Giáo dục

Mạch khuếch đại là gì? Chức năng của mạch khuếch đại là gì?

THPT Lê Hồng Phong 23/12/2022

Nội dung chính

Chức năng của mạch khuếch đại là?

A. Khuếch đại tín hiệu điện về mặt điện áp

B. Khuếch đại tín hiệu điện về mặt dòng diện

C. Khuếch đại tín hiệu điện về mặt công suất

D. Cả 3 đáp án trên

Đáp án đúng D. Cả 3 đáp án trên

Chức năng của mạch khuếch đại là cả 3 đáp án trên, bao gồm khuếch đại tín hiệu điện về mặt điện áp, khuếch đại tín hiệu điện về mặt dòng diện, khuếch đại tín hiệu điện về mặt công suất.

Giải thích:

Mạch khuếch đại có các chức năng là Khuếch đại tín hiệu điện về mặt điện áp, Khuếch đại tín hiệu điện về mặt dòng diện, Khuếch đại tín hiệu điện về mặt công suất.

Một trong những thành phần cơ bản nhất của mạch khuếch đại là transistor. Các thành phần được sử dụng cho một bộ khuếch đại phải có khả năng dẫn dòng điện theo một cách khác nhau. Đó là lý do tại sao các transistor thường được sử dụng. Chúng ta biết rằng chất bán dẫn loại N mang electron và chất bán dẫn loại P mang lỗ. Trong một transistor N-P-N, chất bán dẫn loại P sẽ được giữ ở giữa hai chất bán dẫn loại N.

Quá trình khuếch đại tương tự như cách con người nhận được âm thanh từ xung quanh chúng ta. Khi một giọng nói được tạo ra, nó bắt đầu làm rung hạt vật chất trong bầu khí quyển, các hạt vật chất này va vào nhau tạo ra sóng âm thanh. Khi đến tai chúng ta, chúng sẽ được nhận dưới dạng áp suất không khí và sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu thích hợp bởi não của chúng ta. Chúng ta có thể định nghĩa hoạt động của các bộ khuếch đại theo cùng một nghĩa như trên.

Sóng âm thanh sẽ được gửi qua micro. Màng ngăn của micro chuyển đổi nó thành tín hiệu điện. Tín hiệu điện dao động này đại diện cho áp suất và độ loãng của âm thanh gốc.

Tín hiệu điện sẽ được mã hóa bởi đầu ghi và được lưu trong băng, đĩa CD, v.v.

Một bộ phát tín hiệu được ghi sẽ giải mã tín hiệu điện và được đưa ra cho loa. Sự thay đổi áp suất tương tự sẽ được loa tái tạo như lúc ban đầu.

Mạch khuyếch đại là mạch được sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử, như mạch khuyếch đại âm tần trong Cassete, Âmply, Khuyếch đại tín hiệu video trong Ti vi mầu v.v.Trong laptop thì mạch khuyêch đại được sử dụng để khuyêch đại âm thanh.. Có ba loại mạch khuyếch đại chính là : Khuyếch đại về điện áp: Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có biên độ nhỏ vào, đầu ra ta sẽ thu được một tín hiệu có biên độ lớn hơn nhiều lần.

Mạch khuếch đại là gì?

Mạch khuếch đại có thể hiểu đơn giản là mạch điện tử được sử dụng để khuyếch đại tín hiệu. Chức năng của bộ khuếch đại là tiếp nhận tín hiệu đầu vào với mức công suất nhỏ, khuếch đại tạo ra công suất lớn ở đầu ra.

Loại mạch này được sử dụng trong hầu hết các thiết bị như: amply, thiết bị âm tần, đài, tivi,… Các bộ khuếch đại không nhất thiết sẽ giống nhau mà sẽ có sự khác biệt theo cấu tạo mạch.

Đặc tính chung của bộ khuếch đại:

Cấu tạo và kích thước của các bộ khuếch đại có thể khác nhau, nhưng nhìn chung chúng sẽ có những đặc tính chung sau đây:

Độ lợi của mạch sẽ được xác định bằng: Tỷ số giữa công suất đầu ra và công suất tín hiệu đưa vào mạch.
Dải động ngõ ra: Dải biên độ rộng thể hiện khoảng cách giữa tín hiệu lớn nhất và tín hiệu nhỏ nhất mà đầu ra phản ánh được.
Băng thông và thời gian đáp ứng: Băng thông của mạch được xác định bằng tần số lớn nhất và cao nhất, tại điểm mà hệ số khuếch đại giảm 1 nửa. Thông số này còn được gọi là băng thông -3dB
Thời gian trả về và sai số: Thời gian để ngõ ra trả về tín hiệu hoàn chỉnh.
Tốc độ đáp ứng: Tốc độ thay đổi tín hiệu ở đầu ra, đơn vị đo là V/s.
Tạp âm: Tiếng ổn hoặc tín hiệu nhiễu được đo và ghi lại trong quá trình khuếch đại. Tạp âm sẽ được đo bằng thang dB.
Hiệu suất: Biểu thị mức độ bao nhiêu công suất tiêu thụ đã được chuyển hóa thành năng lượng hữu ích ở đầu ra của mạch. Trong đó, các mạch khuếch đại lớp A dao động 10-20% tối đa là 25%, mạch lớp B từ 30-35% theo lý thuyết tối đa sẽ đạt 78.5%, mạch lớp D có thể đạt hiệu suất đến 97%. Hiệu suất của bộ khuếch đại sẽ giới hạn công suất ở đầu ra.
Độ tuyến tính: Thực tế, mạch chi tuyến tính trong 1 phạm vi nào đó, không hoàn toàn lý tưởng với kết quả tuyến tính hoàn toàn.
Tỷ số tín hiệu trên tạp âm: Xác định bằng tỷ số giữa “Tín hiệu hữu ích/ tạp âm”.

Nguyên lý hoạt động của mạch khuếch đại như thế nào?

Mạch khuếch đại sẽ bao gồm dây dẫn nhận và truyền tín hiệu, transistor. Trong đó, transisor là thành phần cơ bản nhất của mạch, số lượng tùy thiết kế riêng. Trong đó, transistor là chất bán dẫn N-P-N với đầu N mang electron và P chứa các lỗ. Sự dịch chuyển của electron trong chất bán dẫn sẽ tạo ra dòng điện.

Khi bộ khuếch đại được cấp nguồn, dòng điện sẽ bắt đầu xuất hiện trong các transistor để sửa đổi tín hiệu đầu ra. Bộ phát tín hiệu sẽ giải mã tín hiệu và đưa ra thiết bị ngoại vi như loa, mạch điện tử, thiết bị điện,…

Transistor được mắc theo nhiều kiểu E chung, C chung, B chung, ghép tầng quang biến áp, ghép tầng trực tiếp.,…

Mạch khuếch đại là gì? Chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch

Vai trò mạch khuếch đại

Tín hiệu điện sẽ được mã hóa bởi đầu ghi và được lưu trong băng, đĩa CD, ….

Một bộ phát tín hiệu được ghi sẽ giải mã tín hiệu điện và được đưa ra cho loa. Sự thay đổi áp suất tương tự sẽ được loa tái tạo như lúc ban đầu. Sơ đồ khối cơ bản của bộ khuếch đại được đưa ra dưới đây.

Phân loại mạch khuếch đại

Thiết kế bộ khuếch đại khác nhau sẽ tạo ra chức năng và đặc điểm riêng. Phân loại mạch khuếch đại thành 3 nhóm chính:

Bộ khuếch đại điện áp: Mạch khuếch đại điện áp dòng điện, đưa dòng có biên độ nhỏ vào và đầu ra trả tín hiệu có điện áp lớn hơn. Ứng dụng trong các thiết bị biến áp, ổn áp.
Bộ khuếch đại dòng điện: Mạch đưa dòng có cường độ yếu vào, đầu ra sẽ cho dòng có cường độ cao hơn nhiều lần.
Bộ khuếch đại công suất: Mạch có tác dụng khi đưa tín hiệu có công suất yếu vào sẽ trả tín hiệu đầu ra có công suất mạnh hơn nhiều lần. Mạch khuếch đại công suất là sự kết hợp của 2 mạch điện áp và dòng điện.

Các chế độ hoạt động của mạch khuyếch đại

Các chế độ hoạt động của mạch khuyếch đại là phụ thuộc vào chế độ phân cực cho Transistor, tuỳ theo mục đích sử dụng mà mạch khuyếch đại được phân cực để KĐ ở chế độ A, chế độ B , chế độ AB hoặc chế độ C

Mạch khuyếch đại ở chế độ A

Là các mạch khuyếch đại cần lấy ra tín hiệu hoàn toàn giống với tín hiệu ngõ vào.

* Để Transistor hoạt động ở chế độ A, ta phải định thiên sao cho điện áp UCE ~ 60% ÷ 70% Vcc.

* Mạch khuyếch đại ở chế độ A được sử dụng trong các mạch trung gian như khuyếch đại cao tần, khuyếch đại trung tần, tiền khuyếch đại vv..

Mạch khuyếch đại ở chế độ B

Bạn đang xem: Mạch khuếch đại là gì? Chức năng của mạch khuếch đại là gì?

Mạch khuyếch đại chế độ B là mạch chỉ khuyếch đại một nửa chu kỳ của tín hiệu, nếu khuyếch đại bán kỳ dương ta dùng transistor NPN, nếu khuyếch đại bán kỳ âm ta dùng transistor PNP, mạch khuyếch đại ở chế độ B không có định thiên.

Mạch khuyếch đại chế độ B thường được sử dụng trong các mạch khuếch đại công xuất đẩy kéo như công xuất âm tần, công xuất mành của Ti vi, trong các mạch công xuất đẩy kéo , người ta dùng hai đèn NPN và PNP mắc nối tiếp , mỗi đèn sẽ

khuyếch đại một bán chu kỳ của tín hiệu, hai đèn trong mạch khuyếch đại đẩy kéo phải có các thông số kỹ thuật như nhau:

Mạch khuyếch đại công xuất kết hợp cả hai chế độ A và B

Mạch khuyếch đại ở chế độ AB là mạch tương tự khuyếch đại ở chế độ B , nhưng có định thiện sao cho điện áp UBE sấp sỉ 0,6 V, mạch cũng chỉ khuyếch đại một nửa chu kỳ tín hiệu và khắc phục hiện tượng méo giao điểm của mạch khuyếch đại chế độ B, mạch này cũng được sử dụng trong các mạch công xuất đẩy kéo .

Mạch khuyếch đại ở chế độ C

Là mạch khuyếch đại có điện áp UBE được phân cự ngược với mục đích chỉ lấy tín hiệu đầu ra là một phần đỉnh của tín hiệu đầu vào, mạch này thường sử dụng trong các mạch tách tín hiệu : Thí dụ mạch tách xung đồng bộ trong ti vi mầu.

********************

Đăng bởi: THPT Ngô Thì Nhậm

Chuyên mục: Giáo Dục

Nội dung bài viết được đăng tải bởi thầy cô trường thpt Ngô Thì Nhậm (trước đây là trường trung học phổ thông Sóc Trăng). Cấm sao chép dưới mọi hình thức.