Giáo trình Vô tuyến điện tử (Phần 1)
NGUYÊN TẮC LIÊN LẠC BẰNG VÔ TUYẾN ĐIỆN
Hình vẽ dưới đây minh họa cho thấy nguyên tắc liên lạc bằng vô tuyến điện:
* Máy phát: Gồm có mạch điện tạo dao động cao tần (1), nguồn tín hiệu cần truyền đi (tín
hiệu âm thanh hay tín hiệu hình ảnh .) (2), mạch điện điều chế gửi tín hiệu vào dao động cao
tần (3), mạch khuếch đại cao tần (4) và ăng-ten bức xạ dao động điều chế ra không gian (5).
* Máy thu: Gồm có ăng-ten thu (6) nhận dao động cao tần đã điều chế vào máy thu, mạch
cộng hưởng (7) chọn đài muốn thu, là mạch tách sóng (8) tách tín hiệu ra khỏi dao động cao
tần, mạch khuếch đại công suất (9) và bộ phận lặp lại tín hiệu (10) là loa trong vô tuyến truyền
thanh hay đèn hình trong vô tuyến truyền hình.
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Vô tuyến điện tử (Phần 1)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Vô tuyến điện tử (Phần 1)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH PHAN THANH VÂN VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ - 2003 MỤC LỤC Mục lục ........................................................................................................................... 2 Lời nói đầu....................................................................................................................... 5 Nguyên tắc liên lạc bằng vô tuyến điện ................................................................................ 6 Chương I: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ ....................................................................................... 7 Bài 1: Vật liệu linh kiện điện tử ................................................................................. 7 I. Cơ sở vật lý của vật liệu linh kiện ............................................................................ 7 1. Cấu trúc mạng thể ............................................................................................. 7 2. Các mức năng lượng của nguyên tử ...................................................................... 7 II. Thuyết vùng năng lượng ....................................................................................... 8 III. Phân biệt điện môi – chất bán dẫn – kim loại .......................................................... 9 IV. Chất bán dẫn ..................................................................................................... 9 Bài 2: Linh kiện điện tử thụ động.............................................................................. 13 1. Điện trở .............................................................................................................13 2. Tụ điện ..............................................................................................................14 3. Cuộn cảm ..........................................................................................................16 4. Biến áp..............................................................................................................16 Bài 3: Linh kiện bán dẫn........................................................................................... 17 I- Các hiện tượng tiếp xúc ........................................................................................17 1. Tiếp xúc kim loại – bán dẫn................................................................................17 2. Tiếp xúc P-N ....................................................................................................18 3. Tiếp xúc kim loại – điện môi – chất bán dẫn .........................................................19 II- Điốt bán dẫn......................................................................................................20 III- Transistor.........................................................................................................27 1. Nguyên tắc hoạt động .......................................................................................28 2. Đo thử transistor ..............................................................................................29 3. Cách đặt tên cho transistor ................................................................................30 4. Các chế độ làm việc của transistor ......................................................................30 5. Phân cực .........................................................................................................33 6. Các cách mắc mạch khuếch đại cơ bản của transistor.............................................34 IV-Transistor trường................................................................................................35 1. Transistor trường cổng tiếp giáp..........................................................................35 2. Transistor trường cổng cách điện ........................................................................37 3. Có bảo vệ ........................................................................................................38 4. Mosfet loại 2 cổng.............................................................................................39 5. Các loại mosfet khác .........................................................................................39 6. Cách đo...........................................................................................................40 7. Những điều cần chú ý khi sử dụng Mosfet.............................................................40 8. Transistor quang trường ....................................................................................40 9. Các sơ đồ mắc transistor trường..........................................................................41 V- Transistor đơn nối ...............................................................................................42 VI- Thyristor ..........................................................................................................44 1. Điốt Silic chỉnh lưu có điều khiển.........................................................................44 2. Triac, Diac .......................................................................................................46 VII- Linh kiện biến đổi quang điện .............................................................................51 1. Điốt phát quang................................................................................................51 2. LED hồng ngoại ................................................................................................56 3. Laser bán dẫn ..................................................................................................57 4. Photo – Điốt.....................................................................................................59 5. Mặt chỉ thị tinh thể lỏng.....................................................................................59 Chương II: MẠCH KHUẾCH ĐẠI..................................................................................... 61 I. Hệ số khuếch đại .................................................................................................61 II. Khuếch đại điện áp âm tần...................................................................................61 1. Tầng khuếch đại điện áp âm tần đơn ...................................................................62 2. Mạch khuếch đại điện áp âm tần gồm 2 tầng ghép RC............................................63 3. Mạch khuếch đại điện áp âm tần gồm 2 tầng ghép trực tiếp ....................................65 4. Tần khuếch đại cảm kháng.................................................................................66 5. Tầng khuếch đại ghép biến áp ............................................................................67 III- Khuếch đại cao tần ............................................................................................67 1. Tầng khuếch đại cộng hưởng ..............................................................................67 2. Tầng khuếch đại giải tần....................................................................................68 IV- Khuếch đại công suất .........................................................................................68 1. Tầng khuếch đại công suất đơn...........................................................................68 2. Tầng khuếch đại công suất đẩy kéo (Push-pull) .....................................................69 V- Mạch hồi tiếp .....................................................................................................71 VI- Máy tăng âm.....................................................................................................72 Chương III: MÁY PHÁT DAO ĐỘNG.............................................................................. 135 I- Máy phát dao động điều hòa ...............................................................................135 1. Máy phát dao động điều hòa cao tần .................................................................135 2. Máy phát dao động điều hòa âm tần ..................................................................137 3. Máy phát dao động ..................................................................141 II- Máy phát dao động không điều hòa.....................................................................143 1. Mạch dao động đa hài......................................................................................143 2. Mạch dao động tạo điện áp răng cưa .................................................................146 Chương IV: BIẾN ĐIỆU VÀ TÁCH SÓNG....................................................................... 148 Bài 1: Biến điệu sóng cao tần ................................................................................ 148 I- Biến điệu dao động ............................................................................................148 II- Biến điệu biên độ..............................................................................................149 1. Nguyên tắc ....................................................................................................149 2. Hệ số biến điệu ..............................................................................................151 3. Phổ của dao động biến điệu..............................................................................151 4. Công suất của dao động biến điệu.....................................................................152 5. Các sơ đồ thực hiện biến điệu biên độ ................................................................153 6. Ưu và khuyết điểm của điều chế biên độ ............................................................153 III- Biến điệu tần số ..............................................................................................154 1. Nguyên tắc ....................................................................................................154 2. Phổ của dao động biến điệu..............................................................................155 3. Ưu và khuyết điểm của điều chế tần số ..............................................................157 Bài 2: Tách sóng.................................................................................................... 158 I- Tách sóng biên độ .............................................................................................158 1. Nguyên tắc ....................................................................................................158 2. Mạch điện tách sóng biên độ ............................................................................160 II- Tách sóng tần số ..............................................................................................162 Chương V: HỆ DAO ĐỘNG ............................................................................................ 166 I- Mạch dao động có thông số tập trung ...................................................................166 1. Dao động riêng...............................................................................................166 2. Dao động cưỡng bức – sự cộng hưởng ...............................................................169 II- Hệ dao động có thông sô phân bố .......................................................................173 1. Mạch dao động có thông số phân bố ..................................................................173 Chương VI: ĂNG-TEN VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN ĐIỆN....................................... 178 I- Ăng-ten............................................................................................................178 1. Bức xạ năng lượng điện từ của ăng-ten ..............................................................178 2. Bức xạ định hướng của ăng-ten ........................................................................179 3. Ăng-ten thu thông dụng...................................................................................181 III- Sự truyền sóng vô tuyến điện ...........................................................................183 Chương VII: MÁY THU................................................................................................. 188 Bài 1: Máy thu thanh ............................................................................................. 188 I- Sơ đồ khối ........................................................................................................189 II- Sơ đồ mạch điện ..............................................................................................190 Bài 2: Máy thu hình ............................................................................................... 192 I- Máy phát hình ...................................................................................................192 1. Nguyên tắc ....................................................................................................192 2. Cách phân ảnh ...............................................................................................193 3. Tần số tín hiệu thị tần .....................................................................................193 4. Tín hiệu thị tần hỗn hợp...................................................................................194 II- Máy thu hình ...................................................................................................196 1. Đèn hình .......................................................................................................196 2. Lái tia electron ...............................................................................................197 3. Sơ đồ khối .....................................................................................................198 4. Mạch tích phân và vi phân................................................................................201 Chương VIII: MÁY ĐO ĐIỆN – DAO ĐỘNG KÝ ĐIỆN TỬ................................................. 205 I- Nguyên tắc hoạt động ........................................................................................206 1. Ống phóng điện tử ..........................................................................................206 2. Thấu kính điện tử............................................................................................207 3. Bộ phận lái tia ................................................................................................210 II- Cấu tạo và cách sử dụng ...................................................................................212 1. Cấu tạo .........................................................................................................212 2. Cách sử dụng .................................................................................................215 Tài liệu tham khảo ..............................................................................219 LỜI NÓI ĐẦU ... 1. Các điện trở phân cực trong mạch phải tạo ra các điện áp như sau: VB1 > VE1 ; VC1 > VB1 ; VC1 = VB2 ; VB2 > VE2 ; VC2 > VB2. a- Tính trị số các linh kiện: Chọn VCC = 9V. 1 5 8 CC C VV = = khoaûng 2V VB1 khoảng 0,9V. Dòng qua transistor T1 : IC1 = 0,5mA (chọn dòng nhỏ để ít tạp âm). Dòng qua transistor T2 : IC2 = 1mA (tín hiệu qua transistor T2 lớn hơn T1). 1 1 1 9 2 7 14 0,5 0,5 CC C C C V VR K I − −= = = = Ω VE1 = VB1 – 0,6 = 0,9 – 0,6 = 0,3V. 1 1 1 1 1 0,3 600 0,5 E E E E C V VR I I = = = = Ω +VCC RC1 RC2 C2 C1 R RL Uvaøo RE2 RE1 CE1 CE2 - K KM 2 MK f1 f2 f 2 2 2 9 4,5 4,5 1 CC C C C V VR K I − −= = = Ω VE2 = VB2 – 0,6 = VC1 – 0,6 = 2 - 0,6 = 1,4V 2 2 2 2 2 1,4 1,4 1 E E E E C V VR K I I = = = = Ω Còn điện trở R được tìm từ thực nghiệm : lấy một biến trở khoảng 100ŋ mắc vào vị trí của R, điều chỉnh biến trở để có được các điện áp như thiết kế. Lấy biến trở R ra ngoài, đo bằng Ohm-kế sau đó thay bằng một điện trở có trị số tương tự. b- Tính hệ số khuếch đại: Đối với tín hiệu, các tụ điện C1, C2, CE1 và CE2 coi như bị nối tắt (doĠ nhỏ). Ta có mạch điện tương đương như sau : Chọn R >> rbe1 nên R // rbe1 gần bằng rbe1. RC1 >> rbe2 nên R // rbe2 gần bằng rbe2. RC2 > RL nên RC2 // RL gần bằng RL. Ta có hệ số khuếch đại K = K1.K2 1 2 2 1 1 1 1 1 . . C be be b be be i r rK i r r β= = 2 2 2 2 2 2 . . C L L b be be i R RK i r r β= = vậy: Ġ 4. Tầng khuếch đại cảm kháng. Tầng khuếch đại điện áp âm tần ghép RC có ưu điểm gọn, nhẹ, đặc tuyến tần số tốt. Nhược điểm của loại mạch này là khó phối hợp trở kháng và hiệu suất thấp vì luôn luôn có độ sụt áp một chiều qua tải. Để tăng hiệu suất cho tầng khuếch đại ta có thể dùng mạch khuếch đaị với taỉ cảm kháng. Cuộn cảm có điện trở thuần nhỏ nên sụt áp một chiều qua nó nhỏ, nhưng đối với dòng biến thiên cảm kháng cuả nó khá lớn nên ta thu một điện áp đủ lớn bảo đảm cho tầng khuếch đại có hệ số khuếch đại cao. Tuy nhiên cảm kháng của cuộn dây phụ thuộc vào tần số, nên hệ số khuếch đại cuả mạch cũng phụ thuộc vào tần số (tăng theo tần số). Ngoài ra trong cuộn cảm còn có điện dung ký sinh, LC trở thành khung dao động đưa đến hiện tượng cộng hưởng làm cho sự khuếch đại có tính lọc lựa. Vì vập tầng khuếch đại cảm kháng ít được dùng trong thực tế. ib1 ic1 ib2 ic2 R rbe1 RC1 rbe2 RC2 RL 1β ib1 2β ib2 Uvaøo ~ +VCC RB1 LC RB2 C1 CB Uvaøo - 1 2 1 . L be RK r β β= 5. Tầng khuếch đại ghép biến áp. Hệ số k cuả biến áp được chọn để làm phù hợp trở kháng gữa tầng khuếch đại và mạch ra phía sau nó. Đặc tuyến tần số của mạch khuếch đại ghép biến áp được vẽ từ thực nghiệm có dạng như hình vẽ dưới đây. Vùng tần số thấp hệ số khuếch đại bị giảm và vùng tần số cao hệ số khuếch đại được nâng cao do đặc tính cuả cảm ứng điện từ trong biến áp. Nên tầng khuếch đại này còn được dùng trong mạch khuếch đại cao tần. Mạch khuếch đại ghép biến áp có những ưu điểm sau: * Dễ dàng thực hiện việc phối hợp trở kháng giữa tầng khuếch đại trước và sau. * Dễ dàng thực hiện mạch ra đối xứng (như tầng đảo pha trong mạch khuếch đại công suất Push-pull). * Sụt áp một chiều trên cuộn sơ cấp cuả máy biến áp nhỏ, nên hiệu suất cuả mạch khuếch đại tăng (nhất là khi khuếch đại với biên độ tín hiệu lớn). Tuy nhiên mạch khuếch đại ghép biến áp này có những nhược điểm: - Đặc tuyến tần số của mạch khuếch đại xấu hơn so với tầng ghép RC. - Kích thước, trọng lượng lớn, kết cấu phức tạp và giá thành cao. Mạch khuếch đại ghép biến áp III- KHUẾCH ĐẠI CAO TẦN. Nếu như trong các tầng khuếch đại âm tần ta cần những mạch khuếch đại có hệ số khuếch đại đều đặn trong một giải tần rộng, thì trong tầng khuếch đại cao tần ta lại yêu cầu có hệ số khuếch đại lớn trong một gải tần tương đối hẹp. Vì thế ta goị tầng khuếch đại này là tầng khuếch đại giải hẹp, nó có tính chọn lọc. Tầng khuếch đại cao tần thường sử dụng rộng rãi trong các máy thu, máy phát vô tuyến điện... dùng để khuếch đại những dao động điện có tần số của đài muốn thu hoặc muốn phát và triệt đi những dao động điện có tần số khác. Tầng khuếch đại này thường là khuếch đại cộng hưởng cuả khung dao động, tải cuả tầng khuếch đại là một khung dao động. Nếu chỉ có một khung dao động, ta có mạch khuếch đại cộng hưởng đơn hoặc có khung dao động kép, ta có mạch khuếch đại cộng hưởng kép. 1. Tầng khuếch đại cộng hưởng. Dưới đây là một tầng khuếch đại cộng hưởng dùng transistor mắc theo kiểu phát chung (có thể mắc theo kiểu gốc chung). +VCC RB1 L C C1 C2 Uvaøo RE CE - N1 N NC N2 +VCC RB1 T C2 C1 C RL Uvaøo RE CE Ta chú ý đến việc giữa ghép tầng giữa 2 tầng khuếch đại: transistor mắc theo kiểu Phát chung nên tổng trở ra không lớn (cỡ vài chục ŋ), tổng trở vào tầng sau lại nhỏ (cỡ 1ŋ) cho nên để đỡ làm nhụt mạch cộng hưởng và cũng để phối hợp trở kháng ta không thể nối thẳng đầu mạch dao động vào cực Góp của transistor, cũng như không thể nối tầng (qua tụ điện C2) từ đầu mạch dao động đến cực Gốc tầng sau, đầu ra (cực Góp) chỉ đấu vào một phần số vòng của cuộn dây trong mạch cộng hưởng. Tỉ số Ġ chỉ cỡ từ 0,2 ( 0,8 tùy loại transistor. Do tổng trở vào của tầng sau nhỏ, nên tỉ số ghép Ġ chỉ vào khoảng 0,05 ( 0,1. Nếu lấy p và n lớn hơn thì giải thông của đặc tuyến tần số sẽ rộng ra, đồng thời hệ số khuếch đại giảm (vì đường cong cộng hưởng bè ra). Ngoài ra để tăng hệ số khuếch đại của tầng và giữ giải thông cần thiết, ta dùng các transistor coá hệ số khuếch đại lớn, mạch cộng hưởng có hệ số phẩm chất cao (dùng cuộn cảm có lỏi ferit, lỏi ferit làm tăng hệ số phẩm chất của mạch dao động). 2. Tầng khuếch đại giải tần: Tầng khuếch đại cao tần chỉ khuếch đại một giải tần hẹp, hệ số khuếch đại lớn nhất ứng với tần số cộng hưởng của khung dao động, nghĩa là hệ số khuếch đại không đồng đều trong giải tần mà nó khuếch đại. Tầng khuếch đại giải tần cho phép ta khuếch đại tương đối đồng đều cả giải tần số hẹp. Tầng khuếch đại trung tần trong các máy thu thường dùng mạch khuếch đại kiểu này. Mạch khuếch đại giải tần dùng transistor mắc theo cực phát chung cũng phải lưu ý đến chổ ghép tầng, phải phối hợp trở kháng giữa tầng trước và tầng sau. Để phối hợp trở kháng, khỏi làm nhụt hệ số khuếch đại, đầu ra (cực Góp) của transistor T1 chỉ đấu vào một phần số vòng của cuộn dây trong khung dao động sơ cấp (theo tỉ số p) và chỉ lấy một số vòng của cuộn dây trong khung dao động thứ cấp (theo tỉ số n) đưa vào cực Gốc của transistor T2. Mạch khuếch đại giải tần Đặc tuyến tần số IV- KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT. Tầng khuếch đại công suất là tầng cuối cùng của một mạch khuếch đại, nó cung cấp cho tải một công suất lớn nhất. Khác với tầng khuếch đại điện áp, ở tầng khuếch đại điện áp tín hiệu cần khuếch đại còn nhỏ, nhưng ở tầng khuếch đại công suất tín hiệu đã lớn nó trãi dài trên đường thẳng tải (trong đặc tuyến của transistor) để khai thác hết công suất ra nhưng đồng thời phải giảm thiểu méo do tầng khuếch đại gây ra (không vượt quá các giới hạn về điện áp, dòng điện, công suất của transistor). 1. Tầng khuếch đại công suất đơn. Trong tầng khuếch đại này, mạch khuếch đại ở chế độ A. Mạch khuếch đại dùng transistor phải dùng kiểu Phát chung, vì kiểu này cho ta hệ số công suất ra lớn nhất. Vì mạch khuếch đại K KM f0 f K KM f0 f R1 Tr2 Tr1 R2 Uvaøo +Vcc - ở chế độ A nên khi chưa có tín hiệu đến đã có dòng một chiều IC làm nóng transistor nên hiệu suất kém. Trường hợp tải của mạch khuếch đại gần bằng tổng trở ra của transistor, ta có thể mắc trực tiếp tải vào mạch ra của transistor (ví dụ loa kim hay ống nghe điện thoại có thể mắc trực tiếp vào mạch ra của tầng khuếch đại công suất âm tần). Thông thường, trở kháng của tải khác xa tổng trở ra của transistor. Ví dụ tải là loa điện động có trở kháng nhỏ mà mạch ra của transistor có trở kháng lớn nên phải dùng một biến áp giảm áp (hệ số biến áp k > 1) để phối hợp trở kháng. Nếu trở kháng loa là Zt thì trở kháng của sơ cấp là: ' 2 t tZ k Z= Vì k > 1 nênĠ và điều kiện phối hợp trở kháng thực hiện được bằng cách chọn hệ số biến áp thích hợp: ' t t Zk Z = Mạch khuếch đại công suất đơn Khuếch đại hạng A 2. Tầng khuếch đại công suất đẩy kéo (push-pull). Trong tần khuếch đại công suất đẩy kéo, người ta dùng 2 transistor giống nhau hoàn toàn, có thể hoạt động ở chế độ A, B hay AB. Ta thường gặp mạch khuếch đại công suất đẩy kéo hoạt động ở chế độ B dùng 2 transistor giống nhau, mỗi transistor hoạt động trong một nửa chu kỳ, muốn vậy phải có thêm +VCC R1 C1 Uvaøo R2 RE1 CE1 - IC(m ICmax ICbh UCEbh 0 IB=0 UCE ECC UCE(V) một mạch đảo pha phía trước làm nhiệm vụ tạo ra 2 tín hiệu có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha để cung cấp cho 2 transistor công suất. Mạch khuếch đại theo chế độ B nên khi chưa có tín hiệu tới, 2 transistor công suất hoàn toàn không hoạt động, chúng chỉ dẫn điện trong thời gian có tín hiệu tới. Vì vậy 2 transistor công suất ít nóng, hiệu suất của mạch cao. Có nhiều loại mạch đảo pha, có thể dùng thêm một transistor mắc theo phát chung, trong đó 2 tín hiệu lấy ra tại C và E ngược pha nhau. Nhưng thường thấy nhất là dùng một biến thế đảo pha, sơ cấp có một cuôn dây và thứ cấp gồm 2 cuộn dây có số vòng như nhau, chiều quấn dây thích hợp ta có 2 tín hiệu ra ngược pha nhau để cấp cho 2 chân B của 2 transistor công suất. R1 và R2 làm nhiệm vụ phân cực cho 2 transistor Tr1 và Tr2, RE là điện trở bổ chính nhiệt. Hai transistor khuếch đại công suất lớn nên rất nóng, để ổn định công suất cho 2 transistor này, người ta còn mắc song song với R2 một điện trở nhiệt Th (thermistor), điện trở của nó nghịch biến với nhiệt độ. Th này được đặt gần 2 transistor để lấy nhiệt của nó. Khi nhiệt độ các transistor tăng, Th nóng và điện trở giảm nên điện áp phân cực cho transistor giảm, transistor bớt nóng... Tầng khuếch đại công suất Push-pull T1 là biến thế đảo pha, từ một nguồn tín hiệu vào nó tạo ra 2 nguồn tín hiệu ngược pha nhau để cấp vào chân B của 2 transistor công suất. IC(mA) IC max IC bh IB = 0 0 UCE bh UCEO ECC UCE (V) R1 +VCC T1 T2 R2 RE Khueách ñaïi haïng B T2 là biến thế xuất âm, sơ cấp gồm 2 cuộn dây có số vòng bằng nhau, thứ cấp ít vòng để phối hợp trở kháng với loa. Giả sử nửa chu kỳ đầu, transistor trên nhận tín hiệu dương, dẫn điện thì transistor phía dưới nhận tín hiệu âm, ngưng dẫn. Dòng điện từ nguồn VCC qua nửa trên của biến thế xuất âm, CE của transistor trên và qua RE để về nguồn âm. Dòng điện qua biến thế xuất âm thay đổi theo qui luật của tín hiệu vào nên cảm ứng qua cuộn thứ cấp để ra loa. Nửa chu kỳ sau, transistor trên nhận tín hiệu âm, ngưng dẫn thì transistor phía dưới nhận tín hiệu dương, dẫn điện. Dòng điện từ nguồn VCC qua nửa dưới của biến thế xuất âm, CE của transistor dưới và qua RE để về nguồn âm. Dòng điện qua biến thế xuất âm này cũng thay đổi theo qui luật của tín hiệu vào nên cảm ứng qua cuộn thứ cấp để ra loa. Vậy trong một chu kỳ, 2 transistor công suất thay phiên nhau làm việc và nghỉ nên bớt nóng, hiệu suất cao. Trên tải có dòng điện mạnh thay đổi theo qui luật của tín hiệu vào. Ưu điểm của mạch khuếch đại push-pull là khuếch đại được tín hiệu rất mạnh, trên sơ cấp của cuộn biến thế xuất âm không có dòng điện một chiều chạy qua nên nâng cao được hiệu suất của mạch khuếch đại. Nhược điểm chính của mạch này là 2 transistor công suất phải hoàn toàn giống nhau, nếu không tín hiệu khuếch đại sẽ bị méo. Trong mạch khuếch đại có biến thế làm giảm hệ số khuếch đại ở tần số thấp. Người ta có thể dùng các mạch khuếch đại công suất theo kiểu OTL (Output transformerless) để bớt một biến thế xuất âm (H. 1). Hoặc có thể dùng 2 transistor công suất bù (một transistor NPN và một transistor PNP) để bỏ đi cả 2 biến thế (H. 2). Hình 1 Hình 2 V- MẠCH HỒI TIẾP. Hồi tiếp (Feedback) là lấy một phần năng lượng đầu ra của mộ mạch khuếch đại đưa ngược về ngã vào của nó. Có thể hồi tiếp trong một tầng hay nhiều tầng của mạch khuếch đại. Phần năng lượng từ ngõ ra đưa lại ngõ vào có thể là điện áp hoặc dòng điện, vì vậy ta có hồi tiếp điện áp, hồi tiếp dòng điện. Ž Lấy một phần điện áp ngõ ra đưa ngược ngõ vào với hệ số hồi tiếpĠ : Gọi K’ là hệ số khuếch đại khi chưa có hồi tiếp:Ġ Gọi K là hệ số khuếch đại khi có hồi tiếp: Ġ Ta có: U’vào = Uvào +ĠUra Suy ra : 1 1 'K K β= + Uvaøo U’vaøo Ura β ' 1 ' KK Kβ= − R1 T R2 Tr1 Tr2 +VCC +VCCTr1 Tr2 • NếuĠ < 0 : K < K’ : điện áp ra đưa ngược về ngõ vào ngược pha, ta có hồi tiếp âm. Ưùng dụng làm mở rộng giải thông trong các mạch khuếch đại, tuy nhiên hệ số khuếch đại của mạch bị giảm. • NếuĠ > 0 : K > K’ : điện áp ra đưa ngược về ngõ vào đồng pha, ta có hồi tiếp dương. Ứng dụng để làm tăng hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại nhưng đồng thời làm mạch khuếch đại kém ổn định. • NếuĠK’ = 1 : K trở nên lớn vô cùng. Mạch khuếch đại trở thành mạch dao động. Trong thực tế khi dùng hệ thống khuếch âm, nếu để micro và loa đối đầu nhau, tín hiễu ngã ra ở loa trở về ngõ vào ở micro cùng pha, hiện tượng hồi tiếp dương xảy ra. Nếu hồi tiếp dương quá lớn sẽ dẫn đến dao động tự kích và có tiếng hú lớn ở loa (hiệu ứng Larzen). VI- MÁY TĂNG ÂM. Máy tăng âm còn gọi là ampli (amplifier), dùng để khuếch đại âm thanh từ nguồn là một micro hay đầu đọc máy ghi âm (cassette)... để phát ra loa. Một máy tăng âm gồm một hay nhiều tầng khuếch đại điện áp và một tầng khuếch đại công suất. Ngoài ra còn có các mạch hồi tiếp âm, mạch tăng giảm âm sắc (tone), mạch tăng giảm âm lượng, tăng giảm tiếng trầm (bass), bổng (treble)... Một mạch điện của máy tăng âm đơn giản như sau: Mạch điện máy tăng âm Tầng đầu tiên là mạch khuếch đại điện áp âm tần gồm 2 transistor ghép trực tiếp để đặc tuyến tần số hệ số khuếch đại của mạch được bằng phẳng (hệ số khuếch đại đồng đều trong giải tần). Tầng kế đến có tải là biến thế đảo pha là một tầng khuếch đại công suất nhỏ kết hợp với tải làm nhiệm vụ đảo pha, tạo ra 2 tín hiệu cùng biên độ nhưng ngược pha nhau để cấp cho tầng khuếch đại công suất push-pull. Tầng cuối cùng là mạch khuếch đại công suất push-pull. Ta thấy điện áp nguồn cung cấp cho các tầng khuếch đại đầu được lọc rất kỹ qua các mạch lọc RC để tránh hiện tượng hồi tiếp dương giữa các tầng với nhau gây dao động tự kích. Micro: biến đổi dao động cơ thành dao động điện, tín hiệu âm thanh được tạo ra rất nhỏ được đưa vào khuếch đại ngay tầng đầu tiên. AUX IN là ngõ vào của những tín hiệu có biên độ khá lớn nên chỉ cần khuếch đại công suất. Muốn tăng công suất cho máy tăng âm ta có thể mắc nối tiếp thêm một tầng khuếch đại công suất nữa hoặc thay transistor công suất bằng 2 transistor khác được mắc theo kiểu Darlington như sau: 1β 2β 1 2.β β β=≈ +12V Micro AUX IN Ta thấy: Ġ và Ġ Mà IC1 = IB2, nên Ġ
File đính kèm:
- giao_trinh_vo_tuyen_dien_tu.pdf