Power-amp hoạt động như thế nào (phần 2)

Ở kỳ trước, chúng ta đã cùng tìm hiểu về vai trò của biến áp nguồn và tụ lọc. Trong bài viết kỳ này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về tác dụng của các bộ phận còn lại bên trong mạch nguồn.

Chúng ta đã biết rằng ở một số ampli cao cấp với mạch nguồn khổng lồ, tụ lưu có kích thước rất lớn, có thể bằng cả lon nước ngọt với điện dung từ 30 nghìn đến 500 nghìn microfarads (μF). Lượng năng lượng khổng lồ này chính là nguồn điện để cung cấp cho tầng đầu ra của ampli. Các electron ở tụ lọc sẽ bị transistor ở tầng đầu ra kéo đi và chuyển thành dạng dòng điện, từ đó đi thẳng đến loa. Các tín hiệu audio mức nhỏ ở tầng đầu vào của power-amp sẽ điều xuất các năng lượng trữ bên trong mạch nguồn. Các năng lượng được giải phóng này chính là tín hiệu đầu ra của ampli, được sử dụng để làm rung động voice coil nối với màng loa, từ đó tạo thành âm thanh mà chúng ta nghe thấy.

Power ampli pilium divine achilles

Một mạch nguồn lý tưởng sẽ duy trì điện áp của nó bất kể transistor ở đầu ra có đòi hỏi cường độ dòng điện lớn như thế nào. Trên thực tế, điện áp cấp cho tầng đầu ra sẽ bị giảm đi đáng kể khi transistor kéo dòng điện một cách đột ngột, thường là ở những đoạn xuất hiện đỉnh âm, có thể là các tín hiệu cực ngắn nhưng đòi hỏi tiêu hao điện năng cực kỳ lớn. Sự sụt giảm điện áp cho tầng đầu ra này gọi là hiện tượng hạ áp (voltage droop). Hiện tượng này không giống với sụt áp (voltage drop) bởi hạ áp là giảm điện áp cho tầng đầu ra một cách cố ý, còn sụt áp là hiện tượng không mong muốn, xảy ra do thất thoát năng lượng). Lấy một ví dụ đơn giản. khi đóng cửa tủ lạnh, motor của tủ lạnh sẽ kéo một lượng năng lượng rất lớn, làm giảm điện áp cần thiết để làm sáng đèn tủ lạnh, do đó đèn tủ sẽ tự động ngặt. Một mạch nguồn được thiết kế để không xảy ra hiện tượng này gọi là mạch nguồn kháng hạ áp (stiff supply).

Đôi lúc, ở một số power-amp chúng ta có thể tìm thấy cầu chì. Các cầu chì này được lắp ở mặt sau của máy, đấu dây nối tiếp với mạch nguồn cho tầng đầu ra. Với thiết kế như vậy, dòng điện được transistor kéo ra từ mạch nguồn sẽ phải chạy qua cầu chì. Vì điện áp của mạch nguồn được gọi là thang điện áp nên các cầu chì này cũng sẽ gọi là thang cầu chì. Nếu như có trục trặc kỹ thuật nào xảy ra khiến transistor kéo quá nhiều dòng, cầu chì sẽ tư nổ. Việc thay cầu chì này rất đơn giản, chỉ cần bỏ cái bị nổ ra và lắp cái mới, có cùng các trị số vào là xong.

Lich su he thong am thanh da kenh dep

Tất nhiên người dùng cần phải lưu ý rằng chỉ có các cầu chì có cùng trị số mới thay được cho nhau, không thể dùng một cầu chì có trị số lớn hơn để thay cho cái bị hỏng. Cầu chì được lắp ở đó có nhiệm vụ bảo vệ tầng đầu ra và mạch nguồn của ampli. Đánh hỏng cầu chì hay thay thế cầu chì có trị số thấp bằng cầu chì có trị số cao hơn có thể gây hư hại nghiêm trọng đến thiết bị. Hơn nữa, nếu như cầu chì nổ hai lần, rất có thể chính bản thân ampli cũng đang có vấn đề. Cầu chì thường bị nổ khi có một transistor ở tầng đầu ra bị hỏng. Lúc này, người dùng cần phải nhờ kỹ thuật đến tìm hiểu để khắc phục nguyên nhân.

Những thông tin mà chúng ta tìm hiểu về mạch nguồn từ kỳ trước đến giờ thuộc về loại mạch nguồn tuyến tính, được áp dụng rất phổ biến ở hầu hết các ampli. Ngoài ra, một số ampli khác có thể có lựa chọn khác như dùng nguồn có chế độ chuyển mạch (switched-mode power supply). Ở các mạch nguồn như vậy, transistor làm nhiệm vụ tạo dòng sẽ dựa vào trở kháng để ngắt hoặc mở chứ không không ở trạng thái mở liên tục giống như mạch nguồn tuyến tính. Loại mạch nguồn này có các ưu điểm như kích thước nhỏ hơn, khối lượng nhẹ hơn, tỏa ít nhiệt hơn và công suất sinh ra sẽ lớn hơn.

Power ampli Emotiva Build Your Own hay

Có một yếu tố khác liên quan đến mạch nguồn của ampli mà người dùng cần lưu ý, đó là điều chỉnh hệ số công suất (power factor correction). Không có điều chỉnh hệ số công suất, điện kháng của mạch nguồn đối với dòng xoay chiều sẽ khiến cho điện áp và cường độ dòng điện bất đồng bộ với nhau. Hiện tượng này sẽ làm giảm công suất thực mà nguồn có thể tạo ra tùy vào tải. Mạch nguồn có đặc tính điều chỉnh hệ số công suất là để bù lỗi cho hiện tượng này, từ đó có thể hoạt động hiệu quả hơn. Trên thực tế, các bài kiểm tra với ampli sử dụng mạch nguồn có điều chỉnh hệ số công suất cho thấy những ampli ấy đem đến âm trầm cực kỳ chắc chắn, với độ động cao và độ trung thực rất rõ ràng.

Ngoài những điều kể trên, mạch nguồn của ampli còn có vai trò cung cấp nguồn điện cho những mạch điện tiêu thụ năng lượng ít hơn, chẳng hạn như tầng lái và tầng đầu ra của ampli.

(Hết kỳ 2)

Các bạn có thể xem thêm phần khác tại đây 

Power-amp hoạt động như thế nào (phần 1)

Power-amp hoạt động như thế nào (phần 3)

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

Aurora và Linea – Ampli chủ lực của Viva Audio

Thanh Tùng