mạch chỉnh âm sắc bass - treble

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 GVHD: TS VÕ ĐÌNH TÙNG

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Đồng Khởi Lớp: 10DDT01

Mã sinh viên: 1051010044

Tên đề tài: Mạch Chỉnh Âm Sắc Bass - Treble

Ưu điểm....................................................................................................................

..................................................................................................................................

Nhược điểm: ............................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

Điểm đánh giá:.........................................................................................................

Ngày….tháng……năm 2013

Giáo viên hướng dẫn

TS. Võ Đình Tùng

SVTH: NGUYỄN VĂN ĐỒNG KHỞI


NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

.................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

.................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

Điểm đánh giá:.........................................................................................................

Ngày….tháng……năm 2013

Giáo viên phản biện



LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô giáo đã hướng

dẫn và chỉ bảo hết sức tận tình trong thời gian em làm đồ án môn học. Đặc biệt là

khoa Cơ – Điện – Điện tử đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất để em có thể hoàn

thành đồ án này. Em cũng vô cùng biết ơn thầy VÕ ĐÌNH TÙNG là người trực tiếp

hướng dẫn và chỉ bảo hết sức tận tình cho em hoàn thành Đồ Án Thiết Kế Và Thi

Công Mạch Chỉnh Âm Sắc Bass - Treble này.

Vì lần đầu làm đồ án thiết kế thi công mạch với kiến thức và thời gian có

hạn nên sẽ không tránh khỏi nhiều sai sót.

Với mong ước học hỏi, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các

thầy cô giáo hướng dẫn thêm để rút kinh nghiệm lần sau làm tốt hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

TP.Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 5 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Đồng Khởi



LỜI NÓI ĐẦU

Ngành điện tử là một trong những ngành quan trọng góp phần vào sự phát

triển của đất nước, sự phát triển nhanh chóng của Khoa học – Công nghệ làm cho

ngành điện tử ngày càng phát triển và đạt được nhiều thành tựu mới. Nhu cầu của

con người ngày càng cao là điều kiện thuận lợi cho ngành Điện tử phải không

ngừng phát minh ra các sản phẩm mới có tính ứng dụng cao, các sản phẩm có tính

năng, có độ bền và độ ổn định ngày càng cao… Nhưng một điều cơ bản là các sản

phẩm đó đều bắt nguồn từ những linh kiện: R, L, C, Diode, BJT, FET, IC tích hợp

mà nền tảng là điện tử tương tự.

Từ thực tế nhu cầu nghe nhạc của con người ngày càng cao, vì vậy chất

lượng âm thanh là tiêu chí hàng đầu của các nhà sản xuất thiết bị nghe nhạc. Có thể

nói, mạch khuếch đại âm thanh và Mạch Điều Chỉnh Bass – Treble là một trong

những sản phẩm tạo nền tảng phát triển cho các sản phẩm điện tử phục vụ cho nhu

cầu của con người. Với sự tích lũy kiến thức cảu các môn học: Vật Liệu Linh Kiện

Điện Tử, Mạch Điện Tử 1, 2 và 3 đã đảm bảo cho chúng em có thể phân tích và

thiết kế một mạch lọc âm thanh điều chỉnh Bass – Treble.

Hiện nay có các mạch Bass - Treble phổ biến như là dùng 2 BJT, IC 4558,

TL062, TL084… Do đó em chọn mạch Bass – Treble dùng IC TL082 kết hợp mạch

khuếch đại công suất OCL để làm đồ án môn học 1.



MỤC LỤC

Tiêu đề TrangLời nói đầu

Chương I: Giới thiệu linh kiện

1.1: Các linh kiện trong mạch

1.2: Thông số và đặc tính kĩ thuật của linh kiện

Chươnh II: Tính toán và thiết kế mạch

2.1 Sơ đồ mạch âm sắc sử dụng TL082

2.2 Sơ đồ khối

ChươngIII: Thi công mạch

3.1 Nguyên lý hoạt động

Tài liệu tham khảo

1

1

1

7

7

10

13

14

15



SVTH: NGUYỄN VĂN ĐỒNG KHỞI 0


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU LINH KIỆN

1.1 Các linh kiện trong mạch

1.1.1 IC TL082, 7812, 7912

1.1.2 Biến trở có nút xoay 100KΩ, 50KΩ

1.1.3 Tụ gốm 104, 333p, 332p

1.1.4 Tụ hóa 2200µ, 10µ

1.1.5 Điện trở 10KΩ, 20KΩ, 22KΩ

1.1.6 Cầu diode 1A

1.1.7 Nguồn đôi ±12V

1.2 Thông số và đặc tính kĩ thuật của linh kiện

1.2.1 IC TL082

Hình 1.1: IC TL082 và sơ đồ chân

Đặc tính chung:

Điện áp cắt trong 15mV

Dòng vào định thiên thấp 50pA

Điện áp vào thấp 16nV/Hz



Dòng nhiễu thấp 0.01pA/Hz

Dải thông khuếch đại rộng 4MHz

Tốc độ chuyển mạch cao 13V/uS

Dòng vào cung cấp thấp 3.6mA

Trở vào cao 1012Ω

Méo đa hài tổng thấp ≤ 0.02%

Góc ồn thấp (1/f) 50Hz

Thời gian đáp ứng giải quyết 2uS

Nguồn cung cấp ± 18 ÷ ± 30

Nhiệt độ hoạt động 00C ÷ 700C

Nhiệt độ lớn nhất (toàn băng) 1500C

Đặc tính hoạt động ở chế độ AC

Tăng độ khuếch đại ghép nối (TA = 250C, 1 Hz ÷ 20Hz (đầu

vào)): -120dB

Tốc độ xoay chuyển mạch (VS = ± 15V, TA = 150C): 13V/uS

Tăng băng thông sản phẩm trong dảy (VS = ± 15V, TA =

150C): 4MHz

Điện áp ồn đầu vào tương đương (TA = 250C, RS = 100 Ω, f =

1MHz): 25nV/Hz

Dòng đầu vào tương đương (TA = 250C, f = 1MHz): 0.01

pA/Hz

Tổng méo đa hài ( Av = ± 10, RL = 10K, VO = 20VP-P), BW:

(20Hz ÷ 20KHz): < 0.02%



Những thuộc tính về hiệu suất

Hình 1.2: Mối tương quan giữa dòng vào định thiên với điện áp định thiên

chung (chế độ tĩnh) và nhiệt độ hoạt động của IC.

Hình 1.3: Mối quan hệ giữa điện áp ra và tải ra H1.3A và giữa độ khuếch đại

độ rộng dải thông với nhiệt độ môi trường H1.3B



Hình 1.4: Mối quan hệ giữa méo với tần số H1.4A và mối quan hệ giữa điện

áp ra chống nhiễu H1.4B

Hình 1.5:Mối quan hệ giữa tần số với độ điện áp mở H1.5A và giữa tần số với

tỉ lệ tín hiệu nhiễu H1.5B



Hình 1.6: Mối quan hệ giữa điện áp nguồn cấp với độ khuếch đại điện áp mở

H1.6A và giữa trở kháng với tần số tín hiệu ra H1.6B

Hình 1.7: Đáp ứng xung: Biễu diễn sự khác biệt giữa tín hiệu chưa được biến

đổi so với tín hiệu đã được biến đổi qua IC TL082



1.2.2 IC 7812 – 7912

Hình 1.8: IC 7812 - 7912

Thông số:

Nguồn cung cấp V0 (Min = ±11.5V:Max = ±12.5V)

Nguồn ra Vr = ±12V

Dòng cấp cho IC I0 ≤ 500mA

Dòng ra Ir = 1A

1.2.3 Tụ điện – Điện trở

Tụ: chỉ cho phép dòng điện một chiều đi qua. Tụ có giá trị càng nhỏ thì chỉ

cho phép tần số cao đi qua và ngược lại với tụ có giá trị lớn.

Điện trở: Có tác dụng hạn chế dòng và phân áp. Khi được kết hợp với tụ thì

khối này có tác dụng lọc thông tùy theo hằng số thời gian của chúng.



CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH

2.1 Sơ đồ mạch âm sắc sử dụng TL082

Hình 2.1: Sơ đồ mạch âm sắc TL082

2.1.1 Tầng tiền khuếch đại:

Từ đầu vào cho tới tụ 10uF (chiếm ½ TL082) sau khi tín hiệu lấy từ máy điện

thoại, radio hoặc máy nghe nhạc tín hiệu của tầng này rất nhỏ (cỡ 0.1 ÷ 0.3mV) do

đó khi qua đây tín hiệu sẽ được khuếch đại về cả điện áp và dòng với một hệ số

khuếch đại khá cao (được tính toán và thiết kế sẵn trong IC).

2.1.2 Tầng khuếch đại âm sắc:

Tiếp theo cho tới chân số 6 của IC TL082 tín hiệu sau khi được tiền khuếch

đại tiếp tục được đưa đến tầng này có nhiệm vụ tạo ra độ trẩm bổng cho tín hiệu tạo

cho âm thanh có một sự đa dạng về âm sắc. Như chúng ta đã biết âm thanh nghe

được lả thuộc khoảng từ (16Hz ÷ 20KHz) ngoài khoảng này do cấu tạo tai chúng ta

cho nên khó có thể phát hiển được âm thanh phát ra. Tần số càng thấp tạo âm thanh



trầm du dương, ấm áp (thường thuộc về nam giới) còn với tần số cao tạo cho ta một

cảm giác thanh cao, nhẹ nhàng mượt mà (thường thuộc về phái nữ) do đó mạch

khuếch đại âm sắc này tạo cho tín hiệu của chúng ta sự trầm bổng về âm thanh tùy

theo gu âm nhạc của từng người. Sau khi tín hiệu qua tầng tiền khuếch đại tín hiệu

được chia làm 3 nhánh với những chức năng nhiệm vụ như sau:

Nhánh thứ nhất với tổng trở vào khoảng hơn 70K gần như sau khi qua đây tín

hiệu bị suy hao hết cho nên cuối tầng này việc nối với chân số 7 của IC chỉ có tác

dụng tạo hướng đi thông tác cho tín hiệu. Tụ gốm 0.05pF có tác dụng chỉ cho tín

hiệu có tần số thấp đi qua đường mạch này cộng với biến trở 50K chúng ta có thể

điều chỉnh to nhỏ tín hiệu tần số thấp này (đó là nguyên lý mạch bass).

Nhánh thứ hai (tầng mid_range) tổng trở của cả nhánh khá cao cho nên cũng

như trên cuối nhánh này tín hiệu suy hao rất đáng kể việc nối chúng với chân số 7

của TL082 cũng hệt như của nhánh bass bên trên ( nhánh thứ 3 bên dưới cũng hoàn

toàn tương tự). Điều ta quan tâm ở đây là giá trị của tụ gốm (tụ có khả năng cho tín

hiệu tần số cao đi qua tùy thuộc vào giá trị gjhi trên tụ) ở nhánh này việc kết hợp

biến trở với hai tụ gốm 0.005pF, 0.022pF cho phép tín hiệu thuộc dải trung bình

giữa trầm và bổng tạo một sự điều tiết hài hòa cho tín hiệu ở dải thông này gần như

âm thanh mà tai ta nghe thấy bass – treble không tần số tín hiệu nào vượt nên.Việc

điều chỉnh cường độ tín hiệu phụ thuộc vào biến trở 50K.

Nhánh thứ ba (tầng treble) việc đưa vào sử dụng tụ gốm 0.005pF cho phép tín

hiệu tần số cao đi qua (cuối dải âm thanh nge thấy của tai người) mà đây là dải tần



của tín hiệu thanh cao cho nên việc điều chỉnh cường độ của nó chỉ còn phụ thộc

vào biến trở 100K mà thôi.

Một lưu ý rằng: việc cho phép tín hiệu tần số như thế nào đi qua mỗi nhánh

là do sự kết hợp giữa điện trở và tụ điện tạo cho chúng có một hằng số thời gian cho

phép những dải thông của tín hiệu thuộc tần số nào đi qua (quá trình lọc thông).

2.1.3 Tầng khuếch đại trung tần:

Tất cả tín hiệu sau khi lọc và qua chiết áp VR được tổng hợp lại và được đưa

đến chân số 6 của IC TL082 trực tiếp làm tín hiệu đầu vào của tầng khuếch đại

trung tần, việc điều chỉnh âm sắc sao co phù hợp với gu nghe của từng người giờ

đây tín hiệu được tiếp tục đưa vào phần khuếch đại còn lại của TL082 và nhiệm vụ

của phần này là khuếch đại mật tín hiệu ra lên tới vài chục thậm chí vài trăm mV

sao cho công suất đủ lớn tiếp tục đưa đến cho mạch khuếch đại công suất. Với

những thông số khuếch đại được nhà chế tạo đưa ra với tín hiệu đầu vào thuộc giới

hạn cho phép thì đầu ra luôn có được tín hiệu khuếch đại (có độ lớn) mong muốn và

với cho phép đủ để đưa tới tầng khuếch đại hoạt động.



2.2 Sơ đồ khối

2.2.1 Khối khuếch đại

Hình 2.2: Khối khuếch đại

Chọn RV1 = 50K

f = 0.318Hz

=> = 10µF

Tín hiệu được đưa vào chân (-), còn chân (+) của Opamp nối mass đây là

mạch khuếch đảo theo công thức

= -2.2Vi



2.2.2 Khối Bass – Treble

Hình 2.3: Khối chỉnh Bass – Treble

Yếu điểm của mạch lọc RC thụ động là không có khả năng khuếch đại

và phụ thuộc nhiều vào tải nên dễ gây méo dạng phi tuyến tính hiệu ra.



Nếu thêm vào đó phần tử không đường thẳng có khả năng khuếch đại

như transistor hoặc IC thì sẽ trở thành mạch lọc tích cực và hoàn toàn khắc phục

được các yếu điểm nêu trên.

Mạch lọc bây giờ được mắc trong vòng hồi tiếp âm của phần tử khuếch

đại, mà op-amp tuyến tính là linh kiên thông dụng nhất. Nhờ có op-amp mà bộ lọc

coi như có khuếch đại để bù lại tổn hao qua bộ lọc (thông thường là 20dB), đồng

thời do tổng trở vào của đầu đảo lớn nên dễ dàng phối hợp với tồng trở ra của bộ

lọc. Mặt khác, tổng trở ra của op-amp nhỏ và lại có hồi tiếp âm theo tần số, nên bộ

lọc làm việc rất ổn định, gần như không bị ảnh hưởng của tải. Do vậy độ méo phi

tuyến của bộ lọc được giảm nhỏ.



CHƯƠNG III: THI CÔNG MẠCH

Hình 3.1: Sơ đồ mạch nguyên lý

3.1 Nguyên lý hoạt động

Tụ C2 = 10uF là tụ phân cực dùng để lọc tín hiệu vào

Nhánh hồi tiếp bass bao gồm R3-4= 10K và tụ 333



Nhánh hồi tiếp treble gồm tụ 332, R6 = 10K

R5-6= 10K có tác dụng ngăn nhiễu giữa bass và treble, tụ C7= 10uF để lọc tín

hiệu ra

Biến trở 50K dùng để tăng độ lợi cho ngõ ra để chỉnh to hoặc nhỏ sau mạch

này cần dùng 1 bộ khuếch đại là transistor hoặc OpAmp

Tụ C7 = 10uF kết hợp các trở R7 = 22K, R8 = 10K làm êm dịu âm sắc thanh

lúc tăng (boost) hay giảm (cut)

Khi biến trở RV3 dịch hết sang trái (boost), tần số trầm được khuếch đại lớn

nhất vì hồi tiếp âm nhỏ nhất. Khi biến trở RV3 dịch hết sang phải (cut), hồi tiếp âm

lớn nhất, hàm truyền giảm cực tiểu nên tần số trầm khuếch đại nhỏ nhất.

Khi biến trở RV2 dịch hết sang trái (boost), tần số bổng được khuếch đại lớn

nhất vì hồi tiếp âm nhỏ nhất. Khi biến trở RV2 dịch hết sang phải (cut), hồi tiếp âm

lớn nhất, hàm truyền giảm cực tiểu nên tần số bổng khuếch đại nhỏ nhất.



Hình 3.2: Mạch layout



TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TÍNH TOÁN VÀ ỨNG DỤNG MẠCH LỌC TÍCH CỰC – Ngô Anh Ba –

NXB Khoa Học và Kĩ Thuật – 1995

[2] Bài Giảng Điện Tử Tương Tự - ThS. Nguyễn Thị Ngọc Anh

[3] http://www.dientuvietnam.net

[4] www.wikipedia.org


http://www.dientuvietnam.net/

mạch chỉnh âm sắc bass - treble

Documents

Transcript of mạch chỉnh âm sắc bass - treble