Amplifier là gì? Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Bạn đang dùng Ampli cho dàn nhạc của mình ? Vậy bạn biết gì về Ampli để sử dụng hiệu suất cao với dàn loa trong mạng lưới hệ thống âm thanh. Hãy tìm hiểu thêm bài viết sau đây khám phá về cấu trúc và nguyên tắc hoạt động giải trí của một chiếc Amplifier ( bộ tăng âm ) .

Ampli tên vừa đủ là Amplifier, là thiết bị trong mạng lưới hệ thống âm thanh, có công dụng nhận tín hiệu điện nguồn vào, giải quyết và xử lý và khuếch đại tín hiệu ( tín hiệu âm thanh ), cho ra tín hiệu có độ lớn hơn gấp nhiều lần. Ampli là thiết bị nằm giữa mạng lưới hệ thống âm thanh giúp cho việc truyền tải tín hiệu được tốt hơn .



Hình ảnh một amplifier của hàng Promax model P9000 (nguồn: Hoàng Sa Việt)

✔ Cấu tạo cơ bản của ampli

Sơ đồ cấu tạo Ampli

Ampli được cấu trúc theo 3 phần gồm : Bộ nguồn, bộ tiền khuếch đại và mạch khuếch đại hiệu suất

• Bộ nguồn: Là bộ phận gần như quan trọng nhất đối với Amply có chức năng đảm nhận nhiệm vụ chuyển đổi một nguồn điện cho trước. Bộ nguồn có kích thước tỉ lệ thuận với công suất được ghi trên Amply. Bộ nguồn càng to thì amply đó có công suất càng lớn. Ngoài ra, nó còn có vai trò quan trọng tới chất lượng âm thanh thông qua độ ổn định nguồn điện và khả năng chống nhiễu. Bộ nguồn sẽ biến đổi điện lưới 110V, 220V xuống điện áp thấp hơn khoảng 30-70V. Sau đó đi qua thiết bị chỉnh lưu và tụ lọc ra điện áp một chiều đối xứng..
• Tiền khuếch đại hay pre-ampli là trạm trung tâm trong hệ thống. Nó đảm nhận vai trò nhận tín hiệu đầu vào (rất nhỏ) từ các thiết bị nguồn để khuếch đại ra tín hiệu đủ lớn đưa vào bộ khuếch đại công suất.
• Mạch khuếch đại công suất là mạch điện tử có chức năng lấy tín hiệu từ bộ khuếch đại để làm tăng độ lớn của tín hiệu bằng các sò công suất (tín hiệu ở đây được hiểu chung là tín hiệu điện bao gồm cả dòng điện và điện áp) và truyền tới các thiết bị phát ra âm thanh như loa hay tai nghe.

Sơ đồ cấu tạo của Ampli

✔ Nguyên lý hoạt động của ampli

Nguyên lý hoạt động của ampli có thể hiểu đơn giản như sau: Khi có một tín hiệu âm thanh được đưa vào ampli. Sau đó sẽ qua các bộ lọc giúp xử lý tín hiệu tín hiệu cơ bản. Sau đó tín hiệu âm thanh tiếp tục đi qua các trở kháng ® các trở kháng này làm nhiệm vụ điều chỉnh âm lượng và chuyển tín hiệu âm thanh đến bộ tiền khuếch đại. Bộ tiền khuếch đại sẽ khuếch đại tín hiệu âm thanh lớn hơn rồi đưa qua các sò công suất trong bộ khuếch đại. Trong đây các sò công suất cực âm và cực dương sẽ kéo và đẩy nhau để khuếch đại tín hiệu âm thanh lớn hơn gấp nhiều lần rồi truyền đến loa phát ra bên ngoài.

Trên thị trường lúc bấy giờ có rất nhiều loại Ampli đến từ nhiều hãng khác nhau. Vậy làm cách nào để hoàn toàn có thể lựa chọn được một ampli tương thích. Thì những bạn nên cần quan tâm vào những yếu tố sau đây :

✔ Công suất hoạt động của ampli và kiểu Class trong mạch khuyếch đại.

Công suất của ampli là năng lực quản lý và vận hành và sức chịu đựng của ampli trong thời hạn nhất định ( W ). Công suất hoạt động giải trí của Ampli được chia thành hai khái niệm là : Công suất thực RMS ( Root Mean Squared ) và hiệu suất đầu ra đỉnh PMPO ( Peak Music Power Output ) .

• Công suất thực RMS (Root Mean Squared): Là mức công suất thực tế mà ampli có thể đạt được.
• Công suất đầu ra đỉnh PMPO (Peak Music Power Output): là công suất âm thanh phát ra lớn nhất mà thiết bị có thể đạt được trong một thời gian ngắn. Nếu ampli hoạt động quá lâu ở mức công suất này sẽ dễ dẫn đến quá tải và cháy nổ ampli và loa. Mức công suất đỉnh này có thể lớn gấp 2 đến 5 lần công suất thực của ampli. Công suất của amply phụ thuộc vào 2 yếu tố: Sò công suất và công nghệ chủng loại của bộ khuếch đại.
• Sò công suất: Hay còn gọi là transistor, đây là yếu tố giúp khuếch đại tín hiệu lên một mức nhất định, quyết định công suất của ampli. Số lượng sò công suất càng nhiều, công suất của ampli càng lớn và ngược lại. (các loại sò khác nhau cho ra mức công suất khác nhau)

Mạch khuếch đại công suất Ampli

Với những thiết bị khuếch đại hiệu suất nhỏ như Amply karaoke mái ấm gia đình, số lượng sò tùy thuộc vào hiệu suất của từng dòng mẫu sản phẩm. Với những thiết bị khuếch đại hiệu suất lớn hơn thì bắt buộc phải tăng số lượng sò lên do nhu yếu giải quyết và xử lý tín hiệu âm thanh lớn hơn. Tuy nhiên với sự tăng trưởng công nghệ tiên tiến, sò hiệu suất đã được phong cách thiết kế thu gọn lại giúp cỗ máy bớt cồng kềnh hơn. Vậy nên so với amply, hiệu suất lớn nhỏ không riêng gì phụ thuộc vào vào số lượng sò mà còn nhờ vào vào nhiều yếu tố kỹ thuật khác nữa .

• Công nghệ chủng loại của bộ khuếch đại: Các công nghệ được ứng dụng trong Ampli được gọi chung là Class, Class chính là tỷ lệ công suất đầu vào và công suất đầu ra của một Ampli. Trên cùng một công suất đầu vào, nếu như công suất đầu ra càng lớn thì Amply đó hao tốn ít điện năng và cho một công suất lớn, tuy nhiên hiện tượng méo âm sẽ xảy ra với biên độ lớn hơn. Class được chia thành nhiều loại khác nhau và mỗi loại sẽ có cho mình một ký hiệu riêng, đồng thời chất lượng âm thanh của từng Class cũng theo đó mà được đánh giá khác nhau. Các loại Class được sử dụng phổ biến hiện nay trên thị trường gồm: Class H, Class I, Class D và Class A:
• Class H: là mạch khuếch đại bổ sung giúp tăng cường tín hiệu đầu ra, đạt được hiệu suất cao khi hoạt động và giảm độ méo. Ưu điểm của Class H là dùng cho ampli trong không gian có diện tích rộng như sân khấu, hội trường,…đòi hỏi công suất lớn, tỏa nhiệt thấp và tiêu tốn ít điện năng.
• Class I: là cục đẩy được thiết kế với công nghệ tiên tiến nhằm mang lại công suất cao hơn so với các bộ khuếch đại khác nhưng lại ít chất thải hơn. Ưu điểm của Class I là ít tỏa nhiệt, hiệu suất hoạt động lớn hơn 90% điện năng tiêu thụ vào và kích thước nhỏ gọn.
• Class D: là loại class được sử dụng rộng rãi trong thiết bị di động, dòng ampli này có ưu điểm là hiệu suất cao và mức tiêu thụ điện năng cực thấp. So với các dòng ampli khác, hiệu suất của Class D là 80%, đỉnh điểm có thể đạt 97%. Tuy nhiên, Class D vẫn tồn tại một vài nhược điểm: không thể tái tạo hết nguyên bản tín hiệu âm thanh một cách trung thực nhất. Hiện nay các nhà thiết kế đang cố gắng làm cho amplifier Class D đạt độ méo thấp nhất. Tuy nhiên vẫn còn cần thời gian để update công nghệ trong thời gian tới.

Mạch khuếch đại công suất Class D 840W (Nguồn: Internet)

• Class A: Là loại Amply được thiết kế cho hiệu suất thấp, chỉ khoảng 20%, còn 80% lượng công suất còn lại bị tiêu tán dưới dạng nhiệt trên sò công suất hoặc đèn điện tử nên khi chạy rất nóng. Ví dụ: Khi chúng ta cấp điện năng 100W thì công suất âm thanh có được 20W, 80W còn lại đã bị tổn hao dưới dạng nhiệt. Bởi có độ méo cực nhỏ nên chất lượng âm thanh tự nhiên của Class A được đánh giá rất cao. Amply Class A là loại mạch được sử dụng nhiều ở các tầng khuếch đại có tín hiệu nhỏ, hoặc các dải tần công suất thấp để nghe bằng tai nghe.

✔ Số lượng kênh của ampli

Amply có rất nhiều loại. Người ta địa thế căn cứ vào nhiều đặc thù để phân loại Amply, như : Số kênh, thông số kỹ thuật, công nghệ tiên tiến khuếch đại và hiệu suất, mục tiêu sử dụng. Tùy vào từng mục tiêu sử dụng khác nhau mà người mua sẽ lựa chọn những loại Amply khác nhau, và yếu tố thường được xem xét nhiều nhất đó là số lượng kênh. Số kênh càng nhiều thì hoạt động giải trí với hiệu suất càng lớn. Có 2 loại Amply phổ cập nhất đó là Ampli 2 kênh và Amply 4 kênh :

• Amply 2 kênh: Là loại Amply có bộ khuếch đại với số lượng kênh đầu ra là 2 kênh, có thể kết nối được với 2 chiếc loa hoặc nhiều chiếc loa, mang đến cho người nghe những chất lượng âm thanh tuyệt vời.
• Amply 4 kênh: Là bộ khuếch đại với số lượng đầu ra là 4 kênh, cho phép kết nối tối đa nhiều chiếc loa (với điều kiện trở kháng của bộ loa không thấp hơn trở kháng hoạt động mà ampli cho phép: vd 2Ω, 4Ω, 8Ω). Loại Amply 4 kênh thường được sử dụng cho hệ thống hát karaoke, nghe nhạc gia đình hoặc kinh doanh.

Amply 4 kênh (Nguồn: Internet)

✔ Trở kháng cho phép hoạt động của ampli và cách đấu nối với loa

Trở kháng chính là đại lượng đặc trưng cho mức độ cản trở dòng điện của một mạch điện. Trở kháng được cho phép hoạt động giải trí của ampli càng bé, ampli hoạt động giải trí càng tốt và ngược lại. Dựa vào số liệu của nguồn hiệu suất, người ta hoàn toàn có thể tùy chỉnh được cách đấu nối với bộ loa cho thích hợp .

Có hai cách ghép nối loa và ampli cơ bản là : cách ghép song song và cách ghép nối tiếp

Cách ghép nối song song có công thức tính tổng trở như sau :

1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + … + 1 / R ( n )

VD : ghép song song cho 2 chiếc loa có điện trở là 8 Ω thì tổng trở của 2 chiếc loa là :

1 / R = ⅛ + ⅛ = ¼ => R = 4 Ω

Cách ghép nối tiếp có công thức tính tổng trở là :

Tổng trở (R) = R1 + R2 + R3 +… + R (n)

VD : ghép tiếp nối đuôi nhau cho 2 chiếc loa có điện trở là 8 Ω thì tổng trở của 2 chiếc loa là :

R = 8 + 8 = 16 Ω

VD : Một Ampli đạt 1200W – 4 Ω ( 4 Ω là trở kháng hoạt động giải trí thấp nhất ) hoặc đạt 1000W – 8 Ω, phối hợp những trở kháng những loa có hiệu suất 250W ( 8 Ω ) để ampli hoạt động giải trí tối ưu

Cách tính : Dựa vào số liệu được cho, hoàn toàn có thể thuận tiện tính được việc để cho ampli hoạt động giải trí hết hiệu suất, bạn cần mắc tiếp nối đuôi nhau 2 loa và song song với 2 loa như hình :



Sơ đồ cách mắc ampli và loa

Khi đó 1 / R = 1 / ( R1 + R2 ) + 1 / ( R3 + R4 )

=> R = 8 Ω

=> Công suất của 4 loa là 250 * 4 = 1000W

Chú ý khi phối ghép loa với ampli, trở kháng của loa phải cao hơn trở kháng được cho phép hoạt động giải trí của ampli thì không có yếu tố gì. Nhưng trở kháng của loa thấp hơn trở kháng được cho phép hoạt động giải trí của ampli thì hoàn toàn có thể làm hư hỏng ampli .

✔ Độ nhạy của loa

Độ nhạy là thông số kỹ thuật để bạn biết được năng lực loa kêu to đến đâu trong cùng một thiên nhiên và môi trường định mức tiêu chuẩn và trong cùng một mức điện áp nguồn vào .

Với một mức hiệu suất nguồn vào nhất định, độ nhạy của loa càng lớn thì hiệu suất của ampli càng nhỏ và ngược lại, nếu loa có độ nhạy thấp cần phải sử dụng những Amply có hiệu suất lớn để chúng hoàn toàn có thể bù trừ cho nhau .

Do đó, khi lựa chọn thiết bị ampli, chúng ta cần quan tâm đến độ nhạy của loa để lựa chọn được loại ampli với công suất phù hợp

Ví dụ, 1 số ít loa có độ nhạy chỉ khoảng chừng 81 dB. Điều đó nghĩa là với 1 W hiệu suất nguồn vào, loa chỉ phát ra âm lượng vừa phải. Lý do là vì nếu muốn âm lượng phát ra tăng thêm mỗi 3 dB bạn cần tăng gấp đôi hiệu suất nguồn vào. Tức là nếu muốn cường độ âm 84 dB bạn sẽ cần 2 W nguồn vào. Cứ như thế, nếu muốn âm thanh 102 dB bạn cần cấp 128 W cho loa .

✔ Khả năng tái tạo âm thanh

Khả năng tái tạo âm thanh là năng lực tạo ra chất lượng âm sắc. Tùy vào công nghệ tiên tiến mà nhà phân phối sử dụng để phong cách thiết kế mạch hiệu suất mà âm thanh được tạo ra cũng khác nhau .

• Hãng Crown: Crown là một công ty con nằm trong tập đoàn âm thanh Harman nổi tiếng của Mỹ. Hiện nay Crown đã cho ra thị trường rất nhiều dòng sản phẩm ampli khác nhau phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng, có thể kể đến các dòng sản phẩm ampli phổ biến như: Ampli Crown XLi 800, Ampli Crown XLi 3500, Ampli Crown XLi 2500, Ampli Crown XLi 1500,Ampli Crown XLC2500,Ampli Crown XLC1002 …
• Hãng QSC: là một hãng nổi tiếng trên thế giới trong việc thiết kế và sản xuất hệ thống âm thanh chuyên nghiệp của Mỹ. Một số sản phẩm Ampli phổ biến của hãng QSC là: Ampli QSC PLX1104, Ampli QSC PLX1802, Ampli QSC PLX1804, Ampli QSC PLX3102…
• Hãng Behringer: là một công ty sản xuất thiết bị âm thanh được thành lập vào năm 1989 tại Đức. Behringer được xếp hàng là nhà sản xuất các thiết bị âm thanh, nhạc cụ lớn đứng thứ 14 trên thế giới. Trong đó Ampli là một thiết bị được Behringer đầu tư và phát triển để ngày càng có nhiều dòng sản phẩm hơn đáp ứng nhu cầu của các khách hàng, các dòng sản phẩm phổ biến như: Ampli Behringer ACX-900, Ampli Behringer Europower EP2000, Ampli Behringer iNUKE NU6000, Amplifier Behringer Ultrabass BVT5500H…
• Hãng Amply Marantz: Marantz là một công ty phát triển và bán các sản phẩm âm thanh cao cấp. Được thành lập tại New York. Các dòng Ampli Marantz nổi tiếng và phổ biến được đại đa số khách hàng tìm kiếm như là: SC+SM7 – SM8 và SM9, Marantz 74-84 – 94, 1150, 1150MKII, 1250…
• Hãng Emotiva: là một thương hiệu đến từ Mỹ. Các dòng sản phẩm phổ biến của hãng này là: PA-DR1, XPA-DR2, XPA-DR3, BasX A-300, BasX TA-100…

Trên đây là tất tần tật những thông tin về ampli mà Hoàng Sa Việt mong ước gửi đến quý người mua, quý doanh nghiệp. Hy vọng những thông tin này là thực sự hữu dụng giúp quý khách lựa chọn được dòng ampli tương thích nhất cho cá thể, tổ chức triển khai và doanh nghiệp của mình. Để biết thêm thông tin cụ thể và nhận tư vấn, quý khách hoàn toàn có thể liên hệ qua số điện thoại thông minh 0985.999.345