Power-amp đèn có chất âm rất khác so với power-amp bán dẫn. Liệu cơ chế làm việc của chúng có điều gì khác nhau không?
Có thể thấy chức năng và thiết kế cơ bản của power-amp đèn và power-amp bán dân tương đối giống nhau, chỉ khác ở chỗ power-amp đèn sử dụng bóng chân không thay vì dùng transistor ở tầng đầu vào, tầng lái và tầng đầu ra. Tầng đầu vào có thể dùng một bóng, tầng lái một bóng, riêng tầng đầu ra có thể lên đến 8 bóng với cấu trúc mạch kéo / đẩy. Power-amp lai mạch sẽ có bóng đèn ở tầng đầu va tầng lái, trong khi tầng đầu ra lại sử dụng transistor để khuếch đại công suất.
Ngoài việc sử dụng các bóng đèn ra, điểm khác biệt rõ rệt nhất của power-amp đèn chính là hai biến áp xuất âm có mặt ở hai kênh trái phái, ngay đằng sau các bóng đèn điện tử – một đặc điểm không hề xuất hiện ở các ampli bán dẫn. Biến áp xuất âm có vai trò giống như một thiết bị khớp trở kháng giữa tầng đầu ra của ampli với loa. Với đặc điểm này, tầng đầu ra của ampli đèn sẽ nhận diện trở kháng đầu vào cao của biến áp thay vì trở kháng đầu vào thấp của loa. Biến áp xuất âm cũng có nhiệm vụ loại bỏ méo hài bằng cách trộn dòng điện dương cực (plate current) sinh ra ở hai nửa của tầng đầu ra kéo/đẩy. Ngoài ra, biến áp xuất âm cũng ngăn không cho dòng điện một chiều xuất hiện ở cổng đầu ra của ampli.
Một biến áp xuất âm tốt sẽ phải có kích thước đủ lớn để không bị bão hòa ở các dải tần số thấp. Bão hòa biến áp là hiện tượng biến áp phải làm việc trong điều kiện điện áp quá mức cho phép, khiến cho lõi thép không thể sinh ra từ thông được nữa. Khi hiện tượng bão hòa xảy ra, âm trầm sẽ trở nên mềm hơn và bắt đầu bị rối loạn, khó kiểm soát. Một vài power-amp đèn sử dụng bộ đổi nấc điện áp cho biến áp để đánh với những loa có trở kháng khác nhau. Lúc này biến áp sẽ có thêm những cuộn dây thứ cấp nữa để cung cấp trở kháng tối ưu cho loa.
Một vài ampli đèn không sử dụng biến áp ở tầng đầu ra nên được gọi là ampli không biến áp xuất âm (OTL – output-transformerless). Các ampli không biến áp xuất âm thường có công suất thấp, không hoạt động hiệu quả với những cặp loa có trở kháng thấp. Chúng thường mang kích thước rất lớn, có khá nhiều bóng đèn công suất và tương đối kén loa phối ghép cùng. Những ampli đèn không biến áp xuất âm thường có âm bass khá nhàm chán do độ động không có đủ khoảng headroom để thể hiện, nhưng bù lại âm trường rất rõ rệt và âm sắc khá ngọt. Ampli đèn không biến áp xuất âm có thể không phù hợp với tất cả mọi người, nhưng nếu chọn đúng loa để phối ghép cùng thì chất âm của nó sẽ rất kỳ diệu.
Vì đặc tính hoạt động của bóng đèn thay đổi theo thời gian nên người dùng sẽ phải chỉnh bias định kỳ cho các bóng đầu ra. Bias thực chất là một dòng điện rất nhỏ, thông thường ở mức giữa 20 và 70mA, được đưa vào lưới đèn để bóng hoạt động. Ampli đèn thường sẽ có các đầu kiểm tra và các biến trở (trimmer potentiometer) – những điện trở tí hon có thể điều chỉnh liên tục bằng tuốc nơ vít để điều chỉnh bias. Các trim pot và đầu kiểm tra thường được bố trí ở mặt trước hoặc trên thân máy.
Để chỉnh dòng bias cho bóng công suất, chúng ta sẽ đặt đầu dò của volt kế vào điểm kiểm tra của bóng, để volt kế ở chế độ đo dòng một chiều, sau đó chỉnh biến trở đến khi nào đạt mức bias mà nhà sản xuất yêu cầu. Đối với những ampli nhiều bóng công suất, bias đặc biệt quan trọng. Tất cả những người dùng ampli đèn đều muốn bóng đèn hoạt động trong điều kiện lý tưởng. Không như transistor, bóng đèn có thể bị lão hóa, và cứ qua một thời gian bias ở ampli sẽ lại thay đổi. Do đó việc chỉnh bias định kỳ rất quan trọng. Khi bóng đèn công suất đã tới hạn sử dụng, chúng không còn đạt được mức điện áp bias yêu cầu dù cho có chỉnh biến trở thế nào đi chăng nữa. Đó là lúc người dùng cần thay bóng mới. Để đảm bảo an toàn khi sử dụng, bias cần được kiểm tra định kỳ hàng tháng hoặc tối thiểu là khi đổi bóng đèn. Một vài ampli đèn hiện đại sẽ có tính năng tự điều chỉnh bias. Một số ampli khác sẽ sử dụng đồng hồ đo ở mặt trước hoặc đèn LED để báo mức bias. Những thiết kế sử dụng đồng hồ đo tích hợp sẽ giúp cho việc sử dụng ampli đèn trở nên dễ dàng hơn do không cần phải phụ thuộc vào volt kế. Còn đối với các ampli dùng đèn LED, đèn sẽ báo sáng khi bias đã được chỉnh ở mức cho phép.
Khi mua bóng công suất để thay thế, người dùng nên tìm chọn các bộ bóng với trị số về điện giống nhau, đã được nhà sản xuất hoặc đơn vị bán bóng đèn ghép thành bộ sẵn để đem lại khả năng trình diễn tốt hơn. Việc ghép bóng thành bộ với trị số giống nhau này sẽ đảm bảo rằng các bóng đèn đều làm việc như nhau, không bóng nào phải làm việc nhiều hơn bóng nào.
(Hết kỳ 1)
Cơ chế làm việc của power-amp đèn (phần 2)
Bạn có thể tham khảo sản phẩm khác tại đây
Lựa chọn công suất ampli phù hợp với loa
Nguyễn Hào
