ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN VIỄN THÔNG
---------------o0o---------------

ĐỒ ÁN 1
ĐỀ TÀI :THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG
SUẤT ÂM TẦN OCL 100W

GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC
SVTH: CAO VĂN HẢI
MSSV: 41200939

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc.
-----✩----Số: ______ /BKĐT
Khoa: Điện – Điện tử
Bộ Môn: Viễn Thông

-----✩-----

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
1. HỌ VÀ TÊN: CAO VĂN HẢI

MSSV:41200939


GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy Th.S TẠ CÔNG ĐỨC ,ngƣời đã hƣớng dẫn tận
tình em trong suốt thời gian thực hiện đồ án môn học.
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô bộ môn Điện tử-Viễn Thông
trƣờng Đại Học Bách Khoa Hồ Chí Minh đã dạy dỗ và truyền thụ cho em kiến thức
để thực hiện đồ án môn học.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn đến sự đóng góp ý kiến của các bạn sinh viên
trong suốt quá trình thực hiện đồ án môn học.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 12 năm 2015

.

Sinh viên
CAO VĂN HẢI

i


ĐAMH

GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Đồ án này trình bày về lý thuyết, các bước tính toán ,mô phỏng để thiết kế mạch khuếch
đại công suất OCL 100W


Tầng khuếch đại vi sai ............................................................................................................ 11

4.

MÔ PHỎNG .................................................................................................................................. 14

5.

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..................................................................................... 14
5.1

Kết luận .................................................................................................................................. 19

5.2

Hướng phát triển .................................................................................................................... 19

5.3

Thuận lợi và khó khăn ........................................................................................................... 19

6.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................. 20

2


ĐAMH


3


ĐAMH

GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC

Đặc điểm phân cực là điện áp VBE= 0V vì vậy khi tín hiệu ngõ vào phải vượt qua
Điện áp ngưỡng Vγ của BJT thì mới cò tín hiệu ở ngõ ra thường chỉ khuếch đạ ở một bán kì
dương hoặc âm tuỳ thuộc vào loại BJT là PNP hay NPN.
Mạch khuếch đại công suất thường được ghép dạng PUSH – PULL.

+ Ƣu điểm: mạch không hoạt động khi không có tín hiệu ở nhõ vào, vì vậy tổn
hao năng lượng rất ít.
+ Khuyết điểm: tín hiệu ở ngõ ra sẽ bị méo xuyên tâm do tín hiệu ở ngõ vào phải
vượt qua điện áp ngưỡng Vγ của BJT. Hiệu suất của mạch cao thường là η = 50% - 78.5%.

2.3 Bộ khuếch đại công suất lớp AB:
Đặc điểm là sự cải tiến nhược điểm meo xuên tâm của lớp B bằng cách nâng áp phân
cực điểm tĩnh Q sao cho nằm trong vùng giữa lớp A và lớp B, mạch được phân cực có
VBE gần bằng hoặc bằng Vγ của BJT. Vì vậy tín hiệu ngõ vào sẽ được khuếch đại cho tín
hiệu ngõ ra hơn nửa chu kì.
Mạch khuếch đại công suất thường được ghép dạng bổ phụ, có nghã là hai phần tử BJT
công suất có cùng thông số nhưng một loại PNP và một là NPN. Nếu mạch được thiết kế
4


ĐAMH

GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC

I pL
RL

2



2
I Lp
RL

2



VLp2 RL
2( R14  RL )2

 VLp max  2PL RL  40(V ) (do ta chọn R14
 I cm RL
dI cm

Pc  Pc max 

2 Pc max 

2Vcc



 I cm RL  I cm 

2Vcc
 3.58(V )
 RL

2

1 2
Vcc I cm  I cm
RL  51.35(W )  Pc max  25.67(W )

2

Để transistor hoạt động an toàn ,ta chọn sao cho PCmax >0.2PLmax=20W
VCEmax>2Vcc =90V
ICmax >ILmax =6A
Ta chọn Q10 :D718
Q11:B688


2
14 Pm

 V

 R14  PL max   2.8(W )
 R14  RL 

Chọn R14,R15=0.47 Ω ,công suất 5W
7


ĐAMH

GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC

d)R12 ,R13 ,Q8,Q9
Dựa trên đặc tuyến của Q10 và Q11 ,ta phân cực sao cho dòng DC qua R12 ,R13 khoảng
100mA ;IC=1A,VBE=0.7V ,hfe=95



45
VR12  VBE10  VR14 DC  VBE10  R14 ICQ10  0.7  0.47 
 100mA   1.54(V )
 (8  0.47)

ICQ10 



1
1
PQ8  PQ 9  (Vcc I Q8tb  RAC I Q2 8 )  Vcc I Q8tb  5.85(W )
2
2

Ta chọn

Q8 : KSE340
Q9 : KSE350

PC max  20W
có các thông số như sau VCE  80V

I Cm  0.5 A

8


ĐAMH

GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC

3.2.Tầng lái công suất:

Ta chọn D1 , D2 , D3 , D4 , D5 , D6 có các thông số

V  0.7V
I D  10mA

Chọn Q6 thỏa điều kiện

PC max  830mW
VCEQ  83V

PC max  900mW
,ta chọn Q6 :2SA1013 V  100V
CE

I Cm  20mA
VCEQ 6  2Vcc  I CQ 7 R10  R10 

I Cm  0.5 A

Vcc
 450
I CQ 7

10


ĐAMH

GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC

3.3.Tầng khuếch đại vi sai :

Dòng IBQ7 rất nhỏ nên
I EQ 2  I CQ 2  2mA  I CQ1  I CQ 2  2mA



Với các thông số
h fe10  95, h fe8  30, h fe 7  50, h fe1  h fe 4  100, R12  R10  1K , hie1  hie 4  2.5K , hie10  2 K , RL  8.2

,ta tính được :
VL '
V i i
i i i i i
(VL  0)  L L b10 1 b 8 2 b 7 b1 =
Vin
iL ib10 i1 ib 8 i2 ib 7 ib1 Vin
RL (h fe10  1)

T=

R10
R12
1
 12638
(h fe8  1)
(h fe 7  1)h fe1
hie10  R12
R10  hie8
( R7 / / R8 )nt (hie1  hie 4 )

VL
V i i
i i i i i
(Vin  0)  L L b10 1 b 8 2 b 7 b1' =
'


GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC
R8
 45.13  R7  883
R7

Khảo sát ảnh hưởng của tụ:
Tụ C1 nối tín hiệu điện áp giữa điện áp và tầng nhận tín hiệu vài khuếch đại vi sai ,để không
gay méo tín hiệu ta chọn tụ có giá trị
C1 

1
1

 1.5 F
2 f L Z in 2  20  5.8 K

Tụ C2 hoạt động ở băng thông từ 20Hz tới 20KHz và có độ lợi không giảm quá 3dB
R8
R7  Z c 2
1

 Z c 2  0.4 K  chọn C2  22 F
R
2
1 8
R7

1


4. MÔ PHỎNG
Mô phỏng phân cực BIAS POINT
Chỉnh R5=0.5K,R10=1K

Khi R5=0.5K điểm phân cực Dc giữa có giá trị 40.04V ,ta tiến hành chỉnh R5 để được VDC0
Chỉnh R5=1.15K,R10=1K

14


ĐAMH

GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC

Sau khi chỉnh R5 ta thấy điểm giữa gần tiến về 0V,nên giá trị R5 có thể chọn gần bằng 1K
Mô phỏng ở chế độ AC
Vin =1V ,tần số :1Hz-200KHz

Biên độ điện áp gần 40V nhưng BW vẫn chưa đạt yêu cầu nếu sử dụng số liệu tính toán ta
thấy có sai số ,nên chỉnh C2=47uF,C3=1nF ta được kết quả như sau

15


ĐAMH

GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC

Vậy C2 và C3 đóng vai trò quyết định tới băng thông của toàn mạch khuếch đại sao cho thỏa
yêu cầu đề bài


5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
5.1 Kết luận
Sau khi thực hiện đồ án em thấy đã đạt được những kết quả sau :
- Tìm hiểu ,thiết kế và chế tạo được mạch khuếch đại công suất âm tầng OCL- 100W
có khả năng sử dụng rộng rãi,
- Vận dụng được nhiều kiến thức đã học ở trường.
- Tìm hiểu được nhiều vấn đề có thể sử dụng sau này.
- Rèn giũa khả năng sáng tạo.
- Khả năng tìm tài liệu trên mạng.

5.2 Hướng phát triển:
Mặc dù đã cố gắng nhưng mạch này vẫn còn nhiều hạn chế như:kiến thức hạn
chế ,khó thi công, thiết kế ,… nên có thể tìm hiểu và phát triển sao nhỏ nhỏ gọn và
tiện lợi hơn .

5.3 Những thuận lợi và khó khăn khi thực hiện đề tài:
Thuận lợi:
- Được sự hướng dẫn tận tình của Thầy Tạ Công Đức và những thầy cô khoa Điện tửViễn thông trong suốt thời gian qua.
- Tài liệu tham khảo phong phú .
Khó khăn:
- Thời gian thực hiện đề tài có giới hạn.
- Chưa có kinh nghiệm là nên còn một số lỗi mắc phải

19


ĐAMH

GVHD: Th.S TẠ CÔNG ĐỨC