Gián án Máy tăng âm

SỬ DỤNG, BẢO QUẢN HỆ THỐNG TĂNG ÂM, LOA, MIC
A/ Lý thuyết
1.1. Máy tăng âm:
1.1.1. Định nghĩa:
Máy tăng âm một thiết bị điện tử dùng để nâng cao công suất của các nguồn tín hiệu ở
dải âm tần (lời nói, âm nhạc ...) với các chỉ tiêu kỹ thuật đã được định trước.
Máy tăng âm thường dùng để trang âm hội trường, nhà hát, công trường, trường học,
xây dựng các hệ thống truyền thanh...
1.1.2. Nguyên lý hoạt động:
Máy tăng âm là thiết bị khuếch đại tín hiệu nên cũng hoạt động dựa trên nguyên lý
khống chế năng lượng. Nghĩa là nó dùng năng lượng rất (bé cở mV) của nguồn tín hiệu
(microphone, đầu từ máy ghi âm... ) cần khuếch đại để khống chế nguồn năng lượng khác
(pin, accu, điện lưới đã chỉnh lưu...) lớn hơn rất nhiều lần. Nguồn năng lượng này chính là
nguồn nuôi (power supply) của máy tăng âm.
Lời nói là những dao động cơ học, nó sẽ được micro chuyển đổi thành các tín hiệu
điện, máy tăng âm khuếch đại lên, loa sẽ chuyển đổi trở lại thành dao động cơ học làm tai
ta nghe đưọc.


Dao động cơ học → Dao động điện → Khuếch đại → Dao động cơ học
1.1.3. Sơ đồ khối:
Máy tăng âm thường có sơ đồ khối như sau:

Hình 1.1: Sơ đồ khối máy tăng âm
1
Sức điện động do micro tạo ra có biên độ rất bé (1 đến 2 mV) được khối khuếch đại
micro khuếch đại lên cho bằng các nguồn tín hiệu khác (500 mV đến 1V). Có bao nhiêu
đầu vào dùng micro có bấy nhiêu khối khuếch đại micro. Các tín hiệu sau đó sẽ đưa vào
khối khuếch đại pha trộn (mixer). Khối này có thể khuếch đại từng nguồn tín hiệu một hoặc
đồng thời pha trộn các tín hiệu này với nhau. Khối khuếch đại điện áp sẽ khuếch đại sức
điện động đó đưa qua khối đảo pha, khối này sẽ tạo ra 2 điện áp tín hiệu có biên độ bằng

nhau nhưng ngược pha nhau 180 độ. Khối khuếch đại công suất thường hoạt động theo
kiểu đẩy kéo (push-pull) sẽ nhận 2 điện áp này, khuếch đại công suất để kéo hệ thống loa
nhằm tái tạo lại âm thanh.
Nguồn nuôi là nguồn điện một chiều rất ổn định nhằm cung cấp cho các khối.
a/Khối cung cấp:
Khối cung cấp có nhiệm vụ cung cấp điện áp một chiều (DC Volt) cho toàn máy hoạt
động. Dùng nguồn điện một chiều như pin, accu, máy phát điện một chiều... rất tốn kém,
cồng kềnh. Ta thường cung cấp cho máy bằng nguồn điện lưới, bằng cách chỉnh lưu và lọc
điện. Nguồn cung cấp bao gồm đói xứng và không đối xứng.
*Bộ nguồn không đối xứng (Hình 1.3)
Dùng cho máy tăng âm có tâng khuếch đại công suất mắc tụ điện ra loa.




Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý bộ nguồn cung cấp không đối xứng
Khuếch đại công suất cần điện áp và công suất lớn nhất nên được lấy trực tiếp từ bộ
nguồn cung cấp (điểm B
+ + +
), các điện trở sẽ gây sụt áp diện áp nguồn cung cấp để cung
cấp điện áp cho khối đảo pha (B
+ +
), khối khuếch đại điện áp, khuếch đại micro (B
+
).
* Bộ nguồn đối xứng (Hình 1.4)
Dùng cho máy tăng âm có tâng khuếch đại công suất không dùng tụ điện ra loa

Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý bộ nguồn cung cấp đối xứng
b/Khối khuếch đại micro:

2
Biên độ tín hiệu do Mic tạo ra rất bé (khoảng 2mV) được tầng khuếch đại micro
khuếch đại lên cho bằng biên độ của các đầu vào khác (aux). Khối khuếch đại Micro có sơ
đồ nguyên lý như hình 1.5
R
cl
là các điện trở cách ly. cách ly các tầng khuếch đại micro với tầng khuếch đại pha
trộn, giúp các nguồn tín hiệu hoạt động độc lập với nhau.
Các biến trở dùng để điều chỉnh biên độ của từng nguồn tín hiệu hoặc trộn các tín
hiệu này với nhau.
Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại micro
c/ Khối khuếch đại pha trộn
Khuếch đại pha trộn là một tầng khuếch đại điện áp. Nó có nhiệm vụ khuếch đại tín
hiệu từ tầng khuếch đại micro, các nguồn tín hiệu khác (đầu video, đầu CD ...) đưa tới.
Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý của tầng khuếch đại pha trộn
3
Q là transistor khuếch đại pha trộn, mắc E chung liên lạc kiểu RC. Nó thể đồng thời
khuếch đại và pha trộn các tín hiệu này với nhau hoặc chỉ khuếch đại một trong những
đường tín hiệu.
Chiếc áp VR
1
là chiếc áp âm lượng, điều chỉnh mức độ to nhỏ của âm thanh ở loa.
d/Khối khuếch đại c
ô
ng suất:
Khối khuếch đại công suất có nhiệm vụ cho ra một công suất âm tần danh định,
từ vài Watt đến vài trăm Watt. Các transistor công suất thường công tác ở điện áp cực C
khá cao, dòng lớn, vì vậy việc tỏa nhiệt cho các transistor này trở nên rất quan trọng, nó
quyết định tuổi thọ của transistor. Ngoài ra, khối này chiếm đến 80% công suất tiêu thụ
toàn máy nên hiệu suất của khối này được chú trọng đặc biệt.

Tầng khuếch đại công suất của các máy tăng âm thường dùng khuếch đại công
suất đẩy kéo không biến áp ra, chủ yếu là kiểu liên lạc trực tiếp không có biến áp đảo pha.
Chỉ có các máy tăng âm cần mắc loa xa máy, ta mới dùng biến áp.
Hình 1.6 là sơ đồ mạch khuếch đại công suất thường dùng.
T
1
là transistor khuếch đại điện áp, cực C của nó được nối trực tiếp vào cực B của T
2
và T
3
là hai transistor khuếch đại công suất, đây là hai transistor bù nhau, một là loại NPN
và một là PNP, nhờ vậy ta không cần tầng đảo pha. Các transistor liên lạc trực tiếp với
nhau, chiếc áp VR
1
có tác dụng điều chỉnh chế độ hoạt động của toàn tầng. Điện trở R là tải
giả để bảo vệ tầng công suất khi hẩng gánh.

Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại công suất.
1.2.Các dụng cụ điện thanh:
Điện thanh là một trong những phần cơ sở của thanh học kỹ thuật, trong đó nghiên
cứu những bộ biến đổi khác nhau từ năng lượng âm thanh hoặc năng lượng cơ thành năng
lượng điện, và những bộ biến đổi ngược lại từ năng lượng điện thành năng lượng âm thanh
hoặc năng lượng cơ.
4
Ta tìm hiểu 2 dụng cụ điện thanh chủ yếu: Micro và loa.
a/ Micro điện động (dynamic microphone)
Micro là dụng cụ điện thanh dùng để biến đổi dao động âm thanh thành dao động
điện. Có nhiều loại micro khác nhau, hoạt động dựa trên các nguyên lý khác nhau. Trong
đó micro điện động được sử dụng nhiều nhất.
Bộ biến đổi cơ điện hệ điện động:

Cho một hệ thống như hình 1.7. Dây l đặt trong một khe không khí giữa hai cực của
một nam châm vĩnh cửu và có thể di chuyển tự do trong mặt phẳng thẳng góc với đường
sức từ trong khe.

Hình 1.7: Bộ biến đổi cơ điện hệ điện động:
Gọi độ cảm ứng từ trong khe bằng B, chiều dài của dây trong từ trường bằng l. Nếu
dây thực hiện một chuyển động dao động với vận tốc v, thì trên dây sẽ xuất hiện một sức
điện động cảm ứng: E = Blv
Ta thấy bộ biến đổi làm việc như một máy phát điện. Đây cũng là nguyên lý hoạt
động của một micro điện động.
Cấu tạo: Micro điện động có cấu tạo như hình 1.7


Hình 1.7 : Cấu tạo micro điện động
Micro điện động được cấu tạo bởi hai hệ:
Hệ từ: Gồm một nam châm vĩnh cửu hình ống làm bằng hợp kim kháng từ cao
“alnico” , mạch dẫn từ gồm tấm bích trên và tấm bích dưới, một lõi sắt non hình trụ ở
5
giữa. Giữa tấm bích trên và lõi hình thành một khe không khí hình xuyến, trong khe này có
từ trường hướng tâm, gọi là khe từ.
Hệ chuyển động: Gồm một màn hình vòm nhẹ làm bằng polistirol, nhờ có những nếp
nhăn ở rìa nên chỉ có thể chuyển động tự do theo phương trục của nó. Rìa của màn được
gắn chặt vào tấm bích trên. Cuộn dây âm thanh gắn chặt với màn được đặt trong khe từ.
Dưới tác dụng của thanh áp màn micro sẽ dao động dễ dàng.
c/ Nguyên lý hoạt động : Khi nói trước micro hoặc khi có sóng âm thanh tác động vào
màn, màn sẽ dao động dễ dàng trong khe từ, lúc đó các vòng dây của ống dây cũng dao
động theo làm cắt ngang các đường sức từ, vì vậy ở hai đầu dây (ngõ ra của micro) sẽ xuất
hiện sức điện động cảm ứng, có biên độ và tần số phù hợp với áp suất âm thanh tác dụng
lên màn của micro.
b/ Loa điện động (dynamic speaker):

Loa là dụng cụ điện thanh dùng để biến đổi dao động điện thành dao âm thanh. Có
nhiều loại loa khác nhau, hoạt động dựa trên các nguyên lý khác nhau. Trong đó loa điện
động được sử dụng nhiều nhất.
Bộ biến đổi điện cơ hệ điện động:
Loa điện động có nguyên lý ngược lại với micro điện động. Cùng với thí nghiệm trên
nhưng bây giờ giả sử có một dòng điện xoay chiều chảy trong dây dẫn mn, đặt trong một
khe không khí giữa hai cực của một nam châm vĩnh cửu, có thể di chuyển tự do trong mặt
phẳng thẳng góc với đường sức từ trong khe. (Hình 1.8)


Hình 1.8: Bộ biến đổi điện cơ hệ điện động:
Nếu độ cảm ứng từ trong khe bằng B, chiều dài của dây trong từ trường bằng l, cường
độ dòng điện trong dây dẫn là i thì lực biến thiên tác động vào dây là: F = Bli
Lực này sẽ làm cho dây chuyển động. Nếu ta dùng dây này cuộn thành một cuộn dây
thì cuộn dây này cũng dao động theo.
6