Với sự thay đổi liên tục về yêu cầu chất lượng âm thanh, đã có nhiều cải tiến trong cấu trúc liên kết bộ khuếch đại âm thanh audio amply. Hiểu rõ các loại audio amp hiện có trên thị trường và các đặc tính liên kết với chúng là điều cần thiết trong việc lựa chọn chip IC amp tốt nhất cho loa cũng như tai nghe của bạn.
Một audio amplifier làm tăng biên độ những tín hiệu nhỏ lên mức hữu dụng trong suốt thời gian duy trì tín hiệu nhỏ hơn. Nó được gọi là tuyến tính. Khi tín hiệu được đưa đến đầu vào tăng, thì đầu ra cũng tăng theo cho đến khi đạt đến một điểm mà một linh kiện nào đó trong mạch bị bão hòa, và không thể cho thêm tín hiệu ra. Với những yêu cầu hiệu suất luôn thay đổi của thị trường audio amply nên đã có nhiều tiến bộ trong cấu trúc liên kết bộ khuếch đại âm thanh. Do đó, các nhà thiết kế các loại khuếch đại âm thanh hiện có và đặc tính liên kết. Đây là cách duy nhất để giúp bạn chọn được amp có chất lượng âm thanh tốt phù hợp với loa hoặc tai nghe của bạn. Trong bài viết này, chúng tôi chỉ xem xét các đặc điểm quan trọng nhất của mỗi chế độ hoạt động của amp hiện nay: Class A, Class B, Class AB, Class D, Class G, Class DG và Class H.
Như vậy có thể nói, Class thể hiện tỷ lệ công suất đầu vào và đầu ra của một chiếc Amly. Trên cùng một công suất đầu vào, nếu như công suất đầu ra càng lớn thì Amply đó hao tốn ít điện năng và cho một công suất lớn, tuy nhiên hiện tượng méo âm sẽ xảy ra với biên độ lớn hơn.
1. Class A amplifier
Đây là loại đơn giản nhất của audio amplifier. Class A la chế độ làm việc của đèn bán dẫn. Nó có ưu điểm âm thanh ra trung thực nhất và không bị méo biên độ, nhược điểm của nó là hiệu suất thấp, hao tổn điện năng cao nên rất nóng máy. Có thể nói Class A là loại tuyến tính nhất của amp âm thanh. Do đó những amp sử dụng chế độ này phải có độ tuyến tính cao và có nguồn điện dồi dào.
2. Class B amp
Class B amp sử dụng amp topology kéo – đẩy. Đầu ra của class B kết hợp với một bóng bán dẫn tích cực và tiêu cực. Để tái tạo đầu vào, mỗi bóng bán dẫn thực hiện một nửa các dạng sóng tín hiệu. Hiệu suất của class B đạt khoảng 70-80% tức là tiêu thụ 100W điện sẽ đưa ra công suất ra loa tối đa 800W, 20% năng lượng còn lại bị tiêu tán dưới dạng nhiệt nên khi chạy rất mát.
Có một sự đánh đổi đối với class B: hiệu quả tăng kéo theo chất lượng âm thanh giảm. Điều này xảy ra khi một điểm giao nhau mà tại đó chuyển đổi hai bóng bán dẫn từ trạng thái đóng sang trạng thái ngắt mạch. Class B audio amp được biết có biến dạng chéo khi xử lý tín hiệu cấp thấp. Nó không phù hợp với những loa có năng lượng thấp.
3. Class AB amp
Đó là sự kết hợp giữa class A và class B. Với Amp class AB cung cấp chất lượng âm thanh như class A và hiệu quả năng suất như class B. Hiệu suất này đạt được bằng cách cả hai bóng bán dẫn (transistors) để thực hiện một số đầu ra tín hiệu bằng không, tức là các điểm mà Class B ở phi tuyến. Đối với tín hiệu nhỏ, cả hai transistor đều hoạt động như một class A amp. Đối với những tín hiệu lớn thì chỉ có một transistor hoạt động cho mỗi nửa của các dạng sóng, do đó hoạt động như một Class B amp.
Loa amp Class AB cung cấp SNR (chỉ số biểu thị cường độ tương đối của tín hiệu so với nhiễu nền trong kênh truyền dữ liệu, tín hiệu hay thiết bị số hay analog), THD (tổng méo hài) thấp và hiệu suất đạt 65%. Vì vậy nó là sự lựa chọn lý tưởng cho những loa có âm thanh trung thực cao. Amp Class B như MAX98309 và MAX 98310 được sử dụng trong các media player, máy ảnh kĩ thuật số, máy tính bảng và e-reader di động mà đòi hỏi độ trung thực cao. Một vài amp tai nghe sử dụng cấu trúc liên kết lớp AB trong cấu hình BTL (lắp cầu). Ví dụ như amp tai nghe MAX97220A cung cấp THD+N đặc biệt thấp trong suốt dải âm thanh trong khi cung cấp nguồn điện lên đến 125mW, MAX9722A là một trong những tai nghe amp Class AB được sử dụng phổ biến hiện nay.
4. Class D amp
Với sự phổ biến của các thiết bị âm thanh di động cầm tay như điện thoại thông minh, máy nghe nhạc MP3 và portable docking stations – thiết bị dùng để gắn Laptop vào, có mức tiêu thụ năng lượng lớn. Điều cần thiết là chúng ta phải giảm điện năng tiêu thụ để tăng tuổi thọ pin. Amp Class D sử dụng phương pháp điều xung PWM phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp ra. Những amp có hiệu suất cao (thường lên đến 90% hoặc cao hơn) vì các transistor hoặc là được quay hoàn toàn hoặc hoàn toàn tắt trong quá trình hoạt động. Cách tiếp cận này hoàn toàn loại bỏ việc sử dụng các khu vực tuyến tính của transistor và chịu trách nhiệm về sự kém hiệu quả của các loại amp khác. Class D hiện đại đạt được độ chính xác tương đương với amp class AB. Nhờ hiệu suất cao mà nó mang lại, Class D MAX98304 và MAX98400A được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng di động.
5. Class G Amp
Class G amp tương tự Class AB, ngoại trừ việc nó sử dụng hai hoặc nhiều điện áp cung cấp. Khi hoạt động ở mức tín hiệu thấp, Class G amp chọn một nguồn cung điện áp thấp. Khi tăng mức độ tín hiệu, các amp tự động chọn nguồn cung cấp điện áp thích hợp. Class G hiệu quả hơn so với Class AB bởi nó sử dụng nguồn điện áp tối đa chỉ khi có yêu cầu trong khi Class AB luôn sử dụng các nguồn cung cấp điện áp tối đa. Một vấn đề phổ biến trong các ứng dụng âm thanh di động: cung cấp điện áp giới hạn cho các loa amply. Class G amp đã giải quyết được vấn đề này bằng cách sử dụng bơm phun điện tích để thúc đẩy việc cung cấp điện áp. Ví dụ, loa amp MAX9730 được tối ưu hóa cho loa động lực trong khi loa MAX9788 được tối ưu hóa cho loa gốm.
6. Class DG Amplifier
Amp Class DG sử dụng phương pháp điều xung PWM để tạo ra tín hiệu đầu ra kỹ thuật số rail to rail. Xét về khía cạnh này, amp class DG giống như amp class D. Mặc dù vậy, amp Class DG cũng sử dụng đầu ra đa cấp để phát hiện độ lớn của tín hiệu đầu ra. Sau đó nó chuyển dải cung cấp khi cần thiết để cung cấp công suất tín hiệu yêu cầu hiệu quả hơn. Với amp Class DG như MAX98308, sử dụng quan niệm nguồn điện kép giống như cấu trúc liên kết chuyển đổi của Class D cho hiệu suất cao hơn.
7. Class H Amp
Class H amp điều chỉnh điện áp để giảm thiểu sụt điện trên cổng đầu ra. Sử dụng điện áp rời rạc để cung cấp nguồn điện áp vô hạn. Mặc dù nó hoạt động gần tương tự amp Class G phân tán các thiết bị đầu ra nhưng Class H không đòi hỏi quá nhiều nguồn. Amp Class H nói chung là phức tạp hơn so với chế độ hoạt động của các audio amp khác.
Trên đây là bản tóm tắt những chế độ class mà các bộ khuếch đại âm thanh thường sử dụng trong các loa cũng như tai nghe hiện nay. Khi thiết kế một mạch âm thạnh cho bất kỳ loại thiết bị nào cần cẩn trọng trong việc xác định cấu trúc liên kết audio amp phù hợp nhất với các chế độ hoạt động. Nếu bạn có kiến thức tốt về các Class khác nhau của audio amp, bạn có thể lựa chọn mọt audio anp tốt thất cho loa hoặc tai nghe của bạn.
Theomaximintegrated.com
