BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN Ι
GVHD: NGUYỄN VĂN AN
Sinh viên thực hiện:
1. NGUYỄN ĐĂNG QUANG
Lớp: CDDT9B
MSSV: 07725701
2. VÕ TRƯỜNG GIANG
Lớp: CDDT9D
MSSV: 07728711
3. CHÂU TRÍ HẢI
Lớp: CDDT 9B
MSSV: 07721621
Khóa học: 2007-2010
1
ĐỀ TÀI
MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
ÂM TẦN
(CÔNG SUẤT 90 - 300W)
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2009
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN Ι
MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
ÂM TẦN
(CÔNG SUẤT 90 – 300W)

được xem là mạch tương đối phổ biến trong kho tàng mạch khuếch đại âm tần. Đó là “
mạch khuếch đại công suất âm tần OCL”. Chúng em chọn đề tài này bởi vì mạch
khuếch đại công suất là một trong các mạch dân dụng được ứng dụng nhiều trong thực tế
và đời sống hàng ngày của gia đình.
Nội dung đề tài gồm có bốn phần:
 Phần I: Lý thuyết tổng quan
 Phần II: Thiết kế và thi công.
Và đây chính là một cơ hội tốt để chúng em có thể tự kiểm tra lại kiến thức của
mình, đồng thời có cơ hội để tìm hiểu, tiếp cận nghiên cứu được với những vấn đề mình
chưa biết, chưa hiểu rõ nhằm trang bị cho bản thân nhiều kiến thức bổ ích sau này có thể
ứng dụng vào thực tế cuộc sống.
Dù được sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn, và đã rất cố gắng trong
việc hoàn thành đồ án này, nhưng do đây là đồ án môn học đầu tiên của chúng em nên
không tránh khỏi việc còn nhiều thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô và
các bạn.Xin chân thành cảm ơn.
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2009
3
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2009
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện đồ án được giao, chúng em đã nhận được nhiều sự
giúp đỡ của thầy Nguyễn Văn An , và các thầy cô trong khoa Công nghệ điện tử cùng
với sự giúp đỡ của bạn bè xung quanh.
Trước tiên , chúng em chân thành cảm ơn thầy An đã tận tình hướng dẫn , thảo
luận và giúp đỡ chúng em trong quá trình thực hiện đồ án.
Chúng em cũng chân thành cảm ơn các thầy, cô trong khoa đã tạo điều kiện thuận
lợi về thời gian và tận tình cung cấp các tài liệu mới liên quan nhằm giúp chúng em có thể
hoàn thành tốt đồ án được giao.
Chân thành cảm ơn các bạn đã giúp đỡ chúng mình trong thời gian vừa qua.
4
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo Viên Phản Biện
6
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
MỤC LỤC
Trang
Phần I : Lý Thuyết Tổng Quan
Chương 1: Linh Kiện Sử Dụng
Chương 2: Các Khái Niệm Trong Mạch Khuếch Đại
2.1. Định nghĩa mạch khuếch đại 4
2.2. Đáp ứng tần số 5
2.3. Méo dạng 5
2.4. Dãi rộng và tạp nhiễu 6
2.5. Tổng trở vào 6
2.6. Tổng trở ra 6
2.7. Công suất danh định 6
2.8. Hiệu suất mạch khuếch đại 6
Chương 3: Khuếch đại dùng transistor lưỡng cực – BJT
3.1. Transistor mắc theo kiểu E chung 7

Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
1.3. Sơ đồ mạch in 19
1.4. Sơ đồ khối 19
1.5. Phân tích các tầng làm việc của mạch OCL 20
1.6. Chức năng của các linh kiện tại các tầng 20
Chương 2: Thi Công.
2.1. Các thiết bị sử dụng 22
2.2. Lắp ráp mạch 22
2.3. Kết quả 22
Kết Luận 23
TÀI LIỆU THAM KHẢO 24
PHẦN I
LÝ THUYẾT TỔNG QUAN.
Chương 1
LINH KIỆN SỬ DỤNG
* Linh kiện chính sử dụng là transistor.
Transistor : là linh kiện bán dẫn gồm ba lớp bán dẫn tiếp giáp nhau tạo thành mối nối P –
N. Gồm có 2 loại: N P N và P N P.
Kí hiệu:
1.1. A1013.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
P - N - P
N - P - N
88
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
1.2. C2383 .
1.3. C1815.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
99
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

v
0
, hoặc : A
v
(dB)= 20lg(
0
i
v
v
)
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
1111
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
Độ lợi điện (A
i
) A
i
=
i
I
I
0
, hoặc : A
I
(dB) = 20lg(
I
I
I
0
)

tần số mà khi tần số tín hiệu ngõ vào nằm trong khoảng tần số này thì độ khuếch
đại của mạch sẽ là cực đại .
– Thông thường một mạch khuếch đại chỉ đáp ứng được một dãy tần số nào đó, ở tần
số thấp và tần số cao thì độ lợi sẽ giảm so với tần số trung bình. Khoảng tần số mà
độ lợi không bị suy giảm quá 3dB gọi là băng thông (BW) của bộ khuếch đại.
Mạch khuếch đại âm tần băng thông lí tưởng là: 20Hz ÷ 20KHz
– Khoảng tần số này được giới hạn bởi :
f
H
:tần số cắt cao
f
L
:tần số cắt thấp.
– Hiệu số giữa f
H
và f
L
được gọi là băng thông của mạch :B = f
H
- f
L
– Nếu tín hiệu ngõ vào nằm ngoài băng thông của mạch thì độ khuếch đại của mạch
sẽ thay đổi theo tần số.
– Nếu tín hiệu ngõ vào ở tần số f
H
hay f
L
thì độ khuếch đại của mạch ở tần số đó sẽ
giảm đi
2

ngõ ra , tap âm nhiễu này bao gồm tạp âm nhiệt của linh kiện thụ động và tạp âm
nội của linh kiện phi tuyến như BJT, FET… nếu không có tín hiệu vào thì ngõ ra
sẽ có tạp âm riêng của tầng khuếch đại .
– Tỉ số giữa giá trị cực đại và cực tiểu của điện áp vào gọi là dãi động của tín hiệu
(Ds)
(min)
(max)
IN
IN
S
V
V
D =
– Như vậy bộ khuếch đại sẽ không thể khuếch đại điện áp nhỏ hơn giátrị cực tiểu của
tín hiệu vào bởi vì điện áp nhỏ V
IN(min)
thì tạp nhiễu của tầng khuếch đại sẽ lấn áp .
Do đó người ta đưa tỉ số S/N để đánh giá chất lượng của bộ khuếch đại , tỉ số S/N
càng nhỏ càng tốt
 S(signal): công suất tín hiệu
 N(noise): công suất nhiễu
2.5. Tổng trở vào (Z
IN
):
Để tín hiệu không bị suy giảm thì tổng trở vào phải có giá trị đủ lớn : Z
IN
≥10R
S
.Với R
S

Với : P
L
là công suất tín hiệu tung bình được phân phối trên tải.
P
CC
là công suất trung bình được kéo từ nguồn dc.
Chương 3
KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR LƯỠNG CỰC – BJT
3.1. Transistor mắc theo kiểu E chung:
Mạch mắc theo kiểu E chung có cực E đấu trực tiếp xuống mass hoặc đấu qua tụ
xuống mass để thoát thành phần xoay chiều, tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên
cực C, mạch có sơ đồ như sau :
Rg : là điện trở ghánh
Rđt : Là điện trở định thiên
Rpa : Là điện trở phân áp
Hình: 2
Mạch khuyếch đại điện áp mắc kiểu E chung, tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên
cực C.
 Đặc điểm của mạch khuyếch đại E chung.
 Mạch khuyếch đại E chung thường được định thiên sao cho điện
ápU
CE
khoảng 60% ÷ 70 % Vcc.
 Biên độ tín hiệu ra thu được lớn hơn biên độ tín hiệu vào nhiều lần,
như vậy mạch khuyếch đại về điện áp.
 Dòng điện tín hiệu ra lớn hơn dòng tín hiệu vào nhưng không đáng
kể
 Tín hiệu đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào : vì khi điện áp tín
hiệu vào tăng => dòng I
BE

CE
cũng tăng gấp β lần dòng I
BE
vì I
CE
= β.I
BE
giả sử Transistor có hệ số
khuyếch đại β = 50 lần thì khi dòng I
BE
tăng 1mA => dòng I
CE
sẽ tăng
50mA, dòng I
CE
chính là dòng của tín hiệu đầu ra, như vậy tín hiệu đầu ra có
cường độ dòng điện mạnh hơn nhiều lần so với tín hiệu vào.
 Mạch trên được ứng dụng nhiều trong các mạch khuyếch đại
đêm (Damper), trước khi chia tín hiệu làm nhiều nhánh , người ta thường
dùng mạch Damper để khuyếch đại cho tín hiệu khoẻ hơn . Ngoài ra mạch
còn được ứng dụng rất nhiều trong các mạch ổn áp nguồn ( ta sẽ tìm hiểu
trong phần sau )
3.3. Transistor mắc theo kiểu B chung :
– Mạch mắc theo kiểu B chung có tín hiệu đưa vào chân E và lấy ra trên chân C ,
chân B được thoát mass thông qua tụ.
– Mach mắc kiểu B chung rất ít khi được sử dụng trong thực tế.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
1515
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
– Mạch khuyếch đại kiểu B chung , khuyếch đại về điện áp và không khuyếch đại về

có tác dụng thoát thành phần xoay chiều từ chân E
xuống mass, C
6
là tụ lọc nguồn
– Ưu điểm của mạch là đơn giản, dễ lắp do đó mạch được sử dụng rất nhiều trong
thiết bị điện tử, nhược điểm là không khai thác được hết khả năng khuyếch đại của
Transistor do đó hệ số khuyếch đại không lớn.
– Ở trên là mạch khuyếch đại âm tần, do đó các tụ nối tầng thường dùng tụ hoá có trị
số từ 1µF ÷ 10µF.
– Trong các mạch khuyếch đại cao tần thì tụ nối tầng có trị số nhỏ khoảng vài nanô
Fara.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
17
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
4.2. Ghép tầng bằng biến áp.
Hình: 6
Ở trên là sơ đồ mạch trung tần sử dụng các biến áp ghép tầng, tín hiệu đầu ra của tầng
này được ghép qua biến áp để đi vào tầng phía sau.
– Ưu điểm: phối hợp được trở kháng giữa các tầng do đó khai thác được tối ưu hệ số
khuyếch đại , hơn nữa cuộn sơ cấp biến áp có thể đấu song song với tụ để cộng
hưởng khi mạch khuyếch đại ở một tần số cố định.
– Nhược điểm : nếu mạch hoạt động ở dải tần số rộng thì gây méo tần số, mạch chế
tạo phức tạp và chiếm nhiều diện tích.
4.3. Ghép tầng trực tiếp.
Kiểu ghép tầng trực tiếp thường được dùng trong các mạch khuyếch đại công xuất âm
tần. Mạch khuyếch đại công xuất âm tần có đèn đảo pha Q
1
được ghép trực tiếp với hai
đèn công xuất Q
2

(Closed- loop gain).
– Các biểu thức liên hệ :
5.2. Phân loại và công dụng .
– Hồi tiếp âm : người ta phân thành 2 loại : hồi tiếp âm 1-chiều (DC) và hồi tiếp âm
xoay chiều (AC). Hồi tiếp âm DC dùng để ổn định chế độ làm việc của bộ khuếch đại,
còn hồi tiếp âm AC dùng để ổn định, nâng cao chất lượng và cải thiện các tham số của
bộ khuếch đại theo mong muốn (như tăng tổng trở vào, mở rộng băng thông,
giảm méo, triệt nhiễu, ).
– Hồi tiếp dương : Hồi tiếp dương thường tăng cường tính mất ổn định của bộ khuếch
đại và do đó nó được sử dụng để tạo dao động.
– Có 4 loại hồi tiếp :
 Hồi tiếp Điện áp - Nối tiếp (voltage - series) : lấy mẫu điện áp ở ngõ ra v
o
và đưa
điện áp hồi tiếp v
f
về ghép nối tiếp với điện áp ngõ vào v
i
của bản thân bộ khuếch
đại.
 Hồi tiếp Dòng điện - Nối tiếp (current - series): lấy mẫu dòng điện ở ngõ ra i
o
và đưa dòng điện hồi tiếp i
f
về ghép nối tiếp với dòng điện ngõ vào i
i
của bản thân
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
19
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần

1
= v
2
) :
- Do mạch đối xứng, tín hiệu ở ngõ ra va = vb
 Như vậy: va = A
C
. v
1
v
b
= A
c
. v
2
 Trong đó AC là độ khuếch đại của một transistor và được gọi là độ lợi cho tín
hiệu chung (common mode gain).
- Do v
1
= v
2
nên va = vb. Vậy tín hiệu ngõ ra vi sai: va - vb =0.
6.2. Tín hiệu vào có dạng vi sai :
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
20
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
- Lúc này v
1
= -v
2

ngõ ra vi sai, mạch chỉ khuếch đại tín hiệu vào vi sai (khác nhau ở hai ngõ vào) mà
không khuếch đại tín hiệu vào chung (thành phần giống nhau).
6.3. Tín hiệu vào bất kỳ:
Người ta định nghĩa:
- Thành phần chung của v
1
và v
2
là:
- Thành phần vi sai của v
1
và v
2
là:
V
vs
= v
1
- v
2
 Thành phần chung được khuếch đại bởi AC (ngỏ ra đơn cực) còn thành phần vi sai
được khuếch đại bởi A
vs
.
 Thông thường |A
VS
| >>|A
C
|.
6.4. Trạng thái mất cân bằng :

360
o
của tín hiệu ngõ vào (Transistor hoạt động cả 2 bán
kỳ của tín hiệu ngõ vào).
* Ưu điểm:
– Khuếch đại cả 2 bán kỳ của tín hiệu
– Tín hiệu ít bị méo dạng.
* Khuyết điểm:
– Hiệu suất thấp:
25%
η
≤
nếu dùng tải là R
và
50%
η
≤
nếu dùng tải là biến áp
– Công suất tiêu hao lớn
Hình:11
7.1.2. Khuếch đại công suất loại B:
Transistor được phân cực tại
BE
V
=0 (vùng ngưng). Chỉ một nửa chu kỳ âm hoặc
dương của tín hiệu ngõ vào được khuếch đại
* Ưu điểm:
– Hiệu suất cao
78,54%
η

90%
η
≤
* Khuyết điểm: Méo phi tuyến lớn (70%). Để hạn chế méo, tải phải là khung cộng
hưởng ghép LC.
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
23
Mạch Khuếch Đại Công Suất Âm Tần
Hình:15
7.2. CÁC LOẠI MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM TẦN
7.2.1. Mạch OTL (Output Transformer Less) :
* Đặc điểm :
– Được cấp nguồn đơn +Vcc và mass (0V).
– Tầng khuếch đại công suất đẩy kéo dùng transistor bổ phụ đối xứng nên điện thế
điểm giữa ra loa bằng nửa nguồn .
– Ngõ ra loa phải ghép với một tụ điện Co.
* Ưu điểm :
– Âm thanh đạt chất lượng cao hơn do đáp tuyến tần số rộng ,
– Không bị suy giảm tín hiệu tần số cao do tụ kí sinh của biến áp .
– Hiệu suất cao vì không tổn hao trên biến thế . Giá thành rẻ, kích thước nhỏ so
với khi dùng biến áp ngõ ra.
* Khuyết điểm :
– Phải chỉnh điện thế DC của điểm giữa ra loa bằng nửa nguồn cung cấp thì tín
hiệu ngõ ra mới không bị méo .
– Cặp transistor công suất nếu không phải là cặp transistor bổ phụ thì dễ gây méo
phi tuyến.
– Tín hiệu ra bị méo ở tần số thấp do tụ C
out
gây ra (do tụ C
out

– Tín hiệu ra dễ bị méo hai mạch khuếch đại không giống nhau. Dễ bị cháy nếu
điện thế điểm giữa không bằng 0.
PHẦN II
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
Chương 1
SVTH: Nguyễn Đăng Quang – Võ Trường Giang – Châu Trí Hải
25