Thiết bị âm thanh
Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Amplifier
Tuy hiện nay trên thị trường có rất nhiều hãng sản xuất amplifier khác nhau. Nhưng về cơ bản cấu tạo và nguyên lý hoạt động của amplifier thì tất cả các hãng sản xuất amplifier đều phải tuân theo một cơ chế chuẩn. Ampli có thể hoạt động ở các chế độ khác nhau như Class A, AB, B,C, D... tùy theo từng bản mạch thiết kế.
Xem nhanh
Amplifier có cấu tạo gồm 6 phần gồm: Nguồn, hiện thị giao tiếp, công suất và bảo vệ, mạch vào, mạch xử lý âm sắc và tạo hiệu ứng và mạch xử lý karaoke. Với cấu tạo như trên thì nguyên lý hoạt động của Amplifier đương như chức năng của từng phần
>>>Audio Hải Hưng Hướng dẫn cách đấu loa sub điện vào Ampli 2 kênh chỉ với 2 bước
>>>Audio Hải Hưng Hướng dẫn cách đấu loa sub điện vào Ampli 2 kênh chỉ với 2 bước
Nguyên lý hoạt động của Amplifier:
1. Khối nguồn:
Amplifier cũng như tất cả các thiết bị điện tử khác khâu đầu tiên là phải có một nguồn cung cấp nuôi các linh kiện điện tử trong mạch. Khối nguồn trong ampli đảm nhận nhiệm vụ chuyển đổi một nguồn điện cho trước: 110 VAC, 220VAC, 12V DC, 24V DC hoặc 5V DC ... đến các giá trị cụ thể là dòng và áp định mức, cung cấp cho các khối khác nhau của ampli: +-12 -> +-100VDC cho tầng công suất; 5V DC cho mạch hiển thị, giao tiếp; 5V/+-12V DC cho mạch xử lý karaoke...
2. Khối hiển thị và giao tiếp
Đây là phần được bố trí phía trước của ampli gồm: các đèn báo trạng thái, led hiện thị âm lượng (có thể là màn hiện số hoặc LED 7 thanh...) để thông báo các trạng thái làm việc của ampli như: trạng thái nguồn nuôi, mức âm lượng, quá tải, xén biên.... Và phần giao tiếp với người sử dụng bao gồm các công tắc tắt/mở, chọn nguồn tín hiệu đầu vào, điều chỉnh độ lợi các dải tần, điều chỉnh âm lượng ... Bao gồm các chuyển mạch, biến trở, phím bấm (bộ diều khiển từ xa)
>>>Đừng bỏ lỡ thông tin rất hữu ích Amply Class D là gì? Các loại mạch Ampli Class D thông dụng nhất
>>>Đừng bỏ lỡ thông tin rất hữu ích Amply Class D là gì? Các loại mạch Ampli Class D thông dụng nhất
3. Khối công suất và bảo vệ
Đây là khối quan trọng nhất trong ampli. Thực sự thì là hai khối công suất và bảo vệ là tách biệt, nhưng thường thì người ta tích hợp hai khối này làm một, vì khối bảo vệ không lớn lắm. và với các loại ampli có công suất nhỏ hay rẻ tiền thì có thể không có khối bảo vệ.
Một ampli có công suất bao nhiêu và chỉ tiêu chất lượng cao hay thấp được quyết định nhiều bởi mạch công suất, người ta cũng sẽ có nhiều cách lựa chọn để chế tạo phần công suất
+ Có thể dùng mạch tích hợp với phương châm gọn nhẹ, dễ ráp và phù hợp với tầm công suất vừa, từ vài trăm mW đến khoảng 100W.
+ Phương án thứ hai là dùng linh kiện khuyếch đại rời có thể là BJT, FET hoặc tube (có thể kết hợp với đầu vào dùng mạch tích hợp). Phương án này cho khả năng tùy biến rộng rãi hơn, khi lựa chọn tham số linh kiện và nguồn cung cấp phù hợp có thể cho ra đến cả nghìn W PMPO. Cũng có thể ráp mạch từ vài W đến 200W thông dụng. Hầu hết các loại ampli trên thị trường dùng phương án này
4. Khối mạch vào
Có nhiệm vụ chọn đường tín hiệu vào từ các nguồn khác nhau: VCD, PC, phono.... xử lý việc phối hợp trở kháng, và khuếch đại trước đến mức tín hiệu cần thiết (khoảng 0.7V RMS). sao cho khi đưa tới mạch xử lý âm sắc mức tín hiệu vào của các nguồn không quá khác nhau về biên độ
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Amplifier
5. Khối mạch xử lý âm sắc và tạo các hiệu ứng
Mạch này gồm hai phần: Phần xử lý âm sắc được tạo bởi cách mạch lọc dải với độ lợi có thể điều chỉnh được riêng biệt, để cho người sử dụng có thể tăng giảm tùy ý trong một phạm vi nào đó các biên độ của từng khu vực tần số trong tín hiệu vào, để bù cho thiếu sót của nguồn tín hiệu, hoặc cũng có thể tùy theo phong cách từng loại nhạc hay phong cách thưởng thức âm nhạc của từng người.
- Mạch điều chỉnh âm sắc hay còn gọi là Graphic Equalize thường gồm có ít nhất hai dải tần số cho đến 32 dải tần (loại bàn trộn chuyên nghiệp có thể đến 64 dải, nhưng theo Audio Hải Hưng nghĩ chỉ cần đến 10 ->16 dải điều chỉnh là được)
- Phần tạo các hiệu ứng: Đây là phần thêm vào để chải chuốt thêm cho thị hiếu nghe, nó tạo thêm các hiệu ứng phụ cho nguồn âm nhằm tạo các cảm giác tăng cường sự cảm thụ.
Ví dụ: xử lý tạo trễ, lặp lại với biên độ tắt dần tạo tiếng vang (delay, echo), Mạch tăng cường âm trầm (BBE), Mạch giả lập 5.1 Mô phỏng tín hiệu 5.1 bằng cách phân ly từ 2 đường âm thanh stereo đầu vào.Mạch "lọc xì" :Tự động nhận biết tạp âm trong tín hiệu vào và triệt bỏ khi mức nhiễu lớn hơn tín hiệu âm thanh.
>>>Chỉ mất 3 phút bạn sẽ sử dụng Amply một cách nhuần nhuyễn, hãy xem ngay Hướng dẫn cách căn chỉnh Amply Denon cơ bản nhất (Kèm hình ảnh)
>>>Chỉ mất 3 phút bạn sẽ sử dụng Amply một cách nhuần nhuyễn, hãy xem ngay Hướng dẫn cách căn chỉnh Amply Denon cơ bản nhất (Kèm hình ảnh)
6. Khối mạch xử lý Karaoke
- Bao gồm các ngõ vào microphone, phối hợp trở kháng, khuyếch đại tín hiệu, xử lý tạo tiếng vang (echo) và mạch trộn để trộn ví tín hiệu từ các ngõ vào khác.
- Khối này có thể không có, khi đó dùng kết hợp với thiết bị chuyên dùng bên ngoài, còn ampli chỉ làm nhiệm vụ khuyếch đại công suất mà thôi.
Xu hướng Ampli hiện nay: Đa số các ampli dùng cho gia đình và phòng hát nhỏ thường được thiết kế với công suất nhỏ và vừa kết hợp đầy đủ các khối như trên. còn các dàn âm thanh chuyên nghiệp công suất rất lớn dùng cho đám cưới, hội họp, phòng hát lớn, hoặc ngoài trời,... thường dùng ampli có công suất rất lớn chỉ có nguyên chức năng khuyếch đại công suất và mạch bảo vệ. kết hợp với bộ xử lý micro, equalize ngoài hỗ trợ nhiều micro và ngõ vào với số lượng dải thông điều chỉnh âm sắc rất rộng.
Tính năng thông số hoạt động của Amplifier
1. Công suất của ampli
- Công suất ampli phát ra được tính theo đơn vị RMS (Root Mean Square).
- Ngoài ra còn có công suất đỉnh PMPO (Peak Music Power Output) lớn hơn rất nhiều so với công suất hoạt động của ampli. PMPO là một thuật ngữ mà các nhà sản xuất thiết bị âm thanh dùng để chỉ công suất âm thanh phát ra lớn nhất mà hệ thống có thể đạt được trong một thời gian rất ngắn, trong những điều kiện lý tưởng nhưng không đạt được trong thực tế sử dụng. PMPO không có ý nghĩa gì ngoài việc quảng cáo. Vì thế chúng ta chỉ cần quan tâm vào công suất RMS khi muốn mua một loại ampli.
2. Độ lợi công suất (Gain) ampli
Gain là tỷ số được tính theo hàm logarit giữa công suất đầu vào và công suất đầu ra của ampli có đơn vị là dB. Độ lợi cho biết khả năng khuyếch đại của ampli sẽ lớn như thế nào khi trình diễn âm thanh.
>>>Bạn biết gì về Amply 2 kênh, xem ngay Amply 2 kênh là gì? Những loại Amply xịn nhất bạn nên dùng 2019
>>>Bạn biết gì về Amply 2 kênh, xem ngay Amply 2 kênh là gì? Những loại Amply xịn nhất bạn nên dùng 2019
Giao diện hiện thị bên ngoài của Amplifier
3. Đáp ứng tần số (Frequency Response) cho phép của ampli
- là khoảng tần số tín hiệu đầu vào mà ampli hoạt động ổn định tuyến tính. Thông thường ampli tốt đáp ứng tần số trong khoảng từ 20Hz đến 20kHz (khoảng âm thanh tai người có thể cảm nhận được). Đáp ứng tần số càng “phẳng” sẽ thể hiện khả năng tái tạo âm thanh càng tốt.
4. Hiệu suất (Efficiency)
Khả năng đưa ra công suất âm thanh theo công suất đầu vào của ampli. Khi cung cấp công suất điện cho ampli, chỉ một phần được khuyếch đại ra công suất âm thanh.
Ví dụ: Các ampli có thiết kế theo cơ chế classA có hiệu suất thấp từ 10% đến 25% (điều đó có nghĩa khi chúng ta cung cấp 100W điện tới ampli chỉ có 25W công suất âm thanh được phát ra), class AB có hiệu suất 35 đến 50%, còn class D có hiệu suất 85-90%.
5. Méo hài tổng (THD)
Là thông số khi so sánh tổng hài các tần số giữa tín hiệu đầu vào và âm thanh đầu ra sau khi qua ampli. Các hài bậc cao sẽ gây méo và làm giảm tính trung thực của âm thanh. Vì vậy THD càng thấp thì ampli càng tái tạo âm thanh trung thực, thông thường THD phải nhỏ hơn 0,5%.
6. Trở kháng ra (Output Impedance)
Trở kháng ra của ngõ ampli ra loa. Khi ghép nối ampli phải cùng trở kháng của loa, thông thường khi trở kháng loa giảm một nửa thì công suất ampli cần tăng gấp đôi nếu ghép nối lệch trở kháng.
Cấu tạo bên trong của Amplifier
7. Chế độ Class (lớp)
Về chế độ hoạt động, ampli có thể hoạt động ở các chế độ khác nhau như Class A, AB, B,C, D... tùy theo nguyên lý mạch thiết kế. Hiện nay các Ampli thường sử dụng các dạng mạch cơ bản: Class A Single-End và Class AB Push-Pull.
Chế độ ampli Class A Single End
- Thiết kế cho hiệu suât thấp chỉ khoảng 25% (tức là nếu 100W công suất cung cấp đầu vào chỉ có 25W công suất phát ra ở loa, 75W bị tổn hao dưới dạng tỏa nhiệt trên sò hoặc đèn điện tử. Do đó kích thước và chi phí về vấn đề tản nhiệt cho sò công suất của ClassA cũng vì thế mà lớn hơn. Điểm làm việc nằm ngay tại trung điểm của đặc tuyến tải. Tại trung điểm đặc tuyến tải các tín hiệu của ngõ vào sẽ được khuyếch đại 100% và chỉ cần một sò là đảm nhiệm được công việc này, vì vậy có tên gọi là single-end (SE).
- Ưu điểm của ampli ClassA Single-End là không có miền phi tuyến (nonlinearities) và méo xuyên tâm (cross distortion, turn on/off delay) do chỉ một sò duy nhất hoạt động. Âm thanh các ampli ClassA theo đó được đánh giá là ngọt ngào, trung thực.
Chế độ ampli Class AB Push-Pull
- Thiết kế (push-pull) của class AB có hiệu suất cao nhằm cho công suất ra loa lớn. Vấn đề là ở chỗ các ampli Push-Pull có điểm làm việc tại khu vực ngưng (cut off) của đường đặc tuyến tải. Tại điểm làm việc cut off này chỉ 50% tín hiệu ngõ vào được khuyếch đại, chính vì vậy người ta phải dùng 2 sò công suất hoạt động, một sò sẽ khuyếch đại phần tín hiệu dương và một sò khuyếch đại phần tín hiệu âm Push-Pulll.
- Ưu điểm của Class AB Push-Pull theo đánh giá chung là có không gian rộng, hoành tráng và độ động tốt.
Qua vài dòng chia sẻ ở trên về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Amplifier chắc các bạn cũng hiểu phần nào về Amplifier rồi đùng không? Nếu còn chưa rõ phần nào về hệ thống âm thanh xin vui lòng liên hệ Audio Hải Hưng
Phòng kỹ thuật Hải Hưng tổng hợp trên Internet!
>>>Xem tiết bài viết rất hay: Hướng dẫn cách đấu nhiều loa vào 1 kênh Amply chi tiết
