Tìm hiểu về bộ khuếch đại công suất âm thanh – Power Amplifier

Bộ khuếch đại công suất (Power Amplifier) là một thiết bị được sử dụng để tăng cường công suất của tín hiệu đầu vào. Nó có khả năng tăng độ công suất của tín hiệu yếu lên mức đủ cao để điều khiển các thiết bị đầu ra như loa, tai nghe, máy phát RF…

Bộ khuếch đại công suất là gì?

Bộ khuếch đại công suất là một loại bộ khuếch đại điện tử được thiết kế để tăng cường độ công suất của tín hiệu đầu vào. Nó được sử dụng để truyền tải trực tiếp và là khối cuối cùng trong một chuỗi khuếch đại. Điều này có nghĩa là tín hiệu đầu vào của bộ khuếch đại công suất cần phải vượt qua một ngưỡng nhất định để kích hoạt hoạt động của nó.

Bạn đang xem: Tìm hiểu về bộ khuếch đại công suất âm thanh – Power Amplifier

Thay vì truyền trực tiếp tín hiệu âm thanh hoặc RF thô đến bộ khuếch đại công suất, tín hiệu này sẽ được khuếch đại trước bằng bộ khuếch đại dòng/điện áp. Sau đó, tín hiệu đã được xử lý sẽ trở thành đầu vào cho bộ khuếch đại công suất sau khi thực hiện các điều chỉnh cần thiết. Dưới đây là sơ đồ khối của bộ khuếch đại âm thanh và cách sử dụng bộ khuếch đại công suất:

Trong ví dụ này, tín hiệu đầu vào được cấp từ một micrô. Tuy nhiên, độ lớn của tín hiệu từ micrô không đủ để cấp cho bộ khuếch đại công suất. Vì vậy, trước tiên, tín hiệu này sẽ được khuếch đại bằng bộ khuếch đại dòng/điện áp để tăng độ cao của tín hiệu. Sau đó, tín hiệu sẽ được truyền qua mạch điều khiển âm lượng để điều chỉnh độ ổn định cho dạng sóng âm thanh. Cuối cùng, tín hiệu sẽ được truyền qua bộ khuếch đại công suất và đưa đến loa.

Giới thiệu các loại bộ khuếch đại công suất

Dựa trên loại thiết bị đầu ra được kết nối, ta có thể chia bộ khuếch đại công suất thành ba loại sau:

Bộ khuếch đại công suất âm thanh

• Loại này được sử dụng để tăng cường độ công suất của tín hiệu âm thanh yếu. Các bộ khuếch đại được sử dụng trong các mạch lái loa của TV, điện thoại di động… đều thuộc vào nhóm này.
• Đầu ra của bộ khuếch đại công suất âm thanh có thể dao động từ vài milliwatts (như trong bộ khuếch đại tai nghe) đến hàng nghìn watt (như bộ khuếch đại công suất trong hệ thống rạp hát Hi-Fi / Home).

Bộ khuếch đại công suất tần số vô tuyến

• Truyền không dây yêu cầu sóng điều biến được gửi qua khoảng cách xa trong không khí. Các tín hiệu được truyền bằng anten và phạm vi truyền phụ thuộc rất nhiều vào cường độ công suất của tín hiệu được cấp cho anten.
• Đối với truyền dẫn không dây như phát sóng FM, ăng ten yêu cầu tín hiệu đầu vào ở mức công suất hàng nghìn kilowatt. Ở đây, các bộ khuếch đại công suất tần số vô tuyến được sử dụng để tăng cường độ công suất của sóng điều chế lên mức đủ cao để đạt được khoảng cách truyền yêu cầu.

Bộ khuếch đại nguồn DC

• Bộ khuếch đại công suất DC được sử dụng để khuếch đại công suất của tín hiệu PWM (Điều chế độ rộng xung). Chúng được sử dụng trong các hệ thống điều khiển điện tử cần tín hiệu công suất cao để điều khiển động cơ hoặc cơ cấu chấp hành.
• Thiết bị này lấy đầu vào từ các hệ thống vi điều khiển, tăng công suất và cung cấp tín hiệu khuếch đại cho động cơ DC hoặc Thiết bị truyền động.

Các loại bộ khuếch đại công suất

Xem thêm : Cách đo và kiểm tra diode

Có nhiều cách để thiết kế mạch khuếch đại công suất, mỗi loại có các đặc tính và hoạt động riêng. Để phân biệt các đặc tính và hoạt động của chúng, các lớp mạch khác nhau được sử dụng và được đánh dấu bằng các ký hiệu chữ cái.

Các loại bộ khuếch đại công suất được phân loại thành loại A, B, AB, và C dựa trên cách chúng khuếch đại tín hiệu tương tự, và loại D, E, F… dùng để khuếch đại tín hiệu số Điều chế độ rộng xung (PWM). Trong số các loại này, loại A, B, AB, và C là những loại bộ khuếch đại công suất phổ biến nhất được sử dụng trong các mạch khuếch đại âm thanh.

• Loại A: Loại này sử dụng toàn bộ dạng sóng đầu vào để khuếch đại. Điều này giúp đơn giản hóa thiết kế và giúp bộ khuếch đại loại A trở thành loại bộ khuếch đại công suất được sử dụng phổ biến nhất. Tuy đã có các thiết kế tốt hơn xuất hiện, nhưng loại A vẫn được ưa chuộng bởi những người có sở thích.

• Loại B: Loại này sử dụng ba bóng bán dẫn để khuếch đại tín hiệu: một bán dẫn khuếch đại dạng sóng dương và hai bán dẫn khuếch đại dạng sóng âm. Với thiết kế này, bộ khuếch đại loại B đạt hiệu suất cao hơn so với loại A. Chúng được sử dụng trong các thiết bị hoạt động bằng pin như đài FM và radio transitor.

• Loại AB: Loại AB là sự kết hợp của loại A và loại B. Dựa trên thiết kế này, loại AB cải thiện hiệu quả của loại A và giảm méo tín hiệu ở vùng giao nhau của loại B.

• Loại C: Loại C có hiệu suất cao hơn nhưng làm giảm góc tuyến tính của dạng sóng đầu ra. Do đó, loại này thường không phù hợp cho khuếch đại âm thanh và được sử dụng trong các bộ khuếch đại tần số cao và khuếch đại RF.

Xem thêm : Chỉnh lưu ba pha có điều khiển

Ngoài ra, còn có các lớp khuếch đại công suất khác như D, E, F, G… được sử dụng để khuếch đại tín hiệu số Điều chế độ rộng xung (PWM). Các lớp này thuộc danh mục các bộ khuếch đại công suất chuyển đổi và bật đầu ra liên tục BẬT hoặc liên tục TẮT mà không có bất kỳ mức nào khác ở giữa.

Ứng dụng của bộ khuếch đại công suất

Bộ khuếch đại công suất có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau:

• Điện tử tiêu dùng: Bộ khuếch đại công suất âm thanh được sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử tiêu dùng, từ lò vi sóng, trình điều khiển tai nghe, TV, điện thoại di động đến hệ thống âm thanh của rạp hát và trong gia đình.

• Công nghiệp: Bộ khuếch đại công suất chuyển mạch được sử dụng để điều khiển hầu hết các hệ thống chạy công nghiệp như động cơ servo và động cơ DC.

• Truyền thông không dây: Bộ khuếch đại công suất cao rất quan trọng trong việc truyền tín hiệu phát sóng di động hoặc FM tới người dùng. Mức công suất cao hơn có thể là do bộ khuếch đại công suất làm tăng tốc độ truyền dữ liệu và khả năng sử dụng. Chúng cũng được sử dụng trong các thiết bị thông tin vệ tinh.

Kết luận

Bộ khuếch đại công suất là một thiết bị quan trọng trong việc tăng cường công suất tín hiệu đầu vào để điều khiển các thiết bị đầu ra. Có nhiều loại bộ khuếch đại công suất khác nhau như loại A, B, AB, và C, mỗi loại có đặc điểm và ứng dụng riêng. Nhờ vào sự phát triển của công nghệ, bộ khuếch đại công suất ngày càng trở nên nhỏ gọn và hiệu quả hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng.

Nguồn: Audioreputation

Nguồn: https://cite.edu.vn
Danh mục: Học tập