zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Phần 2 - Trần Thanh Toàn

Chia sẻ: Codon_08 Codon_08 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:50

Báo xấu

130
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Cùng tìm hiểu các bài học về mạch khuếch đại công suất; mạch khuếch đại vi sai;... được trình bày cụ thể trong "Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Phần 2". Hy vọng tài liệu là nguồn thông tin hữu ích cho quá trình học tập và nghiên cứu của các bạn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Phần 2 - Trần Thanh Toàn

Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 Bài 4: MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT 4.1 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo Ở chế độ B, transistor sẽ điều khiển dòng điện ở mỗi nửa chu kỳ của tín hiệu. Để thu được cả chu kỳ tín hiệu ra, thì cần sử dụng 2 transistor , mỗi transistor được sử dụng ở mỗi nửa chu kỳ khác nhau của tín hiệu, sự vận hành kết hợp sẽ cho ra chu kỳ đầy đủ của tín hiệu và mạch điện trên được gọi là mạch khuếch đại công suất đẩy kéo. Sơ đồ khối: AÙ B EÁ K U U 4.2 Mạch OCL Mạch chỉcó một tín hiệu ở ngõ vào nên phải dùng hai transistor công suất khác loại: một NPN và một PNP. Khi tín hiệu áp vào cực nền của hai transistor, bán kỳdương làm cho transistor NPN dẫn điện, bán kỳâm làm cho transistor PNP dẫn điện. Tín hiệu nhận được trên tải là cảchu kỳ. 47
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 Cũng giống nhưmạch dùng biến thế, mạch công suất không dùng biến thếmắc nhưtrên vấp phải sựbiến dạng cross-over do phân cực chân B bằng 0v. Ðểkhắc phục, người ta cũng phân cực mồi cho các chân B một điện thếnhỏ(dương đối với transistor NPN và âm đối với transistor PNP). Ðể ổn định nhiệt, ở2 chân E cũng được mắc thêm hai điện trởnhỏ. 48
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 4.2 Mạch OTL a. Sơ đồ mạch điện: Mạch điện gồm có: 2 transisstor T1 và T2, 2 biến áp BA1 và BA2, các điện trở R1, R2, Rt và nguồn cung cấp Ucc. R B B T W U W R U W W R U W W T T1 và T2: là hai BJT cùng loại NPN có tham số giống hệt nhau (β1 = β2 = β) là thành phần tích cực trong mạch, làm nhiệm vụ khuếch đại. Biến áp BA1: có hai nửa cuộn thứ cấp bằng nhau, có nhiệm vụ tạo ra hai điện áp ngược pha để kích thích cho T1 và T2 Biến áp BA2: có hai nửa cuộn sơ cấp W21 và W22 bằng nhau: để lấy ra trên W2 điện áp ở cả 2 nửa chu kỳ R1 và R2: là hai điện trở định thiên cho T1 và T2, nếu mạch làm việc ở chế độ B thì chỉ cần mắc R2 Rt: là điện trở tải, điện áp lấy ra chính là sụt áp trên Rt Ucc: là nguồn điện cung cấp cho mạch làm việc 49
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 b. Nguyên lý hoạt động Khi có tín hiệu vào, giả thiết tín hiệu vào có dạng hình sin, do cách cấu tạo của biến áp BA1 nên ở 2 cuộn thứ cấp của nó sẽ có hai nửa điện áp có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha nhau R1 BA BA T1 W1 Ucc W2 R2 U W1 W2 R t Ur W1 W2 T2 Ở nửa chu kỳ dương của tín hiệu, 2 cuộn thứ cấp của BA1 sẽ có hai nửa điện áp có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha nhau đặt vào T1 và T2 làm T1 thông, T2 tắt. 50
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 - T1 thực hiện KĐCS, trong mạch colectơ của T1 có dòng xoay chiều IC1 chạy từ : +UCC → W21 → CE của T1→ -UCC 51
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 Do cấu tạo của biến áp BA2 nên IC1 cảm ứng sang W2 làm cho trên W2 sinh ra một suất điện động cảm ứng, trên Rt có dòng điện IRt chạy qua, đầu ra ta nhận được một điện áp ở bán chu kỳ dương. Trên tải ta có nửa sóng điện áp dương. R1 BA1 BA2 T1 ic1 W11 W21 R2 Ucc Uv W1 W2 Rt Ur W12 W22 T2 52
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 53
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 - Khi tín hiệu vào ở nửa chu kỳ âm thì trên cuộn thứ cấp BA1 điện áp đổi dấu dẫn đến T1 tắt T2 thông, T2 thực hiện KĐCS, trong mạch colectơ của T2 có dòng xoay chiều IC2 chạy từ : +UCC → W22 → CE của T2→ -UCC - Do cấu tạo của biến áp BA2 nên IC2 cảm ứng sang W2 làm cho trên W2 sinh ra một suất điện động cảm ứng, trên Rt có dòng chảy qua, đầu ra ta nhận được một điện áp ở bán chu kỳ âm. Trên tải ta có nửa sóng điện áp âm. 54
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 55
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 - Như vậy quá trình KĐ được thực hiện theo hai nửa chu kỳ của tín hiệu vào, nửa chu kỳ đầu T1 làm việc, nửa chu kỳ sau T2 làm việc, cứ như vậy hai transistor thay nhau làm việc, trên tải ta nhận được tín hiệu có đủ chu kỳ và được KĐ lên K lần. Hình 1.7.12 Giản đồ thời gian các giá trị trong mạch * Nhận xét : • - Ưu điểm: • + Ở chế độ tĩnh sẽ không tiêu thụ dòng do nguồn cung cấp nếu không có tổn hao trên transistor • + Hiệu suất của mạch cao ( ¡Ư 78,5 %) 56
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 • - Khuyết điểm: • + Dải tần hẹp, mạch cồng kềnh, yêu cầu tính đối xứng cao, giá thành cao. • + Méo xuyên tâm lớn khi tín hiệu vào nhỏ Nguyên nhân là do tính không đường thẳng ở đoạn đầu đặc tuyến vào của BJT khi dòng bazơ còn nhỏ. Đó là hiện tượng méo xuyên tâm, do đó I C1, IC2 và điện áp ra cũng bị méo. Đặc tuyến ra ở chế độ B Để giảm méo triệt để hơn, người ta cho mạch đẩy kéo làm việc ở chế độ AB với thiên áp ban đầu được xác định bằng cặp R1, R2 . Khi đó đặc tuyến của mạch được biểu diễn trên hình sau 57
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 Đặc tuyến ra ở chế độ AB Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo ghép biến áp thường được sử dụng làm tầng khuếch đại cuối trước khi đưa tới tải là loa trong máy tăng âm (dải tần công tác 20Hz – 20kHz) Vị trí của mạch KĐCS trong máy tăng âm 58
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 Bài 5: MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI 5.1 Mạch khuyếch đại vi sai: (differential amplifier) 5.1.1 Dạng mạch căn bản: Một mạch khuếch đại vi sai căn bản ở trạng thái cân bằng có dạng như hình 6.27 Có 2 phương pháp lấy tín hiệu ra: Phương pháp ngõ ra visai: Tín hiệu được lấy ra giữa 2 cực thu. Phương pháp ngõ ra đơn cực: Tín hiệu được lấy giữa một cực thu và mass. Mạch được phân cực bằng 2 nguồn điện thế đối xứng (âm, dương) để có các điện thế ở cực nền bằng 0volt. Người ta phân biệt 3 trường hợp: a. Khi tín hiệu vào v1 = v2 (cùng biên độ và cùng pha) Do mạch đối xứng, tín hiệu ở ngõ ra va = vb Như vậy: va = AC . v1 59
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 vb = AC . 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 v1 = v2 nên va = vb. Vậy tín hiệu ngõ ra visai va - vb =0. b. Khi tín hiệu vào có dạng visai: Lúc này v1 = -v2 (cùng biên độ nhưng ngược pha). Luc đó: va = -vb. Do v1 = -v2 nên khi Q1 chạy mạnh thì Q2 chạy yếu và ngược lại nên v a vb. Người ta định nghĩa: va - vb = AVS( v1 - v2 ) AVS được gọi là độ lợi cho tín hiệu visai (differential mode gain). Như vậy ta thấy với ngõ ra visai, mạch chỉ khuếch đại tín hiệu vào visai (khác nhau ở hai ngõ vào) mà không khuếch đại tín hiệu vào chung (thành phần giống nhau). c. Trường hợp tín hiệu vào bất kỳ: Người ta định nghĩa: Thành phần chung của v1 và v2 là: Thành phần visai của v1 và v2 là: vVS = v1 - v2 60
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 Thành phần chung được khuếch đại bởi AC (ngỏ ra đơn cực) còn thành phần visai được khuếch đại bởi AVS. Thông thường |AVS| >>|AC|. 5.1.2 Mạch phân cực: Phương trình này xác định điểm điều hành trên đường thẳng lấy điện. Khi mạch tuần hoàn đối xứng, điện thế 2 chân B bằng 0V nên: 5.1.3 Khảo sát thông số của mạch: Ta thử tìm AC, AVS, tổng trở vào chung ZC, tổng trở vào visai ZVS. a Mạch chỉ có tín hiệu chung: Tức v1 = v2 và va = vb 61
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 Do mạch hoàn toàn đối xứng, ta chỉ cần khảo sát nữa mạch, nên chú ý vì có 2 dòng ie chạy qua nên phải tăng gấp đôi RE. Phân giải như các phần trước ta tìm được: b. Mạch chỉ có tín hiệu visai: Tức v1 = -v2 và va = -vb Như vậy dòng điện tín hiệu luôn luôn ngược chiều trong 2 transistor và do đó không qua RE nên ta có thể bỏ RE khi tính AVS và ZVS. 62
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 Người ta thường để ý đến tổng trở giữa 2 ngõ vào cho tín hiệu visai hơn là giữa một ngõ vào với mass. Giá trị này gọi là Z’VS. Khi có RB thì ZVS = Z’VS //2RB Hệ thức này chứng tỏ giữa 2 ngõ vào chỉ có một dòng điện duy nhất chạy qua. Từ đó người ta định nghĩa: c. Mạch có tín hiệu tổng hợp: Với v1, v2 bất kỳ ta có cả thành phần chung vC và thành phần visai AVS. 63
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 Nếu lấy tín hiệu giữa hai cực thu thì thành phần chung không ảnh hưởng, tức là: va - vb = AVS( v1 - v2 ) Nếu lấy tín hiệu từ một trong hai cực thu xuống mass: Dấu - biểu thị hai thành phần visai ở hai cực thu luôn trái dấu nhau. 5.2 Mạch khuếch đại thuật toán 5.2.1 Cấu tạo Khuếch đại thuật toán (KĐTT) ngày nay được sản xuất dưới dạng các IC tương tự (analog). Có từ "thuật toán" vì lần đầu tiên chế tạo ra chúng người ta sử dụng chúng trong các máy điện toán. Do sự ra đời của khuếch đại thuật toán mà các mạch tổ hợp analog đã chiếm một vai trò quan trọng trong kỹ thuật mạch điện tử. Trước đây chưa có khuếch đại thuật toán thì đã tồn tại vô số các mạch chức năng khác nhau. Ngày nay, nhờ sự ra đời của khuếch đại thuật toán số lượng đó đã giảm xuống một cách đáng kể vì có thể dùng khuếch đại thuật toán để thực hiện các chức năng khác nhau nhờ mạch 64
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 hồi tiếp ngoài thích hợp. Trong nhiều trường hợp dùng khuếch đại thuật toán có thể tạo hàm đơn giản hơn, chính xác hơn và giá thành rẻ hơn các mạch khuếch đại rời rạc (được lắp bằng các linh kiện rời ) . Ta hiểu khuếch đại thuật toán như một bộ khuếch đại lý tưởng : có hệ số khuếch đại điện áp vô cùng lớn K → ∞, dải tần số làm việc từ 0→ ∞, trở kháng vào cực lớn Zv → ∞, trở kháng ra cực nhỏ Zr → 0, có hai đầu vào và một đầu ra. Thực tế người ta chế tạo ra KĐTT có các tham số gần được lý tưởng. Hình 7.5a là ký hiệu của KĐTT : Đầu vào (+) gọi là đầu vào không đảo P(positive), đầu vào (-) gọi là đầu vào đảo N (negative), (VS+) điện áp nguồn dương, (VS-) điện áp nguồn âm và một đầu ra (VOut). KĐTT ngày nay có thể được chế tạo như một IC hoặc nằm trong một phần của IC đa chức năng . Cấu tạo của KĐTT. Để đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật gần với dạng lý tưởng các hãng điện tử trên thế giới chế tạo các IC KĐTT khá đa dạng nhưng nhìn chung đều tuân thủ sơ đồ khối như ỏ hình 7.6 Để có đầu vào đối xứng tầng đầu tiên bao giờ cũng là tầng khuếch đại vi sai đối xứng có dòng tĩnh nhỏ, trở kháng vào lớn, cho phép mắc thêm mạch bù trôi . Tầng thứ hai là tầng khuếch đại vi sai cho phép chuyển từ đầu vào đối xứng sang đầu ra không đối xứng. 65
Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 Các tầng trung gian nhằm khuếch đại tín hiệu lên đủ lớn để có thể kích thích cho tầng cuối. Tầng cuối tức tầng ra phải đảm bảo có dòng ra lớn, điện áp ra lớn và điện trở ra nhỏ. Mạch này thường là khuếch đại đẩy kéo có bù kèm theo mạch chống qua tải. Trong KĐTT ghép giữa các tầng thực hiện trực tiếp (colectơ của tầng trước nối trực tiếp với base của tầng sau) vì vậy các transistor n-p-n càng về sau càng có điểm công tác tĩnh đẩy dần về phía các giá trị dương nguồn.Vì vậy phải có một mạch dịch mức đẩy lùi điểm tĩnh về phía âm nằm trong một mạch nào đó của KĐTT. Ví dụ ta xét KĐTT hình 7.7.KĐTT ở đây có thể phân thành 4 tầng như sau: Tầng thứ nhất là tầng KĐVS đối xứng trên T1 và T2. Để tăng trở kháng vào chọn dòng colectơ và emitter của chúng nhỏ, sao cho hỗ dẫn truyền đạt nhỏ. Có thể thay T 1 và T2 bằng transistor trường để tăng trở kháng vào T3, T4, R3, R4, và R5 tạo thành nguồn dòng tương tự như hình 7.2a (ở đây T4 mắc thành điôt để bù nhiệt ) 66

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.