Đồ án Thiết kế và thi công máy tăng âm dân dụng (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế và thi công máy tăng âm dân dụng (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY TĂNG ÂM DÂN DỤNG GVHD: ThS. HÀ A THỒI SVTH: TRƯƠNG MINH THỆ MSSV: 10901098 SVTH: ĐỖ HOÀNG PHÚC MSSV: 10201033 S K L 0 0 4 5 3 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2017
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY TĂNG ÂM DÂN DỤNG GVHD: GV. Hà A Thồi SVTH: Trương Minh Thệ MSSV: 10901098 SVTH: Đỗ Hoàng Phúc MSSV: 10201033 Tp. Hồ Chí Minh – 1/2017
3. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY TĂNG ÂM DÂN DỤNG GVHD: GV. Hà A Thồi SVTH: Trương Minh Thệ MSSV: 10901098 SVTH: Đỗ Hoàng Phúc MSSV: 10201033 Tp. Hồ Chí Minh – 1/2017
4. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp. HCM, ngày 4 tháng 1 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trương Minh Thệ MSSV: 10901098 Đỗ Hoàng Phúc MSSV: 10201033 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: Khóa: 2010 Lớp: I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KÊ VÀ THI CÔNG MÁY TĂNG ÂM DÂN DỤNG II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: (ghi những thông số, tập tài liệu tín hiệu, hình ảnh, ) 2. Nội dung thực hiện: (ghi những nội dung chính cần thực hiện như trong phần tổng quan) III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: / ./2016 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/2017 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GV. Hà A Thồi CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
5. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp. HCM, ngày . tháng . năm 2017 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Trương Minh Thệ Lớp:10901 MSSV:10901098 Họ tên sinh viên 2: Đỗ Hoàng Phúc Lớp:10201 MSSV:10201033 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY TĂNG ÂM DÂN DỤNG Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD Tuần 1 Tuần 2-3 Tuần 4-7 Tuần 8-9 Tuần 10-13 Tuần 14-15 Tuần 16 về sau GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) GV. Hà A Thồi
6. LỜI CAM ĐOAN Đề tài này là do tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó. Người thực hiện đề tài Trương Minh Thệ Đỗ Hoàng Phúc
7. LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, nhóm thực hiện xin gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy cô cùng giảng dạy tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là quý thầy cô khoa Điện – Điện Tử đã giảng dạy và cung cấp những kiến thức bổ ích tạo tiền đề quan trọng cho nhóm thực hiện đồ án này. Nhóm xin trân trọng gửi lời cám ơn đến giáo viên hướng dẫn – Thầy Hà A Thồi lời cảm ơn sâu sắc nhất. Thầy đã tận tình hướng dẫn, định hướng, cung cấp các kiến thức, tạo điều kiện tốt nhất và hỗ trợ thiết bị để nhóm có điều kiện tốt nhất trong suốt quá trình thực hiện đồ án. Cuối cùng, nhóm xin chân thành cảm ơn thư viện Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã cung cấp các luận văn và tài liệu tham khảo cần thiết liên quan đến đề tài của nhóm. Xin chân thành cảm ơn! Người thực hiện đề tài Trương Minh Thệ Đỗ Hoàng Phúc
8. MỤC LỤC Chương 1: TỔNG QUAN 1 1.1 Đặt vấn đề. 1 1.2 Mục tiêu. 1 1.3 Nội dung nghiên cứu. 1 1.4 Giới hạn. 2 1.5 Bố cục. 2 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3 2.1 Giới thiệu máy tăng âm. 3 2.1.1 Khái niệm và phân loại. 3 2.1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy tăng âm. 4 2.2 Khảo sát mạch khuếch đại sử dụng BJT. 8 2.2.1 Mạch khuếch đại cực gốc chung CB. 8 2.2.2 Mạch khuếch đại cực phát chung CE. 12 2.2.3 Mạch khuếch đại cực góp chung CC 14 2.3 Phân tích mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ. 14 2.3.1Giới thiệu. 14 2.3.2 Mạch điện tương đương BJT. 15 2.3.3 Mạch BJT mắc kiểu CE 16 2.3.4 Mạch BJT mắc kiểu CB. 17 2.3.5 Mạch BJT mắc kiểu CC. 19 2.4 Mạch khuếch đại tín hiệu lớn. 21 2.4.1 Giới thiệu. 21 2.4.2 Mạch khuếch đại công suất chế độ A. 21 2.4.3 Mạch khuếch đại chế độ B. 25 2.4.4 Mạch khuếch đại công suất chế độ AB. 28 2.5 Mạch khuếch đại ghép liên tầng. 29 2.5.1 Mạch khuếch đại ghép trực tiếp (Darlington). 29 2.5.2 Mạch khuếch đại ghép nối tiếp (Cascode). 31 2.5.3 Mạch khuếch đại ghép vi sai. 32 2.6 Mạch lọc tần số . 35 2.6.1 Tổng quát mạch lọc. 35 2.6.2 Mạch lọc thụ động . 36 2.6.3 Mạch lọc tích cực. 40
9. 2.7 Nguồn cung cấp. 42 2.7.1 Sơ đồ khối bộ nguồn. 42 2.7.2 Khối nguồn đơn. 43 2.7.3 Khối nguồn đôi. 44 2.7.4 Khối nguồn ổn áp dùng IC ổn áp. 44 2.8 IC chuyên dụng PT2399. 45 Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ. 48 3.1 Giới thiệu. 48 3.2 Tính toán và thiết kế hệ thống. 48 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống. 48 3.2.2 Tính toán và vẽ mạch nguyên lý từng khối. 50 a. Khối khuếch đại Microphone 50 b. Khối khuếch đại tín hiệu ngõ vào (Music). 54 c. Khối khuếch đại tạo vang (Echo). 57 d. Khối khuếch đại trộn tín hiệu (Master). 57 e. Khối bảo vệ loa. 58 f. Khối công suất. 60 g. Khối nguồn. 69 Chương 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 73 4.1 Giới thiệu. 73 4.2 Thi công hệ thống. 73 4.2.1 Thi công mạch khuếch đại tín hiệu ngõ vào (Music). 73 4.2.2 Thi công mạch trộn tín hiệu (Master). 74 4.2.3 Thi công mạch tạo vang (Echo). 75 4.2.4 Thi công mạch khuếch đai Micro. 76 4.2.5 Thi công mạch khuếch đại công suất. 77 4.2.6 Thi công mạch nguồn. 78 4.2.7 Thi công mạch bảo vệ loa. 79 4.2.8 Lắp ráp và kiểm tra. 80 4.3 Đóng gói và thi công mô hình. 85 4.4 Viết tài liệu hướng dẫn. 85 Chương 5: KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ. 88 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN. 89 6.1 Kết luận. 89
10. 6.2 Hướng phát triển. 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
11. LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1: Đặc tuyến tần số của một máy tăng âm 4 Hình 2.2: Mạch điện thực tế cực gốc chung 8 Hình 2.3: Đặc tuyến vào của mạch điện B chung 9 Hình 2.4: Đặc tuyến ra của mạch điện B chung 9 Hình 2.5: Mạch điện E chung 12 Hình 2.6: Đặc tuyến ngõ vào mạch điện E chung 12 Hình 2.7: Đặc tuyến ngõ ra mạch điện E chung 12 Hình 2.8: Mô hình mạng hai cửa 15 Hình 2.9: Mạch tương đương kiểu CE 16 Hình 2.10: Mạch khuếch đại E chung 16 Hình 2.11: Mạch tương đương tín hiệu nhỏ E chung 17 Hình 2.12: Mạch tương đương kiểu CB 17 Hình 2.13: Mạch khuếch đại B chung 18 Hình 2.14: Mạch tương đương tín hiệu nhỏ B chung 18 Hình 2.15: Mạch tương đương kiểu CC 19 Hình 2.16: Mạch khuếch đại mắc C chung 19 Hình 2.17: Mạch tương đương tín hiệu nhỏ C chung 20 Hình 2.18: Mạch khuếch đại công suất chế độ A ghép trực tiếp 21 Hình 2.19: Sự biến thiên tín hiệu ra theo tín hiệu vào có dạng sin 22 Hình 2.20:Mạch KĐCS chế độ A ghép LC và đường tải ac,dc 23 Hình 2.21: Mạch KĐ ghép biến áp, đường tải dc và ac 24 Hình 2.22: Mạch KĐ đẩy kéo ghép biến áp chế độ B 26 Hình 2.23: Méo xuyên tâm chế dộ B 28 Hình 2.24: Mạch khuếch đại kéo đẩy AB 28 Hình 2.25: Các dạng mạch kéo đẩy 29 Hình 2.26: Mô hình OCL và OTL 29 Hình 2.27: Mạch khuếch đại ghép Darllington 29 Hình 2.28: Mạch khuếch đại ghép Cascode 31 Hình 2.29: Mạch khuếch đại ghép vi sai 32 Hình 2.30: Phân cực DC mạch khuếch đại vi sai 33 Hình 2.31: Mạch tương đương tín hiệu nhỏ với tín hiệu vào cách chung 33 Hình 2.32: Mạch tương đương tín hiệu vào vi sai 34
12. Hình 2.33: Mạch lọc thông thấp dùng RC 36 Hình 2.34: Đáp ứng biên độ mạch lọc thụ động RC 37 Hình 2.35: Đáp ứng pha mạch lọc thụ động RC 37 Hình 2.36: Mạch lọc thông cao dùng RC 38 Hình 2.37: Đáp ứng biên độ mạch lọc thông cao RC 39 Hình 2.38: Đáp ứng pha mạch lọc thông cao RC 39 Hình 2.39: Mạch lọc thông thấp khuếch đại không đảo 40 Hình 2.40: Mạch lọc thông thấp khuếch đại đảo 41 Hình 2.41: Mạch lọc thông cao tích cực 41 Hình 2.42: Sơ đồ khối bộ nguồn 42 Hình 2.43: Sơ đồ mạch nguồn đơn dùng tụ lọc 43 Hình 2.44: Sơ đồ mạch nguồn đôi thực tế 44 Hình 2.45: Mạch nguồn đối xứng dùng IC ổn áp 45 Hình 2.46: Sơ đồ chân IC PT2399 46 Hình 2.47: Mạch ứng dụng PT2399 47 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 48 Hình 3.2: Sơ đồ mạch khuếch đại tăng cường KĐ Micro 50 Hình 3.3: Sơ đồ mạch khuếch đại vi sai dùng OP-AMP KĐ Micro 51 Hình 3.4: Mạch lọc tín hiệu tần số thấp 51 Hình 3.5: Mạch lọc tín hiệu tần số thấp khi VR ở A 52 Hình 3.6: Mạch lọc tín hiệu tần số thấp khi VR ở B 52 Hình 3.7: Mach lọc tín hiệu ở tần số cao 53 Hình 3.8: Mạch lọc tín hiệu tần số cao khi VR ở A 53 Hình 3.9: Mạch lọc tín hiệu tần số cao khi VR ở B 54 Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý khối Microphone 54 Hình 3.11: Khuếch đại tăng cường khối Music 54 Hình 3.12: Mạch lọc khối Music 55 Hình 3.13: Mạch khuếch đại chỉnh độ lợi khối Music 56 Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý khối Music 56 Hình 3.15: Sơ đồ nguyên lý khối Echo 57 Hình 3.16: Mạch chỉnh volume và cân bằng hai kênh khối Master 58 Hình 3.17: Sơ đồ nguyên lý khối Master 58 Hình 3.18: Sơ đồ nguyên lý mạch bảo vệ loa 58 Hình 3.19: Sơ đồ nguyên lý khối công suất 60
13. Hình 3.20: Mạch tương đương tính RE của Q4 63 Hình 3.21: Sơ đồ tương đương trở kháng 63 Hình 3.22: Tín hiệu ngõ vào mô phỏng bằng PSPICE 68 Hình 3.23: Tín hiệu ngõ ra sau tầng khuếch đại tăng cường 69 Hình 3.24: Tín hiệu ngõ ra mô phỏng bằng PSPICE 69 Hình 3.25: Mạch chỉnh lưu nguồn ổn áp 70 Hình 3.26: Mạch chỉnh lưu nguồn công suất 71 Hình 4.1: Sơ đồ mạch in mạch khuếch đại tín hiệu ngõ vào (Music) 73 Hình 4.2: Mạch thực tế mạch khuếch đại tín hiệu ngõ vào (Music) 74 Hình 4.3: Sơ đồ mạch in mạch trộn tín hiệu (Master) 74 Hình 4.4: Mạch thực tế mạch trộn tín hiệu (Master) 75 Hình 4.5: Sơ đồ mạch in mạch tạo vang (Echo) 75 Hình 4.6: Mạch thực tế mạch tạo vang (Echo) 76 Hình 4.7: Sơ đồ mạch in mạch khuếch đại Micro 76 Hình 4.8: Mạch thực tế mạch khuếch đại Micro 77 Hình 4.9: Sơ đồ mạch in mạch khuếch đại công suất 77 Hình 4.10: Mạch thực tế mạch khuếch đại công suất 78 Hình 4.11: Sơ đồ mạch in mạch nguồn 78 Hình 4.12: Mạch thực tế mạch nguồn 79 Hình 4.13: Sơ đồ mạch in mạch bảo vệ loa 79 Hình 4.14: Thi công mô hình 85
14. LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1: Chức năng các chân IC PT 2399 46 Bảng 4.1: Danh sách linh kiện chính trong hệ thống .80
15. TÓM TẮT Nhiệm vụ của đề tài là nghiên cứu và thi công máy tăng âm dân dụng sử dụng các mạch khuếch đại bằng linh kiện rời và IC. Bộ khuếch đại công suất OCL và điều chỉnh âm sắc tích cực sử dụng IC khuếch đại thuật toán 4558. Bộ khuếch đại công suất sử dụng cặp BJT bổ phụ thông dụng dễ mua trên thị trường là D718 và B688. Các khối như khối khuếch đại Microphone, khối Echo, khối Music, Khối master được thiết kế rời nên dễ bảo trì sửa chữa, thay thế thiết bị. Bộ tiền khuếch đại và mạch điều chỉnh âm sắc cũng như các mạch phụ trợ khác trong máy tăng âm dân dụng dễ tìm mua trên thị trường và giá rất rẻ như IC PT2399 tạo tiếng vang cho mạch Echo, các tụ pi, tụ kẹo vv. Kết quả sử dụng máy tăng âm dân dụng với công suất 100W ứng dụng trong thực tế có độ bền cao dễ dàng cho người sử dụng . Nội dung của luận văn chia làm 6 chương. Chương 1: Tổng quan Chương 2 : Cơ sở lý thuyết Chương 3: Tính toán thiết kế Chương 4: Thi công hệ thống Chương 5: Kết quả_nhận xét_đánh giá Chương 6: Kết luận
16. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, trong nhiều lĩnh vực ta đều thấy có sự đóng góp không nhỏ của công nghệ điện tử. Trong thời đại công nghệ thông tin, người ta thường nhắc đến kỹ thuật số và trong nhiều lĩnh vực, kỹ thuật số đang dần thay thế kỹ thuật tương tự, nhưng trong thực tế thì hầu hết điều là tín hiệu tương tự, chính vì thế mà kỹ thuật tương tự luôn chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh vực điện tử, như chuyển đổi tương tự - số, khuếch đại tín hiệu nhỏ Kỹ thuật điện tử đã đem lại sự tiện lợi và thoải mái cho con người trong cuộc sống hiện nay. Khi đời sống người dân ngày càng cao thì nhu cầu về giải trí và hưởng thụ cũng tăng lên. Do vậy, các thiết bị về thông tin, giải trí cũng ngày càng tăng lên để phục vụ cho nhu cầu của con người. Máy tăng âm là một thiết bị rất cần thiết trong những cuộc thuyết trình, trong các chương trình ca nhạc, trong gia đình Ngày nay trên thị trường đã có rất nhiều máy tăng âm chất lượng và công nghệ lắp ráp chế tạo rất phát triển. Ở Việt Nam cũng tạo ra những bộ tăng âm không thua gì hàng ngoại. Chính vì vậy, MÁY TĂNG ÂM DÂN DỤNG là một trong những sản phẩm tạo nền tảng phát triển của những sản phẩm điện tử phục vụ cho nhu cầu của con người. 1.2. MỤC TIÊU Thiết kế và thi công máy tăng âm dân dụng để đưa vào sử dụng trong thực tế, với độ bền cao và dễ kết nối, dễ sử dụng. 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Các nội dung chính sẽ được thực hiện trong quá trình làm ĐATN. NỘI DUNG 1: Tìm hiểu khái quát công dụng máy tăng âm dân dụng. NỘI DUNG 2: Tìm hiểu về các khối cơ bản trên máy tăng âm. NỘI DUNG 3: Tìm hiểu về các dạng mạch liên quan trong máy tăng âm. NỘI DUNG 4: Thiết kế, thi công các khối trong máy tăng âm. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 1
17. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NỘI DUNG 5: Thi công mô hình. NỘI DUNG 6: Đánh giá kết quả thực hiện. NỘI DUNG 7: Viết cuốn luận văn tốt nghiệp. 1.4. GIỚI HẠN Các thông số giới hạn của đề tài: Công suất tối đa 100W. Sử dụng linh kiện rời và mạch điện tích hợp. Đáp ứng tần số từ 30Hz đến 16KHz. Có ngõ vào cho Microphone. Có ngõ vào âm thanh từ tivi, điện thoại. Có mạch bảo vệ loa khi tầng công suất hư hỏng. Chỉnh được âm sắc ra loa. Trở kháng ngõ ra đạt chuẩn 8 ohm. 1.5. BỐ CỤC Chương 1: Tổng Quan Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Chương này trình bày lý thuyết chung về máy tăng âm, các dạng mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ và lớn, các dạng mạch lọc cơ bản, các IC được sử dụng trong đề tài. Chương 3: Thiết Kế Và Tính Toán Chương này trình bày sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý, tính toán, thiết kế, giải thích nguyên lý hoạt động các khối có trong đề tài nghiên cứu. Chương 4: Thi Công Hệ Thống Chương này trình bày hình vẽ sơ đồ mạch in, hình vẽ mạch thực tế, cách lắp ráp hệ thống. Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá Chương này trình bày hình ảnh mô hình, nhận xét, đánh giá quá trình thực hiện đề tài. Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển Chương này trình bày ưu nhược điểm, hướng phát triển trong tương lai. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 2
18. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU MÁY TĂNG ÂM 2.1.1 Khái niệm và phân loại a. Khái niệm Máy tăng âm là thiết bị điện tử dùng để khuếch đại các tín hiệu có tần số âm thanh (tín hiệu âm tần). Các tín hiệu âm tần như tín hiệu Micro, tín hiệu phát lại ở băng ghi âm và đĩa CD, tín hiệu âm tần của máy thu thanh, được máy tăng âm khuếch đại sao cho đạt mức công suất yêu cầu và có chỉ tiêu chất lượng quy định. b. Phân loại Dựa trên các tiêu chí khác nhau mà máy tăng âm được phân loại như sau: Theo mục đích sử dụng - Máy tăng âm dân dụng: là loại tăng âm có công suất nhỏ, dùng trong các buổi hội thảo, hội họp, trong gia đình Loại tăng âm này còn gọi là phóng thanh, công suất vài chục Watt. - Máy tăng âm chuyên dụng: dùng trong các đài và các trạm phát thanh để phục vụ cho một mạng lưới đường dây loa tương đối lớn trong một phường hay một thành phố. Loại tăng âm này có công suất từ vài chục Watt đến hàng chục kilo Watt. Loại tăng âm này thường có yêu cầu riêng nên kết cấu phức tạp hơn. Dựa theo linh kiện được sử dụng - Máy tăng âm dùng đèn điện tử, gọi tắt là máy tăng âm đèn. Ngày nay rất ít nơi sử dụng. - Máy tăng âm dùng transistor. - Máy tăng âm dùng IC chuyên dụng. Dựa theo công suất đầu ra - Máy tăng âm công suất nhỏ. - Máy tăng âm công suất trung bình. - Máy tăng âm công suất lớn. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 3
19. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy tăng âm a. Hệ số khuếch đại Biểu thị mức biên độ tín hiệu ra lớn hơn bao nhiêu lần so với mức biên độ tín hiệu vào. Hệ số khuếch đại công suất: Po K p Pi Hệ số khuếch đại điện áp: Uo KU Ui Hệ số khuếch đại dòng điện: Io KI Ii Trong các công thức trên: Po, Uo, Io lần lượt là công suất, điện áp, dòng điện hiệu dụng ở đầu ra. Pi, Ui, Ii lần lượt là công suất, điện áp, dòng điện hiệu dụng ở đầu vào của máy tăng âm. Nếu tăng âm có nhiều tầng khuếch đại mắc liên tiếp nhau thì hệ số khuếch đại của máy tăng âm sẽ bằng tích các hệ số khuếch đại của từng tầng: K=K1.K2.K3 Kn b. Đặc tuyến tần số và độ méo tiếng Hình 2.1 Đặc tuyến tần số của một máy tăng âm. Đặc tuyến tần số là đồ thị biểu diễn khả năng khuếch đại ở các tần số khác nhau của một máy tăng âm. Nguyên nhân là do trong các máy tăng âm tồn tại các trở kháng thay đổi theo tần số như tụ điện, cuộn cảm, BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4
20. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Ở vùng tần số trung bình là đoạn bc song song trục hoành, cho ta thấy tần số ở vùng này có hệ số khuếch đại như nhau. Ở đoạn ab hay đoạn cd thì tần số càng xa vùng tần số trung bình, khuếch đại càng giảm. Hiện tượng này gọi là hiện tượng méo tần số. Nó làm cho tín hiệu sau khi đi qua máy tăng âm không giống như tín hiệu ở đầu vào. Méo tần số gây nên sự biến đổi âm sắc. Người ta thường đánh giá định lượng nó bằng tỉ số của hệ số khuếch đại ở vùng tần số trung bình (ký hiệu Ko) trên hệ số khuếch đại ở tần số bất kỳ ở vùng tần số cao hoặc vùng tần số thấp, ký hiệu M. K M o K Trong thực tế giá trị của M giới hạn từ 0,8 đến 1,25 thì độ méo tần số được coi là cho phép. c. Dải tần số làm việc Là phạm vi tần số làm việc của máy, mà hệ số khuếch đại không sai lệch quá một giá trị cho trước so với hệ số khuếch đại ở tần số trung bình. Ví dụ: Nếu truyền tín hiệu điện thoại thì tần số chỉ cần từ 300Hz đến 3400Hz ở đầu nghe đã nhận được tiếng nói người quen nói với mình. Nếu truyền dải tần từ 60Hz đến 8000Hz thì đã nghe khá tốt, tốt hơn nữa là từ 50Hz đến 10.000Hz âm thanh phát ra sẽ có chất lượng cao. Dải tần số càng rộng thì chất lượng máy tăng âm càng cao, tuy nhiên giá thành cao do mạch điện phức tạp. d. Méo biên độ Đối với mỗi biên độ tức thời của tín hiệu đầu vào tăng âm khác nhau thì khả năng khuếch đại của tăng âm cũng sẽ khác nhau. Do đó dạng tín hiệu ở đầu vào so với tín hiệu ở đầu ra về mặt biên độ có sự sai lệch. Ví dụ: Một bộ tăng âm có điện áp vào 3mV, điện áp ra sẽ nhận được là 75mV, như vậy hệ số khuếch đại sẽ là: K=75/3= 25 lần BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5
21. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bây giờ nếu ta tăng điện áp vào khoảng 5mV, liệu điện áp ra có là: 25 x 5 = 25 hay không, thực tế điện áp ra sẽ nhỏ hơn 125mV, nghĩa là hệ số K sẽ thay đổi và nhỏ hơn giá trị 25. Như vậy tín hiệu ra bị méo về biên độ so với tín hiệu vào. Nguyên nhân gây ra méo biên độ là do đặc tuyến của các phần tử phi tuyến dùng làm phần tử khuếch đại như transistor, hoặc các cuộn dây lõi sắt, biến áp có đặc tuyến không phải là đường thẳng. Vì vậy méo này còn gọi là méo phi tuyến (méo không đường thẳng). Do đặc tính phi tuyến của các thành phần trong mạch nên khi có tín hiệu có tần số f đưa vào tăng âm, ở đầu ra ngoài chính tần số f (gọi là tần số cơ bản) còn có các thành phần hài bậc 2,3,4,5, về mặt định lượng người ta đánh giá mức phi tuyến bằng hệ số hài . PPPP  2345 x100% P1 Trong đó P1, P2, P3, P4, tương ứng là công suất ở đầu ra tăng âm của sóng cơ bản tần số f và các sóng hài 2,3,4, Tăng âm chất lượng cao  = 1÷3%, tăng âm thông thường  nhỏ hơn hoặc bằng 8%, trong máy điện thoại  nhỏ hơn hoặc bằng 15%. e. Tạp âm và nhiễu Tạp âm và nhiễu trong các máy tăng âm là do các tạp âm các linh kiện máy và nhiễu từ phần tử nọ sang phần tử kia của máy, tăng âm có nhiễu lớn có thể làm lấn át tín hiệu làm giảm chất lượng của máy tăng âm. Tạp âm và nhiễu nếu xãy ra ở tầng đầu là tệ hại nhất vì chúng sẽ được khuếch đại ở các tầng tiếp theo. Vì vậy để giảm bớt tạp âm cần phải chọn các phần tử có hệ số tạp âm nhỏ và cho chúng làm việc ở chế độ dòng và áp nhỏ. f. Công suất danh định Công suất âm tần lớn nhất cấp cho loa với mức độ cho phép (<5%). Ký hiệu là Po. Po được chọn tùy theo chức năng của từng loại tăng âm. Ví dụ ở hội trường trung bình cỡ vài chục W, ở các mạng truyền thanh công suất ra cần lớn hơn, có thể đến hàng KW. g. Hiệu suất của máy tăng âm Tính bằng % của tỉ số công suất ra (Po) trên công suất toàn phần (công suất tiêu thụ nguồn Ptt). Ký hiệu . BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 6
22. S K L 0 0 2 1 5 4