để bảo vệ transistor khỏi các điện áp ngược hoặc để tạo ra các điện áp tham chiếu. Việc lựa chọn và tính toán giá trị của các thành phần thụ động này cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo mạch hoạt động đúng theo yêu cầu.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Báo Cáo Đồ Án Mạch OTL Ngõ Vào Đơn

Việc xây dựng một báo cáo đồ án về mạch OTL ngõ vào đơn là một cách tốt để áp dụng kiến thức đã học vào thực tế. Báo cáo cần trình bày chi tiết các bước thiết kế, tính toán, mô phỏng, và thi công mạch. Báo cáo cần bao gồm các phần sau: giới thiệu về mạch OTL, phân tích yêu cầu kỹ thuật, lựa chọn linh kiện, tính toán giá trị linh kiện, mô phỏng mạch bằng phần mềm, thi công mạch trên PCB, kiểm tra và đánh giá hiệu suất, và kết luận. Báo cáo cần trình bày rõ ràng và mạch lạc, sử dụng các sơ đồ mạch, bảng biểu, và hình ảnh minh họa. Ngoài ra, cần trích dẫn các tài liệu tham khảo và nguồn thông tin đã sử dụng. Việc hoàn thành một báo cáo đồ án chất lượng cao sẽ chứng minh khả năng thiết kế và thi công mạch OTL của sinh viên.

5.1. Cách Trình Bày Kết Quả Mô Phỏng và Thực Nghiệm Trong Báo Cáo

Việc trình bày kết quả mô phỏng và thực nghiệm trong báo cáo đồ án cần tuân thủ các nguyên tắc khoa học. Kết quả mô phỏng cần được trình bày dưới dạng đồ thị và bảng biểu, thể hiện các thông số quan trọng như điện áp, dòng điện, tần số, và độ méo hài. Cần so sánh kết quả mô phỏng với kết quả tính toán lý thuyết để đánh giá độ chính xác của mô phỏng. Kết quả thực nghiệm cần được trình bày tương tự, với các đồ thị và bảng biểu thể hiện các thông số đo được trên mạch thực tế. Cần so sánh kết quả thực nghiệm với kết quả mô phỏng và lý thuyết để đánh giá hiệu suất của mạch và xác định các nguyên nhân gây ra sai lệch.

5.2. Các Lỗi Thường Gặp Trong Thiết Kế Mạch OTL và Cách Khắc Phục

Trong quá trình thiết kế và thi công mạch OTL, có thể gặp phải một số lỗi thường gặp. Một trong những lỗi phổ biến nhất là mạch bị dao động. Điều này có thể do thiết kế không ổn định, bố trí linh kiện không hợp lý, hoặc sử dụng linh kiện kém chất lượng. Để khắc phục, cần sử dụng các kỹ thuật ổn định nhiệt, bố trí mạch một cách hợp lý, và sử dụng linh kiện chất lượng cao. Một lỗi khác là mạch có độ méo hài cao. Điều này có thể do đặc tính phi tuyến của transistor, sự không đối xứng giữa hai nửa mạch đẩy kéo, hoặc hiện tượng cắt xén tín hiệu. Để khắc phục, cần sử dụng các transistor có đặc tính tuyến tính tốt, đảm bảo sự đối xứng giữa hai nửa mạch, và thiết kế mạch sao cho không xảy ra hiện tượng cắt xén.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Mạch OTL Ngõ Vào Đơn Tương Lai

Mạch OTL ngõ vào đơn là một giải pháp hiệu quả và phổ biến cho các ứng dụng khuếch đại công suất. Mặc dù có một số thách thức trong thiết kế, nhưng với các kỹ thuật và công cụ hiện đại, có thể xây dựng các mạch OTL có hiệu suất cao, độ ổn định tốt, và độ méo thấp. Trong tương lai, mạch OTL đơn giản sẽ tiếp tục được cải tiến và phát triển để đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao của thị trường. Các hướng phát triển chính bao gồm: sử dụng các linh kiện mới có hiệu suất cao hơn, phát triển các kỹ thuật thiết kế tiên tiến hơn, và tích hợp mạch OTL vào các hệ thống phức tạp hơn.

6.1. Xu Hướng Sử Dụng Linh Kiện Mới Trong Thiết Kế Mạch OTL

Sự phát triển của công nghệ linh kiện đang mở ra nhiều cơ hội mới cho thiết kế mạch OTL. Các linh kiện mới như transistor GaN (Gallium Nitride) và SiC (Silicon Carbide) có hiệu suất cao hơn, chịu được điện áp cao hơn, và hoạt động ở tần số cao hơn so với các transistor silicon truyền thống. Việc sử dụng các linh kiện này có thể giúp cải thiện hiệu suất, độ ổn định, và độ méo thấp của mạch OTL. Ngoài ra, các IC khuếch đại công suất chuyên dụng cũng đang ngày càng trở nên phổ biến, giúp đơn giản hóa thiết kế và giảm kích thước của mạch.

6.2. Tích Hợp Mạch OTL Vào Các Hệ Thống Âm Thanh Thông Minh

Trong tương lai, mạch OTL sẽ được tích hợp vào các hệ thống âm thanh thông minh, kết hợp với các công nghệ như IoT (Internet of Things), AI (Artificial Intelligence), và xử lý tín hiệu số (DSP). Các hệ thống này có thể tự động điều chỉnh các thông số của mạch OTL để tối ưu hóa hiệu suất và chất lượng âm thanh, dựa trên môi trường xung quanh và sở thích của người dùng. Ngoài ra, các hệ thống này còn có thể cung cấp các tính năng như điều khiển từ xa, phát nhạc trực tuyến, và nhận dạng giọng nói.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Khuếch đại tín hiệu nhỏ Để cho BJT hoạt động đúng với điểm làm việc mà chúng ta đề ra, chúng ta phải phân cực chính xác cho BJT đó. Đối với mỗi cách mắc BJT sẽ có những ưu nhược điểm khác nhau để ứng dụng tùy vào nhu cầu của người sử dụng. Trong chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các cách phân cực cho BJT, các cách mắc BJT thường gặp, ưu nhược điểm và các ứng dụng của chúng trong thực tế. Phân cực BJT Ta biết BJT có thể hoạt động trong 3 vùng: + Vùng khuếch đại với tiếp giáp B-C phân cực nghịch, tiếp giáp B-E phân cực thuận.

+ Vùng bão hoà với tiếp giáp B-E và B-C phân cực thuận. + Vùng ngưng với tiếp giáp B-E phân cực nghịch Phương pháp chung để giải các mạch phân cực gồm 3 bước: - - Bước 1: Dùng mạch điện ngõ vào để xác định dòng điện ngõ vào. Bước 2: Suy ra dòng điện ngõ ra từ liên hệ = . - Bước 3: Dùng mạch ngõ ra để tìm các thông số còn lại.

Phân cực cố định −  = với Vbe = 0,7V nếu là loại Silic, Vbe = 0,3V nếu là loại Ge.  Trong vùng khuếch đại Ic = β. Ib   Phương trình đường tải tĩnh Vce = Vcc – Ic. Rc =  Ưu điểm: Dòng ra lớn, dễ thiết kế.

 Nhược điểm: Khi nhiệt độ thay đổi, các đại lượng như β, Vceo, Ib thay đổi dẫn đến điểm làm việc bị sai lệch.  Ứng dụng: Sử dụng ở các tầng công suất lớn. TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi nhat Thiết kế mạch khuếch đại công suất OTL ngõ vào đơn 4 2. Phân cực hồi tiếp cực Emitter  = −  Trong vùng khuếch đại Ic = β Ib  Phương trình đường tải tĩnh Vce = Vcc – (Rc + Re).

Ic =  +  Ưu điểm: Có trở hồi tiếp cực E, tăng độ ổn định của điểm làm việc tĩnh.  Nhược điểm: Việc xác định điểm làm việc vẫn còn phụ thuộc nhiều vào β.  Ứng dụng: Sử dụng ở các tầng công suất. Phân cực bằng cầu phân áp  =.

1+ 2 2 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi nhat Thiết kế mạch khuếch đại công suất OTL ngõ vào đơn 5  Rbb = R1//R2 −  =  Ic = β. Ib ở vùng khuếch đại  Vce = Vcc – (Rc + Re). Ic =  +  Ưu điểm: Việc xác định điểm làm việc tĩnh Q ít phụ thuộc vào hệ số β.  Nhược điểm: Thiết kế và tính toán phức tạp.

 Ứng dụng: Sử dụng phổ biến trong các mạch khuếch đại, các mạch công suất lớn, BJT hoạt động ở nhiệt độ cao. Phân cực hồi tiếp Collector  − =. trong vùng khuếch đại = + ( + )   Vce = Vcc – (Rc + Re). Ic  Ưu điểm: Khả năng hồi tiếp tốt hơn hồi tiếp cực Emitter, cải thiện độ ổn định của BJT.

 Nhược điểm: Khó thiết kế và tính toán. TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi nhat Thiết kế mạch khuếch đại công suất OTL ngõ vào đơn 6 Như vậy, với cách phân cực cố định, dòng ra lớn nên thường được ứng dụng trong các tầng công suất lớn. Với cách phân cực hồi tiếp cực Emitter, có điện trở hồi tiếp Re nên tăng độ ổn định của mạch hơn. Còn với phân cực bằng cầu phân áp, nhờ vào ưu điểm là việc xác định điểm làm việc tĩnh Q ít phụ thuộc β mà thường được sử dụng phổ biến trong các mạch khuếch đại.

Phân cực hồi tiếp dòng Collector thì mang lại khả năng hồi tiếp tốt hơn hồi tiếp cực E. Các cách mắc BJT 1. Mắc E chung Sơ đồ tương đương xoay chiều TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi nhat Thiết kế mạch khuếch đại công suất OTL ngõ vào đơn 7  Hệ số khuếch đại điện áp:= −. với Rin = R1 // R +  Hệ số khuếch đại dòng: =.

+ 3  Hệ số khuếch đại công suất: Ap = Av. Ai  = 0//Rc  Điều kiện của để mạch hoạt động tuyến tính: ≤ 0,005.  Tín hiệu vào và ra ngược pha nhau.  Ưu điểm: Khuếch đại đồng thời cả áp và dòng.

 Nhược điểm: Hệ số khuếch đại ở mức trung bình.  Ứng dụng: Sử dụng ở các tầng đầu vào và tầng thúc của mạch khuếch đại công suất. Mắc C chung Sơ đồ tương đương xoay chiều TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi nhat Thiết kế mạch khuếch đại công suất OTL ngõ vào đơn 8 . Hệ số khuếch đại điện áp:= (1+.

(1 + ) // Rb +  Hệ số khuếch đại dòng: =. 7  Hệ số khuếch đại công suất: Ap = Av. (1 +  Tín hiệu vào và ra đồng pha.  Ưu điểm: Hệ số khuếch đại dòng cao, xử lí tín hiệu vào lớn.

 Nhược điểm: Hệ số khuếch đại áp xấp xỉ bằng 1.  Ứng dụng: Sử dụng trong các tầng yêu cầu dòng ra cao, tầng công suất. TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi nhat Thiết kế mạch khuếch đại công suất OTL ngõ vào đơn 9 3. Mắc B chung Sơ đồ tương đương xoay chiều Hệ số khuếch đại điện áp:=  1  Rin = // R6  Hệ số khuếch đại dòng: =.

+ 7   Hệ số khuếch đại công suất: Ap = Av. ( //R6))   Điều kiện để mạch hoạt động tuyến tính ≤ 0,005. +  Tín hiệu vào và ra đồng pha.  Ưu điểm: Hệ số khuếch đại áp lớn, trở kháng vào mạch lớn.

 Nhược điểm: Không khuếch đại dòng.  Ứng dụng: Sử dụng trong các mạch yêu cầu áp ra cao. TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi nhat Thiết kế mạch khuếch đại công suất OTL ngõ vào đơn 10 Như vậy, đối với các cách mắc BJT, cách mắc EC đem lại khả năng khuếch đại cả áp và dòng nhưng hệ số khuếch đại chỉ ở mức trung bình. Cách mắc CC mang lại hệ số khuếch đại dòng lớn nhưng lại không khuếch đại áp.

Cách mắc BC thì ngược lại với cách mắc CC. *Tổng kết: Trong chương vừa rồi, chúng ta đã tìm hiểu được về các cách phân cực và các cách mắc thông dụng của BJT cùng với ưu nhược điểm và ứng dụng của chúng trong thực tế. Nhưng để cải thiện độ ổn định của mạch thì như thế là chưa đủ. Vì vậy, chương sau sẽ làm rõ một trong những thành phần giúp cải thiện độ ổn định cũng như nâng cao hệ số khuếch đại của mạch, đó chính là Hồi Tiếp.

TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi nhat Thiết kế mạch khuếch đại công suất OTL ngõ vào đơn 11 Chương 2: Hồi tiếp I. Khái niệm: Mạch hồi tiếp là mạch lấy một phần năng lượng ngõ ra đưa về đầu vào để làm tăng độ ổn định của mạch và cải thiện chất lượng của mạch. Phân loại: Để phân loại hồi tiếp, người ta dựa vào 3 cơ sở: 1. Theo tác dụng khuếch đại: - Hồi tiếp âm: là hồi tiếp mà tín hiệu ra đưa về ngược pha tín hiệu vào  Ưu điểm: Cải thiện độ ổn định, chất lượng của mạch.

 Nhược điểm: Giảm hệ số khuếch đại mạch.  Ứng dụng: Sử dụng phổ biến trong lĩnh vực khuếch đại. - Hồi tiếp dương: là hồi tiếp mà tín hiệu đưa về cùng pha tín hiệu vào.  Ưu điểm: Tăng hệ số khuếch đại.

 Nhược điểm: Mất tính ổn định của mạch.  Ứng dụng: Sử dụng phổ biến trong các mạch dao động. Theo dạng tín hiệu hồi tiếp: - Hồi tiếp điện áp là lấy điện áp ra, tạo điện áp hồi tiếp đưa về lại đầu vào. - Hồi tiếp dòng là lấy dòng ra tạo hồi tiếp đưa về lại đầu vào.

Theo cách ghép với tín hiệu vào - Hồi tiếp song song là khi lấy áp (dòng) đầu vào mắc song song với áp (dòng) hồi tiếp. - Hồi tiếp nối tiếp là khi áp (dòng) đầu vào mắc nối tiếp với áp (dòng) hồi tiếp. Lưu đồ chuẩn bộ khuếch đại có hồi tiếp - - Khi không có hồi tiếp thì=. Khi có hồi tiếp thì ′ =.

′ - Hệ số khuếch đại khi có hồi tiếp ′ = - Hệ số khuếch đại toàn phần: =. | | < 1 ℎì | ′| > | |: ồ ế ươ | | > 1 ℎì | ′| < | |: ồ ế â TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi nhat Thiết kế mạch khuếch đại công suất OTL ngõ vào đơn 12 - Nhận xét: + Một hệ thống khép kín có hệ số khuếch đại vòng rất lớn, K’ hầu như không phụ thuộc vào tính chất của mạch mà chỉ phụ thuộc vào tính chất của mạch hồi tiếp. Vì vậy, muốn xây dựng bộ khuếch đại chính xác, phải dùng linh kiện chính xác trong khâu hồi tiếp (điện trở). + Hàm truyền toàn phần giảm đi g lần.

Như vậy hồi tiếp âm làm giảm hệ số khuếch đại của mạch. Tác dụng hồi tiếp lên mạch khuếch đại 1. Hồi tiếp âm - Đối với hệ số khuếch đại: Giảm hệ số khuếch đại. - Đối với độ ổn định: Tăng độ ổn định.

- Đối với nhiễu: Giảm tác dụng ngõ vào  Giảm nhiễu. - Méo: Giảm méo. - Đối với tổng trở vào: Hồi tiếp âm nối tiếp làm tăng tổng trở vào. Hồi tiếp âm song song làm giảm tổng trở vào.

- Đối với tổng trở ra: Hồi tiếp âm điện áp làm giảm tổng trở ra. Hồi tiếp âm dòng điện làm tăng tổng trở ra. Hồi tiếp dương - Đối với hệ số khuếch đại: Tăng hệ số khuếch đại. - Đối với độ ổn định: Giảm độ ổn định.

- Đối với nhiễu: Tăng hệ số khuếch đại  Tăng nhiễu. - Méo: Tăng độ méo dạng. - Đối với tổng trở vào: Hồi tiếp dương nối tiếp làm giảm tổng trở vào. Hồi tiếp dương song song làm tăng tổng trở vào.

- Đối với tổng trở ra: Hồi tiếp dương điện áp làm tăng tổng trở ra. Hồi tiếp dương dòng điện làm giảm tổng trở ra. Ứng dụng hồi tiếp trong mạch khuếch đại 1. Hồi tiếp âm dòng điện trong mạch định thiên Transitor - Điện trở Re thực chất là điện trở lấy tín hiệu dòng.

Dòng qua Rc và Rt sẽ thể hiện qua Re, tạo nên sụt áp trên Re. Đây là mạch hồi tiếp dòng, có tín hiệu áp hồi tiếp tỉ lệ dòng ngõ ra. Điện áp này thàm thay đổi Vbe của BJT nên xem như hồi tiếp nối tiếp. TIEU LUAN MOI download : [e-mail] moi nhat Thiết kế mạch khuếch đại công suất OTL ngõ vào đơn 13 2.

Hồi tiếp âm điện áp trong mạch định thiên Transitor - Điện trở Rb lấy từ cực C làm hình thành 1 vòng hồi tiếp điện áp.