Định nghĩa thiết bị khuếch đại công suất (power amplifier)?
Bộ khuếch đại công suất là thiết bị khuếch đại tín hiệu điện từ mixer sau khi đã được điều chỉnh âm lượng và âm sắc thích hợp. Tín hiệu được khuếch đại đến mức để loa có thể tạo thành âm thanh. Bộ khuếch đại công suất có nhiều loại và mẫu mã, khác nhau về kích thước, hình dạng và công suất đầu ra, để phục vụ cho những nhu cầu đa dạng.
Bộ khuếch đại có 3 loại chính, dựa trên phương pháp khuếch đại
(1) Bộ khuyếch đại công suất rời
Đây là loại bộ khuếch đại công suất thường thấy nhất. Bộ khuếch đại công suất độc lập khuếch đại tín hiệu được gửi từ mixer để làm cho loa tạo ra âm thanh. Nhiều bộ khuếch đại công suất độc lập có thể được lắp đặt trên cùng một giá đỡ, giúp cho việc xây dựng một hệ thống PA quy mô lớn trở nên dễ dàng. Gần đây, bộ khuếch đại công suất với DSP tích hợp bên trong đang là một xu hướng trong ngành âm thanh.
(2) Powered Mixer (Mixer tích hợp công suất)
Powered Mixer là mixer analog được tích hợp với bộ khuếch đại công suất. Bởi vì mixer này chỉ cần một nguồn điện duy nhất cấp nguồn cho cả mixer và bộ khuếch đại được gắn bên trong mixer. Nên ưu điểm là ít dây kết nối giữa các thiết bị hơn so với sử dụng bộ khuyếch đại công suất riêng
(3) Loa kèm công suất (Loa tích hợp amplifier)
Là dòng loa có sẵn bộ khuếch đại công suất bên trong. Bởi vì hệ số công suất tích hợp sẵn được điều chỉnh tối ưu cho loa nên cho phép loa tái tạo tín hiệu chính xác hơn. Ngoài ra do mixer được kết nối trực tiếp vào loa nên yêu cầu ít dây cáp kết nối hơn.
<Ghi chú> với các dòng loa không có công suất tích hợp bên trong mà yêu cầu một bộ khuyếch đại công suất rời sẽ gọi là "loa passvie"
Với yêu cầu xây dựng một hệ thống PA tối giản và dễ sử dụng, nên sử dụng powered mixer hoặc loa kèm công suất vì đòi hỏi ít dây kết nối hơn. Tuy nhiên, một bộ khuyếch đại công suất rời sẽ cung cấp khả năng di động cao hơn cho ứng dụng cần nâng cấp hệ thống cũng như khi phải thiết kế các vị trí đặt loa.
Cách Lựa Chọn Power Amplifier
Trong phần này, sẽ có lời khuyên khi chọn bộ khuyếch đại công suất rời dành cho hệ thống sử dụng loa passive
Tiêu chí lựa chọn công suất của power amplifier là dựa vào số lượng loa sẽ kết nối và trở kháng của chúng. Nếu công suất tải từ amplifier vượt quá công suất tối đa của loa, loa có thể bị hư hại, nên trước khi chọn một amplifier nào cần cân nhắc thông số của cả loa và amplifier.
Kết hợp bộ công suất với loa
Bộ công suất PX3 và loa CBR10 là một ví dụ điển hình về cách chọn bộ công suất phù hợp với loa
Thông số kỹ thuật của amplifier PX3 (output)
Thông số kỹ thuật của loa passive CBR10
Tiếp theo, hãy chú ý vào thông số kỹ thuật của loa, sử dụng giá trị ở mục PGM và giá trị điện trở được đề cập trong đó.
Bộ amplifier PX3 cho ra 300W ở trở kháng 8-ohms, loa CBR10 có công suất liên tục (PGM) là 350W ở trở kháng 8-ohms, đối chiếu thông số ở amplifier và loa nên kết luận hai thiết bị này có thể phối ghép với nhau
Mẹo: Giá trị PGM của loa không nhất thiết phải bằng với công suất đầu ra của amplifier. Lời khuyên là công suất đầu ra amplifier nên gấp 0,8 - 1,25 lần so với PGM của loa
Ở phần tiếp theo sẽ đề cập đến các phương pháp để kết nối loa với amplifier, mỗi cách sẽ ảnh hưởng đến trở kháng và công suất đầu ra của amplifier.
Trở Kháng của Loa
Trở kháng là một giá trị điện trở kép được gọi là ohms (Ω). Điện trở càng lớn thì dòng điện trong mạch càng nhỏ. Ngược lại, điện trở càng nhỏ thì dòng điện càng lớn. Nguyên lí này cũng tương tự trong các bộ amplifier. Khi các loa được kết nối ở mực trở kháng thấp, thì bộ công suất sẽ cho ra dòng điện ở mức cao.
Công suất tối đa của ở đầu ra mỗi kênh (L-R) sẽ là 300W khi kết nối loa ở 8-ohm vào PX3, và công suất tối đa của ở đầu ra mỗi kênh (L-R) sẽ là 500W khi kết nối loa ở 4-ohm
Kết Nối Loa Song Song
Hầu như các loa biểu diễn công cộng (PA) đều có thể kết nối được với nhau để mở rộng hệ thống. Kiểu kết nối này được gọi là "kết nối song song". Khi 2 loa có cùng trở kháng được nối song song, tổng trở kháng sẽ còn một nữa. Khi đó, khi hai loa có trở kháng 8-ohm mắc song song được nối với bộ khuếch đại công suất thì công suất đầu ra sẽ tương đương như khi kết nối 1 loa có trở kháng 4-ohm
Ví dụ, hai loa CBR10 có điện trở 8-ohm được kết nối song song thì giá trị điện trở sẽ trở thành 4-ohms; khi chúng được kết nối với PX3, công suất đầu ra sẽ là 500W
<Lưu ý> Khi kết nối 3 loa được mắc song song vào 1 ngõ ra trên amplifier: 3 chiếc loa 8-ohm khi mắc song song với nhau sẽ có tổng trở kháng thấp hơn 3-ohms, giá trị này không an toàn đối với các bộ khuếch đại công suất, mặc dù PX series của Yamaha có thể tải ở mức 2-ohms nhưng nó vẫn có thể xảy ra rủi ro với các thiết bị
Các kết nối bridge và stereo với power amplifier
Hầu như các bộ khuyếch đại công suất đều sẽ có chế độ âm thanh stereo. Tuy nhiên nếu một bộ amplifier được kết nối theo kiểu bridge (BTL: Balanced Transformer Less), sẽ trở thành chế độ âm thanh Mono, ở chế độ này công suất tải ở đầu ra sẽ thay đổi. Dòng máy khuếch đại PX của Yamaha dùng chế độ Power Boost thay vì BTL.
PX3 sẽ có dòng ra là 300W+300W khi kết nối cùng lúc 2 loa 8-ohm. Nếu sử dụng chế độ Power Boost, công suất tải lúc này sẽ phù hợp cho một loa 600W ở 8-ohms.
Kiểu kết nối bridge của amplifier thường được sử dụng để tăng công suất tải cho các loa sub-woofer cỡ lớn.