Danh mục sản phẩm

Định nghĩa “Class” trong Amply / Đẩy công suất (P1)

rất tệtệbình thườngtốtrất tốt (6 phiếu)
Loading...

Trong bài “Định nghĩa các mạch công suất Class trong Amplier / Đẩy công suất (P1)” này mình sẽ giới thiệu cho các bạn về: mạch công suất là gì?  Một vài khái niệm cơ bản cần biết trong Amplier/ Đẩy công suất trước khi đi sâu vào các mạch công suất, và mạch công suất Class A. Các mạch công suất còn lại mình sẽ nêu ở  ” Định nghĩa các mạch công suất Class trong Amplier / Đẩy công suất (P2) vì nó hơi dài. Mong các bạn thông cảm!

GIỚI THIỆU

Như các bạn đã biết không phải tất cả các bộ khuếch đại “Amplier/ đẩy công suất” đều giống nhau , chúng luôn có sự phân biệt rõ ràng ở các giai đoạn hoạt động của tầng đầu ra. Các đặc tính riêng của một “Amplifier/ đẩy công suất” lý tưởng là sự tuyến tính, mức tăng tín hiệu, độ hiệu quả và công suất đầu ra tuy nhiên luôn luôn có một sự tương quan nào đó giữa các thông số này.

Để phân biệt các đặc tính cũng như các thông số hay phương thức hoạt động của “Amplifier/ đẩy công suất”, ta dùng thuật ngữ “CLASS”. Amplifier Class đại diện cho số lượng tín hiệu analog đầu ra thay đổi trong mạch amplifier trên một chu kỳ hoạt động theo tín hiệu đầu vào hình Sin. Có khá nhiều mạch công suất khác nhau bao gồm: Class A, Class B, Class AB, Class C, Class D, Class F, Class G, Class I, Class S, Class T.

Amplifier có các chuẩn hoạt động hoàn toàn tuyến tính với hiệu quả thấp (sử dụng trong các hệ thống khuếch đại tín hiệu có độ trung thực cao), hay hoàn toàn phi tuyến tính với hiệu quả rất cao (với tín hiệu được tái tạo có độ chính xác không quá cao). Các chuẩn còn lại có phương pháp hoạt động phần nào gần giống với cả hai chuẩn trên.

Một vài khái niệm cơ bản cần biết trong Amplier/ Đẩy công suất trước khi đi sâu vào các mạch công suất.

Công suất:

Công suất Ampli phát ra được tính theo đơn vị RMS (Root Mean Square). Bạn cần phân biệt 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 của họ có thể đạt được trong một thời gian rất ngắn, trong những điều kiện lý tưởng của phòng thí nghiệm nhưng không đạt được trong thực tế sử dụng. Một số nhà sản xuất thường quảng cáo rằng công suất PMPO rất lớn lên tới hàng nghìn W để thu hút người dùng ít biết về ampli. Nói chung PMPO là một thuật ngữ phóng đại, không có ý nghĩa gì ngoài việc quảng cáo, marketing. Vì thế bạn chỉ cần quan tâm vào công suất RMS khi muốn mua một loại ampli nào đó.

Độ lợi công suất:

Đây 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 amply sẽ lớn như thế nào khi trình diễn âm thanh.

Hiệu suất:

Thông số này khá là quan trọng trong Amplier/ công suất nó biểu thị khả năng đưa ra công suất âm thanh theo công suất đầu vào của amply. Khi cung cấp công suất điện cho amply, chỉ một phần được khuyếch đại ra công suất âm thanh. Các amply có thiết kế nguyên lý class A có hiệu suất thấp từ 10% đến 25% (điều đó có nghĩa khi bạn 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%.

Ví dụ  dễ hiểu nhất là

– 1 kg gạo nấu 0.7 lít rượu ngon là class B (100 W điện vào cho ra khoảng 70 W ra loa)

– 1 kg gạo nấu 0.5 lít rượu ngon hơn là class AB (100W điện vào cho ra khoảng 50W ra loa). Còn đâu lọc bỏ ra ngoài !

– 1 kg gạo nấu 0.2 lít rượu ngon hơn nữa là class A (100W điện vào cho ra khoảng 20W ra loa) Còn đâu cũng lọc bỏ ra ngoài hết !
* Rượu Class A uống êm ! Rượu Class B uống bốc !Class AB thì vừa phải !. Nên tùy vào ý thích của bạn  cũng như dàn âm thanh mà ta sẽ chọn 1 loại phù hợp.

THD:

So sánh tổng hài các tần số giữa tín hiệu đầu vào và âm thanh đầu ra sau khi qua amply. Các hài bậc cao sẽ gây méo và làm giảm tính trung thực của âm thanh. Vì vậy THD càng thấp thì amply càng tái tạo âm thanh trung thực, thông thường THD phải nhỏ hơn 0,5%.

Trở kháng ra:

Trở kháng ra của ngõ Amply ra loa. Khi ghép nối Amply phải cùng trở kháng của loa, thông thường khi trở kháng loa giảm một nửa thì công suất amply cần tăng gấp đôi nếu ghép nối lệch trở kháng.

CÁC MẠCH CÔNG SUẤT – CLASS  TRONG AMPLIER/ ĐẨY CÔNG SUẤT

Amplier Class A

Class A: 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 trong khi đó hiệu suất Class AB khoảng 35 đến 50% (100W đầu vào cho ra 50W đầu ra loa). Do đó kích thước và chi phí về vấn đề tản nhiệt cho sò công suất của Class A cũng vì thế mà lớn hơn so với Class AB. 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.

amplifier class a

Ưu điểm của ampli Class A:  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 Class A theo đó được đánh giá là ngọt ngào, trung thực. Một điểm cần lưu ý thêm là các ampli có tên gọi “thuần” A (pure ClassA) sẽ hoạt động hoàn toàn ở chế độ A. Cần chú ý một số ampli có quảng cáo Class A nhưng thực chất chỉ hoạt động ở chế độ A ở miền công suất thấp, khi ampli bị yêu cầu hoạt động cho ra công suất lớn điểm làm việc sẽ chuyển sang chế độ AB.

Amplifier Class A sử dụng một sò công suất (Bipolar, FET, hay IGBT) kết nối chung trong hệ thống phát cho cả hai nửa của dạng sóng, sò công suất sẽ luôn luôn có dòng điện chạy qua ngay cả khi không có tín hiệu chính nào. Do đó phần output sẽ không được tải đầy đủ cho dù sử dụng Bipolar, MOSFET hay IGBT, nó sẽ mang một mức bias Q-point ở khoảng giữa dòng tải. Sò công suất này không bao giờ tắt, đây là một trong những nhược điểm của Amplifier Class A.  Để đạt được độ tuyến tính cao và gain, phần output của Amplifier Class A lúc nào cũng phải mang giá trị bias MỞ (hoạt động). Một amplifier được xếp vào class A khi dòng tín hiệu nghỉ ở phần output có giá trị bằng hoặc lớn hơn dòng tải cực đại (ví dụ: Loa) cần thiết để tạo ra tín hiệu output lớn nhất

Do Amplifier Class A hoạt động trong phần tuyến tính, điện áp bias của sò công suất DC phải được bảo đảm ổn định để duy trì hoạt động hiệu quả cũng như mức sai số thấp. Tuy nhiên vì tầng output luôn luôn ở trạng thái MỞ, nguồn điện lúc nào cũng đi qua nó nên sẽ xảy ra hiện tượng sử dụng điện liên tục trong amplifier. Sự tốn điện liên tục này tạo ra mức nhiệt cao và vì hiệu quả chỉ khoảng 30% nên amplifier class A không có khả năng làm việc với các hệ thống khuếch đại công suất cao. Mức sử dụng điện liên tục của amplifier class A cũng đòi hỏi một bộ nguồn mạnh và được lọc điện ổn định, tránh các tiếng ồn khó chịu phát ra từ amplifier khi dòng điện trồi sụt.

Xem tiếp Phần 2