Bạn tự ráp máy tăng âm với ic lai họ STK4392 của hãng Sanyo
Ngày nay, máy tăng âm là một thiết bị rất phổ dụng, gần như nhà nào
cũng có, khi Bạn có nhu cầu cần có một máy tăng âm công suất lớn,
Bạn hãy nghĩ đến các ic lai họ STKxxxx.

Tại sao gọi là ic lai (Hybrid IC) ?
Vì loại ic này được ráp từ các linh kiện phân lập gắn trên một đế là
miếng nhôm , nó cũng được dùng để làm nguội linh kiện công suất của
mạch, hình dạng ic lai là một khối đen, nếu Bạn nại phần nắp đậy ra,
Bạn sẽ nhìn thấy từng linh kiện đơn lập ráp trên một bảng mạch, do
vậy, nhiều người thợ khéo tay có thể tháo ic lai ra thay thế các linh
kiện trên board. IC họ STKxxxx của hãng Sanyo được thiết kế để dùng
cho các mạch cấp nguồn và mạch khuếch đại tín hiệu âm thanh công
suất trung bình đến công suất lớn. Trong bài này, tôi sẽ trình bày cách
dùng loại IC này.

Chúng ta hãy dùng ic STK4392 để ráp một mạch tăng âm 2 kênh, mỗi
kênh cho công suất 25W (rms). Trước hết hãy tìm hiểu sơ đồ mạch điện
đẳng hiệu (Bạn xem hình 1).
Hình 1: Sơ đồ đẳng hiệu của ic lai, họ STK4392.


* TR1 là transistor khuếch đại tín hiệu ngả vào, với điện trở R2 dùng để
định dòng trên chân E.Tín hiệu cho vào trên chân số 1 (kênh 2 là chân
15). Chân 2 dùng lấy tín hiệu hồi tiếp (kênh 2 là chân 14).

* TR2 là transistor làm tầng khuếch đại thúc, R1 là điện trở làm tăng độ
ổn định nhiệt, tụ C1 là tụ nhỏ (vài chục pF) dùng dập hiện tượng dao
động tự kích ở vùng tần số cao, tín hiệu lấy ra trên chân C để cấp cho
tầng công suất ráp theo dạng kéo đẩy, dòng phân cực cho tầng này
khoảng 5mA đến 20mA.

* TR3 là 2 transistor phức hợp, ở đây dùng tạo điện áp phân cực DC
cấp cho tầng kéo đẩy, nhằm tránh ảnh hưởng của vùng chết sẽ làm
méo tín hiệu ở tại giao điểm (với các transistor NPN, ở mối nối ngả vào
có vùng chết khoảng 0.5V ), điện trở R3 và R4 dùng để định mức áp
phân cực, TR3 có có tác dụng bù nhiệt cho tầng kéo đẩy.

* Tầng kéo đẩy ráp với transistor phức hợp TR5 (nửa trên) và nửa dưới
với TR4 phức hợp với TR6. Với các transistor phức hợp, nó rất nhạy
cảm với nhiệt độ, do đó phải dùng điện trở gắn trên chân BE để gia
tăng hệ số ổn định nhiệt. R5, R6 là điện trở dùng lấy tín hiệu trên chân
C của TR2. Chân 6 (kênh 2 là chân 10) dùng lấy tín hiệu hồi tiếp tự cử.
Điện trở R8 dùng làm cân mức áp phân cực của tầng kéo đẩy.

Sơ đồ cho thấy, chân số 9 lấy nguồn DC cho tầng tiền khuếch đại, chân
số 7 lấy nguồn DC cho tầng công suất (đường nguồn chính, Vcc). Từ
sơ đồ mạch điện chúng ta thấy mạch khuếch đại với STK4392 chỉ cần
bổ xung một ít linh kiện bên ngoài là có thể trở thành máy tăng âm
như ý.

Hình 2: Sơ đồ mạch tăng âm dùng ic lai STK4392.
Sơ đồ mạch điện cho thấy:

* Vcc là nguồn nuôi, Bạn có thể cấp mức nguồn Vcc=32V. Tụ 10uF
dùng làm tụ ổn áp trên đường nguồn chính.

* Điện trở 100 Ohm và tụ 100uF dùng làm mạch lọc, tạo đường nguồn
cấp cho tầng tiền khuếch đại, nó có tác dụng tránh hiện tượng dao
động tự kích kiều boaoting (loa phát ra tiếng nghe như máy tàu nổ).


* Cầu chia volt với điện trở 270K và 100K dùng để lấy điện áp phân
cực cấp cho tầng khuếch đại ngả vào. Điện trở 100K lấy điện áp phân
cực cho chân số 1 (cho kênh trái) và chân 15 (cho kênh phải).

* Chân 13, chân 4, chân 12 và chân 8 (chân đế) đều cho nối masse.

* Điện trở 1K và tụ 470pF là mạch lọc bỏ nhiễu ở vùng tần số cao ở ngả
vào. Tụ 0.47uF dùng làm tụ liên lạc lấy tín hiệu cho ngả vào.

* Điện trở 12K và tụ 200uF và điện trở 120 dùng lấy tín hiệu ở ngả ra
trên chân 5 (cho kênh trái) và chân 11 (cho kênh phải), tín hiệu này hồi
tiếp nghịch về chân 2 (cho kênh trái) và chân 14 (cho kênh phải), tác
dụng của tín hiệu hồi tiếp nghịch là sửa méo và ổn định hoạt động của
mạch tăng âm.

* Tụ 47uF lấy tín hiệu từ ngả ra trên chân 5 (kênh trái) và chân 11
(kênh phải), tín hiệu trả về chân 6 (kênh trái) và chân 10 (kênh phải),
tác dụng hồi tiếp tự cử là làm cân biên độ tín hiệu kéo đẩy ở ngả ra,
nếu không có mạch này, phần biên độ lên thường không bằng phần
biên độ giảm xuống.

* Tụ lớn 1000uF là tụ ngả ra, cấp dòng kéo đẩy cho loa, tụ 0.1uF và
điện trở nhỏ 4.7 Ohm là mạch lọc zobel dùng để giữ cho trở kháng của
loa không thay đổi trong dãy âm tần, điều này tránh được hiện tượng
méo công suất theo tần số.

Ghi nhận: Tất cả các giải thích có tính định tính trên, Bạn đều có thể
dùng phần mềm PSpice của OrCAD để xác định một cách định lượng
(Hãy xem ở phần phụ lục bên dưới).


Hình 3: Các tham số kỹ thuật của board khuếch đại này.
Tham số cho thấy: Bạn dùng nguồn DC từ 24V đến 32V, biên độ tín
hiệu ngả vào khoảng 300mV, công suất nhạc ra loa sẽ là 35W x2 trên
loa có trở kháng là 4 Ohm và có công suất hiệu dụng là 25W x2 trên
loa có trở kháng là 4 Ohm. Mức méo tối đa không quá 0.2%. Dãy tần
làm việc là từ 30Hz đến 30KHz.


Hình 4: Hình chụp cho thấy các linh kiện hàn trên bản mạch in.


Hình 5: Hình chụp cho thấy các linh kiện trên board mạch in.


Hình 6: Mạch điện tham khảo.

Hình 7: Mạch điện tham khảo.

Phụ lục 1:

Dùng PSpice của OrCAD

để khảo sát loại mạch khuếch đại âm
tần.


Trong phần này, tôi sẽ dùng trình PSpice của OrCAD để khảo sát những
đặc tính cơ bản của loại mạch khuếch đại này. Trình tự làm sẽ như
sau:


* Mở Capture CIS để vẽ sơ đồ mạch điện.
* Liên thông với PSpice để khảo sát các đặc tính cơ bản của mạch.
- Khảo sát trạng thái phân cực ( Xem áp trên các đường mạch,
xem dòng trên các chân linh kiện).
- Khảo sát mạch theo dạng tín hiệu biên thời, với nguồn tín hiệu
ngả vào có dạng Sin.
- Khảo sát mạch theo dạng đường cong biên tần.
- Xác định công suất AC và công suất trung bình lấy được trên loa
(loa 8 Ohm).


Hình p-lục 1: Cho thấy sơ đồ mạch khuếch đại tăng âm ráp với ic lai
STK4392 của hãng Sanyo.

Tôi mở trình Capture CIS của OrCAD để vẽ sơ đồ mạch điện nguyên lý
dùng để mô phỏng mạch tăng âm dùng ic STK4392. Bạn chú ý cách lấy
các linh kiện, các linh kiện này phải có tham số kỹ thuật, nhờ vậy khi
vào PSpice, nó mới có con số để thay thế vào các hệ thức và tính ra kết
quả cho chúng ta.


Hình p-lục 2: Sơ đồ mạch điện mô phỏng của ic STK4392.

Tôi cho tô màu phần mạch đẳng hiệu của ic STK4392, như vậy Bạn
thấy ở trên các chân của IC này Bạn chỉ gắn thêm các điện trở và tụ
điện. Qui trình ráp mạch tăng âm với IC lai rất nhanh và đơn giản.


Hình p-lục 3: Tính điện áp phân cực trên các đường mạch. Chú ý đến
mức áp trung điểm.


Tôi dùng PSpice để tính ra các mức áp trên các đường mạch. Bạn chú ý
mức áp ở ngả ra phải luôn bằng nửa mức áp nguồn. Nếu nguồn là 38V
thì mức áp trung điểm phải là 19V, hãy điều chỉnh điện trở R1, R2 để có
mức áp trung điểm bằng 19V.


Hình p-lục 4: Tính dòng phân cực trên các tầng. Xác định cường độ
dòng điện chảy qua các linh kiện.
Hình trên cho Bạn thấy cường độ dòng điện chảy vào chảy ra trên các
linh kiện trong mạch. Dòng phân cực của tầng thúc lấy khoảng 5mA
đến 20mA là đủ. Dòng điện tĩnh toàn phần của mạch là 33mA.

Hình p-lục 5: Tính công suất đốt nóng các linh kiện trên mạch (ở
trạng thái tĩnh).
Công suất đốt nóng các linh kiện. Ở trạng thái tĩnh, Bạn thấy tầng công
suất kéo đẩy không gây tổn hao công suất, nó chỉ làm hao công suất
trong điều kiện AC mà thôi, nhờ vậy kiểu khuếch đại kéo đẩy cho hiệu
suất cao đến 78%, chúng ta biết kiều khuếch đại hạng A chỉ cho hiệu
suất 38% mà thôi.


Hình p-lục 6: Khảo sát tín hiệu ở ngả vào và ngả ra để xác định mức
méo và công suất ngả ra.


Bạn dùng nguồn tín hiệu Sin cho kích thích ở ngả vào, ở đây biên độ lấy
khoảng 0.15V (150mV), lúc này biên độ tín hiệu lấy được trên loa là
khoảng 36V P-P. Nếu Bạn tăng biên độ tín hiệu ngả vào, tín hiệu ngả ra
sẽ bị méo dạng "vuông hóa", để tránh méo, Bạn có thể tăng điện trở

hồi tiếp nghịch R16.

Hình p-lục 7: Khảo sát dãy tần làm việc của mạch tăng âm (vẽ đường
cong biên tần)

Bạn dùng nguồn tín hiệu ngả vào dạng Sin có biên độ không đổi (1V)
và cho tần số thay đổi để khảo sát dãy tần làm việc của mạch tăng âm.
Nếu muốn mở rộng dãy tần làm việc của mạch tăng âm Bạn giảm trị số
của tụ C1,Đường công biên tần cho Bạn tính được độ lợi của mạch trên
từng tần số của nguồn t1n hiệu.

Hình p-lục 8: Khảo sát công suất lấy được trên loa (8 Ohm)
Ở đây, tôi dùng PSpice để tính công suất AC lấy được trên loa (8 Ohm)
và tính công suất trung bình.


Kết lại, với trình PSpice Bạn còn có thể biết được: Trở kháng ngả vào,
trở kháng ngả ra, mức méo và điều kiện phối hợp trở kháng ở ngả ra
để có thể lấy được công suất ra lớn nhất, hệ số ổn định của mạch khi
dùng các linh kiện có sai số chọn trước Nếu thích trình PSpice, Bạn
hãy thường xuyên tìm đọc chuyên mục "Trao đổi học tập" ở trang Web
phuclanshop.com, các bài viết do Vương Khánh Hưng biên soạn.


Phụ lục 2:

Công năng của các ic lai họ STKxxxx

và sơ đồ mạch điện đẳng hiệu.


Từ bảng tra này, khi muốn ráp một mạch tăng âm có công suất định
trước, Bạn có thể dễ dàng tìm ra các IC tương thích.



Các sơ đồ mạch điện đẳng hiệu

Dưới đây là sơ đồ mạch điện đẳng hiệu của họ STKxxxx, Bạn có thể
dùng linh kiện phân lập ráp theo các sơ đồ này để có mạch tăng âm có
chất lượng tốt và công suất lớn.