Giáo Trình Máy Tăng âm - Tài Liệu Text - 123doc

Tải bản đầy đủ (.pdf) (73 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ Thuật - Công Nghệ
>>
3. Điện - Điện tử

Giáo trình máy tăng âm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (822.19 KB, 73 trang )

Chơng 1Khái niệm chung1.1. phân loại và ứng dụng của ampli1.1.1. Khái niệm về âm thanhVật thể rung động phát ra tiếng vang, lan truyền đi trong không gian. Những daođộng có tần số trong khoảng (20 20000) Hz (con ngời có thể cảm nhận đợc) gọilà âm thanh. Ví dụ dây đàn, mặt trống hoặc màng loa khi dung phát ra âm thanh.Âm thanh lan truyền tốt trong chất khí, chất lỏng, chất rắn, nhng không lantruyền đợc trong chân không. Vận tốc lan truyền âm thanh trong không khí là 340m/s, trong nớc là 1480 m/s, trong sắt là 5000 m/s. Khi lan truyền trong không khígặp một vật cản thì một phần âm thanh sẽ bị phản xạ trở lại, một phần sẽ tiếp tụcđợc lan truyền đi.1.1.2. Các đặc trng của âm thanhTần số dao động của một âm đơn (đơn âm) là tần số dao động của không khí dẫnâm đó trong thời gian một giây. Ví dụ khi ta gẩy dây mi của đàn, nó sẽ dung 330lần trong một giây ta nói tần số của dây mi là 330 Hz. Đơn vị tần số là Hz1Hz = 103KHz = 106HzTần số biểu thị sự cao thấp (trầm bổng) của âm thanh. Tần số càng thấp thì âmthanh càng trầm, tần số càng cao thì âm thanh càng cao. Màng nhĩ tai ngời có thểnhận biết đợc tần số thấp tới 16 Hz và cao tới 20 KHz. Tần số dới 16 Hz gọi là hạâm, trên 20 KHz gọi là siêu âm. Dòng điện có tần số từ 16 Hz đến 20 KHz gọi làdòng điện âm tần (tần số âm thanh).Tần số ký hiệu là f ", liên hệ với chu kỳ T và bớc sóng của dao động âmthanh qua biểu thức:f =1 v=T Trong đó v là vận tốc âm thanh lan truyền trong không khí.Trong thực tế một âm thanh phát ra thờng không phải đơn âm mà là phức âmnhiều tần số : gồm một đơn âm và các tần số có giá trị gấp 2, 3, 4, 5 tần số đơnâm gọi là các hài bậc 2, 3, 4, 5 của đơn âm đó.Trong dải âm thanh ngời ta phân chia nh sau: từ 16Hz đến 300 Hz là âm trầm,từ 300 Hz đến 3000 Hz là âm trung (âm vừa) và từ 3000 Hz trở lên đến 20.000 Hz làâm bổng (âm thanh).áp suất âm thanh.Khi âm thanh lan truyền trong không gian thì áp suất không khí tại điểm quan sátsẽ thay đổi. áp suất do âm thanh tạo ra tại một điểm gọi là thanh áp tại điểm đó. Đơnvị của thanh áp là bar. 1 bar là thanh áp tại một điểm tác dụng lên một diện tích 1cm2 một lực là 1 đin : 1 bar = 1 đin/cm2.Trờng đại học công nghiệp hà nội-1-Giáo trình máy tăng âm1. Công suất âm thanh là là năng lợng âm thanh đi qua diện tích s trongthời gian 1 giây, đợc biểu thị qua công thức :p = s.vp : thanh áp.v: vận tốc dao động của phần tử khí.s : diện tích mặt quan sát.Cờng độ âm thanh.Cờng độ âm thanh là công suất âm thanh đi qua đơn vị 1 cm2, ký hiệu là I:I=P= p.vSNh vậy :p = I.s.vSự cảm thụ của tai ngời.Ngời bình thờng có thể nghe đợc trong dải tần số từ 20 Hz đến 15 KHz, taingời nhậy nhất với các tần số 300 Hz đến 500 Hz. Tùy theo cấu tạo màng nhĩ củatai mỗi ngời mà có ngời có thể nghe đợc tần số cao hơn 15 KHz hoặc thấp hơn 20Hz.Tai ngời có thể nhận biết đợc những âm sắc khác nhau. Âm sắc là sắc tháiriếng của âm thanh, giúp ta phân biệt đợc nguồn âm khác nhau. Hai loại nhạc cụcùng dạo một bản nhạc nh nhau nhng nghe khác nhau vì âm sắc khác nhau.Con ngời có thể nhận biết đợc hớng âm thanh đi tới nhờ có hai tai. Vì vậyngời ta có thể nghe đợc âm thanh lập thể (stereo).1.1.3. Khái niệm về máy tăng âmMáy tăng âm (Ampli hay Amplifier) là thiết bị điện tử dùng để khuếch đại cáctín hiệu có tần số âm thanh (tín hiệu âm tần). Trong giáo trình tôi sử dụng dang từAmpli.Các tín hiệu âm tần nh tín hiệu Micro, tín hiệu phát lại ở băng ghi âm và đĩaCD, tín hiệu âm tần của máy thu thanh hoặc từ đờng dây tiếp âm, sao cho đạtmức công suất yêu cầu và có các chỉ tiêu chất lợng quy định.Các máy thu thanh, máy thu hình, máy ghi âm, máy CD đều phải có một bộkhuếch đại âm tần, gồm một số tầng khuếch đại. Vì vậy, trong khi nghiên cứu, phântích các tầng trong máy tăng âm, chúng ta cũng đồng thời nắm đợc phần khuếchđại âm tần và phần nguồn điện của các máy thu thanh, máy thu hình, máy ghi âm,máy CD. Máy tăng âm có nhiều công dụng nh trang âm hội trờng, quảng trờng,trờng học, xây dựng các hệ thống truyền thanh1.1.4. Phân loại máy tăng âmDựa trên các tiêu chí khác nhau ta có một số cách phân loại máy tăng âm nhsau:a. Phân loại theo mục đích sử dụng+) Loại tăng âm chuyên dụngTrờng đại học công nghiệp hà nội-2-Giáo trình máy tăng âmDùng cho các trạm truyền thanh lớn nh thị x , xí nghiệp... Loại này có côngsuất lớn đến hàng nghìn W.+) Loại tăng âm dân dụngLoại này công suất cỡ vài W đến vài chục W, trang bị cho hội trờng phòng họptrong gia đình.v.vb. Phân loại dựa vào dụng linh kiện đợc sử dụng+) Máy tăng âm dùng đèn điện tử, gọi tắt là tăng âm điện tử. ngày nay rất ít nơicòn sử dụng loại này.+) Máy tăng âm dùng transistor.+) Máy tăng âm IC.c. Phân loại theo công suất đầu ra+) Máy tăng âm công suất nhỏ.+) Máy tăng âm công suất trung bình.+) Máy tăng âm công suất lớn1.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy tăng âm1.2.1. Hệ số khuếch đạiBiểu thị mức tín hiệu ra lớn hơn bao nhiêu lần so với mức tín hiệu vào (có thểlà mức công suất, điện áp hoặc dòng điện). Hệ số khuếch đại công suất :KP =PraPvKU =U raUvKI =I raIv Hệ số khuếch đại điện áp : Hệ số khuếch đại dòng điện :Trong các công thức trên:Pra, Ura, Ira lần lợt là công suất, điện áp, dòng điện hiệu dụng ở đầu ra.Pv, Uv, Iv lần lợt là công suất, điện áp hiệu dụng ở đầu vào của tăng âm.Nếu tăng âm có nhiều tầng khuếch đại mắc liên tiếp nhau thì hệ số khuếch đạicủa tăng âm sẽ bằng tích các hệ số khuếch đại của từng tầng :K = K1.K2.K3 .. KnTrong kỹ thuật thờng dùng đề-xi-ben (viết tắt là dB) để làm đơn vị khi logarithoá các hệ số khuếch đại :Ki(dB) = 20.lg(Ki(lần))Trờng đại học công nghiệp hà nội-3-Giáo trình máy tăng âmVí dụ : Nếu Ku = 100 thì lgKu = 2, vậy Ku(dB) = 20. 2 = 40 dB.ở một số bộ tăng âm có ba tầng khuếch đại Ku1, Ku2, Ku3 thì :Ku = Ku1. Ku2. Ku3 Ku (dB) = Ku1(dB) + Ku2(dB) + Ku3(dB).Trong các máy tăng âm để tiện ngời ta quy ớc không (0 db) ứng với côngsuất âm tần Po = 1 mW đo trên điện trở danh định Ro = 600, trị số hiệu dụng củađiện áp trong trờng hợp này là 775 mV vì :Po =U 2o Uo = PoRo = 0,01.600 = 0,775V = 775mVRo1.2.2. Đặc tuyến tần số và độ méo tiếngKbcdaKTK0KCf(Hz)Hình 1.1 : Đặc tuyến tần số của một máy tăng âm.Đặc tuyến tần số là đồ thị biểu diễn khả năng khuếch đại ở các tần số khác nhaucủa máy tăng âm. Sở dĩ có sự khác nhau vì khả năng khuếch đại ở các tần số là khácnhau do trong tăng âm tồn tại các trở kháng thay đổi theo tần số nh tụ điện, cuộncảm ( gọi là các phần tử quán tính hay phản kháng). Đặc tuyến tần số của máytăng âm có dạng đặc trng nh ở hình 1.1.ở vùng tần số trung bình đáp tuyến là đoạn bc song song với trục hoành, chota thấy tần số ở vùng này có hệ số khuếch đại nh nhau.ở đoạn ab hoặc cd thì tần số càng xa vùng tần số trung bình khuếch đại cànggiảm. Nghĩa là hoặc tần số càng cao, hoặc tần số càng thấp số lần khuếch đại cànggiảm. Hiện tợng trên đây gọi là hiện tợng méo tần số. Nó làm cho âm thanh saukhi qua tăng âm không giống nh âm thanh ở đầu vào. Méo tần số gây lên sự biếnđổi âm sắc. Ngời ta đánh giá định lợng nó bằng tỉ số của hệ số khuếch đại ở vùngtần số trung bình (ký hiệu Ko) trên hệ số khuếch đại ở tần số bất kỳ ở vùng tần sốcao hoặc ở vùng tần số thấp, ký hiệu M .M =Trờng đại học công nghiệp hà nội-4-KoKGiáo trình máy tăng âmNh vậy ở vùng tần số cao :MC =KoKCMT =KoKTở vùng tần số thấp :Trong thực tế giá trị của M giới hạn từ 0,8 ữ 1,25 thì độ méo tần số đợc coi làcho phép.1.2.3. Dải tần số làm việcLà dải tần số từ tần số thấp nhất fmin đến tần số cao nhất fmax mà có hệ sốkhuếch đại không biến đổi quá mức cho phép. Ví dụ :Nếu truyền điện thoại thì tần số chỉ cần từ 300Hz đến 3400Hz ở đầu nghe đnhận đợc tiếng nói ngời quen nói với mình. Nếu chuyền dải tần từ 60Hz đến8000Hz thì đ nghe khá tốt, tốt hơn nữa là từ 50Hz đến 10.000Hz âm thanh phát rasẽ có chất lợng cao.Dải tần số càng rộng thì chất lợng máy tăng âm càng cao, tuy nhiên gía thànhcao do mạch điện phức tạp.1.2.4. Méo biên độĐối với mỗi biên độ tức thời của tín hiệu của đầu vào tăng âm khác nhau khảnăng khuếch đại của tăng âm sẽ khác nhau. Do vậy dạng tín hiệu ở đầu vào so với tínhiệu ở đầu ra về mặt biên độ có sự sai lệch.Ví dụ : Một bộ tăng âm nếu ta cho vào một điện áp có biên độ 3 mV, điện áp rasẽ nhận đợc là 75 mV, nh vậy hệ số khuếch đại :K = 75/3 = 25 lầnBây giờ nếu ta tăng điện áp vào lên 5mV liệu điện áp ra có là : 25*5 = 125 mVhay không, thực tế điện áp ở mức đầu vào là 5 mV thì ở đầu ra ta chỉ đo đợc 115mV, nghĩa là K không bằng 25 và nhỏ hơn giá trị 25. Nh vậy tín hiệu ra bị méo vềbiên độ bị méo về biên độ so với tín hiệu vào.Nguyên nhân gây ra méo biên độ là do đặc tuyến của các phần tử phi tuyến dùnglàm phần tử khuếch đại nh Transistor, hoặc các cuộn dây lõi sắt, biến áp có đặctuyến không phải là đờng thẳng. Vì vậy méo này còn gọi là méo phi tuyến (hayméo không đờng thẳng). Do đặc tính không thẳng (phi tuyến) của các phần tử trongmạch nên khi tín hiệu có tần số f đa vào tăng âm, ở đầu ra ngoài chính tần số f (gọilà tần số cơ bản) còn có các thành phần hài bậc 2, 3, 4, 5 về mặt định lợng ngờita đánh giá mức phi tuyến bằng hệ số hài . =P2 + P3 + P 4 + P5 + ...ì 100%P1Trong đó P1, P2, P3, P4 tơng ứng là công suất ở đầu ra tăng âm của sóng cơbản tần số f và các sóng hài 2, 3, 4 Trờng đại học công nghiệp hà nội-5-Giáo trình máy tăng âmTăng âm chất lợng cao = 1 -> 3 %, tăng âm thông thờng nhỏ hơn hoặcbằng 8%, trong máy điện thoại nhỏ hơn hoặc bằng 15 %.1.2.5. Tạp âm và can nhiễuở đây ta nói đến tạp âm và can nhiễu gây ra ngay ở trong tăng âm do các tạp âmcủa các linh kiện máy và can nhiễu từ phần tử nọ sang phần tử kia của máy, tăng âmcó can nhiễu lớn có thể làm lấn át tín hiệu làm giảm chất lợng của máy tăng âm.Tạp âm và can nhiễu sinh ra ở tầng đầu của máy là tệ hại nhất vì chúng sẽ đợckhuếch đại nhiều nhất bởi chính tầng đó hoặc các tầng tiếp theo. Còn tạp âm sinh raở các tầng càng xa tầng đầu càng tốt. Vì vậy để giảm bớt tạp âm cần phải chọn cácphần tử đầu có hệ số tạp âm nhỏ và cho chúng làm việc ở chế độ dòng và áp nhỏ.1.2.6. Công suất danh địnhCông suất âm tần lớn nhất cấp cho loa với mức độ méo cho phép (< 5%). Ký hiệulà Pra. Pra đợc chọn tuỳ theo chức năng của từng loại tăng âm. Ví dụ ở hội trờngtrung bình cỡ vài chục W, ở các mạng truyền thanh công suất ra cần lớn hơn, có thểđến hàng KW (nh mạng truyền thanh Hà Nội tới 15KW).1.2.7. Hiệu suất của máy tăng âmTính bằng % của tỉ số công suất ra (Pra) trên công suất toàn phần (công suất tiêuthụ nguồn Ptt). ký hiệu . = Pra /Ptt.100%Nếu nhỏ sẽ gây l ng phí rất lớn nhất là ở các tăng âm công suất lớn. Với tăngâm bán dẫn công suất nhỏ hơn 50W hiệu suất có thể đạt 60% -> 70% các tăng âm cócông suất càng cao thì hiệu suất càng giảm.1.2.8. Độ ổn định điện áp raCác máy tăng âm có loại thiết kế cho một tải cố định có loại thiết kế cho tải thayđổi. Khi số tải thay đổi đòi hỏi điện áp ra phải ổn định để âm lợng ra các loa ít bịthay đổi. Khi số loa mắc vào ít thì điện áp ra tăng lên, đặc biệt khi không tải (ngắttoàn bộ hệ thống loa) điện áp ra sẽ vọt lớn có thể làm h hỏng các linh kiện trongmáy. Vì vậy trong trờng hợp cần thiết phải có thêm một số mạch để ổn định điện ápra.Tỉ số giữa điện áp ra lúc không tải Uxx và điện áp ra lúc mắc tải danh định Ura gọilà hằng số biên độ điện áp ra, ký hiệu là H, biểu thị độ ổn định của điện áp ra :H càng nhỏ càng tốt, thờng từ 1,25 -> 1,41.1.2.9. Điện áp vào danh địnhLà trị số điện áp cần đa vào các đầu vào của máy để có thể da ra công suất âmtần danh định.Điện áp vào danh định của các đầu vào micro, máy quay đĩa, máy thu khônggiống nhau. Tín hiệu của đầu máy thu là lớn nhất, rồi đến máy quay đĩa và cuối cùnglà micro. Ví dụ mức danh định điện áp vào ở tăng âm TA250/1000 là :- Đầu quay đĩa là 120 mV.Trờng đại học công nghiệp hà nội-6-Giáo trình máy tăng âm- Đầu máy thu là 775 mV.- Đầu micro là 2,5 mV.Khi mức điện áp vào thực tế nhỏ hơn mức danh định thì công suất ra nhỏ hơnmức danh định và ngợc lại. Khi mức tín hiệu vào quá lớn có thể làm hỏng transistorcông suất, cháy loa, cháy biến áp.Trờng đại học công nghiệp hà nội-7-Giáo trình máy tăng âmChơng 2Sơ đồ khối và mạch điện trong ampli2.1. sơ đồ khối2.1.1. Sơ đồ khối của ampliMicro Khuếch đạiMicroKhuếch đạiTrộnKhuếch đạitrung gianĐiều chỉnhâm sắc,âm lợngKhuếch đạicômg suấtMạch bảovệ loa.. .. OtherTurnerTapeCDUDCUAC%Nguồn nuôiHình 2.1: Sơ đồ khối của máy tăng âm.Hình 2.1 là sơ đồ khối của ampli thông dụng không phân biệt là ampli dùngTransistor hay IC hoặc hỗn hợp cả IC và Transistor .2.1.2. Đặc điểm các khốiMạch khuếch đại Micro dùng để khuếch đại tín hiệu từ Micro đa tới, khuếchđại tín hiệu từ Micro lên đủ lớn tơng đơng với mức tín hiệu của các nguồn tín hiệukhác. Đây là một mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ, yêu cầu mạch có độ trung thực caovà đảm bảo đợc hệ số khuếch đại cần thiết cho tín hiệu Micro.Mạch khuếch trộn có nhiệm vụ trộn và khuếch đại các tín hiệu khác nhau đađến đầu vào ampli, làm việc ở chế độ khuếch đại tín hiệu nhỏ. Mạch khuếch đạitrộn về cơ bản chỉ là một khuếch đại tín hiệu âm tần nhỏ bình thờng nhng có yêucầu là :- Khuếch đại pha trộn nhiều tín hiệu đầu vào khác nhau để tạo ra một tín hiệutổng hợp có chất lợng cao, thoả m n yêu cầu của ngời dùng (ví dụ hátKaraoke).- Có thể khuếch đại riêng rẽ từng tín hiệu không gây ảnh hởng đến các tínhiệu khác ( ví dụ: có thể điều chỉnh âm lợng của tín hiệu micro độc lập với mứctín hiệu của nhạc khi nguời dùng muốn nghe tiếng hát to hơn)Mạch khuếch đại trung gian là mạch khuếch đại điện áp âm tần (mạch khuếchđại tín hiệu nhỏ) nhằm nâng cao hệ số khuếch đại. Để nâng cao chất lợng củaTrờng đại học công nghiệp hà nội-8-Giáo trình máy tăng âmmạch mà vẫn đảm bảo đợc độ trung thực của Ampli, thờng ghép nhiều tầngkhuếch đại trung gian với nhau.Mạch điều chỉnh âm sắc là mạch điều chỉnh sắc thái âm thanh theo tuỳ theo sởthích của ngời nghe. Điều chỉnh âm sắc là điều chỉnh biên độ tín hiệu âm tần ở mộttần số (một dải tần số) nào đó trong dải âm tần.Mạch điều chỉnh âm lợng là mạch điều chỉnh mức tín hiệu âm tần đồng đềutrong cả dải tần số. Mạch điều chỉnh âm lợng không điều chỉnh đợc sắc thái củaâm thanh.Mạch khuếch đại kích thích, đảo pha (nằm trong khối khuếch đại công suất) cónhiệm vụ khuếch đại tín hiệu đủ lớn và phù hợp để kích thích cho mạch khuếch đạicông suất làm việc tốt. Trong trờng hợp mạch khuếch đại công suất cuối dùng haitransistor cùng loại thì mạch khuếch đại kích thích phải có thêm chức năng đảo phatín hiệu.Mạch khuếch đại công suất :- Khuếch đại công suất tín hiệu đủ lớn để kích thích cho tải ( thờng là loa).- Hiệu suất phải cao do mạch khuếch đại công suất tiêu thụ phần lớn nănglợng của nguồn cung cấp.- Yêu cầu có biện pháp giảm méo đặc biệt là méo xuyên tâm .- Yêu cầu linh kiện làm việc ở công suất lớn, cần tỏa nhiệt tốtNguồn nuôi cung cấp các mức điện áp một chiều ổn định cho các mạch trongAmpli hoạt động. Nguồn cung cấp phải có công suất phù hợp với công suất củaampli, đảm bảo độ ổn định, an toàn cho ngời sử dụng, đảm bảo tính kinh tế vàthẩm mỹ.2.2. mạch điện trong ampli2.2.1 Mạch khuếch đại Micro2.2.1.1. Nhiệm vụ và yêu cầuTín hiệu vào ampli có thể từ nhiều nguồn khác nhau, trong các nguồn tín hiệuđó, tín hiệu từ Micro là nhỏ nhất. Do đó ngời ta cần một mạch hhuyếch đại tín hiệutừ Micro tới - mạch khuếch đại Micro. Mạch khuếch đại Micro có nhiệm vụ khuếchđại tín hiệu từ Micro lên đủ lớn theo để đa đến các tầng tiếp theo.Mạch khuếch đại Micro cần đảm bảo hệ số khuếch theo yêu cầu và đảm bảo độtrung thực vì đây là tầng khuếch đại đầu tiên. Ngoài ra, mạch khuếch đại Micro cònphải phối hợp trở kháng tốt với Micro.Các mạch khuếch đại Micro là các mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ. Nó thờngđợc mắc theo kiểu EC và làm việc ở chế độ A. Để đảm bảo có hệ số khuếch đại cầnthiết và đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật ngời ta có thể ghép một đến ba tầng khuếchđại Micro. Có 3 cách ghép tầng.- Ghép biến áp- Ghép điện trở, điện dung.- Ghép trực tiếp.Trờng đại học công nghiệp hà nội-9-Giáo trình máy tăng âm2.2.1.2. Sơ đồ mạch điệna) Mạch khuếch đại Micro dùng TransistorVcc+ 35V+R91KC4100àR81KR418K0+R3470KMIC100KR210KC15àOUTC35àT2C25àT1R12,2K+R70+R618KR5100Hình 2.1: Khuếch đại Micro dùng trong AMPLI Vietronic Model TA 60.Tín hiệu từ Micro qua C1 vào cực B của T1 (T1 mắc theo kiểu Ec), T1 khuếchđại tín hiệu cho ra ở cực C và đợc đ tới T2 khuếch đại tiếp. Hai tầng khuếch đạiT1 và T2 ghép với nhau bằng tụ điện và điện trở. Để giảm hiện tợng tự kích, nângcaođộ ổn định của mạch điện trở R6 lấy dòng hồi tiếp âm một chiều và xoay chiềutừ cực C T2 đa về cực E T1. Tuy nhiên, điện trở R6 đ làm giảm hệ số khuếch đạicủa cả mạch.b) Mạch khuếch đại Micro dùng ICTrong các bộ khuếch đại Micro dùng IC, ngời ta thờng dùng IC khuếchđại thuật toán IC. Amp kết hợp với các linh kiện bên ngoài để tạo ra các bộkhuếch đại có hệ số khuếch đại lớn, độ ổn định cao và dễ phối hợp trở khángvới Micro và tầng sau.Bộ khuếch đại đảo.Bộ khuếch đại đảo cho trên hình 2.2, có thực hiện hồi tiếp âm song song điện ápqua Rht.IhtNếu coi OA lý tởng, dòng vào OA, I0 = 0I1Tại nút N ta có :R1UvI1 = IhtUv UN UN Ur=R1R htRhtNUrHình 2.2. Bộ khuếch đại đảoTa đ biết, với OA lý tởng Ud = 0 nên UN = UPmà Up = 0 nên UN = 0Do đó :Trờng đại học công nghiệp hà nội- 10 -Giáo trình máy tăng âmUvU= rR1R htHệ số khuếch đại điện áp : K u =UrR= htUvR1Dấu (-) thể hiện tín hiệu ra ngợc pha với tín hiệu vào.Nếu Rht = R1 thì Ku = -1, sơ đồ hình 2.2 có tính chất lặp lại đảo tín hiệu.Nếu R1 = 0, từ phơng trình I1 = Iht, ta cóI1 = Urhay U r = I1R ht , tức là điện áp ra tỷ lệ với dòng điện vào. Đây chính làR htmạch biến đổi dòng thành áp.Trở kháng vào : Z v =Uv Uv== R1I1UvR1Trong trờng hợp yêu cầu hệ số khuếch đại lớn thì phải chọn R1 nhỏ, nên trởkháng vào Zv = R1 nhỏ. Khắc phục điều này bằng sơ đồ khuếch đại đảo hình 2.3.Bằng cách tính tơng tự nh trên ta cóUvU= 3R1R htR3U (công thức phân áp)R 2 + R3 rVì vậy : U r = R ht R 1 + 2 UvR1 R3 NUrR2U3Trị số hệ số khuếch đại :R htR1R1UvMặt khác : U 3 =Ku =RhtR3Hình 2.3: Khuếch đại đảocó trở kháng vào lớnR2 1 + R 3Nếu ta chọn R1 = R 2, thì Ku chỉ phụ thuộc vào tỷ số Rht/R3, có thể tăng tỷ số nàytuỳ ý mà không ảnh hởng đến trở kháng vào của mạch.Ví dụ:Cho bộ khuếch đại nh hình 2.2, với R1 = 100k, Rht = 500k. Tính điệnáp đầu ra khi tín hiệu vào là 2V.UvGiải:Ta có : U r = R ht500kU =2V = 10VR1 v100kUrNR1Mạch khuếch đại không đảo.Bộ khuếch đại không đảo có mạch hồi tiếpâm điện áp đặt vào đầu vào đảo, còn tín hiệuđặt vào đầu vào không đảo, nh sơ đồ hình 2.4.RhtHình 2.4: Bộ khuếch đại không đảoVì UN = UP. Trong trờng hợp nàyUP = UV nên UN = UVTrờng đại học công nghiệp hà nội- 11 -Giáo trình máy tăng âmMặt khác ta có :UN =R1U (theo công thức phân áp)R1 + R ht rVì vậy : U V =R1UR1 + R ht rHệ số khuếch đại :Ku =UrR= 1 + htUvR1Khi R1 , Rht 0 thì Ku = 1, sơ đồ hình 2.4 trở thành bộ lặp lạiđiện áp.Ví dụ: Cho mạch khuếch đại không đảo nh hình 2.4 với R1 = 100k, Rht =500k, Uv = 2V. Tính điện áp ra.Giải:Điện áp ra đợc tính theo công thức :R 500k U r = 1 + ht U v = 1 + 2V = 12VR1 100k 2.2.2. Mạch trộna. Yêu cầu và nhiệm vụTầng trộn là một tầng khuếch đại điện áp tín hiệu nhỏ. Nó có nhiệm vụ tiếp nhậnvà khuếch đại các tín hiệu từ tầng khuếch đại Micro, từ máy ghi âm, máy thu thanh,máy CDđa tới. Nó có thể đồng thời khuếch đại và pha trộn các tín hiệu từ nhiềuđờng khác nhau đa tới nó, hoặc chỉ khuếch đại từng tín hiệu riêng biệt.Tầng trộn là tầng tiếp sau tầng khuếch đại Micro, nên tín hiệu vẫn còn nhỏ. Vìvậy, phải áp dụng các biện pháp chống ù và chống tạp âm nh đối với tầng khuếchđại Micro.Kết cấu của mạch điện trong tầng phải đảm bảo sao cho khi điều chỉnh âm lợngcủa mỗi đờng tín hiệu thì chỉ đợc ảnh hởng rất ít đến các đờng tín hiệu khác.b. Sơ đồ mạch điệnTrờng đại học công nghiệp hà nội- 12 -Giáo trình máy tăng âmVcc+ 35V+R91KC4100àR318K0R6+R2470KMICT1+R110K100KC2 VR25à 10KC15àR53.3KR71K+T2OUTC45à+C35à0R4100AUXR83.3KVR110KHình 2.1: Khuếch đại trộn dùng trong AMPLI Vietronic Model TA 60.c.Nguyên lý hoạt độngĐây là một mạch khuếch đại trộn hai tín hiệu MICRO và tín hiệu AUX( ví dụ từTV hoặc CD):- Tín hiệu Micro nhỏ nên cần có mạch khuếch đại riêng (tầng khuếch đại T1).Tín hiệu Micro sau khi khuếch đại đợc đa tới tầng khuếch đại T2(tầng khuếchđại trộn) qua điện trở cách ly R5.- Tín hiệu đa tới đầu vào AUX là các tín hiệu lớn từ TV hoặc CD. Các tínhiệu này là các tín hiệu đủ lớn nên đợc đa trực tiếp vào tầng trộn T2 .- Hai điện trở R5 và R8 là hai điện trở cách ly, hai điện trở này có vai trò giảmsự ảnh hởng giữa hai tín hiệu đầu vào tầng trộn khi điều chỉnh VR1 và VR2.2.2.3. Mạch điềuchỉnh âm sắc2.2.3.1. Yêu cầu và nhiệm vụMạch điều chỉnh âm sắc ampli sẽ giúp cho ngời nghe có thể chọn u tiên chomột số tiết tấu, âm điệu của từng nhạc cụ a thích.Qua đo đạc thực nghiệm thấy rằng âm thanh của các loại nhạc cụ xuất hiệnnhiều nhất ở dải tần từ 300Hz đến 7000Hz. Kèn và trống ở dới 300Hz, violon vàsáo trúcở trên 7000Hz. Sự cảm thụ của của tai ngời lại nhạy cảm ở dải tần (300ữ 7000) Hz. Đặc tuyến biên độ - tần số của ampli lại có xu hớng tăng ở dải tần này,Trờng đại học công nghiệp hà nội- 13 -Giáo trình máy tăng âmđặc biệt thấy rõ nhất là ở đặc tuyến của loa trung. Mặt khác, cung nhạc đợc phânthành bát độ (octave), nên đơn vị suy giảm đợc tính bằng bát độ. Vì vậy, các nútđiều chỉnh âm sắc cũng phải căn cứ vào các tính chất đ nói ở trên mà chọn tần sốcộng hởng theo kiểu tuần tự gấp đôi. Các loại ampli cấp trung bình thờng dùng 5nút điều chỉnh, loại cao cấp có khi dùng đến 10 nút.Qua thực nghiệm, ngừời ta thấy có sự hởng ứng với tai ngời ở một số các tầnsố ví dụ nh: 60 Hz, 250Hz, 1kHz, 3,5kHz, 10kHz và các tần số này đợc chọn đểlàm các điểm điều chỉnh âm sắc trong mạch điện.Nh vậy, mạch điều chỉnh âm sắc là một mạch điện điều chỉnh mức (biên độ) tínhiệu ở các dải tần (các tần số cụ thể) khác nhau trong dải âm tần nhằm điều chỉnhsắc thái riêng của âm thanh (âm sắc).Căn cứ vào chức năng các linh kiện trong mạch mà ta phân ra kiểu mạch điềuchỉnh âm sắc thụ động và tích cực.Mạch thụ động chỉ dùng các linh kiện thụ động nh điện trở, tụ điện, điện cảmđẻ làm thay đổi nút âm sắc bằng tính chất cộng hởng.Mạch tích cực là mạch có dùng các phần tử không đờng thẳng nh IC,Transistor có trở kháng thay đổi theo tần số đ chọn.2.2.3.2. Sơ đồ mạch điệna) Mạch điều chỉnh âm sắc đơn giản (mạch Bass Treble)Mạch âm sắc ToneVới cách nối này thì ngời ta điều chỉnh VR1 thì hầu nh không ảnh hởng đếntần số thấp vì trở kháng XC1 với tần số thấp là rất lớn (C1 có giá trị nhỏ).Nhng với dải tần số cao XC1 giảm nhỏ xuất hiện dòng tín hiệu chảy qua C1 quaVR1 xuống mass trị số VR1 càng nhỏ thì dòng xuống mass càng lớn thì tín hiệu đầura giảm nhỏ (tín hiệu ở tần số cao). Ngợc lại khi tăng VR1 thì dòng tín hiệu xuốngmass giảm và âm thanh ra tăng.+VCCR4R2R5C2R1+IN+C1OUTT2T1+VRR6R3Hình2.7 : Mạch điều chỉnh tần số cao.Trờng đại học công nghiệp hà nội- 14 -Giáo trình máy tăng âmTa có biểu đồ đặc tuyến tần số của mạch Tone.Biên độVR1Trung bìnhVR1minVR1maxf1f2f3fHình 2.8Mạch Bass- Treble.Nguyên lý hoạt động của mạch Bass-Treble:Một số ampli cũ thờng chỉ sử dụng mạch âm sắc điều chỉnh đặc tuyến ở haikhoảng tần số cao và thấp, khi thay đổi sẽ tạo ra cảm giác thay đổi độ trầm bổng âm(Trầm Bass, Bổng Treble).INR3C3C111R2R1Treble32C42R4 Bass3C5+OUTC2R5Hình 2.9: Mạch điều chỉnh Bass-Treble.Điều kiện để mạch hoạt động:XC1, XC2, XC3, XC4 >> R1 và R4 (đối với tần số thấp).XC1, XC3, XC3, XC4 C2) thì:Do XC1