Trung tâm đào tạo thiết kế vi mạch Semicon: Những bí quyết thành công trong thiết kế mạch điện.

Mạch điện – Những thành phần cơ bản trong thiết bị điện tử

Mạch điện là tập hợp các thiết bị điện nối với nhau bằng các dây dẫn, tạo thành những mạch kín trong đó dòng điện có thể chạy qua. Mạch điện thường gồm các phần tử sau: Nguồn điện, phụ tải (tải), dây dẫn. Nguồn điện là máy phát điện, tải gồm động cơ điện và bóng đèn, các dây dẫn truyền tải điện năng từ nguồn đến tải.

Bạn đang xem: Trung tâm đào tạo thiết kế vi mạch Semicon: Những bí quyết thành công trong thiết kế mạch điện.

I. Khái niệm về mạch điện

Mạch điện là tập hợp các thiết bị điện nối với nhau bằng các dây dẫn, tạo thành những mạch kín trong đó dòng điện có thể chạy qua. Mạch điện thường gồm các phần tử sau: Nguồn điện, phụ tải (tải), dây dẫn. Nguồn điện là máy phát điện, tải gồm động cơ điện và bóng đèn, các dây dẫn truyền tải điện năng từ nguồn đến.

II. Các loại mạch điện thông dụng

1. Mạch khuếch đại

Thông thường một mạch khuếch đại là một thiết bị hoặc linh kiện sử dụng một lượng công suất rất nhỏ ở đầu vào để điều khiển một luồng công suất lớn ở đầu ra. Trong các ứng dụng thông dụng, thuật ngữ này hiện nay được dùng chủ yếu cho các bộ khuếch đại điện tử, đặc biệt là trong ứng dụng thu và tái tạo âm thanh. Mối liên quan giữa đầu vào và đầu ra của một bộ khuếch đại, thường được diễn giải như là một hàm của tần số, được gọi là hàm truyền và biên độ của hàm truyền được gọi là độ lợi.

Có ba loại mạch khuếch đại chính:

• 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 khuyếch đại về dòng điện: Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có cường độ yếu vào, đầu ra ta sẽ thu được một tín hiệu có cường độ dòng điện mạnh hơn nhiều lần.
• Mạch khuyếch đại công xuất: Là mạch khi ta đưa một tín hiệu có công xuất yếu vào, đầu ra ta thu được tín hiệu có công xuất mạnh hơn nhiều lần. Thực ra mạch khuyếch đại công xuất là kết hợp cả hai mạch khuyếch đại điện áp và khuyếch đại dòng điện làm một.

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 trong chế độ A, chế độ B, chế độ AB hoặc chế độ C.

a) Mạch khuyếch đại ở chế độ A:

Là các mạch khuyếch đại cần lấy ra tín hiệu hoàn toàn giống với tín hiệu vào. Mạch khuyếch đại chế độ A khuyếch đại cả hai bán chu kỳ tín hiệu vào. Để Transistor hoạt động ở chế độ A, ta phải điều chỉnh sao cho điện áp UCE khoảng 60% ÷ 70% Vcc. Mạch khuyếch đại chế độ A được sử dụng trong các mạch trung gian như khuyếch đại cao tần, khuyếch đại trung tần, tiền khuyếch đại và cả khuyếch đại trước mắt.

b) Mạch khuyếch đại ở chế độ B:

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 ở chế độ B chỉ khuyếch đại một bán chu kỳ của tín hiệu vào. Mạch khuyếch đại chế độ B thường được sử dụng trong các mạch khuếch đại công suất đẩy kéo như công suất âm thanh, công suất mành của TV, và trong các mạch công suất đẩy kéo, ta dùng hai transistor NPN và PNP mắc nối tiếp. Mỗi transistor sẽ khuyếch đại một bán chu kỳ của tín hiệu. Hai transistor trong mạch khuyếch đại đẩy kéo phải có các thông số kỹ thuật như nhau.

c) Mạch khuyếch đại ở chế độ AB:

Mạch khuyếch đại ở chế độ AB là mạch tương tự khuyếch đại ở chế độ B, nhưng có định thiên sao cho điện áp UBE gần 0,6V. 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 suất đẩy kéo.

d) Mạch khuyếch đại ở chế độ C:

Là mạch khuyếch đại có điện áp UBE được phân cực 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, ví dụ như mạch tách xung đồng bộ trong TV màu.

2. Mạch mắc theo kiểu E chung

Mạch mắc theo kiểu E chung có cực E đấu trực tiếp xuống mass hoặc đấu qua tụ xuống mass để thoát thành phần xoay chiều. Tín hiệu đầu vào cực B và lấy ra trên cực C. Mạch có sơ đồ như sau:

3. Mạch ghép tầng qua tụ điện

Mạch ghép tầng qua tụ điện là mạch khuyếch đại đầu vào và có hai tầng khuyếch đại được ghép với nhau qua tụ điện. Ở trên là mạch khuyếch đại âm tần, do đó các tụ nối tầng thường dùng tụ hoá có trị số từ 1µF ÷ 10µF. Trong các mạch khuyếch đại cao tần thì tụ nối tầng có trị số nhỏ khoảng vài nanô Fara.

4. Phương pháp kiểm tra một tầng khuyếch đại

Theo kinh nghiệm dạy nghề sửa chữa điện tử, một tầng khuyếch đại nếu kiểm tra thấy điện áp cực E quá thấp so với nguồn hoặc quá cao so với nguồn thì tầng khuyếch đại đó có vấn đề. Nếu điện áp cực E quá thấp, có thể do chập CE (hỏng transistor) hoặc đứt Rg. Nếu điện áp cực E quá cao ~ Vcc, có thể do đứt Rđt hoặc hỏng transistor. Một tầng khuyếch đại còn tốt thông thường có UBE ~ 0,6V và UCE ~ 60% ÷ 70% Vcc.

5. Mạch chỉnh lưu điện xoay chiều

Trong các mạch điện tử của các thiết bị như Đài Radio – Cassette, Amply, TV màu, Đầu VCD và nhiều thiết bị khác, chúng sử dụng nguồn một chiều DC ở các mức điện áp khác nhau. Tuy nhiên, ở ngoài zắc cắm của các thiết bị điện tử này lại cắm trực tiếp vào nguồn điện AC 220V 50Hz. Do đó, các thiết bị điện tử cần có một bộ phận để chuyển đổi từ nguồn xoay chiều sang điện áp một chiều, cung cấp cho các mạch trên. Bộ phận chuyển đổi bao gồm: Biến áp nguồn, Mạch chỉnh lưu, Mạch lọc, Mạch ổn áp.

6. Mạch lọc dùng tụ điện

Sau khi chỉnh lưu, điện áp một chiều thu được có gợn nhấp nhô. Nếu không có tụ lọc, điện áp nhấp nhô này không thể sử dụng được trong các mạch điện tử. Do đó, trong các mạch nguồn, ta phải lắp thêm các tụ lọc có trị số từ vài trăm µF đến vài ngàn µF sau cầu Diode chỉnh lưu. Tụ lọc đầu ra có chức năng loại bỏ gợn nhấp nhô, giữ cho điện áp một chiều phẳng hơn.

7. Mạch ổn áp tuyến tính (có hồi tiếp)

Mạch ổn áp tuyến tính cung cấp điện áp một chiều ở đầu ra không đổi trong hai trường hợp điện áp đầu vào thay đổi hoặc dòng tiêu thụ của tải thay đổi. Mạch ổn áp này có thể làm cho điện áp đầu ra tương đối phẳng và giảm thiểu hiện tượng gợn nhấp nhô.

8. Phân tích hoạt động của mạch nguồn có hồi tiếp trong Ti vi đen trắng Samsung

Điện áp đầu ra của mạch nguồn có xu hướng thay đổi khi điện áp đầu vào hoặc dòng tiêu thụ thay đổi. Nguyên tắc hoạt động của mạch nguồn có hồi tiếp trong Ti vi đen trắng Samsung là điện áp đầu ra sẽ có xu hướng thay đổi khi điện áp đầu vào thay đổi hoặc dòng tiêu thụ thay đổi. Quá trình điều chỉnh của mạch nguồn rất nhanh khoảng vài µ giây và không làm ảnh hưởng đến chất lượng của điện áp một chiều đầu ra.

9. Mạch nguồn Ti vi nội địa Nhật

Mạch nguồn Ti vi mầu nội địa Nhật sử dụng mạch nguồn ổn áp tuyến tính. Mạch này cung cấp điện áp một chiều ổn định cho Ti vi mầu.

10. Mạch tạo dao động

Mạch tạo dao động được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện tử, như mạch dao động nội trong khối RF Radio, trong bộ kênh Ti vi mầu, mạch dao động tạo xung dòng, xung mành trong Ti vi, tạo sóng hình sin cho IC Vi xử lý và nhiều ứng dụng khác.

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu điện