Amplifier Là Gì? 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 quả với dàn loa trong hệ thống âm thanh. Hãy tham khảo bài viết sau đây tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một chiếc Amplifier (bộ tăng âm).

✅ Ampli là gì?

Ampli tên đầy đủ là Amplifier, là thiết bị trong hệ thống âm thanh, có tác dụng nhận tín hiệu điện đầu vào, 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 hệ thống âm thanh giúp cho việc truyền tải tín hiệu được tốt hơn.

✅ Cấu tạo cơ bản và nguyên lý hoạt động của ampli

✔ Cấu tạo cơ bản của ampli

Ampli được cấu tạo theo 3 phần gồm: Bộ nguồn, bộ tiền khuếch đại và mạch khuếch đại công 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.

✔ 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.

✅ Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của Ampli

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại Ampli đến từ nhiều hãng khác nhau. Vậy làm cách nào để có thể lựa chọn được một ampli phù hợp. Thì các bạn nên cần lưu ý vào các yếu tố sau đây:

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

Công suất của ampli là khả năng vận hành và sức chịu đựng của ampli trong thời gian nhất định (W). Công suất hoạt động của Ampli được chia thành hai khái niệm là: Công suất thực RMS (Root Mean Squared) và công 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)

Với những thiết bị khuếch đại công suất nhỏ như Amply karaoke gia đình, số lượng sò tùy thuộc vào công suất của từng dòng sản phẩm. Với những thiết bị khuếch đại công suất lớn hơn thì bắt buộc phải tăng số lượng sò lên do nhu cầu xử lý tín hiệu âm thanh lớn hơn. Tuy nhiên với sự phát triển công nghệ, sò công suất đã được thiết kế thu gọn lại giúp bộ máy bớt cồng kềnh hơn. Vậy nên đối với amply, công suất lớn nhỏ không chỉ phụ thuộc vào số lượng sò mà còn phụ thuộc 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.

• 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 căn cứ vào nhiều đặc điểm để phân loại Amply, như: Số kênh, cấu hình, công nghệ khuếch đại và công suất, mục đích sử dụng. Tùy vào từng mục đích sử dụng khác nhau mà khách hàng sẽ lựa chọn các 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 với công suất càng lớn. Có 2 loại Amply phổ biến 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.

✔ 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 cho phép hoạt động của ampli càng bé, ampli hoạt động càng tốt và ngược lại. Dựa vào số liệu của nguồn công suất, người ta 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 8Ω thì tổng trở của 2 chiếc loa là:

1/R= ⅛ + ⅛ = ¼ => R = 4Ω

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

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

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

R= 8 + 8 = 16Ω

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

Cách tính: Dựa vào số liệu được cho, có thể dễ dàng tính được việc để cho ampli hoạt động hết công suất, bạn cần mắc nối tiếp 2 loa và song song với 2 loa như hình:

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 cho phép hoạt động của ampli thì không có vấn đề gì. Nhưng trở kháng của loa thấp hơn trở kháng cho phép hoạt động của ampli thì có thể làm hư hỏng ampli.

✔ Độ nhạy của loa

Độ nhạy là thông số để bạn biết được khả năng loa kêu to đến đâu trong cùng một môi trường định mức tiêu chuẩn và trong cùng một mức điện áp đầu vào.

Với một mức công suất đầu vào nhất định, độ nhạy của loa càng lớn thì công suất của ampli càng nhỏ và ngược lại, nếu loa có độ nhạy thấp cần phải sử dụng những Amply có công suất lớn để chúng 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, một số loa có độ nhạy chỉ khoảng 81 dB. Điều đó nghĩa là với 1 W công suất đầu vào, loa chỉ phát ra âm lượng vừa phải. Lý do là vì nếu muốn âm lượng phát ra tăng thêm mỗi 3dB bạn cần tăng gấp đôi công suất đầu vào. Tức là nếu muốn cường độ âm 84dB bạn sẽ cần 2 W đầu vào. Cứ như thế, nếu muốn âm thanh 102dB bạn cần cấp 128 W cho loa.

✔ Khả năng tái tạo âm thanh

Khả năng tái tạo âm thanh là khả năng tạo ra chất lượng âm sắc. Tùy vào công nghệ mà nhà sản xuất sử dụng để thiết kế mạch công suất mà âm thanh được tạo ra cũng khác nhau.

✅ Gợi ý 5 hãng sản xuất Ampli uy tín trên thế giới

• 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 muốn gửi đến quý khách hàng, quý doanh nghiệp. Hy vọng những thông tin này là thực sự hữu ích giúp quý khách hàng lựa chọn được dòng ampli phù hợp nhất cho cá nhân, tổ chức và doanh nghiệp của mình. Để biết thêm thông tin chi tiết và nhận tư vấn, quý khách hàng có thể liên hệ qua số điện thoại 0985.999.345