Bộ khuếch đại công suất (Power Amplifier) được sử dụng để tăng cường điện áp / cường độ dòng điện / công suất tín hiệu đầu vào. Loại thiết bị này nhận các tín hiệu / dạng sóng yếu và tạo ra các tín hiệu tương tự ở đầu ra với cường độ lớn hơn Tùy thuộc vào những biến đổi của tín hiệu ở đầu ra so với tín hiệu gốc ở đầu vào mà ta có thể phân loại bộ khuếch đại thành các loại khác nhau như khuếch đại dòng điện, điện áp, công suất. Trong bài viết này, hãy cùng Lidinco tìm hiểu về bộ khuếch đại âm thanh một cách chi tiết về khái niệm, Bộ khuếch đại công suất là gì? Bộ khuếch đại công suất là bộ khuếch đại điện tử được thiết kế để tăng cường độ công suất của tín hiệu đầu vào nhất định. Công suất của tín hiệu đầu vào được tăng lên đến mức đủ cao để điều khiển tải của các thiết bị đầu ra như loa, tai nghe, máy phát RF… Không giống như các bộ khuếch đại điện áp/dòng điện, bộ khuếch đại công suất được thiết kế để truyền tải trực tiếp và được sử dụng như một khối cuối cùng trong một chuỗi khuếch đại. Tín hiệu đầu vào của bộ khuếch đại công suất cần phải vượt quá một ngưỡng nhất định. Vì vậy, thay vì truyền trực tiếp tín hiệu âm thanh/ tín hiệu RF thô đến bộ khuếch đại công suất, trước tiên, nó được khuếch đại trước bằng cách sử dụng bộ khuếch đại dòng/điện áp và tín hiệu đã được xử lý này sẽ làm đầu vào cho bộ khuếch đại công suất sau khi thực hiện các điều chỉnh cần thiết. Bạn có thể quan sát sơ đồ khối của bộ khuếch đại âm thanh và cách sử dụng bộ khuếch đại công suất bên dưới. Trong trường hợp này, micrô được sử dụng để cấp nguồn tín hiệu đầu vào. Độ lớn của tín hiệu từ micro không đủ để cấp cho bộ khuếch đại công suất. Vì vậy, đầu tiên nó được đưa vào bộ tiền khuếch đại để điện áp và dòng điện của tín hiệu được tăng lên một chút. Sau đó, tín hiệu được truyền qua mạch điều khiển âm lượng và âm lượng để điều chỉnh độ ổn định cho dạng sóng âm thanh. Cuối cùng, tín hiệu được truyền qua bộ khuếch đại công suất và đầu ra từ âm ly công suất và được đưa đến loa. Giới thiệu các loại bộ khuếch đại công suất Tùy thuộc vào loại thiết bị đầu ra được kết nối, bộ khuếch đại công suất được chia thành ba loại sau. Bộ khuếch đại công suất âm thanh • Loại âm ly công suất 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 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). Có thể bạn quan tâm • • Danh mục máy đo độ ồn Micro là gì? Những điều cần biết về Micro 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. Có những loại bộ khuếch đại công suất nào? • Có nhiều cách để thiết kế mạch khuếch đại công suất, các đặc tính hoạt động và đầu ra của từng cấu hình mạch khác nhau. Để phân biệt các đặc tính và hoạt động của các mạch khuếch đại công suất khác nhau, Các lớp khuếch đại công suất được sử dụng trong đó các ký hiệu chữ cái được gán để xác định phương thức hoạt động. • Chúng được phân loại thành hai loại, Bộ khuếch đại công suất được thiết kế để khuếch đại tín hiệu tương tự thuộc loại A, B, AB hoặc C. Bộ khuếch đại công suất được thiết kế để khuếch đại tín hiệu số Điều chế độ rộng xung (PWM) đi theo D, E, F… Các bộ khuếch đại công suất được sử dụng phổ biến nhất là những bộ khuếch đại được sử dụng trong các mạch khuếch đại âm thanh và chúng thuộc các lớp A, B, AB hoặc C. Vì vậy, hãy nghiên cứu kỹ hơn về các loại này trong phần tiếp theo của bài viết Bộ khuếch đại công suất loại A Các dạng sóng tương tự được tạo thành từ mức cao dương và mức thấp âm. Ở loại bộ khuếch đại này, toàn bộ dạng sóng đầu vào được sử dụng trong cùng quá trình khuếch đại. Một bóng bán đơn được sử dụng để khuếch đại cả nửa dương và nửa âm của dạng sóng. Điều này làm cho thiết kế của chúng đơn giản và làm cho bộ khuếch đại loại A trở thành loại bộ khuếch đại công suất được sử dụng phổ biến nhất vì chúng rất nhỏ gọn với chất lượng tương đối ổn định. Mặc dù lọai âm ly này được thay thế bởi các thiết kế tốt hơn, nhưng chúng vẫn được ưa chuộng bởi những người có sở thích. Ở bộ khuếch đại loại A này, phần tử hoạt động (thành phần điện tử được sử dụng để khuếch đại, là bóng bán dẫn trong trường hợp này) được sử dụng mọi lúc ngay cả khi không có tín hiệu đầu vào. Điều này tạo ra rất nhiều nhiệt và làm giảm hiệu suất của bộ khuếch đại loại A xuống 25% trong cấu hình bình thường và 50% trong cấu hình có ghép biến áp. Góc dẫn (phần của dạng sóng được sử dụng để khuếch đại, ngoài 360°) cho bộ khuếch đại loại A là 360 °. Vì vậy, các mức méo tín hiệu rất ít cho phép hiệu suất tần số cao tốt hơn. Bộ khuếch đại công suất loại B Bộ khuếch đại công suất loại B được thiết kế để giảm hiệu quả và các vấn đề nóng thường gặp ở bộ khuếch đại loại A. Thay vì một bóng bán dẫn duy nhất để khuếch đại toàn bộ dạng sóng, loại bộ khuếch đại này sử dụng thêm hai bóng bán dẫn bổ sung. Một bóng bán dẫn khuếch đại một dạng sóng dương và nửa kia khuếch đại một nửa sóng âm. Vì vậy, mỗi thiết bị hoạt động sẽ dẫn một nửa (180°) dạng sóng và hai trong số chúng khi kết hợp khuếch đại toàn bộ tín hiệu. Hiệu quả của các bộ khuếch đại loại B được cải thiện rất nhiều so với các bộ khuếch đại loại A do thiết kế hai bóng bán dẫn. Họ có thể đạt được hiệu quả lý thuyết lên đến 75%. Bộ khuếch đại công suất của loại này được sử dụng trong các thiết bị hoạt động bằng pin như radio FM và radio transitor. Do sự chồng chất của hai nửa dạng sóng, tồn tại một biến dạng nhỏ ở vùng giao nhau. Để giảm méo tín hiệu này, các bộ khuếch đại lớp AB được thiết kế. Bộ khuếch đại công suất loại AB Bộ khuếch đại loại AB là sự kết hợp của bộ khuếch đại loại A và loại B. Lớp bộ khuếch đại này được thiết kế để giảm vấn đề kém hiệu quả của bộ khuếch đại loại A và méo tín hiệu ở vùng chéo trong bộ khuếch đại loại B. Nó duy trì đáp ứng tần số cao như trong các bộ khuếch đại loại A và hiệu quả tốt như trong các bộ khuếch đại loại B. Một sự kết hợp của điốt và điện trở được sử dụng để cung cấp điện áp phân cực nhỏ làm giảm sự biến dạng của dạng sóng gần khu vực chéo. Có một chút giảm hiệu quả (60%) vì điều này. Bộ khuếch đại công suất loại C Thiết kế của bộ khuếch đại công suất loại C cho phép hiệu suất cao hơn nhưng làm giảm góc tuyến tính/góc dẫn, dưới 90 °. Nói cách khác, nó hy sinh chất lượng tín hiêu đầu ra để tăng công suất khuếch đại Góc dẫn ít hơn sẽ làm cho độ méo lớn hơn và do đó, loại khuếch đại này không phù hợp với khuếch đại âm thanh. Chúng được sử dụng trong các bộ dao động tần số cao và khuếch đại tín hiệu Tần số vô tuyến (RF) Các bộ khuếch đại loại C thường chứa một tải được điều chỉnh để lọc và khuếch đại tín hiệu đầu vào có tần số nhất định và các dạng sóng của các tần số khác được nén. Trong loại bộ khuếch đại công suất này, phần tử hoạt động chỉ tiến hành khi điện áp đầu vào vượt quá một ngưỡng nhất định, làm giảm tiêu tán công suất và tăng hiệu quả. Các loại bộ khuếch đại công suất khác Các lớp khuếch đại công suất D, E, F, G… được sử dụng để khuếch đại tín hiệu số điều chế PWM. Chúng 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. Do tính đơn giản này, các bộ khuếch đại công suất thuộc các lớp đã đề cập ở trên có thể đạt hiệu suất lý thuyết lên tới (90-100)%. Ứng dụng của bộ khuếch đại công suất Dưới đây là các ứng dụng của bộ khuếch đại công suất trên 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 và hệ thống âm thanh tại rạp hát hoặc tại nhà • • Công nghiệp: Bộ khuếch đại công suất loại chuyển mạch được sử dụng để điều khiển hầu hết các hệ thống chấp hành 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 Source: Audioreputation Thông tin liên hệ Công ty TNHH Đầu Tư Phát Triển Cuộc Sống +84 28 3977 8269 / +8428 3601 6797 Email: sales@lidinco.com Website: htts://lidinco.com/ 487 Cộng Hòa, phường 15, quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh