MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM THANH TDA2030A File Word (Kèm File PROTEUS)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BÁO CÁO ĐỒ ÁN
Môn học: ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ 1
Đề tài:
MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM THANH
GVHD: ThS. NGUYỄN DUY THẢO
SVTH: LÊ MINH QUÝ MSSV: 13141266
VÕ SĨ NGUYÊN 13141211
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2016

2. LỜI NÓI ĐẦU
Có thể nói thiết bị khuếch đại âm thanh hay còn gọi là Ampli là một trong những
sản phẩm đầu tiên cho thấy các sản phẩm của ngành điện tử chúng ta có tính ứng dụng
cao trong đời sống hằng ngày... Từ đó tạo ra tiền đề phát triển cho những sản phẩm tiếp
theo của nghành điện tử, phục vụ cho các nhu cầu sinh hoạt và giải trí hàng ngày của
mỗi con người. Sau hơn 2 năm học, với sự tích lũy kiến thức của các môn học như Điện
tử cơ bản, Điện tử thông tin, Điện tử công suất… đã đảm bảo cho chúng em có thể phân
tích và thiết kế một mạch khuếch đại công suất âm thanh đơn giản.
Hiện nay mạch khuếch đại công suất âm thanh rất phổ biến trên thị trường, tầng
khuếch đại công suất thường được thiết kế sử dụng BJT ( FET) công suất, nhưng với
yêu cầu công suất vừa phải phục vụ cho nhu cầu giải trí cá nhân thì để đơn giản hơn ta
có thể thiết kế mạch khuếch đại công suất sử dụng các IC tích hợp sẵn như: TDA, LA,
LM, TL… Việc sử dụng các IC khuếch đại tương tự như một khối mạch điện phức tạp
đã được tích hợp sẵn chắc chắn sẽ dễ dàng và sáng sủa hơn nhiều so với việc chúng ta
tính toán, thiết kế, từng bước xác định tất cả các thông số của các phần tử trong mạch
như transistor, điện trở, tụ điện v.v... để cho ra thành phẩm cuối cùng.
Nhận thức được sự tiện lợi cùng những ưu điểm vượt trội từ việc sử dụng các IC
khuếch đại thuật toán này đem lại mà nhóm chúng em đi đến quyết định chọn đề tài
“Mạch khuếch đại công suất âm thanh” sử dụng IC công suất TDA2030A để thực
hiện đồ án cho môn học này.
Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng em tuy có nhiều thiếu sót nhưng nhờ được
sự hướng dẫn nhiệt tình cùng những góp ý quý giá mà thầy giáo Nguyễn Duy Thảo
mang lại, nhóm em mới có thể hoàn thành tốt đồ án cho môn học này. Vì đây là lần thực
hiện đồ án đầu tiên cho môn chuyên nghành nên mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn
sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót. Do đó chúng em rất mong nhận được nhiều
đóng góp ý kiến từ thầy Thảo nói riêng và các thầy cô giáo bộ môn khoa Điện – Điện tử
nói chung để đồ án môn học này ngày càng được hoàn thiện hơn. Thay mặt nhóm, em
xin chân thành cảm ơn!
Nhận xét của GVHD :
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Khoa Điện - Điện Tử Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp
Tp. Hồ Chí Minh, ngày.....tháng...... năm 2016
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC
(Bản lịch trình này được đóng vào đồ án)
Họ tên sinh viên 1: ……………………………………………………………………………...
Lớp: ………………………………………………………..MSSV: …………………………...
Họ tên sinh viên 2: ……………………………………………………………………………...
Lớp: ………………………………………………………..MSSV: …………………………...
Tên đề tài: ……………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………...
Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD
GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)

4. MỤC LỤC
Chương 1. GIỚI THIỆU YÊU CẦU – GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI...........................1
1.1 Mục tiêu .............................................................................................................1
1.2 Lý do chọn đề tài ................................................................................................1
1.3 Giới hạn đề tài ....................................................................................................1
Chương 2. THIẾT KẾ...............................................................................................1
2.1 Giới thiệu ...........................................................................................................1
2.2 Thiết kế sơ đồ khối .............................................................................................1
2.3 Chức năng của từng khối ....................................................................................2
2.3.1 Khối nguồn ..................................................................................................2
2.3.2 Khối tiền khuếch đại.....................................................................................2
2.3.3 Khối âm sắc..................................................................................................2
2.3.4 Khối khuếch đại công suất............................................................................2
2.4 Khảo sát một số linh kiện quan trọng được sử dụng trong mạch ........................3
2.4.1 IC TDA2030A..............................................................................................3
2.4.2 IC TL082 .....................................................................................................4
2.5 Thiết kế sơ đồ nguyên lý.....................................................................................5
2.5.1 Mạch nguồn .................................................................................................5
2.5.2 Mạch tiền khuếch đại ...................................................................................6
2.5.3 Mạch âm sắc ................................................................................................6
2.5.4 Mạch khuếch đại công suất.........................................................................10
2.6 Sơ đồ nguyên lý chi tiết ....................................................................................11
Chương 3. THI CÔNG MẠCH ..............................................................................12
3.1 Danh sách các linh kiện ....................................................................................12
3.2 Vẽ sơ đồ nguyên lý...........................................................................................12
3.3 Vẽ sơ đồ mạch in..............................................................................................15
3.3.1 Bố trí linh kiện ...........................................................................................15
3.3.2 Đi dây ........................................................................................................16
Chương 4. KẾT QUẢ THỰC HIỆN.......................................................................16
Chương 5. KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................17
5.1 Kết luận............................................................................................................17
5.2 Hướng phát triển...............................................................................................17
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................18

5. ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN
1
minhquyute@live.com
Chương 1:
GIỚI THIỆU YÊU CẦU – GIỚI HẠN
1.1 MỤC TIÊU
Sau khi thực hiện xong đề tài này nhóm em sẽ hiểu rõ được nguyên lí làm việc của
các thiêt bị khuếch đại công suất cũng như có thể tự tay chế tạo được cho mình những
mạch ampli đơn giản để nghe nhạc hằng ngày.
1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Mạch khuếch đại âm thanh là một trong những sản phẩm tiêu biểu của ngành điện
tử có tính ứng dụng cao trong đời sống, phục vụ cho nhu cầu nghe nhạc, xem phim
giải trí hằng ngày của mỗi chúng ta.
1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Bằng những kiến thức cơ bản đã được học mà nhóm em đã có khả năng thiết kế lắp
ráp được mạch ampli có công suất nhỏ (tổng công suất hiệu dụng vào khoảng 40W khi
dùng 3 IC – TDA2030A), có thể sử dụng cho máy nghe nhạc MP3, điện thoại, tivi,
laptop… để phục vụ nhu cầu nghe nhạc giải trí hàng ngày trong căn phòng có diện tích
vừa và nhỏ. Mạch hầu hết sử dụng các linh kiện phổ biến trên thị trường và có giá cả
phù hợp với điều kiện tài chính của các bạn sinh viên. Mạch khuếch đại công suất âm
thanh trong dải âm tần từ 20Hz đến 20kHz.
Chương 2:
THIẾT KẾ
2.1 GIỚI THIỆU
Hầu hết ai trong số chúng ta đều nghe mọi người nhắc đến thiết bị có tên là Ampli,
thiết bị này hầu như không thể thiếu trong mọi gia đình. Ampli thực chất nó là một hệ
thống khuếch đại công suất âm thanh, thường gồm có các thành phần cơ bản như sau:
bộ nguồn cung cấp cho toàn bộ hệ thống làm việc, ngõ vào tín hiệu âm thanh đi qua bộ
chỉnh âm sắc bass, treble… tiếp đó đưa đến bộ phận khuếch đại tín hiệu và cuối cùng
mới tới ngõ ra để đưa tín hiệu âm thanh sau khi khuếch đại ra loa để thưởng thức.
2.2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI
Từ các yêu cầu của một hệ thống khuếch đại công suất âm thanh thì nhóm tiến hành
thiết kế sơ đồ khối của mạch như hình sau:

6. ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN
2
minhquyute@live.com
Hình 2.2 Sơ đồ khối mạch khuếch đại công suất âm thanh.
2.3 CHỨC NĂNG CỦA TỪNG KHỐI
2.3.1 Khối nguồn
Có chức năng cấp nguồn cho toàn bộ mạch để hoạt động.
2.3.2 Khối tiền khuếch đại
Có chức năng khuếch đại tín hiệu ngõ vào lên nhiều lần để đưa qua tầng âm sắc
xử lý. Khối này sử dụng IC TL082 để khuếch đại.
2.3.3 Khối âm sắc
Khối này cho phép chúng ta điều chỉnh được các đặc tính của tín hiệu âm thanh
ngõ vào như điều chỉnh âm trầm (bass), âm bổng (treble) tùy theo sở thích của người
nghe. Sử dụng các mạch lọc thụ động và mạch lọc tích cực để cho phép hoặc hạn
chế một dải tần số nào đó tùy theo nhu cầu, chẳng hạn muốn nghe âm trầm (bass) thì
cần hạn chế dải tần số cao đi qua và ngược lại với âm treble cần hạn chế dải tần số
thấp đi qua.
2.3.4 Khối khuếch đại công suất
Để có thể phát được âm thanh ra loa thì trước đó tín hiệu cần phải được khuếch
đại lên nhiều lần. Ở khối này có chức năng khuếch đại tín hiệu từ tầng âm sắc đưa
qua lên nhiều lần để đảm bảo tín hiệu này đủ lớn, có thể phát ra loa để chúng ta nghe
thấy được. Sử dụng IC công suất TDA2030 để khuếch đại.

7. ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN
3
minhquyute@live.com
2.4 KHẢO SÁT MỘT SỐ LINH KIỆN QUAN TRỌNG ĐƯỢC
SỬ DỤNG TRONG MẠCH
2.3.1 Khảo sát IC TDA2030A
Theo tài liệu mô tả của nhà sản suất thì TDA2030A là IC tích hợp có chức năng
khuếch đại tín hiệu tần số thấp ở chế độ AB, công suất ngõ ra lên tới 18W (với tải
4Ω) và có dòng ra cao, ổn định và méo dạng thấp.
Hình 2.4.1a Hình ảnh giới thiệu về IC TDA2030A của nhà sản xuất
 Sơ đồ chân:
Hình 2.4.1b Sơ đồ chân IC TDA2030A
 Các thông số định mức:
Kí hiệu Thông số Giá trị tối đa Đơn vị
Điện áp nguồn ± 22 V
Điện áp vào (tín hiệu)

8. ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN
4
minhquyute@live.com
Dòng ra tối đa 3.5 A
Công suất tiêu tán (tại 90°C) 20 W
Tstg,Tj Nhiệt độ hoạt động -40 đến +150 °C
Công suất ngõ ra
( 19V, 4Ω,
T = 25°C,
f = 40 đến 15000Hz)
18 W
 Ứng dụng điển hình:
Hình 2.4.1c Một ứng dụng điển hình của TDA2030A
2.4.2 Khảo sát IC TL082
TL082 là IC khuếch đại thuật toán có cấu tạo đặc biệt gồm 2 JFET ngõ vào có
băng thông làm việc rộng (lên đến 4MHz). Nó thường được dùng trong các mạch
khuếch đại đơn giản nhưng yêu cầu băng thông làm việc đủ rộng.
 Sơ đồ chân:
Hình 2.4.2a Sơ đồ chân của IC TL082

9. ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN
5
minhquyute@live.com
 Các thông số định mức cần quan tâm:
Kí hiệu Thông số Giá trị tối đa Đơn vị
Điện áp nguồn ± 18 V
Nhiệt độ hoạt động 0 đến +70 °C
Điện áp vào (tín hiệu) ± 15 V
 Ứng dụng điển hình:
Hình 2.4.2b Ứng dụng thường dùng của TL082
2.5 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
2.5.1 Mạch nguồn
Mạch sử dụng IC khuếch đại TDA2030 và TL082, cả hai đều sử dụng nguồn một
chiều đối xứng ±12V nên ta cần dùng máy biến áp để đưa nguồn xoay chiều 220V
xuống điện áp đối xứng 12V. Điện áp ngõ ra được chỉnh lưu toàn kỳ qua 4 diode để
trở thành nguồn một chiều đối xứng cung cấp cho toàn mạch.
Đối với mạch nguồn thì một thành phần không thể thiếu đó là các tụ lọc nguồn.
Ở đây ta dùng tụ có trị số 4700uF để san phẳng điện áp và dùng thêm tụ gốm 104 có
giá trị là 100nF để lọc nhiễu cao tần.
Hình 2.5.1 Mạch nguồn
2.5.2 Mạch tiền khuếch đại
Để có thể xử lý được tín hiệu qua nhiều tầng khác nhau thì cần đảm bảo tín hiệu
ngõ vào phải đến được tầng xử lý cuối cùng trước khi nó bị suy giảm hoàn toàn. Vì
Tải bản FULL (22 trang): bit.ly/2Ywib4t

10. ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN
6
minhquyute@live.com
vậy người ta cần khuếch đại tín hiệu ngõ vào này thông qua một mạch tiền khuếch
đại như hình dưới đây:
Hình 2.5.2 Mạch tiền khuếch đại.
 Xét mạch Op-Amp lý tưởng: ∞, 0 nên =
 Dòng qua : (2.1)
 Hệ số khuếch đại vòng kín:
=> (2.2)
Đối với mạch tiền khuếch đại thì độ khuếch đại tín hiệu không cần quá lớn như
mạch khuếch đại công suất đủ để tín hiệu đi qua được nhiều tầng xử lý tiếp theo mà
không bị suy giảm đi mất và một phần quan trọng hơn là để tín hiệu không bị sái
dạng đi nhiều khi nó còn phải tiếp tục đi qua các tầng xử lý tiếp theo… Thực tế người
ta thường chọn độ khuếch đại vào khoảng từ 5÷10 lần ở tầng này.
2.5.3 Mạch âm sắc
2.5.3a Âm trầm (Bass)
Là âm thanh có dải tần số nghe được nằm trong khoảng từ 20Hz đến 320Hz.
Với kiến thức đã học, chúng ta biết rằng mạch lọc tần số gồm có dạng lọc thụ
động và lọc tích cực. Khi làm việc ở tần số thấp, mạch lọc có điện cảm rất lớn dẫn
đến kết cấu chung của mạch lọc thụ động trở nên phức tạp và tốn kém. Do đó người
ta thường sử dụng mạch lọc tích cực để khắc phục những nhược điểm trên. Ở đây ta
sử dụng mạch lọc tích cực – mạch lọc thông thấp bậc 2 để lọc âm Bass.
Tải bản FULL (22 trang): bit.ly/2Ywib4t

11. ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ 1 LÊ MINH QUÝ – VÕ SĨ NGUYÊN
7
minhquyute@live.com
Hình 2.5.3a Mạch lọc thông thấp bậc 2 dùng hồi tiếp âm.
Tần số cắt của mạch lọc hình 2.5.3a: (2.3)
Để đơn giản người ta thường chọn ,
Lúc này: (2.4)
Suy ra giá trị điện trở cần tìm: (2.5)
Tính toán thiết kế đối với mạch lọc Bass này thì ta chọn tần số cắt là 320Hz.
Chọn tụ C = 33nF =>
. . .
15071Ω
=> Chọn R thực tế là 15kΩ.
Mạch lọc sử dụng Op-Amp khuếch đại đảo có hệ số khuếch đại vòng kín:
=> ∙ (2.6)
Chọn thiết kế mạch lọc có 10 thì:
10 10.15 150 Ω
=> ∙ 5 (Dấu trừ chứng tỏ tín hiệu ngõ ra ngược pha 180°
so với tín hiệu ban đầu).
Vậy mạch lọc có ngõ ra khuếch đại tín hiệu âm Bass lên 5 lần so với ban đầu.
Mạch sau khi tính toán thiết kế:
Hình 2.5.3a’ Mạch lọc âm trầm.
2.5.3b Âm bổng (Treble)
Với phần này ta có thể sử dụng mạch lọc thụ động – Mạch lọc thông thấp sử
dụng RC đơn giản như sau: