ÑAÏI HOÏC TOÂN ÑÖÙC THAÉNG KHOA ÑIEÄN – ÑIEÄN TÖÛ BOÄ MOÂN ÑIEÄN TÖÛ VIEÃN THOÂNG
ÑOÀ AÙN moân hoïc 1
MAÏCH KHUEÁCH ÑAÏI COÂNG SUAÁT AÂM TAÀN
GVHD SVTH Lôùp MSSV
: TS PHẠM HỒNG LIÊN : : :
TP Hoà Chí Minh 12/2007.
LÔØI MÔÛ ÑAÀU
Ngaøy nay, cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa kyõ thuaät coâng ngheä, caùc boä taêng aâm cuõng ñöôïc caûi tieán ñeán möùc hoaøn haûo nhö heä thoáng hifi stereo, …aâm thanh trung thöïc, hieäu suaát cao laø caùc chæ tieâu maø caùc nhaø thieát keá luoân coá gaéng ñeå ñaït ñöôïc moät caùch toát nhaát. Maïch khueách ñaïi coâng suaát aâm taàn noùi chung cuõng ñôn giaûn, nhöng ñeå laøm ñöôïc maïch khueách aâm coù chaát löôïng cao khoâng phaûi laø chuyeän deå daøng . Bôûi vì baûn thaân boä khueách ñaïi coù khaû naêng tieâu taùn moät löôïng lôùn coâng suaát, neân noù phaûi ñöôïc thieát keá sao cho nhieät ñoä maø noù taïo ra khi hoaït ñoäng ôû möùc ñieän aùp cao, doøng ñieän lôùn seõ ñöôïc taûn ra moâi tröôøng xung quanh vôùi toác ñoä cao ñeå traùnh bò phaù huyû nhieät. Do ñoù khoù traùnh khoûi söï aûnh höôûng cuûa meùo, nhieãu, … daãn ñeán tín hieäu ra khoâng trung thöïc. Vaäy neân ñaëc tröng cuûa caùc boä khueách ñaïi coâng suaát laø thöôøng coù khoái taûn nhieät lôùn , koàng keành, nhaèm taêng dieän tích tieáp xuùc , trao ñoåi nhieät toát hôn vôùi moâi tröôøng. Ngaøy nay, caùc boä khueách ñaïi coâng suaát ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc maùy thu radio, maùy nghe baêng vaø caùc heä thoáng stereo chaát löôïng cao, trong caùc thieát bò phoøng thu, saân khaáu, heä thoáng phoùng thanh coâng coäng. Sau ñaây em xin trình baøy moät loaïi maïch khueách ñaïi coâng suaát, ñaây coù theå ñöôïc xem laø maïch töông ñoái ñôn giaûn trong kho taøng maïch khueách aâm. Ñoù laø maïch khueách ñaïi coâng suaát OTL. Duø ñöôïc söï höôùng daãn taän tình cuûa giaùo vieân höôùng daãn, duø raát coá gaéng ñeå hoaøn thaønh ñoà aùn naøy. Nhöng ñaây laø ñoà aùn moân hoïc ñaàu tieân neân chaéc chaén coøn nhieàu thieáu soùt. Raát mong nhaän ñöôïc söï ñoùng goùp yù kieán cuûa quyù thaày coâ vaø caùc baïn . Xin chaân thaønh caûm ôn.
YÊU C ẦU Đ Ề TÀI
*Số liệu ban đ ầu. _ Công suấ t ngõ ra PL: 20 W _ Tr ở kháng t ải RL: 8 Ω _ Điện áp vào Vin: 0,5 Vp-p _ Dãi t ần fmin – fmax: 300 Hz – 15 KHz _ Hi ệu su ấ t: >65% *Nhiệm vụ thiết kế. _ Nghiên c ứu lý thuy ết m ạch khu ếch đại công suất âm tần. _ Tính toán thi ết k ế d ựa trên m ạch m ẫu cho kèm theo. K ết quả tính toán phải đáp ứ ng được các yêu cầu ban đ ầu và linh kiện phải phù hợp với linh kiện chuẩn. _ V ẽ m ạch trên gi ấ y A4 và đi ền đ ầy đủ giá trị - tên linh kiện.
máy. _ Trình bày đ ồán trên gi ấy A4 b ằng ch ứđánh
Giảng viên hướng dẫn
PH Ầ N 1:
LÝ THUY ẾT
I. TOÅNG QUAN VEÀ MAÏCH KHUEÁCH ÑAÏI: A. CAÙC KHAÙI NIEÄM TRONG MAÏCH KHUEÁCH ÑAÏI: A.1/ Ñònh nghóa maïch khueách ñaïi:
Maïch khueách ñaïi coâng suaát laø maïch ñöôïc thieát keá sao cho cung caáp moät löôïng coâng suaát lôùn cho taûi töùc laø maïch khueách ñaïi coâng suaát seõ taïo ra ñieän aùp cao vaø doøng ñieän lôùn ñeå laùi taûi c ần coâng suaát lôùn.Maïch khueách ñaïi coâng suaát ñöôïc öùng duïng raát nhieàu trong ngaønh ñieän – ñieän töû. Chuùng ta chæ xeùt maïch khueách ñaïi coâng suaát duøng trong lónh vöïc aâm thanh ( coøn goïi laø maïch khueách ñaïi coâng suaát aâm taàn). Maïch khueách ñaïi coâng suaát aâm taàn duøng ñeå taïo ra moät löôïng coâng suaát ñeå cung caáp cho taûi(taûi thöôøng laø loa do chuùng ñoøi hoûi moät löôïng coâng suaát lôùn ñeå bieán ñoåi tín hieäu ñieän thaønh soùng aâm).Maïch khueách ñaïi coâng suaát thöôøng ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc maùy:radio, maùy thu hình, maùy nghe baêng, maùy taêng aâm, caùc heä thoáâng stereo, loa phaùt thanh…… A.2/ Ñaùp öùng taàn soá :
Ñaùp öùng taàn soá (hay daõy taàn hoaït ñoäng cuûa maïch) ñöôïc ñònh nghóa laø moät khoaûng taàn soá maø khi taàn soá tín hieäu ngoõ vaøo naèm trong khoaûng taàn soá naøy thì ñoä khueách ñaïi cuûa maïch seõ laø cöïc ñaïi . Khoaûng taàn soá naøy ñöôïc giôùi haïn bôûi : f H :taàn soá caét cao f L:taàn soá caét thaáp. Hieäu soá giöõa f H vaø f L ñöôïc goïi laø baêng thoâng cuûa maïch :B = f H - f L.
|A|
Taàn soá thaáp
Am
Am
2
Taàn soá giöõa
Taàn
soá cao
Neáu tín hieäu ngoõ vaøo naèm ngoaøi baêng thoâng cuûa maïch thì ñoä khueách ñaïi cuûa maïch seõ thay ñoåi theo taàn soá. Neáu tín hieäu ngoõ vaøo ôû taàn soá f H hay f L thì ñoä khueách ñaïi cuûa maïch ôû taàn soá ñoù seõ giaûm ñi 2 laàn hay suy giaûm –3 dB so vôùi ñoä lôïi cöïc ñaïi. Daõy taàn soá hoaït ñoäng lyù töôûng cuûa maïch khueách ñaïi aâm taàn naèm trong khoaûng töø 20Hz ñeán 20KHz.
A.3/ Heä soá khueách ñaïi :
Heä soá khueách ñaïi laø khaû naêng khueách ñaïi cuûa 1 maïch ñöôïc ñaëc tröng baèng moät thoâng soá goïi laø ñoä lôïi hay ñoä lôïi khueách ñaïi. Goàm nhieàu loaïi nhö:
•
Ñoä lôïi ñieän aùp (AV) :
•
Ñoä lôïi doøng ñieän (AI) :
•
AV =
V O V I
A I =
Ñoä lôïi coâng suaát (AP) :
. I O I I
A P =
.
P O P I
.
A.4/ Hieäu suaát cuûa maïch khueách ñaïi ( ) :
Hieäu suaát cuûa boä khueách ñaïi coâng suaát ñöôïc ñònh nghóa laø tæ soá giöõa coâng suaát tín hieäu tung bình ñöôïc phaân phoái treân taûi vôùi coâng suaát trung bình ñöôïc keùo töø nguoàn DC:
η (%) =
P L P CC
.100%
Vôùi : PL laø coâng suaát tín hieäu tung bình ñöôïc phaân phoái treân taûi. PCC laø coâng suaát trung bình ñöôïc keùo töø nguoàn dc. A.5/ Ñoä meùo:
Bieåu thò cho söï thay ñoåi hình daïng cuûa tín hieäu ra so vôùi tín hieäu vaøo cuûa maïch . Ñoä meùo phaân thaønh nhieàu loaïi: • Meùo taàn soá : laø daïng meùo xuaát hieän do heä soá khueách ñaïi thay ñoåi khi taàn soá tín hieäu thay ñoåi gaây neân söï bieán ñoåi aâm saéc . Nguyeân nhaân laø do L,C töø maïch khueách ñaïi. • Meùo pha: laø do söï dòch goùc pha ban ñaàu cuûa tín hieäu ra so vôùi tín hieäu vaøo .Meùo pha coù khoâng gaây aûnh höôûng xaáu ñeán chaát löôïng aâm thanh . Meùo xuyeân taâm : chuû yeáu xaûy ra ôû maïch hoaït ñoäng lôùp B
•
B.PHAÂN LOAÏI CAÙC CHEÁ CUÛA MAÏCH KHUEÁCH ÑAÏI:
ÑOÄ
HOAÏT
ÑOÄNG
Tùy theo chế độ làm việc của Transistor, người ta thường phân mạch khuế ch đại công suất ra thành các loại chính như sau: B.1/ Khuế ch đ ại công suất loại A :
Tín hiệu được khuế ch đại gần như tuyế n tính, ngh ĩ a 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). a) Ư u ñieåm: * Khuế ch đại cả 2 bán kỳ của tín hiệu. * Tín hiệu ít bị méo dạng. b) Khuyế t đ iể m: * Hiệu suất thấ p: η≤ 25% nếu dùng tải là R và nếu dùng tải là biế n áp. * Coâng suaát tieâu hao lôùn.
η≤
50%
B.2/ Khuế ch đ ại công suất loại B :
Transistor được phân cực tại VBE = 0 (vùng ng ưng). Chỉ một nữa chu kỳ âm hoặc dươ ng của tín hiệu ngõ vào được khuế ch đại. a) Ư u đ iể m: * Hiệu suấ t cao η≤ 78,54%. * Ở chế độ tĩ nh không có tiêu th ụ điện áp nên không có hao tổn trên Transistor. b) Khuyế t đ iể m: * Tín hiệu chỉ tồn tại trong nửa chu k ỳ. * Méo phi tuyến lớn . B.3/ Khuế ch đ ại công suất loại AB :
Transistor được phân cực ở gần vùng ngưng. Tín hiệu ngõ ra thay đổi hơ n một nöûa chu kỳ của tín hiệu vào (Transistor hoạt động hơ n một nöûa chu kỳ dươ ng hoặc âm của tín hiệu ngõ vào). * Đặc điể m: * Kết hợp cả hai đặc tính của chế độ loại A & B nên khắc phục được nhược điểm của chế độ loại A lẫn loại B.
* Hiệu suấ t khá cao η≤ 70%. B.4/ Khuế ch đ ại công suất loại C:
Transistor được phân cự c trong vùng ngưng để chỉ một phần nhỏ hơ n nöûa chu kỳ của tín hiệu ngõ vào được khuế ch đại. Mạch này thường được dùng khuế ch đại công suất ở tần số cao với tải cộng hưởng . a) Ư u đ iể m: * Hiệu suất rấ t cao η≤ 90 %. b) Khuyế t đ iể m: * Méo phi tuyến lớn (70%). Để hạn chế méo, tải phải là khung cộng hưởng ghép LC.
Hình 9.1 mô tả việc phân loại các mạch khu ếch đ ại công suấ t.
C.CAÙC LOÏAI MAÏCH KHUEÁCH ÑAÏI COÂNG SUAÁT AÂM TAÀN : C.1/ OTL (Output Transformer Less) : 1.
Ñaëc ñieåm : • Ñöôïc caáp nguoàn ñôn +Vcc vaø mass (0V). • Taàng khueách ñaïi coâng suaát ñaåy keùo duøng transistor boå phuï ñoái xöùng neân ñieän theá ñieåm giöõa ra loa baèng nöûa nguoàn . • Ngoõ ra loa phaûi gheùp vôùi moät tuï ñieän Co.
2.
Öu ñieåm :
• • •
3.
•
Cout
AÂm thanh ñaït chaát löôïng cao hôn do ñaùp tuyeán taàn soá roäng , Khoâng bò suy giaûm tín hieäu taàn soá cao do tuï kí sinh cuûa bieán aùp . Hieäu suaát cao vì khoâng toån hao treân bieán theá . Giaù thaønh reû, kích thöôùc nhoû so vôùi khi duøng bieán aùp ngoõ ra.
Khuyeát ñieåm : • Phaûi chænh ñieän theá DC cuûa ñieåm giöõa ra loa baèng nöûa nguoàn cung caáp thì tín hieäu ngoõ ra môùi khoâng bò meùo . • Caëp transistor coâng suaát neáu khoâng phaûi laø caëp transistor boå phuï thì deã gaây meùo phi tuyeán. Tín hi ệu ra bị méo ở tần s ố th ấp do t ụ C out gây ra (do tụ không thể tiến tới vô cùng).
C.2/ OCL (Output Capicitor Less ) : 1. Ñaëc ñieåm : • •
•
Ñöôïc caáp nguoàn ñoái xöùng +Vcc & –Vcc neân ñieän theá ñieåm giöõa baèng 0 . Tín hieäu vaøo maïch khueách ñaïi tröïc tieáp khoâng caàn qua tuï . Khoâng coù tuï Co ôû ngoõ ra loa.
2. Öu ñieåm: • •
Khaû naêng choáng nhieãu toát do duøng kieåu khuyeách ñaïi vi sai ôû ngoõ vaøo . Ñaùp tuyeán taàn soá roäng do khoâng duøng tuï vaø bieán theá ngoõ ra.
3. Khuyeát ñieåm : •
Caàn duøng 2 nguoàn.
Tín hieäu ra loa tröïc tieáp neân ñieän theá DC ôû ñieåm giöõa ngoõ ra khaùc 0V seõ gaây chaùy loa vì vaäy caàn phaûi coù maïch baûo veä loa. C.3/ BTL (Bridge Transistor Line Out) : •
1. Ñaëc ñieåm :BTL coù hai loaïi : • •
Duøng nguoàn ñôn laø maïch ampli gheùp töø hai maïch khueách ñaïi coâng suaát OTL. Duøng nguoàn ñôn laø maïch ampli gheùp töø hai maïch khueách ñaïi coâng suaát OCL.
2. Öu ñieåm : •
Cho ra coâng suaát lôùn(gaáp 4 laàn so vôùi OTL hay OCL) khi söû duïng vôùi nguoàn ñieän aùp thaáp hoaëc duøng cho caùc Ampli coù coâng suaát raát lôùn töø 500W ñeán vaøi nghìn Walt.
3. Khuyeát ñieåm : • •
Giaù thaønh cao. Tín hieäu ra deã bò meùo hai maïch khueách ñaïi khoâng gioáng nhau .Deã bò chaùy neáu ñieän theá ñieåm giöõa khoâng baèng 0.
II. CHI TIẾT MẠCH KĐ CS LOẠI B & MẠCH OTL: A. MAÏCH HOÏAT ÑOÄNG LÔÙP B:
Trong mạch khuế ch đại công suất loại B, người ta phân cự c với V B = 0V nên bình th ường Transistor không dẫn điện và chỉ dẫn điện khi có tín hiệu đủ lớn đưa vào. Do phân cự c như thế nên Transistor chỉ dẫn điện được ở 1 bán kỳ của tín hiệu (bán kỳ d ươ ng hay âm tùy thuộc vào Transistor NPN hay PNP). Do đó muốn nhận được cả chu kỳ của tín hiệu ở ngoõ ra người ta phải dùng 2 Transistor, mỗ i Transistor dẫ n điện ở một nöûa chu kỳ của tín hiệu. Mạch này gọi là mạch công suất đẩ y kéo (push-pull ).
•
Công suất cung cấ p:
PCC = VCC . ICC Trong đó I CC là dòng điện trung bình cung cấ p cho mạch. Do dòng tải có đủ cả hai bán kỳ nên nếu gọi IP là dòng đỉnh qua tải, ta có: Ι
2
= ⋅Ι
CC
π
P
2 Ρ = V × ⋅ Ι π CC
CC
•
Công suấ t ra:
Công suất ra lấy trên tải RL có thể được tính: Ρ = L
•
P
1 4
2
R L .I cm
Hieäu suaát: η %
=
P L P CC
⋅100%
* Ư u đ iể m: •
Hiệu suấ t cao (η≤ 78,5% so với loại A có η≤ 25%)
Ở chế độ tĩ nh không có tiêu thụ điện áp nên không có tổn hao trên BJT (Transistor). •
* Khuyế t đ iể m: •
Méo xuyên tâm (cross-over ). Nguyên nhân gây méo ầ m tộ bán k ,ỳ Transistor không d n ẫ xuyên tâm: khi bắt đ u điện ngay mà phải chờ khi biên độ vượt qua áp ngưỡng V BE (Để khắc phục, người ta mồi cho các chân B một điện thế döông nhỏ đối với BJT NPN và aâm nhỏ đối với PNP).
B. MAÏCH OTL (Output Transfomer Less)
•
Sô ñoà khoái maïch OTL:
Tầng Nhập (Input Stage) :
Là t ầng đ ầu tiên tín hiệu đi vào, có nhiệm vụ biến tín hiệu có mứ c điện thế thấp thành tín hiệu c ường độ cao hơ n để ghép vào t ầng khuyế ch đại điện thế (đây là mạch khuế ch đại biế n điện thế thành cường độ). Do đó tín hiệu phải trung thự c, ngu ồn cấ p điện phải được lọc kỹ để khỏi ảnh hưởng tới tín hiệu tại tầng này.
Trong mạch OTL , người ta dùng hồi tiế p âm để giảm méo dạng (tuy nhiên chấ t l ượng không toát bằng dùng vi sai trong OCL). T ầng khuế ch đại điện aùp (Voltage Stage):
•
T ầng này có chứ c năng nhận tín hiệu từ tầng nh ập vào, chuyển đổi tín hiệu từ ngõ ra tầng nhập thành tín hi ệu có mứ c điện thế cao hơ n để cung cấp cho tầng khuếch đ ại công suấ t. T ầng khuế ch đại công suaát (Output Stage):
•
Nhaän tín hiệu có điện áp cao từ Voltage Stage r ồi khuế ch đại và cung cấp dòng âm tần có cường đô lớn cho loa.
Đặc điể m:
• •
• •
Cấp nguồn đơ n + VCC T ầng khu ế ch đại công suấ t đẩy kéo dùng Transistor bổ phụ, để tăng công suất của mạch người ta dùng các cặp Darlington. Điện thế điểm giữa bằng nửa nguồn. Ngõ ra loa ghép tụ Co.
Ư u điể m:
Ti ết ki ệm do ch ỉ dùng m ột ngu ồn cung c ấp. Cho chấ t lượng âm thanh trung thự c (Hifi) do đáp tuyế n • t ần s ố r ộng. • Không bị suy giảm tín hiệu ở tần số cao do tụ kí sinh của biế n áp • Hiệu suấ t cao • Giá thành rẻ, gọn nhẹ hơ n so với dùng biế n áp ngõ ra. •
Khuyế t điể m:
• • •
Méo phi tuyến lớn do không đối xứ ng (điện thế của điểm giữa không phải lúc nào cũng đúng bằng VCC/2). Méo t ầng so th ấp do t ụCo gây ra. Cặp BJT công suất nếu không phải là cặp BJT b ổ phụ thì dễ gây méo phi tuyến (Cặp BJT bổ phụ là 2 BJT khác cực tính dẫn điện NPN & PNP nh ưng có các tham số giố ng nhau).
Chứ c năng của các linh kiện tại tầng tầng khuếch đại công suât : • ·R11: Ổn định nhiệt cho Q3. • ·R12: Ổn định nhiệt cho Q4. • ·R13: Ổn định nhiệt cho Q5. • ·R14: Ổn định nhiệt cho Q6. ·R8, R9: Phân cực cho cực B của Q4, Q5. • • ·VR: Dùng đi ều chỉnh điện áp phân cự c cho Q4, Q5 để tránh méo xuyên tâm. • ·D1, D2 là diode định thiên, giảm tiêu tán công suấ t trên Q4, Q5. • ·C4: Laø tuï tăng cường , tạo hồi tiếp dươ ng, cân bằng tín hiệu ngõ ra ở nữa chu kỳ dươ ng. • ·C6, R15: bảo vệ mạch chống lại trở kháng nội của loa, tạo thành mạch l ọc loại bỏ nhiễu ở tần số cao. • ·C5: Ngaên DC ra loa, coù giaù trò đủ lớn để đảm bảo mạch hoạt động ở cả hai chu kyø. • ·Q3,Q4: :là cặp transistor bổ phụ công suất nhỏ, ghép Darlington với Q5 và Q6 nhằm tăng hệ số khuế ch đại dòng điện. • ·Q5,Q6: Là cặp Transistor bổ phụ công suất lớn Chứ c năng linh kiện của tâng sau: •
T ụ Co có ch ứ n ăng lọc mức áp nguồn DC, đường áp nguồn cấ p cho tâng ti ền khuế ch đại.
•
•
T ụ C1 dùng làm tụ liên lạc ,t ụ này không nên l ấy quá l ớn vì ảnh hưởng đến mạch tiền khuếch đại. Điện trở Ro dùng làm giảm biên độ tín hiệu ở ngõ vào để làm
giảm méo phi tuyế n. • •
•
•
• •
R1,R2 là câu chia áp phân cực cho Q1 hoạt động. R7 kết hợp với tụ lọc Co để hạ thấp mức áp nguồn cấp cho mạch tiền khuế ch đại. R6,R5 lập thành cầu chia áp,nó lấy một phần điện áp tín hiệu ở ngõ ra cho hồi tiếp nghịch trở lại ngõ vào để xác định độ lợi toàn ph ần c ủa m ạch tăng âm. T ụ C2 dùng làm bảo toàn mức áp phân cực DC trên chân E của Q1. R3 ổn định nhiệt cho Q2,lấy áp phân cực cho Q2 hoạt động. C21 dùng tạo đường hồi tiếp nghịch ,với trị số nhỏ nó chỉ tác Đường hồi tiế p dụng đối với các tín hiệu nằm ở tầng số cao. này dùng dập hiện tượng tự kích trong mạch khuếch đ ại.
•
Q2 dùng làm t ầng thúc.
•
R4 ổ định nhiệt cho Q2.
•
•
C3 dùng loại bỏ tín hiệu xuất ngang điện trở R4 ,để gia tăng độ lợi của mạch. R15,C6 mạch lọc Zobel có tính dung kháng để cân bằng tải là loa ,có tính cảm kháng nhằm mục đích cân bằng tải với mọi t ần s ốtín hi ệu.
Phaàn II:
THIEÁT KEÁ
R 2
8
. 4
0
7
V
4 4
C
. 0
0
V
V Q
k
1
3
0 2
4
2
0
R
u
8
R
k
8 5
V
Q
. 6
2
S
C . 6
1
R
V
C
V
1
1
0
u1
R
0
1
. 5
k
1
. 6
1
2
2
. 2
3
0
2 0
6
Q
2
S
R 5 1 0 1 5 . 1
A
1
. 3
7
8
0
C
2
V
2 0 2
8
V
5 V
2
0
S
D
7
. 4
6
2
V F M E
F P Q
R
i n = L
0 =
=
0
7
3
1
V
1
0
1
u
7
0V
1
k
91
k
R
1
0
0
k
9. 7 . 39
D
0
. 0
6
R
1
3
8
1
1
6
0
0
. 2
6V
1
2
N
4
5
3 1
. 1
6
R
R D
Q
2
S
C
2
8 3 8
. 5
8
5
4 D
1
1
. 9
3
6
1
2
u
1
1
4
. 2
0
2
6
0
C
N
4
5
9
. 8
5
3 6
2
R k
4 5
. 1
C k
3 1
R
V
Q
3 9
. 1
u
Q
6
6 QV 2
S
B
6
4
0 4
V
Công suấ t ra loa là: =20W
1 8
4 Q
2
S
A
1
0
1
L 8
3
0
1.\Tầng khuế ch đ ại công suấ t:
u
V 3
1
. 1
V
R R
V
6 0
1
1 V
2
V
p 2
5
V
1
9
k
0
0
2
V
0
1
Q
0
V
3 D
2
7
5 k
2 4
. 5
2
1
W
V
C O A R
c
9
R . 2
. 7
k
V 2
0
30
C
V V F
d
V
5 1
3 8
2
u R
V
1
1
0
V
V
4 1
Q
. 0
4 1
1
8
2 Q
0 3
C
k 2
1
0
1 6
0
7
0
5
a.Tính nguồn cung cấp:
Ta có:
=
đảm
Để
=
bảo
công
=
suất
ra
=
loa
đạt
yêu
cầu
thiế
kế
17.89(V) V
Chọn
c
c
=18(V). Q
V
3
d
c
0
Chọn hệ số sử dụng nguồn =0.9
Q
2
N
2
2
Q
=
=
= 40(V).
chọn nguồn
= 40(V).
2
Q
R
Công suất nguồn:
2
=27.88W
1 1
2
1
R
k
R
1 1
1 1
2
Hiệu suất của mạch: :
P CC
=69%
Q
2
N
1
1
2
3
0
Các điện trở có tác dụng ổn định nhi ệt cho transistor ,dòng qua tải cũng chính là dòng qua các điện trở này ở mỗi bán kỳ .Để không ảnh hưở ng đến công suất trên tải t a c ó : Ω chọn R13=R14=0.22Ω Công suất tiêu tán trung bình trên tr ở R13&R14 là: PRtb=R13
=0.22
= 0.11(W)
Công suất tiêu tán ( đỉnh) trên tr ở R13&R14 là:
2
o
u
2
t
4
6
: (Đây là tầng khuếch đại công suất lớ n)
b.Tính
2
k
N
4 Q
C
3
1 1
Q
=
7
k
R
k Q
P L
N
V
Công suất hữu ích trên tải: η =
/ 2
5
2
1
1
PRtb=R13
= 0.22
= 1.1(W)
Vậy ta chọn R13&R14 là: R13=R14=0.22Ω/Pmax=5W. Công suất tiêu tán c ực đại trên hai con Q 5&Q6 phải chụi: 2 PCmax =
công suất tiêu tán cực đại trên một con =
=
=5.1(W)
Dòng cực đại trung bình ch ảy qua Q5&Q6: ICmax(Q5)=
=
=0.77(A)
Chọn Q5&Q6bổ phụ có các thông số như sau :
⇒ Chọn
Q3 , Q4 bổ phụ như sau:
Q5
Tên Cmax P 2SD781 80W
VCEmax 120V
ICmax 8A
Q6
2SB688
120V
8A
80W
hfe 55(150o C) 55(150o C)
c.Tính R11&R12, Q3&Q4: (Đây là tầng khuếch đại công suất nhỏ)
Ta chọn dòng phân cực Q5 sao cho là:IcQ5
ICmax(Q5)
Chọn IcQ5=35mA Chọn hệ số khuếch đại của con Q5 là: Hfe(Q5)= 35
R11&R12đây là hai điện trở ổn định nhiệt cho Q3&Q4, ngoài ra nó còn chia dòng DC cho cực B của Q5&Q6.Do đó nó đượ c chọn thỏa điều kiện sau:
•
R AC(Q5)
Không ảnh hưở ng độ lợ i của tầng sau nó.
+ R11=R12 < RDC(Q5)
Đảm bảo cho phân cực của Q5.
R AC(Q5)=hie5+hfe5(R13+RL)=
+35
(0.22+8) =322.7Ω
RDC(Q5) = VbeQ5 hfe5 IcQ5+hfe5 35mA+35*0.22=707.7Ω 322.7
R13=0.7*35
=1.5*
=1.5mA.
=0.7/1.5mA =466.67Ω
= R11* =560*1.5mA=0.84W So vớ i điều kiện ở trên ta chọn R11=R12=560Ω/1.5W Tìm Q3&Q4: Ta
có
dòng
:
=
=
I +IBQ5=1.5mA+
R11
=1.5mA+1mA=2.5mA. Chọn =20* =20*2.5mA=50mA =
-
=( *Vcc*
- *RAC*
=0.5*40*2.5mA=0.05W Chọn
=20*
=1W
Chọn Q3&Q4bổ phụ như sau:
)
*Vcc*
⇒ Chọn
Q3 , Q4 bổ phụ như sau:
Q5 Q7
Tên Cmax P 2SC2 900 383 mW 2SA1 900 013 mW
VCEmax ICmax 160V 1A
hfe 70
160V 1A
70
R
7
4
7
k R
8 5 . 6 k
2.\T ầng ti ền khuế ch đại: C
Chọn hệ số khuếch đại của Q3,Q4 là:β=70
R
=
=0.035mA
R
0
0
uR
6
1
Ta có: IBQ3 =
4 1
8
0
9 4
7
1
0
k
5 5
. 1
k R
a.Tìm R10:
C
xuyên tâm)
2
=10*0.035mA
Dòng qua IR9= =0.35+0.035=0.385mA -
VR10= R10= VR10
= -
3 D
C
2
+
+ V R11+ V R12+
)-1.4=1.4V =1.4V/0.35mA=4K
chọn R10=5.6k
IBQ3 =2.8V
1
N
4
1
N
4
1
8
p D
IBQ3
0 k
u D
1
= 10* =0.35mA
Có:
0
0
Q
Chọn
1
2 2
Đây là điện trở dùng để điều chỉnh để cho mỗi transistor ho ạtđộng ở lớ p AB(tránh méo
k
2
4 D
Q
2
R
S
C
4 5
. 1
2
C k
3
3 1
u
8
3
b.Tìm R8,R9,D1,D2: Đây là hai điện trở phân cực cho Q3,Q4 dùng để giữ độ lợ i lớ n cho mạch.Ngoài ra ta thấy về mặt xoay chiều R8//RL R8 RL không làm hưở ng lợ i của mạch. ảnh đến độ D1,D2:dùng để phân cực cho mối nối BE của , Q3,Q4 và tránh
méo xuyên tâm. ID ≥ 10*I10 = 3.5 (mA) PD1 = PD2 = VD1. ID1 = 0.7*3.5*10 -3 = 2.45 (mW) Vậy chọn 2 diode là:D1N4531. Ta có:R8+R9= R8 RL
=47.8K
R8 50 RL=50*8=400
R9=47.8k-0.56k=47.24k
chọn R8=560Ω.
chọn R9=47k.
c.Tìm C4:
Ñaây laø tuï taêng cöôøng, ngaén maïch AC, hôû maïch DC ôû taàn soá thaáp. Khi maéc theâm C 4 vaøo thì Q3, Q4, Q5, Q6 trôû thaønh maéc E chung, do ñoù A v >1. C4 >>
=
= 0.1 (uF)
Chọn C4 =100uF
R7:là điện trở kết hợp với tụ lọc nguồn để hạ thấp mức áp của đường nguồn Vcc,lấ y ra điện áp cấp cho tầng vào Q1 Chọn R7=47k d.Tìm Q2,C3,R4,C21: Có :
= 0.35mA-0.035mA=0.315mA
Chọn VR4=1/10*V cc/2=40/2*0.1=2V
R4=VR4/
=2/0.315mA=6.3k
chọn R4=5.1k
Tụ này dùng để chống hồi tiếp nghịch AC, tăng độ lợ i AC(tụ bybass R4) C3>>
=
= 0.1 (uF)
Chọn C3 =10uF
20-0.7-0.7-2=16.6V =5.2mW C
Chọn Q2 thỏa diều kiện sau:
0 2
2
0
R
u
1 6
8
k
0
Q
2
S
A
Q C
1
R 1
V
1
0
1
0 k
u
Tụ C21 là tụ dùng để chống dao động t ự kích của Q2 ở tần số cao Chọn C21=18pF
V V V F
O A R
F M E
F P Q
R
i n =
0
L
= =
0 3
0
. 5 0
2 4
7
k
3.\T ầng nhậ p:
Chọn
=80
6
2 R
Chọn Chọn
=0.25*Vcc=10V =10*
=10*0.315mA/80=0.04mA =10*0.04mA=0.4mW
Chọn Q1 thỏa những điều kiện sau:
k 3
1
0
1
5
Chọn
=90 =0.7+2=2.7V
R3=VR3/
=2.7
=2.7/(0.04mA-0.315mA/80)=68.2k
chọn R3=68k
*Tìm diện trở hồi tiếp R5,R6,C2: 20-10-2.7=7.3V R6=VR6/ Có:
=7.3/0.04mA=182.5k
Chọn R6=180k
= =18/05=36 =5.14k
Chọn R5=5.1k
Tụ C2 là tụ dùng dảm bảo mức áp phân cực DC cho chân E cua Q1 ZC2=0.1R5=510Ω C2>>
=
= 1 (uF)
Chọn C2 =100uF
*Mạch lọc Zobel(R15,C6) ta th ấy thườ ng chọn R15=RL và ta chọn C6 sao cho ngắn mạch ở tần số cao.Thườ ng chon 0.1uF. HÌNH MÔ PHỎNG NGÕ RA V Ớ I NGÕ VÀO 0.5V
HÌNH MÔ PHỎNG NGÕ RA Q1:
HÌNH MÔ PHỎNG NGÕ RA Q2:
Ta thấy cùng tín hi ệu ngõ vào
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯ ỚNG DẪN.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngày___ tháng___ năm 2007 Ký tên
