Đề tài Mạch âm thanh dùng IC TDA2009A

LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay đất nước ta đang bước vào công cuộc công nghiệp hóa ,hiện đại hóa.Để thực hiện được mục tiêu đó đòi hỏi phải có một ngành công nghiệp đi tiên phong phát triển để vân hành và điều khiển hệ thống máy móc,trang thiết bị hiện đại phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa đó là ngành Điện tử.Ngành Điện tử có rất nhiều ứng dụng trong đời sống xã hội, tùy từng ngành ,từng nghề mà ngành Điện tử có những ứng dụng cụ thể. Các mạch điện tử cơ bản vốn được coi là một trong những kiến thức cơ sở,vì vậy để học tốt kiến thức chuyên ngành thì việc nắm vững đặc điểm và nguyên lý ,cách thiết kế và làm mạch thực tế là rất quan trọng .bài thực hành với những kiến thức nền tảng sẽ giúp các bạn hiểu hơn về cách thiết kế mạch điện tử cơ bản Là một sinh viên đang học khoa Điện tử của trường ĐAI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI em đã được học nhiều môn của ngành Điện tử để trang bị cho mình những kiến thức cơ bản nhất ,trong đó có môn kĩ thuật truyền hình mà em đang được giao nhiệm vụ làm bài tập lớn làm mạch in chạy thực tế .Đề tài của em là:Mạch Âm Thanh Dùng ic TDA2009A Nội dung của bài thực hành này là thực hiện mạch âm thanh dùng ic TDA2009A là sự kết hợp hai chế độ của ic thành một cho ra âm thanh chuẩn hay,mạch này đã được em thiết kế nhơ vào nguồn tai nguyên phong phú là mạng internet,một số giáo trình như: linh kiện điện tử,kỹ thuật truyền hình…, Đây thực sự là cơ hội tốt cho em tích lũy được những kinh nghiệm quý báu để phục vụ cho học tập và công việc sau này Tuy chúng em đã có nhiều cố gắng khi biên soạn và bài báo cáo thực hành không tránh khỏi những khiếm khuyết.chúng em rất hy vọng nhận sự góp ý của Thầy Cô và các bạn để bài thực hành được hoàn thiện hơn. Cuối cùng ,chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Cô và các bạn giúp em hoàn thành bài thực hành này. Hà nội - 2012 sinh viên thực hiện: ĐẬU ĐỨC THƯƠNG Nhiệm vụ đồ án môn học: Tên đề tài : Mạch Âm Thanh Dùng ic TDA2009A Phần I: Sơ đồ khối và tác dụng từng khối. Phần II:Sơ đồ nguyên lý và phân tích nguyên lý hoạt động. Phần III:Mạch layout và mạch thực tế. Phần IV..Kết luận: Phần VI..Nhận Xét : Phần I: Sơ đồ khối và tác dụng từng khối. Anh Mạch Âm Thanh Dùng ic TDA2009A gồm 3 khối:Khối Nguồn , Phần II:Sơ đồ nguyên lý và phân tích nguyên lý hoạt động. Phần III:Mạch layout và mạch thực tế. Phần IV..Kết luận: Phần VI..Nhận Xét : 1.1.Sơ đồ nguyên lý hoàn chỉnh của mạch trên Orcad/capture 1.2.Sơ đồ nguyên lý cu the cua mạch trên orcad/capture 2..Nội dung 2.1.. nguyên lý hoạt động 2.1.1.Khối nguồn Hình3 :Khối Nguồn Xét mạch lọc nguồn hình3 Dùng biến áp khoảng 9~12AC được lọc chỉnh lưu thành điện áp 12VDC một chiều qua Diode cầu ,sau khi được chỉnh lưu ta dùng 1 con IC 7805(IC ổnáp) đưa ra một điện áp chuẩn là 5VDC giữ cho điện áp ổn định và bằng phẳng để cấp cho mạch chính hoạt động ổn định ,các giá trị tụ điện đưa vào mục đích lọc nhiễu tần số caotrên đường nguồn, đưa ra điện áp bằng phẳng hơn.giả sử trên đường mạch không có các tụ thì mạch sẽ tồn tại sóng nhấp nhô có tần số cao ,và nhiễu nó sẽ gây ra sai sót và làm cho mạch không ổn định.. Hình4 :mạch chỉnh lưu cầu khi có tụ 2.1.2.Khối phát xung PWM 2.1.2.1 ) PWM là gì?Trước khi tìm hiểu sâu chúng ta hãy tìm hiểu định nghĩa của PWM là gì? Như vậy Phương pháp điều chế PWM có tên tiếng anh là Pulse Width Modulation là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải hay nói cách khác là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông dẫm đếm sự thay đổi điện áp raCác PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng của sườn HÌNH 5:khối phát xung tổng quan Thực tế thì trong con ic lm324 có bốn bộ khuyếch đại OA ,ta có thể tạo bốn bộ đó bộ tích phân ,vi phân ,bộ cộng ,bộ trừ...,cụ thể ic lm324 như sau: LM324: 14 pin kết nối Từ phân tích trên ta có mạch phát xung PWM như sau: HÌNH 6: KHỐI PHÁT XUNG CỤ THỂ Từ sơ đồ hình 5 và hình 6 ta thấy là: Mạch có 2 bộ là dao đông va so sánh + Khâu dao động : Khâu này bao gồm các U1a, U1c, U1d. Đây là các Opam tạo ra xung răng cưa chuẩn. Xung răng cưa được tạo từ mạch dao động xung vuông qua bộ tích phân dùng Opam để tạo ra xung răng cưa. + Khâu so sánh để tạo ra xung vuông : Khâu này có nhiệm vụ tạo ra xung vuông điều chỉnh được về sườn lên và sườn xuống. Khâu này lấy tín hiệu xung răng cưa so sánh với tín hiệu một chiều để tạo ra xung vuông đồng thời đây là xung điều khiển. IC so sánh là U1b. Ta thấy u1a và u1b hình thức là mọt hình vuông dạng sóng tam giác,u1c nhơ R6,R7 tạo một điện áp 6v cung cấp duy nhất cho OA thay vì điện áp kép v+/-. Đầu vào không đảo tích phân v=Vcc/2 tụ bắt đầu nạp điện nguồn qua R4 =Vcc/2R4 nap cho đến luc =0.75Vcc khi C3 nạp đầy bắt đầu xả đên 0.25vcc và cứ như thế tạo nên một quá trình lặp đi lặp lại tạo nên một làn sóng răng cưa cứ đu đưa ở 1/4vcc và 3/4vcc thì f=R2/(4R4C3R3). Tỉ lệ R2,R3 ảnh hưởng đến tần số f và biên độ của xung răng cưa V tối đa=Vcc(R2+R3)/2R2=8.82v V tối thiểu=Vcc(R2-R3)/2R2=3.18v Fpwm=V tải/12v*t U1B so sánh xung răng cưa với mưc đầu vào để điều chế độ rộng xung vuông, U1B chân 6 nhận được một điện áp (tín hiệu điện áp một chiều) từ R5 ,VR(R9) ,điên áp bậc thang R7 đươc so sánh với bậc thang dạng răng cưa từ U1D khi điên áp dượi mức chân 6 ,điểm on/off đươc di chuyển lên xuống làn sóng tam giác tạo ra một biên độ xung. Điện trở R5,R6 được dùng được thiết lập làm điểm kết thúc của sự kiểm soat VR(R9). Để điều khiển được điện áp ra tải thì người ta điều khiển điện áp vào chân đảo của U1b (Biên độ của điện áp lớn nhất là 12V). Tín hiệu xung tam giác được đưa vào chân không đảo. Tại đây hai tin hiệu này được so sánh với nhau và đầu ra sẽ có dạng xung vuông ở IC U1b. Độ rộng ( thời gian sườn lên và sườn xuống) của xung vuông này còn phụ thuộc vào điện áp được đưa vào chân đảo của U1b như thế nào? Ở trên mạch thì biến trở VR(r9) có nhiệm vụ tạo điện áp vào chân đảo của U1b. Điện áp này người ta gọi là điện áp tham chiếu. + Điện áp tham chiếu càng lớn thì xung điều khiển đầu ra sẽ có sườn lên càng nhỏ, sườn xuống lớn nên điện áp ra tải sẽ nhỏ.+ Điện áp tham chiếu càng nhỏ thì xung điều khiển đầu ra sẽ có sườn lên lớn và sườn xuống nhỏ nên điện áp ra tải sẽ lớn (max = Vcc).Đây cũng là nguyên lý trong kỹ thuật điều chế độ rộng xung hay điều khiển điện áp ra tải. Ta có hình vẽ dãn đồ xung sau: Một so sánh so sánh điện áp răng cưa với điện áp tham chiếu. Khi điện áp răng cưa lên trên điện áp tham chiếu, một bóng bán dẫn điện được bật. Khi nó giảm xuống dưới tham chiếu, nó được tắt. Điều này cung cấp cho một đầu ra sóng vuông góc với động cơ quạt. Nếu chiết được điều chỉnh để cung cấp cho một điện áp tham chiếu cao (nâng cao dòng màu xanh) , răng cưa không bao giờ đạt đến nó, do đó, đầu ra là số không. Với một tham chiếu thấp, so sánh luôn luôn là, cho toàn bộ sức mạnh. Tại chân số 6 ic lm324 dùng 1 con triết áp có giá trị là 10k ,điện trở có giá trị 100R làm cầu phân áp để lấy ra điện áp chuẩn.(ta có thể điều chỉnh triết áp để thay đổi giá trị điện áp chuẩn để so sánh với điện áp vào ở chân 3) Ubh = I.R8 = (12 . 10.10^3)/(R8+R6) = 11,7 (v) Khi : Uv>Uch => Ur ->Ubh Uv Ur -> 0 2.1.3 .KHỐI CÔNG SUẤT RA TẢI HÌNH 7:công suất và tải Xung PWM được lấy từ chân 7 của lm 324 qua R11 để điều chỉnh tải Mosfet IRF 540 kênh n có nhiệm vụ đóng cắt tạo ra mức vôn lên cao,chuyển đổi năng lượng phat xung PWM từ R11 chuyển tải quq các nguồn xả,quá trình đóng mở Q1 phụ thuộc vào xung điều khiển,điện áp tải lại phụ thuộc vào thời gian mở của mostfet. Tụ c1 và c2 để loc phẳng điện áp vào,đồng thời loc nhiễu môt số dạng sóng chuyển đổi Dùng diode 4007 đểcho Motor chạy ổn định hơn ,led d3 để theo dõi độ biến thiên của xung Giản đồ xung Trên là mạch nguyên lý điều khiển tải bằng PWM và giản đồ xung của chân điều khiển và dạng điện áp đầu ra khi dùng PWM.Trong khoảng thời gian 0 - to ta cho van G mỏ toàn bộ điện áp nguồn Ud được đưa ra tải. Còn trong khoảng thời gian to - T cho van G khóa, cắt nguồn cung cấp cho tải. Vì vậy với to thay đổi từ 0 cho đến T ta sẽ cung cấp toàn bộ , một phần hay khóa hoàn toàn điện áp cung cấp cho tải.+ Công thức tính giá trị trung bình của điện áp ra tải :Gọi t1 là thời gian xung ở sườn dương (khóa mở ) còn T là thời gian của cả sườn âm và dương, Umax là điện áp nguồn cung cấp cho tải. ==> Ud = Umax.( t1/T) (V)hay Ud = Umax. với D = t1/T là hệ số điều chỉnh và được tính bằng % tức là PWMNhư vậy ta nhìn trên hình đồ thị dạng điều chế xung thì ta có : Điện áp trùng bình trên tải sẽ là :+ Ud = 12.20% = 2.4V ( với D = 20%)+ Ud = 12.40% = 4.8V (Vói D = 40%)+ Ud = 12.90% = 10.8V (Với D = 90%)  2.2..sơđồmạchnguyênlýhoànchỉnhtrênorcad/capture 2.3..mạch in trênorcad/layout HÌNH 8:SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ CHUYỂN SANG MẠCH IN HÌNH 9:SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỤ THÊ HÌNH 10:MẠCH IN TRONG LAYOUT ORCAD 2.4..sơđồmạchthựctế III…kếtluận Trong quá trình thiết kế chúng em có tham khảo đến tài liệu của môn học tư mạng internet môt số giáo trình bổ trợ cho đề tai nay.Tuy nhiên ,trong quá trình thực hiện khó tránh khỏi thiếu sót do trình độ chuyên môn chưa cao .Vì vậy chúng em rất mong nhận được đóng góp ý kiến chân thành từ thầy,cô giáo đề tài hoàn thiện hơn qua đó giúpchúng em có thêm phần hiểu biết trong quá trình học tập tiếp theo. ``````````*****chúngemxinchânthànhcảmơn*****``````````