Báo cáo đánh giá mạch khuếch đại âm thanh

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot(20)

Similar to MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM THANH TDA2030A File Word (Kèm File PROTEUS)

Similar to MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM THANH TDA2030A File Word (Kèm File PROTEUS)(20)

More from nataliej4

More from nataliej4(20)

Recently uploaded

Recently uploaded(20)

MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM THANH TDA2030A File Word (Kèm File PROTEUS)

• 1. VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO ĐỒ ÁN Môn học: ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ 1 Đề tài: MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM THANH GVHD: ThS. NGUYỄN DUY THẢO SVTH: LÊ MINH QUÝ MSSV: 13141266 VÕ SĨ NGUYÊN 13141211 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2016
• 2. thể nói thiết bị khuếch đại âm thanh hay còn gọi là Ampli là một trong những sản phẩm đầu tiên cho thấy các sản phẩm của ngành điện tử chúng ta có tính ứng dụng cao trong đời sống hằng ngày... Từ đó tạo ra tiền đề phát triển cho những sản phẩm tiếp theo của nghành điện tử, phục vụ cho các nhu cầu sinh hoạt và giải trí hàng ngày của mỗi con người. Sau hơn 2 năm học, với sự tích lũy kiến thức của các môn học như Điện tử cơ bản, Điện tử thông tin, Điện tử công suất… đã đảm bảo cho chúng em có thể phân tích và thiết kế một mạch khuếch đại công suất âm thanh đơn giản. Hiện nay mạch khuếch đại công suất âm thanh rất phổ biến trên thị trường, tầng khuếch đại công suất thường được thiết kế sử dụng BJT ( FET) công suất, nhưng với yêu cầu công suất vừa phải phục vụ cho nhu cầu giải trí cá nhân thì để đơn giản hơn ta có thể thiết kế mạch khuếch đại công suất sử dụng các IC tích hợp sẵn như: TDA, LA, LM, TL… Việc sử dụng các IC khuếch đại tương tự như một khối mạch điện phức tạp đã được tích hợp sẵn chắc chắn sẽ dễ dàng và sáng sủa hơn nhiều so với việc chúng ta tính toán, thiết kế, từng bước xác định tất cả các thông số của các phần tử trong mạch như transistor, điện trở, tụ điện v.v... để cho ra thành phẩm cuối cùng. Nhận thức được sự tiện lợi cùng những ưu điểm vượt trội từ việc sử dụng các IC khuếch đại thuật toán này đem lại mà nhóm chúng em đi đến quyết định chọn đề tài “Mạch khuếch đại công suất âm thanh” sử dụng IC công suất TDA2030A để thực hiện đồ án cho môn học này. Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng em tuy có nhiều thiếu sót nhưng nhờ được sự hướng dẫn nhiệt tình cùng những góp ý quý giá mà thầy giáo Nguyễn Duy Thảo mang lại, nhóm em mới có thể hoàn thành tốt đồ án cho môn học này. Vì đây là lần thực hiện đồ án đầu tiên cho môn chuyên nghành nên mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót. Do đó chúng em rất mong nhận được nhiều đóng góp ý kiến từ thầy Thảo nói riêng và các thầy cô giáo bộ môn khoa Điện – Điện tử nói chung để đồ án môn học này ngày càng được hoàn thiện hơn. Thay mặt nhóm, em xin chân thành cảm ơn! Nhận xét của GVHD : ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. .................................................................................................................................
• 3. SPKT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện - Điện Tử Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp Tp. Hồ Chí Minh, ngày.....tháng...... năm 2016 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC (Bản lịch trình này được đóng vào đồ án) Họ tên sinh viên 1: ……………………………………………………………………………... Lớp: ………………………………………………………..MSSV: …………………………... Họ tên sinh viên 2: ……………………………………………………………………………... Lớp: ………………………………………………………..MSSV: …………………………... Tên đề tài: ………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………... Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên)
• 4. GIỚI THIỆU YÊU CẦU – GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI...........................1 1.1 Mục tiêu .............................................................................................................1 1.2 Lý do chọn đề tài ................................................................................................1 1.3 Giới hạn đề tài ....................................................................................................1 Chương 2. THIẾT KẾ...............................................................................................1 2.1 Giới thiệu ...........................................................................................................1 2.2 Thiết kế sơ đồ khối .............................................................................................1 2.3 Chức năng của từng khối ....................................................................................2 2.3.1 Khối nguồn ..................................................................................................2 2.3.2 Khối tiền khuếch đại.....................................................................................2 2.3.3 Khối âm sắc..................................................................................................2 2.3.4 Khối khuếch đại công suất............................................................................2 2.4 Khảo sát một số linh kiện quan trọng được sử dụng trong mạch ........................3 2.4.1 IC TDA2030A..............................................................................................3 2.4.2 IC TL082 .....................................................................................................4 2.5 Thiết kế sơ đồ nguyên lý.....................................................................................5 2.5.1 Mạch nguồn .................................................................................................5 2.5.2 Mạch tiền khuếch đại ...................................................................................6 2.5.3 Mạch âm sắc ................................................................................................6 2.5.4 Mạch khuếch đại công suất.........................................................................10 2.6 Sơ đồ nguyên lý chi tiết ....................................................................................11 Chương 3. THI CÔNG MẠCH ..............................................................................12 3.1 Danh sách các linh kiện ....................................................................................12 3.2 Vẽ sơ đồ nguyên lý...........................................................................................12 3.3 Vẽ sơ đồ mạch in..............................................................................................15 3.3.1 Bố trí linh kiện ...........................................................................................15 3.3.2 Đi dây ........................................................................................................16 Chương 4. KẾT QUẢ THỰC HIỆN.......................................................................16 Chương 5. KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................17 5.1 Kết luận............................................................................................................17 5.2 Hướng phát triển...............................................................................................17 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................18
• 5. TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN 1 [email protected] Chương 1: GIỚI THIỆU YÊU CẦU – GIỚI HẠN 1.1 MỤC TIÊU Sau khi thực hiện xong đề tài này nhóm em sẽ hiểu rõ được nguyên lí làm việc của các thiêt bị khuếch đại công suất cũng như có thể tự tay chế tạo được cho mình những mạch ampli đơn giản để nghe nhạc hằng ngày. 1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Mạch khuếch đại âm thanh là một trong những sản phẩm tiêu biểu của ngành điện tử có tính ứng dụng cao trong đời sống, phục vụ cho nhu cầu nghe nhạc, xem phim giải trí hằng ngày của mỗi chúng ta. 1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Bằng những kiến thức cơ bản đã được học mà nhóm em đã có khả năng thiết kế lắp ráp được mạch ampli có công suất nhỏ (tổng công suất hiệu dụng vào khoảng 40W khi dùng 3 IC – TDA2030A), có thể sử dụng cho máy nghe nhạc MP3, điện thoại, tivi, laptop… để phục vụ nhu cầu nghe nhạc giải trí hàng ngày trong căn phòng có diện tích vừa và nhỏ. Mạch hầu hết sử dụng các linh kiện phổ biến trên thị trường và có giá cả phù hợp với điều kiện tài chính của các bạn sinh viên. Mạch khuếch đại công suất âm thanh trong dải âm tần từ 20Hz đến 20kHz. Chương 2: THIẾT KẾ 2.1 GIỚI THIỆU Hầu hết ai trong số chúng ta đều nghe mọi người nhắc đến thiết bị có tên là Ampli, thiết bị này hầu như không thể thiếu trong mọi gia đình. Ampli thực chất nó là một hệ thống khuếch đại công suất âm thanh, thường gồm có các thành phần cơ bản như sau: bộ nguồn cung cấp cho toàn bộ hệ thống làm việc, ngõ vào tín hiệu âm thanh đi qua bộ chỉnh âm sắc bass, treble… tiếp đó đưa đến bộ phận khuếch đại tín hiệu và cuối cùng mới tới ngõ ra để đưa tín hiệu âm thanh sau khi khuếch đại ra loa để thưởng thức. 2.2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI Từ các yêu cầu của một hệ thống khuếch đại công suất âm thanh thì nhóm tiến hành thiết kế sơ đồ khối của mạch như hình sau:
• 6. TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN 2 [email protected] Hình 2.2 Sơ đồ khối mạch khuếch đại công suất âm thanh. 2.3 CHỨC NĂNG CỦA TỪNG KHỐI 2.3.1 Khối nguồn Có chức năng cấp nguồn cho toàn bộ mạch để hoạt động. 2.3.2 Khối tiền khuếch đại Có chức năng khuếch đại tín hiệu ngõ vào lên nhiều lần để đưa qua tầng âm sắc xử lý. Khối này sử dụng IC TL082 để khuếch đại. 2.3.3 Khối âm sắc Khối này cho phép chúng ta điều chỉnh được các đặc tính của tín hiệu âm thanh ngõ vào như điều chỉnh âm trầm (bass), âm bổng (treble) tùy theo sở thích của người nghe. Sử dụng các mạch lọc thụ động và mạch lọc tích cực để cho phép hoặc hạn chế một dải tần số nào đó tùy theo nhu cầu, chẳng hạn muốn nghe âm trầm (bass) thì cần hạn chế dải tần số cao đi qua và ngược lại với âm treble cần hạn chế dải tần số thấp đi qua. 2.3.4 Khối khuếch đại công suất Để có thể phát được âm thanh ra loa thì trước đó tín hiệu cần phải được khuếch đại lên nhiều lần. Ở khối này có chức năng khuếch đại tín hiệu từ tầng âm sắc đưa qua lên nhiều lần để đảm bảo tín hiệu này đủ lớn, có thể phát ra loa để chúng ta nghe thấy được. Sử dụng IC công suất TDA2030 để khuếch đại.
• 7. TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN 3 [email protected] 2.4 KHẢO SÁT MỘT SỐ LINH KIỆN QUAN TRỌNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠCH 2.3.1 Khảo sát IC TDA2030A Theo tài liệu mô tả của nhà sản suất thì TDA2030A là IC tích hợp có chức năng khuếch đại tín hiệu tần số thấp ở chế độ AB, công suất ngõ ra lên tới 18W (với tải 4Ω) và có dòng ra cao, ổn định và méo dạng thấp. Hình 2.4.1a Hình ảnh giới thiệu về IC TDA2030A của nhà sản xuất  Sơ đồ chân: Hình 2.4.1b Sơ đồ chân IC TDA2030A  Các thông số định mức: Kí hiệu Thông số Giá trị tối đa Đơn vị Điện áp nguồn ± 22 V Điện áp vào (tín hiệu)
• 8. TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN 4 [email protected] Dòng ra tối đa 3.5 A Công suất tiêu tán (tại 90°C) 20 W Tstg,Tj Nhiệt độ hoạt động -40 đến +150 °C Công suất ngõ ra ( 19V, 4Ω, T = 25°C, f = 40 đến 15000Hz) 18 W  Ứng dụng điển hình: Hình 2.4.1c Một ứng dụng điển hình của TDA2030A 2.4.2 Khảo sát IC TL082 TL082 là IC khuếch đại thuật toán có cấu tạo đặc biệt gồm 2 JFET ngõ vào có băng thông làm việc rộng (lên đến 4MHz). Nó thường được dùng trong các mạch khuếch đại đơn giản nhưng yêu cầu băng thông làm việc đủ rộng.  Sơ đồ chân: Hình 2.4.2a Sơ đồ chân của IC TL082
• 9. TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN 5 [email protected]  Các thông số định mức cần quan tâm: Kí hiệu Thông số Giá trị tối đa Đơn vị Điện áp nguồn ± 18 V Nhiệt độ hoạt động 0 đến +70 °C Điện áp vào (tín hiệu) ± 15 V  Ứng dụng điển hình: Hình 2.4.2b Ứng dụng thường dùng của TL082 2.5 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 2.5.1 Mạch nguồn Mạch sử dụng IC khuếch đại TDA2030 và TL082, cả hai đều sử dụng nguồn một chiều đối xứng ±12V nên ta cần dùng máy biến áp để đưa nguồn xoay chiều 220V xuống điện áp đối xứng 12V. Điện áp ngõ ra được chỉnh lưu toàn kỳ qua 4 diode để trở thành nguồn một chiều đối xứng cung cấp cho toàn mạch. Đối với mạch nguồn thì một thành phần không thể thiếu đó là các tụ lọc nguồn. Ở đây ta dùng tụ có trị số 4700uF để san phẳng điện áp và dùng thêm tụ gốm 104 có giá trị là 100nF để lọc nhiễu cao tần. Hình 2.5.1 Mạch nguồn 2.5.2 Mạch tiền khuếch đại Để có thể xử lý được tín hiệu qua nhiều tầng khác nhau thì cần đảm bảo tín hiệu ngõ vào phải đến được tầng xử lý cuối cùng trước khi nó bị suy giảm hoàn toàn. Vì Tải bản FULL (22 trang): bit.ly/2Ywib4t
• 10. TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN 6 [email protected] vậy người ta cần khuếch đại tín hiệu ngõ vào này thông qua một mạch tiền khuếch đại như hình dưới đây: Hình 2.5.2 Mạch tiền khuếch đại.  Xét mạch Op-Amp lý tưởng: ∞, 0 nên =  Dòng qua : (2.1)  Hệ số khuếch đại vòng kín: => (2.2) Đối với mạch tiền khuếch đại thì độ khuếch đại tín hiệu không cần quá lớn như mạch khuếch đại công suất đủ để tín hiệu đi qua được nhiều tầng xử lý tiếp theo mà không bị suy giảm đi mất và một phần quan trọng hơn là để tín hiệu không bị sái dạng đi nhiều khi nó còn phải tiếp tục đi qua các tầng xử lý tiếp theo… Thực tế người ta thường chọn độ khuếch đại vào khoảng từ 5÷10 lần ở tầng này. 2.5.3 Mạch âm sắc 2.5.3a Âm trầm (Bass) Là âm thanh có dải tần số nghe được nằm trong khoảng từ 20Hz đến 320Hz. Với kiến thức đã học, chúng ta biết rằng mạch lọc tần số gồm có dạng lọc thụ động và lọc tích cực. Khi làm việc ở tần số thấp, mạch lọc có điện cảm rất lớn dẫn đến kết cấu chung của mạch lọc thụ động trở nên phức tạp và tốn kém. Do đó người ta thường sử dụng mạch lọc tích cực để khắc phục những nhược điểm trên. Ở đây ta sử dụng mạch lọc tích cực – mạch lọc thông thấp bậc 2 để lọc âm Bass. Tải bản FULL (22 trang): bit.ly/2Ywib4t
• 11. TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN 7 [email protected] Hình 2.5.3a Mạch lọc thông thấp bậc 2 dùng hồi tiếp âm. Tần số cắt của mạch lọc hình 2.5.3a: (2.3) Để đơn giản người ta thường chọn , Lúc này: (2.4) Suy ra giá trị điện trở cần tìm: (2.5) Tính toán thiết kế đối với mạch lọc Bass này thì ta chọn tần số cắt là 320Hz. Chọn tụ C = 33nF => . . . 15071Ω => Chọn R thực tế là 15kΩ. Mạch lọc sử dụng Op-Amp khuếch đại đảo có hệ số khuếch đại vòng kín: => ∙ (2.6) Chọn thiết kế mạch lọc có 10 thì: 10 10.15 150 Ω => ∙ 5 (Dấu trừ chứng tỏ tín hiệu ngõ ra ngược pha 180° so với tín hiệu ban đầu). Vậy mạch lọc có ngõ ra khuếch đại tín hiệu âm Bass lên 5 lần so với ban đầu. Mạch sau khi tính toán thiết kế: Hình 2.5.3a’ Mạch lọc âm trầm. 2.5.3b Âm bổng (Treble) Với phần này ta có thể sử dụng mạch lọc thụ động – Mạch lọc thông thấp sử dụng RC đơn giản như sau: