KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG ÂM THANH
1. Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống âm thanh:
Tiếng nói của một diễn giả, tiếng đàn của một nhạc sĩ chỉ đủ cho một số người nghe
được rõ. Muốn phục vụ nhiều người cùng nghe rõ thì cần phải cho những âm thanh ấy lớn
lên bằng sự khuếch đại của máy tăng âm.
Thông thường, micrô biến đổi áp suất âm thanh thành dòng điện âm tần rồi đưa tới bộ
khuếch đại làm cho dòng điện ấy tăng lên nhiều lần, sau đó dùng loa để biến đổi dòng điện
trở lại thành âm thanh với công suất lớn hơn, phục vụ đủ cho số lượng đông thính giả. Máy
tăng âm là thiết bị chủ yếu trong hệ thống truyền thanh bằng dây. Máy tăng âm cũng được
dùng rộng rãi ở khắp nơi, ở trong các xí nghiệp, công nông trường, nhà hát, rạp chiếu bóng...
Máy tăng âm là công cụ phục vụ đắc lực cho làm việc chỉ đạo sản xuất ở hợp tác xã nông
nghiệp, cho việc chỉ huy, giữ gìn trật tự ở những nơi đông người.
2. Phân loại hệ thống âm thanh
2.1. Phân loại theo mục đích sử dụng:
Theo mục đích sử dụng thì máy tăng âm được phân ra hai loại: Máy tăng âm dân dụng và máy tăng âm chuyên dùng.
- Máy tăng âm dân dụng là loại máy tăng âm nhỏ dùng trong các buổi nói chuyện, mít tinh biểu diễn văn nghệ trước một số đông người. Loại tăng âm này còn được gọi là máy phóng thanh, công suất độ vài chục oát.
- Máy tăng âm chuyên dùng là loại máy tăng âm dùng trong các đài và trạm truyền thanh để phục vụ một mạng lưới đường dây loa tương đối lớn trong một thị xã, một huyện, một thành phố hay một xí nghiệp công trường. Loại máy tăng âm này có công suất lớn từ vài chục oát đến vài nghìn oát. Loại tăng âm chuyên dùng thường có những yêu cầu riêng nên kết cấu phức tạp hơn và có kèm theo những thiết bị phụ như bảng phân phối phiđơ, máy đo trở kháng đường dây...
2.2. Phân loại dựa vào kết cấu:
Dựa vào linh kiện chủ yếu có thể phân ra:
- Máy tăng âm transistor.
- Máy tăng âm IC.
2.3. Phân loại theo cách mắc tải:
Phân loại theo cách mắc tải chủ yếu là:
- Máy tăng âm xuất bằng tụ
- Máy tăng âm xuất trực tiếp
- Máy tăng âm xuất bằng biến áp ra.
3. Sơ đồ khối
3.1. Hệ thống âm thanh Mono
3.1.1. Sơ đồ khối:
Hình 1.1 Sơ đồ khối máy tăng âm mono
3.1.2. Chức năng nhiệm vụ các khối:
Khối tiền khuếch đại (PRE- AMP):
Khối này thường được bố trí các mạch khuếch đại tín hiệu, nhận các nguồn tín hiệu từ
các nguồn vào như: Tín hiệu micro, tín hiệu này thường có điện áp nhỏ khoảng vài chục
micro vôn (µV); tín hiệu từ ngõ PHONE, thông thường có điện áp vài chục µV; tín hiệu vào
các ngõ AUX (Auxiliary) là ngõ ra tín hiệu vào phụ như: CD, DVD, VCR, TAPE... thường
có biên độ lớn khoảng vài trăm µV.
Yêu cầu quan trọng của khối này là phải đạt được nhiễu thấp (LOW NOISE) và tín
hiệu ra ít méo, để ổn định cho hoạt động của tầng sau.
Khối âm sắc (TONE):
Là khối lọc tần số của tín hiệu âm tần trong khoảng tần số từ 20Hz đến 20KHz. Trong
đó âm trầm hay còn gọi là tiếng Bass nằm trong khoảng tần số từ 20Hz đến 500Hz, âm trung
hay còn gọi là Midrange nằm trong khoảng tần số từ 500Hz đến 5KHz, âm bổng hay còn gọi
là tiếng Treble có tần số từ 5KHz đến 20KHz.
Đặc điểm của mạch này là khuếch đại tín hiệu đủ lớn mà biên độ của tín hiệu được
điều chỉnh theo tần số. Đặc biệt tín hiệu ra của khối này phải có độ méo nhỏ.
Khối khuếch đại công suất:
Khối này gồm các tầng khuếch đại như: Khuếch đại vi sai, khuếch đại công suất nhỏ
để tăng cường tín hiệu do bị suy giảm sau khi qua khối âm sắc và khuếch đại tín hiệu lái để
lái tầng công suất ngõ ra, ngoài ra còn có phần mạch hồi tiếp để sữa méo tín hiệu và ổn định
ngõ ra, cuối cùng là tầng khuếch đại công suất.
Đặc điểm của khối này là để khuếch đại tín hiệu đủ lớn, vừa khuếch đại điện áp vừa
khuếch đại dòng điện để cho công suất ra lớn làm rung màng loa. Khối này quyết định chất
lượng và sự khác nhau của Ampli, quyết định công suất của Ampli lớn hay nhỏ, thông
thường các Ampli có các giá trị công suất sau: 50W, 80W, 100W, 110W, 200W, 300W,
500W...,1KW, 1,1KW...
Khối bảo vệ loa:
Là mạch bảo vệ cho tầng công suất chống quá tải (OVERLOAD PROTECT) hoặc
bảo vệ chạm tải (SHORT PROTECT), bảo vệ loa, nhằm tăng cường chất lượng và độ tin cậy
của Ampli.
Khối nguồn cung cấp:
Cung cấp các mức điện áp và dòng điện cần thiết cho các tầng khuếch đại và các mạch
phụ trợ của máy Ampli hoạt động.
3.2. Hệ thống âm thanh STEREO:
3.2.1. Sơ đồ khối:
Hình 1.2: Sơ đồ khối máy tăng âm Stereo
3.2.2. Chức năng các khối:
Mạch MICRO:
Âm thanh phát ra đạp vào màng rung của loa, tạo dao động và được chuyển thành tín
hiệu điện, tín hiệu này có biên độ vài mV. Tín hiệu từ micro đưa vào trước tiên qua mạch
tiền khuếch đại 1, làm nhiệm vụ tăng cường tín hiệu ngõ vào có biên độ đủ lớn, thường chọn
dộ khuếch đại khioangr vài trăm lần. Tín hiệu qua mạch tiền khuếch đại được đưa đến mạch
lọc để điều chỉnh tín hiệu ở các mức tần số sau:
· Tần số thấp (LO) nằm trong khoảng từ 20Hz đến 500Hz.
· Tần số trung (MID) nằm trong khoảng từ 500Hz đến 5KHz.
· Tần số cao (HI) nằm trong khoảng từ 5KHz đến 20KHz.
Tín hiệu sai khi qua mạch lọc được đến tầng khuếch đại 2 để khuếch đại tín hiệu bù
vào sự suy hao tín hiệu sau khi qua mạch lọc.
Trong mạch micro phải có tín trung thực cao ít gây nhiễu (Low Noise) để đảm bảo tín
hiệu ra ít bị méo dạng.
v Mạch ECHO:
Đặc điểm của mạch ECHO là có bộ phận làm trễ tín hiệu. Trong kỹ thuật làm trễ tín
hiệu có rất nhiều cách nhưng thông dụng nhất trong mạch ECHO là dùng IC lưu trữ tín hiệu
để tạo ra độ trì hoãn tín hiệu, còn gọi là RAM.
Tín hiệu trễ RELAY được cộng với tín hiệu trực tiếp gây ra hiệu ứng dội âm thanh
(ECHO). Chính nhờ điều đó nên khi dùng một Ampli để karaoke có mạch ECHO thì chất
lượng giọng hát được tăng len rất nhiều.
Trên mạch ECHO thường có các nút chỉnh sau:
+ Repeat: Nút chỉnh tiếng vang dội
+ Delay: Nút chỉnh sự trễ cho tín hiệu
+ Volume: Nút chỉnh âm lượng cho mạch ECHO
+ LO, MID, HI: Nút chỉnh âm thấp, âm trung , âm cao hay còn gọi là chỉnh
tiếng Bass, Treble...
v Mạch MUSIC:
Mạch Music có nhiệm vụ nhận hai đường tín hiệu (L, R) từ các nguồn tín hiệu như:
VCD, DVD, CD, VCR, TAPE... được đưa vào tầng khuếch đại và lọc lấy tín hiệu ở các
khoảng tần số thấp (LO), tần số trung (MID), tần số cao (HI). Tín hiệu này sẽ được chia
thành hai kênh: kênh trái (L), kênh phải (R) đưa đến mạch Master.
v Mạch MASTER:
Mạch Maser nhận đường tín hiệu từ mạch Micro đã được xử lý qua mạch ECHO đưa
đến cộng với hai đường tín hiệu L, R của mạch Music, tín hiệu được phân chia ra hai kênh:
kênh trái L và kênh phải R. Tín hiệu của hai kênh này được đưa vào mạch lọc để điều chỉnh
tín hiệu âm tần theo tần số, giúp tai người cảm nhận được các âm thanh trầm bổng khác
nhau.
Tín hiệu sau khi qua mạch lọc được đưa đến phần mạch khuếch đại để tăng cường tín
hiệu, bù lại sự suy giảm tín hiệu sau khi qua tần âm sắc (mạch lọc), mức suy giảm từ 10 đến
30 lần.
v Mạch Khuếch đại công suất (KĐCS)
Đây là phần mạch điện quyết định mức công suất ra của máy Ampli có các giá trị như
sau: 50W, 80W, 100W, 110W, 200W, 300W, 500W...,1KW, 1,1KW...
Mạch KĐCS dùng để khuếch dại cả dòng và áp để phù hợp với công suất yêu cầu.
Thường người ta dùng một số kiểu mạch KĐCS như sau:
+ Mạch KĐCS OTL (Output Transform Less): Là mạch KĐCS không dùng biến áp
ngõ ra. Mạch này dùng tụ để xuất tín hiệu ngõ ra.
+ Mạch KĐCS OCL (Output Capacitor Less): Là mạch KĐCS không dùng tụ ngõ ra.
Mạch này xuất tín hiệu ra loa trực tiếp.
+ Mạch KĐCS BTL (Brigde Transistor Line Out): Là mạch KĐCS ngõ ra dùng cầu
transistor.
v Mạch bảo vệ (Protect)
Mạch bảo vệ hoạt động khi có hiện tượng quá tải, lệch áp cân bằng ngõ ra...để bảo vệ
tầng KĐCS, bảo vệ loa,...
Mạch bảo vệ thiết kế gồm mạch điện tử và một Relay ngắt mở. Khi mạch bảo vệ hoạt
động, Relay sẽ hở ra, cô lập loa với mạch KĐCS.
4. Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của hệ thống âm thanh
Để đánh giá chất lượng Ampli một cách chính xác ta phải dựa vào các chỉ tiêu kỹ
thuật của máy.
4.1. Công suất danh định: Là công suất âm tần lớn nhất lấy ra trên tải quy định của ampli.
Đây cũng chính là công suất của tầng khuếch đại công suất. Công suất danh định của máy
lớn hay nhỏ tùy thuộc vào nhiệm vụ của máy, có thể từ vài chục đến hàng vạn oát.
Ta có: P
o(ac)
= V
2
L(rms)
/R
L
= V
2
L(P)
/2R
L
= V
2
L(PP)
/8R
L
Với: V
L(rms)
: Là điện áp ra hiệu dụng
V
L(P) :
Biên
độ điện áp ra
V
L(PP)
: Điện áp ra đỉnh đối đỉnh trên tải danh định.
4.2. Tổng trở ra danh định: Cần biết tổng trở ra của máy để mắc loa phù hợp.
4.3. Dải tần số làm việc: Là khoảng tần số giữa tần số thấp nhất f
T
và tần số cao nhất f
C
,
trong khoảng đó hệ số khuếch đại của máy không bị biến đổi hơn kém một mức quy định.
Dải tần số làm việc là một chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng ampli.
4.4. Độ méo tín hiệu: Do tầng công suất là chủ yếu vì tầng này làm việc với tín hiệu vào có
biên độ lớn. Ta có:
+ Méo tần số: Độ méo tần số của các ampli thông thường từ 0,8 đến 1,25%, với các
ampli HiFi thì thấp hơn có thể dưới 0,01%.
+ Méo biên độ: Do hệ số khuếch đại của các tầng có trị số khác nhau đối với mỗi ttrị
số tức thời của điện áp vào, làm cho dạng của tín hiệu ra không giống như dạng của tín hiệu
vào. Nguyên nhân gây ra méo biên độ trong tầng khuếch đại là tính không thẳng của các đặc
tuyến vào ra của transistor, đặc tuyến từ hóa của lõi bién áp. Vì vậy méo biên độ còn được
gọi là méo không đường thẳng. Độ méo biên độ của các ampli thông thường là dưới 5%.
4.5. Mức tạp âm: Tạp âm sinh ra trong bản thân của máy, phụ thuộc nhiều vào các tầng
khuếch đại đầu, tạp âm sẽ lấn át các tín hiệu có biên độ nhỏ và hạn chế khả năng khuếch đại
của các tín hiệu này,ní cách khác là làm giảm độ nhạy của máy.
4.6. Độ nhạy ngỏ vào: Độ nhạy ngỏ vào tùy thuộc vào các nguồn tín hiệu, các nguòn tín
hiệu đưa vào phải có mức tín hiệu ra tương ứng với độ nhạy ở ngõ vào. Độ nhạy của một
đầu vào là mức điện áp dang định phải đưa vào đầu đó để đảm bảo công suất ra danh định.
Ngã vào Độ nhạy Tổng trở
Mic 1mV – 5mV (-60dB đến-20dB)
100W đến 1K(or vài chục KW)
Phone 300mV– vài V(-20dB đến 5dB)
20W đến 100KW
Line in 100mV – vài V (-20dB đến 5dB)
Vài chục KW đến vài trăm KW
Tape monitor 100mV – vài V (-20dB đến 5dB)
Vài chục KW đến vài trăm KW
Aux 100mV – vài V (-20dB đến 5dB)
Vài chục KW đến vài trăm KW
Tuner 200mV – vài V (0dB đến 5dB
Vài kW đến 50KW
4.7. Hiệu suất: Được định nghĩa là tỷ số giữa công suất ra danh định lấy ra ở tầng cuối và
công suất nguồn cung cấp:
h
% = P
o(ac)
/ P
i(dc)
.100%
Trong máy tăng âm, hiệu suất của tầng cuối cùng là quan trọng nhất do công suất tiêu
thụ của tầng này lớn hơn công suất tiêu thụ toàn bộ các tầng trước rất nhiều, vì vậy người ta
thường chú ý nâng cao hiệu suất của tầng cuối.
Như ta biết h% < 80%.
Ta thấy các thông số dãy tần số làm việc, độ méo tín hiệu, mức tạp âm, hiệu suất là
chỉ tiêu đánh giá chất lượng của âm thanh các thông số khác công suất ra danh định, điện trở
ra danh định, độ nhạy đầu vào là các chỉ tiêu cần thiết để sử dụng ampli hợp lý.
Ngoài ra, vấn đề lắp ráp 1 ampli công suất lớn mà các chỉ tiêu chất lượng vẫn đảm
bảo là vấn đề khó khăn. Nhất là khi cân bằng công suất ở mức nguồn thấp (ampli cấp điến
bằng bình ắc quy).
Từ công thức định nghĩa của công suất danh định, ta thấy muốn tăng công suất ta có
các cách sau:
- Tăng điện thế cấp điện, đây là cách dể dàng và phổ biến nhất, vì điện áp ra hiệu dụng
trên tải bị giới hạn bởi mức nguồn. Tất nhiên, với mức nguồn cao thì phải sử dụng các linh
kiện thích hợp và giá thành cũng tăng cao.
- Giảm tổng trở tải: điều nầy tỏ ra bất lợi, vì khi R
L
giảm thì dòng điện sẽ tăng cao,
công suất tổn hao sẽ rất lớn, vì vậy hiệu suất sẽ giảm. Tổng trở tải của ampli thông thường từ
3,2W đến 16W, thông dụng nhất là 4W đến 16W.
- Dùng trasistor công suất Darlingtor với hệ số khuếch đại lớn làm điện áp ra đỉnh trên
tải tăng gần tới V
CC
, nhờ đó công suất được nâng lên đến mức cao nhất có thể ứng với một
nguồn cấp điện nhất định.
- Dùng tầng khuếch đại công suất mắc theo kiểu cầu, BTL (Balance Transformer Less)
phương pháp nầy thường được ứng dụng để nâng công suất lớn ở mức nguồn thấp.
4.8. Đáp tuyến tần số:
d
b c
k h u Õ c h ® ¹ i
a
K
f
f b ç n gf t r u n g b ×n hf t h Ê p
s è l Ç n
Hình 1.3: Đáp tuyến tần số của máy tăng âm
Đáp tuyến tần số là đồ thị biểu diễn khả năng khuếch đại ở các tần số khác nhau của
một máy tăng âm . Hình 1.3 biểu diễn đáp tuyến tần số. Trục hoành biểu thị tần số, trục tung
biểu thị hệ số khuếch đại. Đoạn bc tương đối thẳng và song song song với trục hoành cho
biết ở khoảng tần số trung bình, máy có độ méo nhỏ không đáng kể. Đoạn ab và cd chéo
xuyên với trục hoành cho thấy máy bị méo nhiều ở tần số thấp và tần số cao.
* Trong các thông số trên thì: dải tần số làm việc, độ méo tín hiệu, mức tạp âm, hiệu suất
là các chỉ tiêu đnáh giá chất lượng của âm thanh, còn công suất danh định, điện trở ra danh
định, độ nhạy đầu vào là các chỉ tiêu cần biết để sử dụng ampli hợp lý.
C. Câu hỏi ôn tập:
1/ Trình bày chức năng, nhiệm vụ của máy tăng âm?
2/ Phân loại máy tăng âm?
3/ Trình bày sơ đồ khối máy tăng âm và chức năng nhiệm vụ của các khối trong máy
tăng âm.
4/ Nêu các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của hệ thống âm thanh.
Tiếng nói của một diễn giả, tiếng đàn của một nhạc sĩ chỉ đủ cho một số người nghe
được rõ. Muốn phục vụ nhiều người cùng nghe rõ thì cần phải cho những âm thanh ấy lớn
lên bằng sự khuếch đại của máy tăng âm.
Thông thường, micrô biến đổi áp suất âm thanh thành dòng điện âm tần rồi đưa tới bộ
khuếch đại làm cho dòng điện ấy tăng lên nhiều lần, sau đó dùng loa để biến đổi dòng điện
trở lại thành âm thanh với công suất lớn hơn, phục vụ đủ cho số lượng đông thính giả. Máy
tăng âm là thiết bị chủ yếu trong hệ thống truyền thanh bằng dây. Máy tăng âm cũng được
dùng rộng rãi ở khắp nơi, ở trong các xí nghiệp, công nông trường, nhà hát, rạp chiếu bóng...
Máy tăng âm là công cụ phục vụ đắc lực cho làm việc chỉ đạo sản xuất ở hợp tác xã nông
nghiệp, cho việc chỉ huy, giữ gìn trật tự ở những nơi đông người.
2. Phân loại hệ thống âm thanh
2.1. Phân loại theo mục đích sử dụng:
Theo mục đích sử dụng thì máy tăng âm được phân ra hai loại: Máy tăng âm dân dụng và máy tăng âm chuyên dùng.
- Máy tăng âm dân dụng là loại máy tăng âm nhỏ dùng trong các buổi nói chuyện, mít tinh biểu diễn văn nghệ trước một số đông người. Loại tăng âm này còn được gọi là máy phóng thanh, công suất độ vài chục oát.
- Máy tăng âm chuyên dùng là loại máy tăng âm dùng trong các đài và trạm truyền thanh để phục vụ một mạng lưới đường dây loa tương đối lớn trong một thị xã, một huyện, một thành phố hay một xí nghiệp công trường. Loại máy tăng âm này có công suất lớn từ vài chục oát đến vài nghìn oát. Loại tăng âm chuyên dùng thường có những yêu cầu riêng nên kết cấu phức tạp hơn và có kèm theo những thiết bị phụ như bảng phân phối phiđơ, máy đo trở kháng đường dây...
2.2. Phân loại dựa vào kết cấu:
Dựa vào linh kiện chủ yếu có thể phân ra:
- Máy tăng âm transistor.
- Máy tăng âm IC.
2.3. Phân loại theo cách mắc tải:
Phân loại theo cách mắc tải chủ yếu là:
- Máy tăng âm xuất bằng tụ
- Máy tăng âm xuất trực tiếp
- Máy tăng âm xuất bằng biến áp ra.
3. Sơ đồ khối
3.1. Hệ thống âm thanh Mono
3.1.1. Sơ đồ khối:
Hình 1.1 Sơ đồ khối máy tăng âm mono
3.1.2. Chức năng nhiệm vụ các khối:
Khối tiền khuếch đại (PRE- AMP):
Khối này thường được bố trí các mạch khuếch đại tín hiệu, nhận các nguồn tín hiệu từ
các nguồn vào như: Tín hiệu micro, tín hiệu này thường có điện áp nhỏ khoảng vài chục
micro vôn (µV); tín hiệu từ ngõ PHONE, thông thường có điện áp vài chục µV; tín hiệu vào
các ngõ AUX (Auxiliary) là ngõ ra tín hiệu vào phụ như: CD, DVD, VCR, TAPE... thường
có biên độ lớn khoảng vài trăm µV.
Yêu cầu quan trọng của khối này là phải đạt được nhiễu thấp (LOW NOISE) và tín
hiệu ra ít méo, để ổn định cho hoạt động của tầng sau.
Khối âm sắc (TONE):
Là khối lọc tần số của tín hiệu âm tần trong khoảng tần số từ 20Hz đến 20KHz. Trong
đó âm trầm hay còn gọi là tiếng Bass nằm trong khoảng tần số từ 20Hz đến 500Hz, âm trung
hay còn gọi là Midrange nằm trong khoảng tần số từ 500Hz đến 5KHz, âm bổng hay còn gọi
là tiếng Treble có tần số từ 5KHz đến 20KHz.
Đặc điểm của mạch này là khuếch đại tín hiệu đủ lớn mà biên độ của tín hiệu được
điều chỉnh theo tần số. Đặc biệt tín hiệu ra của khối này phải có độ méo nhỏ.
Khối khuếch đại công suất:
Khối này gồm các tầng khuếch đại như: Khuếch đại vi sai, khuếch đại công suất nhỏ
để tăng cường tín hiệu do bị suy giảm sau khi qua khối âm sắc và khuếch đại tín hiệu lái để
lái tầng công suất ngõ ra, ngoài ra còn có phần mạch hồi tiếp để sữa méo tín hiệu và ổn định
ngõ ra, cuối cùng là tầng khuếch đại công suất.
Đặc điểm của khối này là để khuếch đại tín hiệu đủ lớn, vừa khuếch đại điện áp vừa
khuếch đại dòng điện để cho công suất ra lớn làm rung màng loa. Khối này quyết định chất
lượng và sự khác nhau của Ampli, quyết định công suất của Ampli lớn hay nhỏ, thông
thường các Ampli có các giá trị công suất sau: 50W, 80W, 100W, 110W, 200W, 300W,
500W...,1KW, 1,1KW...
Khối bảo vệ loa:
Là mạch bảo vệ cho tầng công suất chống quá tải (OVERLOAD PROTECT) hoặc
bảo vệ chạm tải (SHORT PROTECT), bảo vệ loa, nhằm tăng cường chất lượng và độ tin cậy
của Ampli.
Khối nguồn cung cấp:
Cung cấp các mức điện áp và dòng điện cần thiết cho các tầng khuếch đại và các mạch
phụ trợ của máy Ampli hoạt động.
3.2. Hệ thống âm thanh STEREO:
3.2.1. Sơ đồ khối:
Hình 1.2: Sơ đồ khối máy tăng âm Stereo
3.2.2. Chức năng các khối:
Mạch MICRO:
Âm thanh phát ra đạp vào màng rung của loa, tạo dao động và được chuyển thành tín
hiệu điện, tín hiệu này có biên độ vài mV. Tín hiệu từ micro đưa vào trước tiên qua mạch
tiền khuếch đại 1, làm nhiệm vụ tăng cường tín hiệu ngõ vào có biên độ đủ lớn, thường chọn
dộ khuếch đại khioangr vài trăm lần. Tín hiệu qua mạch tiền khuếch đại được đưa đến mạch
lọc để điều chỉnh tín hiệu ở các mức tần số sau:
· Tần số thấp (LO) nằm trong khoảng từ 20Hz đến 500Hz.
· Tần số trung (MID) nằm trong khoảng từ 500Hz đến 5KHz.
· Tần số cao (HI) nằm trong khoảng từ 5KHz đến 20KHz.
Tín hiệu sai khi qua mạch lọc được đến tầng khuếch đại 2 để khuếch đại tín hiệu bù
vào sự suy hao tín hiệu sau khi qua mạch lọc.
Trong mạch micro phải có tín trung thực cao ít gây nhiễu (Low Noise) để đảm bảo tín
hiệu ra ít bị méo dạng.
v Mạch ECHO:
Đặc điểm của mạch ECHO là có bộ phận làm trễ tín hiệu. Trong kỹ thuật làm trễ tín
hiệu có rất nhiều cách nhưng thông dụng nhất trong mạch ECHO là dùng IC lưu trữ tín hiệu
để tạo ra độ trì hoãn tín hiệu, còn gọi là RAM.
Tín hiệu trễ RELAY được cộng với tín hiệu trực tiếp gây ra hiệu ứng dội âm thanh
(ECHO). Chính nhờ điều đó nên khi dùng một Ampli để karaoke có mạch ECHO thì chất
lượng giọng hát được tăng len rất nhiều.
Trên mạch ECHO thường có các nút chỉnh sau:
+ Repeat: Nút chỉnh tiếng vang dội
+ Delay: Nút chỉnh sự trễ cho tín hiệu
+ Volume: Nút chỉnh âm lượng cho mạch ECHO
+ LO, MID, HI: Nút chỉnh âm thấp, âm trung , âm cao hay còn gọi là chỉnh
tiếng Bass, Treble...
v Mạch MUSIC:
Mạch Music có nhiệm vụ nhận hai đường tín hiệu (L, R) từ các nguồn tín hiệu như:
VCD, DVD, CD, VCR, TAPE... được đưa vào tầng khuếch đại và lọc lấy tín hiệu ở các
khoảng tần số thấp (LO), tần số trung (MID), tần số cao (HI). Tín hiệu này sẽ được chia
thành hai kênh: kênh trái (L), kênh phải (R) đưa đến mạch Master.
v Mạch MASTER:
Mạch Maser nhận đường tín hiệu từ mạch Micro đã được xử lý qua mạch ECHO đưa
đến cộng với hai đường tín hiệu L, R của mạch Music, tín hiệu được phân chia ra hai kênh:
kênh trái L và kênh phải R. Tín hiệu của hai kênh này được đưa vào mạch lọc để điều chỉnh
tín hiệu âm tần theo tần số, giúp tai người cảm nhận được các âm thanh trầm bổng khác
nhau.
Tín hiệu sau khi qua mạch lọc được đưa đến phần mạch khuếch đại để tăng cường tín
hiệu, bù lại sự suy giảm tín hiệu sau khi qua tần âm sắc (mạch lọc), mức suy giảm từ 10 đến
30 lần.
v Mạch Khuếch đại công suất (KĐCS)
Đây là phần mạch điện quyết định mức công suất ra của máy Ampli có các giá trị như
sau: 50W, 80W, 100W, 110W, 200W, 300W, 500W...,1KW, 1,1KW...
Mạch KĐCS dùng để khuếch dại cả dòng và áp để phù hợp với công suất yêu cầu.
Thường người ta dùng một số kiểu mạch KĐCS như sau:
+ Mạch KĐCS OTL (Output Transform Less): Là mạch KĐCS không dùng biến áp
ngõ ra. Mạch này dùng tụ để xuất tín hiệu ngõ ra.
+ Mạch KĐCS OCL (Output Capacitor Less): Là mạch KĐCS không dùng tụ ngõ ra.
Mạch này xuất tín hiệu ra loa trực tiếp.
+ Mạch KĐCS BTL (Brigde Transistor Line Out): Là mạch KĐCS ngõ ra dùng cầu
transistor.
v Mạch bảo vệ (Protect)
Mạch bảo vệ hoạt động khi có hiện tượng quá tải, lệch áp cân bằng ngõ ra...để bảo vệ
tầng KĐCS, bảo vệ loa,...
Mạch bảo vệ thiết kế gồm mạch điện tử và một Relay ngắt mở. Khi mạch bảo vệ hoạt
động, Relay sẽ hở ra, cô lập loa với mạch KĐCS.
4. Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của hệ thống âm thanh
Để đánh giá chất lượng Ampli một cách chính xác ta phải dựa vào các chỉ tiêu kỹ
thuật của máy.
4.1. Công suất danh định: Là công suất âm tần lớn nhất lấy ra trên tải quy định của ampli.
Đây cũng chính là công suất của tầng khuếch đại công suất. Công suất danh định của máy
lớn hay nhỏ tùy thuộc vào nhiệm vụ của máy, có thể từ vài chục đến hàng vạn oát.
Ta có: P
o(ac)
= V
2
L(rms)
/R
L
= V
2
L(P)
/2R
L
= V
2
L(PP)
/8R
L
Với: V
L(rms)
: Là điện áp ra hiệu dụng
V
L(P) :
Biên
độ điện áp ra
V
L(PP)
: Điện áp ra đỉnh đối đỉnh trên tải danh định.
4.2. Tổng trở ra danh định: Cần biết tổng trở ra của máy để mắc loa phù hợp.
4.3. Dải tần số làm việc: Là khoảng tần số giữa tần số thấp nhất f
T
và tần số cao nhất f
C
,
trong khoảng đó hệ số khuếch đại của máy không bị biến đổi hơn kém một mức quy định.
Dải tần số làm việc là một chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng ampli.
4.4. Độ méo tín hiệu: Do tầng công suất là chủ yếu vì tầng này làm việc với tín hiệu vào có
biên độ lớn. Ta có:
+ Méo tần số: Độ méo tần số của các ampli thông thường từ 0,8 đến 1,25%, với các
ampli HiFi thì thấp hơn có thể dưới 0,01%.
+ Méo biên độ: Do hệ số khuếch đại của các tầng có trị số khác nhau đối với mỗi ttrị
số tức thời của điện áp vào, làm cho dạng của tín hiệu ra không giống như dạng của tín hiệu
vào. Nguyên nhân gây ra méo biên độ trong tầng khuếch đại là tính không thẳng của các đặc
tuyến vào ra của transistor, đặc tuyến từ hóa của lõi bién áp. Vì vậy méo biên độ còn được
gọi là méo không đường thẳng. Độ méo biên độ của các ampli thông thường là dưới 5%.
4.5. Mức tạp âm: Tạp âm sinh ra trong bản thân của máy, phụ thuộc nhiều vào các tầng
khuếch đại đầu, tạp âm sẽ lấn át các tín hiệu có biên độ nhỏ và hạn chế khả năng khuếch đại
của các tín hiệu này,ní cách khác là làm giảm độ nhạy của máy.
4.6. Độ nhạy ngỏ vào: Độ nhạy ngỏ vào tùy thuộc vào các nguồn tín hiệu, các nguòn tín
hiệu đưa vào phải có mức tín hiệu ra tương ứng với độ nhạy ở ngõ vào. Độ nhạy của một
đầu vào là mức điện áp dang định phải đưa vào đầu đó để đảm bảo công suất ra danh định.
Ngã vào Độ nhạy Tổng trở
Mic 1mV – 5mV (-60dB đến-20dB)
100W đến 1K(or vài chục KW)
Phone 300mV– vài V(-20dB đến 5dB)
20W đến 100KW
Line in 100mV – vài V (-20dB đến 5dB)
Vài chục KW đến vài trăm KW
Tape monitor 100mV – vài V (-20dB đến 5dB)
Vài chục KW đến vài trăm KW
Aux 100mV – vài V (-20dB đến 5dB)
Vài chục KW đến vài trăm KW
Tuner 200mV – vài V (0dB đến 5dB
Vài kW đến 50KW
4.7. Hiệu suất: Được định nghĩa là tỷ số giữa công suất ra danh định lấy ra ở tầng cuối và
công suất nguồn cung cấp:
h
% = P
o(ac)
/ P
i(dc)
.100%
Trong máy tăng âm, hiệu suất của tầng cuối cùng là quan trọng nhất do công suất tiêu
thụ của tầng này lớn hơn công suất tiêu thụ toàn bộ các tầng trước rất nhiều, vì vậy người ta
thường chú ý nâng cao hiệu suất của tầng cuối.
Như ta biết h% < 80%.
Ta thấy các thông số dãy tần số làm việc, độ méo tín hiệu, mức tạp âm, hiệu suất là
chỉ tiêu đánh giá chất lượng của âm thanh các thông số khác công suất ra danh định, điện trở
ra danh định, độ nhạy đầu vào là các chỉ tiêu cần thiết để sử dụng ampli hợp lý.
Ngoài ra, vấn đề lắp ráp 1 ampli công suất lớn mà các chỉ tiêu chất lượng vẫn đảm
bảo là vấn đề khó khăn. Nhất là khi cân bằng công suất ở mức nguồn thấp (ampli cấp điến
bằng bình ắc quy).
Từ công thức định nghĩa của công suất danh định, ta thấy muốn tăng công suất ta có
các cách sau:
- Tăng điện thế cấp điện, đây là cách dể dàng và phổ biến nhất, vì điện áp ra hiệu dụng
trên tải bị giới hạn bởi mức nguồn. Tất nhiên, với mức nguồn cao thì phải sử dụng các linh
kiện thích hợp và giá thành cũng tăng cao.
- Giảm tổng trở tải: điều nầy tỏ ra bất lợi, vì khi R
L
giảm thì dòng điện sẽ tăng cao,
công suất tổn hao sẽ rất lớn, vì vậy hiệu suất sẽ giảm. Tổng trở tải của ampli thông thường từ
3,2W đến 16W, thông dụng nhất là 4W đến 16W.
- Dùng trasistor công suất Darlingtor với hệ số khuếch đại lớn làm điện áp ra đỉnh trên
tải tăng gần tới V
CC
, nhờ đó công suất được nâng lên đến mức cao nhất có thể ứng với một
nguồn cấp điện nhất định.
- Dùng tầng khuếch đại công suất mắc theo kiểu cầu, BTL (Balance Transformer Less)
phương pháp nầy thường được ứng dụng để nâng công suất lớn ở mức nguồn thấp.
4.8. Đáp tuyến tần số:
d
b c
k h u Õ c h ® ¹ i
a
K
f
f b ç n gf t r u n g b ×n hf t h Ê p
s è l Ç n
Hình 1.3: Đáp tuyến tần số của máy tăng âm
Đáp tuyến tần số là đồ thị biểu diễn khả năng khuếch đại ở các tần số khác nhau của
một máy tăng âm . Hình 1.3 biểu diễn đáp tuyến tần số. Trục hoành biểu thị tần số, trục tung
biểu thị hệ số khuếch đại. Đoạn bc tương đối thẳng và song song song với trục hoành cho
biết ở khoảng tần số trung bình, máy có độ méo nhỏ không đáng kể. Đoạn ab và cd chéo
xuyên với trục hoành cho thấy máy bị méo nhiều ở tần số thấp và tần số cao.
* Trong các thông số trên thì: dải tần số làm việc, độ méo tín hiệu, mức tạp âm, hiệu suất
là các chỉ tiêu đnáh giá chất lượng của âm thanh, còn công suất danh định, điện trở ra danh
định, độ nhạy đầu vào là các chỉ tiêu cần biết để sử dụng ampli hợp lý.
C. Câu hỏi ôn tập:
1/ Trình bày chức năng, nhiệm vụ của máy tăng âm?
2/ Phân loại máy tăng âm?
3/ Trình bày sơ đồ khối máy tăng âm và chức năng nhiệm vụ của các khối trong máy
tăng âm.
4/ Nêu các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của hệ thống âm thanh.
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG ÂM THANH
Reviewed by Ngô Hoàng Minh
on
8/12/2022
Rating:
Reviewed by Ngô Hoàng Minh
on
8/12/2022
Rating:
