Đang tải... (xem toàn văn)
MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX (có sơ đồ mạch) .......... MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX (có sơ đồ mạch) .......... MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX (có sơ đồ mạch) .......... MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX (có sơ đồ mạch) ..........
MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GND Ground IC Integrated Circuit Vcc Voltage common collector AC Alternating Current DC Direct Current BJT Bipolar Junction Transistor B Base C Collector E Emitter Trang 5/21 CHƯƠNG MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX 1.1 Tổng quan mạch khuếch đại dùng Transistor Mạch khuếch đại dùng Transistor với mục đích làm tăng cường độ điện áp hay dòng điện tín hiệu mà thường gọi chung mạch khuếch đại Thực chất khuếch đại trình biến đổi lượng có điều khiển mà lượng chiều nguồn cung cấp không chứa thông tin, biến đổi thành lượng xoay chiều theo tín hiệu điều khiển đầu vào, chứa đựng thơng tin, làm cho tín hiệu lớn lên nhiều lần tín hiệu vào không xãy méo dạng 1.2 Các linh kiện điện tử sử dụng mạch 1.2.1 Micro điện dung Là linh kiện điên tử dùng để thu nhận âm từ bên vào mạch khuếch đại, với âm nhận vào sóng hình sine Hình 1-1: Micro điện dung [2] Cấu tạo gồm miếng chất áp điện nghĩa bề mặt tích điện ngược dấu bị nén giản Một mặt miếng nối với mass (vỏ micro nhôm) MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 6/21 1.2.2 Điện trở Là linh kiện điện tử dùng nhiều mạch điện tử với chức làm giảm dòng điện Nó xuất nhiều phổ biến Hình 1-2: Điện trở [2] 1.2.3 Tụ điện Là loại linh kiện có mạch điện dùng phổ biến, tụ điện có chức lọc nhiễu cho tín hiệu, giúp điện áp phẳng, thường sử dụng khối chứa điện nhiều công hiệu quang khác Hình 1-3: Một số loại tụ điện [2] MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 7/21 1.2.4 Diode bán dẫn Là linh kiện dùng phổ biến mạch điện tử đơn giản hay phức tạp, diode với chức cho dòng điện dẫn theo chiều từ dương cực sang âm cực điện áp ngưỡng bé điện áp phân cực thuận, theo chiều ngược lại diode khơng dẫn Hình 1-4: Diode bán dẫn [4] 1.2.5 Diode phát quang (LED) Là linh kiện dùng phổ biến mạch điện tử, mà diode phát quang cho phân cực thuận diode chiếu ánh sáng, diode phát quang sử dụng để làm đèn báo cho mạch nguồn, led sáng báo có điện mạch Hình 1-5: Diode phát quang [1] MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 8/21 1.2.6 Transistor lưỡng cực Transistor với chức cơng tắc đóng ngắt hay phần tử khuếch đại mạch Transistor phổ biến có hai loại PNP NPN, lớp bán dẫn điện dương cực ghép hai lớp bán dẫn điện âm cực ta Transistor NPN (transistor ngược), trái lại lớp bán dẫn điện âm cực nằm hai lớp bán đẫn điện dương cực ta có Transistor PNP (transistor thuận) Hình 1-6: Transistor lưỡng cực [3] 1.2.6.1 Transistor BC548 (N-P-N) BC548 Transistor loại NPN dùng phổ biến nhiều mạch điện tử nay, có hệ số khuếch đại khoảng từ 110 – 800 Hình 1-6-1: Transistor BC548 [3] MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 9/21 Các thông số giá trị BC548 NPN silicon Điện áp maximum: VCEO = 30V VCBO = 30V VEBO= 30V Dòng điện maximum: ICE = 100mA Cơng suất Max: PC = 500 mW Giới hạn nhiệc độ làm việc: -550C ~ 1250C Sơ đồ chân BC548 Chân số 1: chân Collector Chân số 2: chân Base Chân số 3: chân Emitter 1.2.6.2 Transistor 2SC2383 (N-P-N) 2SC2383 loại transistor NPN, có mặt nhiều mạch điện tử Chức chủ yếu khuếch đại gọi transistor công suất Hệ số khuếch đại 2SC2383 nằm khoảng từ 40 – 310 Hình 1-6-2: Transistor 2SC2383 [3] MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 10/21 Các thông số giá trị 2SC2383 NPN silicon Điện áp maximum: VCEO = 160V VCBO = 160V VEBO= 6V Dòng điện maximum: ICE = 1A Cơng suất Max: PC = 900 mW Giới hạn nhiệc độ làm việc: -550C ~ 1250C Sơ đồ chân 2SC2383 Chân số 1: chân Emitter Chân số 2: chân Collector Chân số 3: chân Base 1.2.7 Loa Loa thiết bị dùng để phát tín hiệu sóng âm mà cụ thể âm Nhận dạng tín hiệu âm thể tín hiệu điện từ khuếch đại, sau rung lên tạo sóng âm tương thích qua khơi phục lại âm lúc đầu Hình 1-7: Loa 8ohm [2] MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 11/21 1.2.8 Biến áp 220V-12V Biến áp thiết bị có chức biến đổi điện áp theo mong muốn, với cấu tạo gồm có cuộn sơ cấp thứ cấp Biến áp làm việc dựa vào cảm ứng điện từ, điện cuộn sơ cấp thay đổi điện thứ cấp nhờ vào từ trường, số vòng dây quấn lõi sắt điều chỉnh điện áp cuộn thứ cấp Hình 1-8: Biến áp 220V-12V [1] 1.2.9 Cầu diode Cầu diode dùng với chức biến đổi dòng xoay chiều AC thành dòng chiều DC Hình 1-9: Cầu diode MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 12/21 [2] 1.2.10 IC ổn áp 7809 IC 7809 có chức giúp cho điện áp ngõ ổn định mức 9V, ngõ có 9V bắt buộc điện áp ngõ vào phải ln lớn 9V Hình 1-10: IC ổn áp 7809 [3] 1.2.11 Nút nhấn (2 chân) Nút nhấn hai chân loại nút nhấn có số lượng chân lớn hơn, trạng thái bình thường nút nhấn ví trị mở, nhấn vào nút nhấn đóng Khi đóng có tín hiệu chạy qa nút nhấn, mạch nối với nút nhấn hoạt động Hình 1-11: Nút nhấn chân MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 13/21 [5] 1.3 Giới thiệu mạch 1.3.1 Mạch giao tiếp thoại truyền Duplex Mạch giao tiếp thoại truyền Duplex loại mạch thoại dùng để giao tiếp qua lại hai vật khoảng cách đáng kể, tín hiệu truyền đơn cơng Mạch có tên tiếng anh Low cost intercon using transistor, qua ta biết ý nghĩa mạch mạch liên lạc tần số thấp dùng Transistor Ta cấp nguồn 9V DC để mạch hoạt động, tín hiệu âm qua Micro chuyển thành tín hiệu sine, tín hiệu sine qua hai tầng khuếch đại với Transistor BC548, cuối tầng khuếch đại với Transistor cơng suất SC2383 để đẩy tín hiệu loa đủ lớn với yêu cầu đề tài 1.3.2 Các cơng thức tính tốn • Mạch tầng khuếch đại dùng Transistor BC548 Tầng thứ thứ hai mạch dùng transistor BC548 để thực khuếch đại tín hiệu, hai tầng mắc theo kiểu E chung Được ghép liên tầng tụ điện Hình 1-12: Cấp nguồn cho Transistor theo phương pháp định dòng [6] MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 14/21 ICO = β*IBO; UCEO = EC-ICO.RC • Mạch tầng khuếch đại dùng Transistor 2SC2383 Hình 1-13: Sơ đồ cung cấp ổn định điểm làm việc nhờ hồi tiếp âm dòng chiều [2] IC = * IB VCE =VCC - IC*RC –IE*RE MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 15/21 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH 2.1 Sơ đồ khối Khối nguồn Khối thu Khối khuếch đại tín hiệu Khối phát Hình 2-1: Sơ đồ khối mạch 2.2 Sơ đồ nguyên lý cho khối 2.2.1 Khối nguồn Hình 2-2: Khối nguồn Khối nguồn có chức biến đổi điện áp xoay chiều (AC) với giá trị điệp áp 220V thành điện áp chiều 9V qua IC 7809 để cung cấp cho khối mạch hoạt động ý muốn Lúc ta cấp nguồn 220V cho biến áp ngõ cuộn thứ cấp có giá trị 12V, ngõ cấp tới hai đầu xoay chiều càu diode với chức điều chỉnh dòng AC thành dòng DC Khi ngõ MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 16/21 hai đầu diode có nguồn tầm 12V DC Ngõ ngõ vào cấp cho IC ổn áp 7809, tụ điện lúc có chức loại bỏ tốt đa nhiễu ổn định điện áp, ngõ IC 7809 ta thu dòng 9V DC theo mong muốn 2.2.2 Khối thu Hình 2-3: Khối thu [4] Khối thu mạch Micro điện dung có hình dạng tụ điện, màng giống mảng tụ điện âm tác động lên màng thu nhận âm qua tạo rung động, màng rung chuyển rung động âm thành tín hiệu âm vào khối khuếch đại Đây loại Micro có độ nhạy cao, âm xử lý xác để thực mục đích thu nhận tín hiệu để chuyển vào khối khuếch đại MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 17/21 2.2.3 Khối khuếch đại Hình 2-4: Khối khuếch đại xử lý tín hiệu âm Khi nhận tín hiệu âm chuyển vào, khối khuếch đại xử lý tín hiệu Tín hiệu khuếch đại qua tầng Transistor ghép với tụ điện, sau qua tầng nhờ vào hệ số khuếch đại Transistor việc thiết kế săp xếp linh kiện khác mà tín hiệu khuếch đại đến mộ mức Tầng thứ ba tầng khuếch đại Transistor công suất, sau tầng tín hiệu đưa khối phát Lúc ta hoàn thành mục đích việc xử lý khuếch đại theo yêu cầu đề tài 2.2.4 Khối phát Tín hiệu khuếch đại theo mục đích mong muốn phát loa (8Ω) Loa đóng vai trò khối phát, tín hiệu lớn nhiều lần tín hiệu vào MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 18/21 2.3 Sơ đồ nguyên lý mạch đồ án Hình 2-5: Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp thoại truyền Duplex Khi ta cấp nguồn 9V vào cho mạch nhấn nút Switch (S1) Nguồn điện qua R1 tạo dòng điện, dòng có chức kích thích Micro để đưa tín hiệu qua tụ C1 qua tác động để Transistor T1 hoạt động Điện trở R2 có chức định thiên (hạn dòng), dòng xoay chiều vào cực gốc T1 xuất dòng xoay chiều cực góp đầu tầng Điện trở R3 có tác dụng khuếch đại cho Transistor Các tụ C1, C2 C4 tụ nối tầng với với nhau, chức ngăn khơng cho điện áp chiều qua (hoặc nói cách khác tụ tách thành phần DC) Tầng thứ với chức tầng khuếch đại Ở tầng thứ ta có Transistor tụ điện, điện trở mắc tầng MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 19/21 thứ nên chức tầng tầng khuếch đại Qua đến tầng thứ ta có Transistor T3, Transistor 2SC2383 sử dụng, Transistor cơng suất, chức nâng tín hiệu loa, giúp cho việc khuếch đại mong muốn Điện trở R6 điện trở định thiên, phân cực cho Transistor T3 R7 điện trở hồi tiếp âm với chức ổn định nhiệc cho Transistor tụ C5 nối song song với điện trở R7, người ta gọi tụ bypass, tụ với chức thoát thành phần xoay chiều xuống đất giúp ngăn hồi tiếp âm xoay chiều Cuối tụ C6, tụ có chức giảm nhiễu cho dòng xoay chiều AC Còn lại ta thấy nút nhấn Switch S2, ta nhấn vào Transistor T1, T2 tạo thành mạch giao động đa hài, phát tiếng hú, bên nghe tín hiệu họ phản hồi lại Mạch đồ án ghép tầng khuếch đại Emitter chung (EC) chế độ A Tín hiệu khuếch đại hai chu kì âm dương tín hiệu vào Mạch gây méo dạng nhỏ lại có hiệu suất thấp, khoảng 25% MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 20/21 2.4 Sơ đồ mạch in Hình 3-6: Sơ đồ mạch in MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 21/21 Altium Designer dùng để thiết kế mạch in cho đề tài dựa vào sơ đồ nguyên lý Mạch sau suất file PDF in loại giấy đặc biệc, tiếp ủi cho lớp mực giấy in bám vào board đồng, mực bám hoàn toàn vào board ta mang mạch ngâm vào dung dịch bột sắt pha với lượng nước vừa phải, ta tiến hành lắc dung dịch sắt lớp đồng board khơng dính mực in bị rữa trơi, lại hình ảnh mạch ta mong muốn thể hình 3-6 Đễ khoan gắn linh kiện vào board đồng ta lấy miếng giấy nhám chuồi để lớp mực in bị bay hết đi, lại lớp đồng tương đương với đường dây mạch MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 22/21 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC TẾ Hình 3-1: Mạch hồn chỉnh Sau in mạch xong ta tiến hành khoan lỗ cho vị trí chân linh kiện mạch khoan mini, hàn chân linh kiện vào board đồng vị trí chân phù hợp với sơ đồ mạch in, thực với mạch đồ án mạch nguồn Quá trình hàn linh kiên ta hàn linh kiện có kích thước thấp trước như: điện trở, nút nhấn, tụ điện, transistor… sau ta hàn linh kiện có kích thước cao như: domino, tụ hóa, led, cầu diode… Khi hồn thành hết công đoạn ta thu mạch đồ án mạch nguồn hình ảnh MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 23/21 CHƯƠNG KẾT LUẬN 4.1 Kết - Mạch thiết kế thỏa mãn với yêu cầu đề tài Âm truyền tới vị trí người nghe mà khơng bị cản trở từ - yếu tố bên ngồi Đúng với tính chất mạch thoại (có tính giao thoại qua lại - đầu) Hộ trợ cho việc giao tiếp (truyền Duplex) Mạch dễ lắp ráp chi phí thấp 4.2 Ứng dụng mạch thoại Mạch thoại sử dụng nhiều việc chuyển phát tín hiệu, chức phát tín hiệu lớn tín hiệu âm vào quan trọng hết truyền tín hiệu âm khoảng cách xa, phạm vi hoạt động rộng Một số thiết bị sử dụng mạch có chức khuếch đại âm thường gặp: - Điện thoại động với chức truyền tín hiệu xa Bộ đàm thoại đùng qn Âm ly Ngồi mạch khuếch đại có chức mạch thoại để khuếch đại phát âm tích hợp nhiều thiết bị như: máy vi tính, laptop, đồ chơi trẻ em, xe tự hành… 4.3 Hướng phát triển Từ việc tìm hiệu nguyên lý hoạt động chức mạch giao tiếp thoại sử dụng Transistor với mục đích khuếch đại tín hiệu, tương lại việc ứng dụng để đem lại nhiều lợi ích cho hệ thống thu phát tín hiệu tươi sáng Ví dụ như: - Ta thu tín hiệu từ nhà du hành vũ trụ nhanh dễ dàng - giao tiếp với nhà thá hiểm lòng đất đàm thu phát tín hiệu lòng đất với độ sâu lớn MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 24/21 - Thiết bị chăm sóc sức khỏe bệnh nhân thông qua chuyển động sinh lý từ bên bên thể người bệnh để kịp thời xử lý…vv MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 25/21 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] www.wikipedia.com [2] www.dientuchiase.com [3] www.alldatasheet.com [4] www.voer.edu.vn [5] http://robocon.vn [6] daotaodaihoc.edu.vn Lê Tiến Thường (2011), “Mạch điện tử 1”, Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Lê Tiến Thường (2011), “Mạch điện tử 2”, Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX ... mạch nối với nút nhấn hoạt động Hình 1-11: Nút nhấn chân MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 13/21 [5] 1.3 Giới thiệu mạch 1.3.1 Mạch giao tiếp thoại truyền Duplex Mạch giao tiếp thoại truyền. .. tín hiệu vào MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 18/21 2.3 Sơ đồ nguyên lý mạch đồ án Hình 2-5: Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp thoại truyền Duplex Khi ta cấp nguồn 9V vào cho mạch nhấn nút... khoảng 25% MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 20/21 2.4 Sơ đồ mạch in Hình 3-6: Sơ đồ mạch in MẠCH GIAO TIẾP THOẠI TRUYỀN DUPLEX Trang 21/21 Altium Designer dùng để thiết kế mạch in cho