MẠCH ĐIỆN TỬ 2 - CHƯƠNG SỐ 5

Mạch khuếch đại công suất audio - Mạch khuếch đại công suất có nhiệm vụ tạo ra một công suất đủ lớn để kích thích tải. Công suất ra có thể từ vài trăm mW đến vài trăm Watt. Như vậy mạch công suất làm việc với biên độ tín hiệu lớn ở ngõ vào, do đó ta không thể dùng mạch tương đương tín hiệu nhỏ để khảo sát như trong các chương trước mà thường dùng phương pháp đồ thị....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
MẠCH ĐIỆN TỬ 2 - CHƯƠNG SỐ 5Chương 5 ̣ ̉ Đăc điêm• Mạch khuếch đại công suất có nhiệm vụ tạo ra một công suất đủ lớn để kích thích tải.• Công suất ra có thể từ vài trăm mW đến vài trăm Watt.• Như vậy mạch công suất làm việc với biên độ tín hiệu lớn ở ngõ vào, do đó ta không thể dùng mạch tương đương tín hiệu nhỏ để khảo sát như trong các chương trước mà thường dùng phương pháp đồ thị. ̣ PHÂN LOAI• Khuếch đại công suất loại A: Tín hiệu được khuếch đại gần như tuyến tính, nghĩa là tín hiệu ngõ ra thay đ ổi tuyến tính trong toàn bộ chu kỳ 360 0 của tín hiệu ngõ vào (Transistor hoạt động cả hai bán kỳ của tín hiệu ngõ vào).• Khuếch đại công suất loại AB: Transistor được phân cực ở gần vùng ngưng. Tín hiệu ngõ ra thay đổi h ơn m ột n ửa chu kỳ của tín hiệu vào (Transistor hoạt động h ơn một n ửa chu kỳ - dương hoặc âm - của tín hiệu ngõ vào).• Khuếch đại công suất loại B: Transistor được phân cực tại VBE =0 (vùng ngưng). Chỉ một nửa chu kỳ âm hoặc dương - của tín hiệu ngõ vào được khuếch đại.• Khuếch đại công suất loại C: Transistor được phân cực trong vùng ngưng để chỉ một phần nhỏ hơn n ửa chu kỳ của tín hiệu ngõ vào được khuếch đại. Mạch này thường được dùng khuếch đại công suất ở tần số cao với tải cộng hưởng và trong các ứng dụng đặc biệt.Phân loại các mạch khuếch đại công suất. 5.1. Đặc điểm của mạch khuếch đại công suất• Tín hiệu được khảo sát trong mạch thuộc dạng tín hiệu có biên độ lớn, nên khi phân tích mạch ta phải xem xét chế độ phân cực trong mạch ở cả 2 bán kỳ.• Khoảng tần số làm việc của [20-20KHz], tần số audio• Tầng khuếch đại công suất nằm ở ngõ ra tải, các transsistor ở tần này phải có công suất cao. Do hoạt động ở công suất cao nên chúng tỏa nhiều nhiệt, vì vậy để ổn định hệ số khuếch đại của mạch cũng như tăng tuổi thọ của transsistor ta thường lắp thêm các bộ phận tản nhiệt.Việc tính toán công suất của đoạn mạch một cáchtổng quát:5.2. Mạch khuếch đại công suất ghép tải trực tiếp(lớp A) Khảo sát xoay chiều:- Khi đưa tín hiệu Vi vào ngõ vào như hình trên, dòng Ic và điện thế VCE (tín hiệu ra) sẽ thay đổi quanh điểm điều hành Q. Với tín hiệu ngõ vào nhỏ , vì dòng điện cực nền thay đổi rất ít nên dòng điện ICvà điện thế VCE ở ngõ ra cũng thay đổi ít quanh điểm lam viêc. ̀ ̣• Khi tín hiệu ngõ vào lớn, ngõ ra sẽ thay đổi rất lớn quanh điểm tĩnh điều hành. Dòng IC sẽ thay đổi quanh giới hạn 0mA và VCC/RC. Ðiện thế VCE thay đổi giữa hai giới hạn 0V và nguồn VCC TH1:• Mạch khuếch đại đã được phân cực, tức là ta có ICQ cho trước Thì biên độ dòng ac qua tải lớn nhất (vẫn đảm bảo âm thanh ngõ ra trung thực) khi:• TH2: Ta thiết kế phân cực sao cho công suất cung cấp cho tải là lớn nhất• Điều kiện để:• Khi đó công suất ac trên tải: Công suất nguồn cung cấp:• Hiệu suất khuếch đại:5.3. Mạch khuếch đại công suất ghép tụ ra tải (lớp A)Dạng mạch cơ bản:Thiết lập phương trình đường tải tổngThay (4) và (1) ta được:TH1: Mạch khuếch đại đã được phân cực,tức là ta có ICQ cho trước thì biên độ dòngac qua tải lớn nhất (vẫn đảm bảo âm thanhngõ ra trung thực) khi: TH2:• Ta thiết kế phân cực sao cho công suất cung cấp cho tải là lớn nhất ta chứng minh được rằng: 5.4. Mạch KD công suất ghép biến áp (lớp A)• Dạng mạch cơ bản: Thiết lập phương trình đường tải tổng• Thế (2) vào (1) ta được: TH1:• Mạch khuếch đại đã được phân cực, tức là ta có ICQ cho trước thì biên độ dòng ac qua tải lớn nhất (vẫn đảm bảo âm thanh ngõ ra trung thực) khi:• TH2: Ta thiết kế phân cực sao cho công suất cung cấp cho tải là lớn nhất• Điều kiện: