Phân lớp của ampli – Điều gì làm nên khác biệt? (Phần 1)

Ampli có khá nhiều loại, phân theo class sẽ có các loại sau là chủ yếu: A, B, A/B, D, G và H. Trong phạm vi bài viết này, ta sẽ tìm hiểu về ampli class A và class B.

Nếu đã từng nhìn vào thông số kỹ thuật của ampli, chắc hẳn người dùng sẽ thấy rằng các ampli đều có phân lớp (class) riêng của nó. Các phân lớp này thường được ký hiệu bằng một hoặc hai ký tự, đối với ampli nghe nhạc hiện nay, chủ yếu có Class A, B, A/B, D, G, và H. Các phân lớp này vốn không phải là xếp hạng chất lượng của hệ thống mà là để mô tả cấu trúc mạch của ampli, chẳng hạn như chúng hoạt động như thế nào, độ hiệu quả ra sao. Dù mỗi phân lớp có ưu và nhược điểm riêng, công việc của chúng đều giống nhau, đó là khuếch đại tín hiệu được gửi từ preamp mà không gây ra méo tín hiệu, hoặc méo càng ít càng tốt. Vậy ý nghĩa của mỗi ký hiệu trên phân lớp ampli là gì?

Vì mục đích của bài viết là tìm hiểu về phân lớp của ampli thông qua việc tác động đến dạng sóng, trước hết chúng ta sẽ có đồ hình cơ bản của sóng sine như sau:

Song dang sin tapchihifi

Class A

Nếu so sánh với các phân lớp ampli khác, ampli class A có cấu trúc rất đơn giản. Nguyên tắc hoạt động của ampli class A là toàn bộ các phần của tầng đầu ra sẽ tác động đến cả hai bán kỳ âm và dương của tín hiệu mà ampli nhận được trong cùng một quá trình. Class A có thể chia nhỏ ra làm hai loại là ampli mạch single ended và ampli mạch push/pull. Mạch push/pull áp dụng nguyên tắc hoạt động chung của class A bằng cách chia tầng đầu ra làm thành nhiều cặp. Các thiết bị ở mỗi cặp đều tác động đến cả hai bán kỳ âm dương, thế nhưng một thiết bị sẽ gánh tải của bán kỳ âm nhiều hơn, trong khi thiết bị còn lại gánh tải của bán kỳ dương nhiều hơn. Ưu điểm của thiết kế này là hạn chế các hiện tượng méo tín hiệu do thiết kế single-ended gây ra, đặc biệt là các hài âm, kể cả hài âm bậc chẵn. Bên cạnh đó, thiết kế mạch push/pull class A ít xuất hiện ù, hú hơn, trong khi đối với thiết kế single-ended, việc sử dụng mạch nguồn rất quan trọng vì có tác động không nhỏ đến hiện tượng này.

Mach class A tapchihifi

Một sơ đồ đơn giản của mạch class A

Ampli class A có nhiều ưu điểm như không có miền phi tuyến, chất âm cực kỳ hay, vì vậy đây được xem như là tiêu chuẩn vàng cho chất lượng âm thanh mà audiophile tìm kiếm. Tuy nhiên, ampli class A có một nhược điểm rất lớn, đó là độ hiệu quả. Thiết kế ampli class A đòi hỏi toàn bộ thiết bị ở tầng đầu ra hoạt động hết công suất cùng một lúc, dẫn đến hao phí về năng lượng. Năng lượng bị hao phí sẽ chuyển thành nhiệt. Điều này càng trở nên trầm trọng hơn bởi trên thực tế, các thiết kế Class A yêu cầu mức dòng tĩnh tương đối cao, đây là các dòng điện chạy qua các thiết bị ở tầng đầu ra khi ampli không xuất tín hiệu đầu ra. Mức độ hiệu quả của thiết kế mạch class A rất thấp, chỉ khoảng 15 – 35% (tức là 100 watt điện đưa vào thì xuất ra chỉ còn 15-35 watt), và mức độ này còn có thể giảm xuống mức thấp hơn nếu như tín hiệu đưa vào có độ động lớn.

Class B

Nếu như các thiết bị ở tầng đầu ra của thiết kế ampli class A phải xử lý cả hai bán kỳ âm dương thì ở ampli class B, với thiết kế mạch push/pull, tín hiệu đầu vào sẽ được chia thành hai bán kỳ âm dương, một nửa thiết bị của tầng đầu ra sẽ khuếch đại bán kỳ dương trong khi nửa còn lại có nhiệm vụ khuếch đại bán kỳ âm, sau đó ghép hai bán kỳ đã được khuếch đại lại để tạo thành tín hiệu âm thanh hoàn chỉnh. Với cách hoạt động này, ampli class B sử dụng năng lượng rất hiệu quả, trên lý thuyết có thể đạt tới mức 78.5%. Với độ hiệu quả cao như vậy, mạch class B từng được sử dụng cho một thiết bị chuyên nghiệp cũng như ở cả ampli đèn thông thường. Mạch push/pull class B gần giống với push/pull class A, chỉ khác ở chỗ với class B sẽ không có điện trở phân cực (bias transistor).

Thế nhưng, ngày nay để tìm được một ampli thuần class B rất khó, nguyên nhân chính là do hiện tượng méo giao điểm. Nhiều người cho rằng một khi đã tách tín hiệu âm/dương như vậy, việc khôi phục lại tín hiệu về nguyên dạng là không thể. Hiện tượng biến dạng tín hiệu này gọi là méo giao điểm (crossover distortion, lưu ý chữ crossover ở đây không liên quan đến phân tần của loa). Trong khi đó, ampli mạch single-ended không bị mắc phải trường hợp này.

Meo giao diem song sin tapchihifi

Méo dao điểm tác động đến sóng sine, làm cho sóng bị biến dạng hoàn toàn so với ban đầu.

Từ hình trên, có thể hiểu một cách đơn giản, méo giao điểm là hiện tượng độ trễ hoặc chênh lệch xuất hiện khi xử lý bán kỳ âm và bán kỳ dương, khiến cho dạng sóng không còn được nguyên vẹn như ban đầu. Méo giao điểm có thể nghe thấy được. Vì lý do này, dù thiết kế mạch class B của một số ampli có chất lượng tốt, phần lớn audiophile đều không cảm thấy hứng thú với class B cho lắm.

(Hết kỳ 1)

Xem:

Phân lớp của ampli – Điều gì làm nên khác biệt? (Phần 2)
Phân lớp của ampli – Điều gì làm nên khác biệt? (Phần 3)

Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây

Tìm hiểu về Viva Audio Solista MKIII và Solistino

Nguyễn Hào