Audiophile Viet Nam nghe nhạc chất lượng cao

Tiếp tục nội dung kỳ trước, trong số này, chúng tôi sẽ giới thiệu đến độc giả những thành phần quan trọng, quyết định đến chất lượng của ampli đèn như: phần nguồn, biến áp xuất âm, các loại mạch phổ biến.

>> Kết cấu & Nguyên lý của ampli đèn – Phần 1

Hy vọng, qua những thông tin mà chúng tôi đề cập, bạn đọc có thể lựa chọn cho mình ampli đèn thích hợp.

NGUỒN CÔNG SUẤT VÀ YÊU CẦU PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG
Nguồn điện xoay chiều cấp công suất vào tải R sẽ đặt vào tải công suất P=R*|*|, với | là dòng qua tải. Bản thân nguồn cũng có ký hiệu r. Do nguồn đấu nối tiếp với tải, nên dòng qua tải R và dòng qua trở nội nguồn, r có giá trị như nhau. Khi dòng | chạy qua R, nó đặt vào R công suất R*|*|. Còn khi chạy qua trở nội r, nó đặt vào r công suất r*|*|. Nếu r rất nhỏ so với R (hay r = 0), thì hầu hết công suất của nguồn đặt vào tải R. Loại nguồn công suất đó gọi là nguồn áp với lý do bất kể tải R lớn lên hay nhỏ đi (nhưng vẫn rất lớn so với r) thì toàn bộ sức điện động của nguồn vẫn chỉ đặt vào tải R nên điện áp R hầu như không đổi (và bằng sức điện động của nguồn). Với nguồn áp, nguồn công suất bọ đốt nóng rất ít so với tải. Thí dụ đơn giản cho nguồn áp là trạm biến thế điện và tải của các hộ tiêu thụ: khi số hộ tiêu thụ có tổng tải R lớn gấp nhiều nội trở trạm r, thì trạm được coi là nguồn áp. Dù chúng ta có đóng thêm vài hộ tiêu thụ vào trạm, thì điện áp ở đầu cấp điện cho hộ của trạm vẫn không đổi. Chỉ khi R giảm (do đóng thêm nhiều hộ tiêu thụ đến mức R) đến mức có thế so sánh với r, thì trạm không còn là nguồn áp. Nó nóng lên và điện áp giảm xuống, thường gọi là quá tải.

Tầng công suất ampli đèn có trở nội lớn cỡ hàng chục kOhm nên không thể là nguồn áp âm thanh khi nối trực tiếp với loa có trở cỡ vài Ohm. Nếu nối như vậy, công suất âm thanh không rơi vào đèn phải nối qua biến áp để nâng trở kháng loa lên đến độ lớn cùng cỡ với trở nội đèn. Với biến thế giảm áp có tỷ lệ giảm là k, thì một trở Z đấu ở phía thứ cấp sẽ chuyển sang sơ cấp thành giá trị k*k*Z. Ví dụ: loa có Z = 8 ohm, k = 50. trở chuyển sang sơ cấp là 50*50*8 = 2.000 ohm, bằng cỡ nội trở của đèn. Tuy đèn không thể là nguồn áp như trạm biến thế nói trên, nhưng có thể khai thác được công suất âm thanh ra loa. Với k thoả mãn trở chuyển về đúng bằng nội trở đèn, thì loa “hút” được công suất âm thanh ra tối đa. Tất nhiên lúc này 50% công suất âm rơi vào đèn, nhưng không gây hại do đốt nóng như trạm biến thế vì thành phần “xoay chiều” của âm thanh trong đèn chỉ là sự tăng giảm độ lớn của dòng điện tử phát xạ đi qua đèn quanh giá trị trung bình (chế độ A).

BIẾN ÁP XUẤT ÂM
biến áp phối hợp trở kháng nói trên thường gọi là biến áp xuất âm do nó xuất âm thanh ra loa. Nếu biến áp này hoạt động hoàn hảo để xuất âm trong toàn giải tần là điều lý tưởng, song còn tồn tại nhiều vấn đề liên quan khác như vật liệu làm biến áp và kết cấu biến áp xuất âm. Người ta thường sử dụng loại tôn mỏng – tôn silic dùng làm lõi biến áp. Đó là một trong rất nhiều loại lá kim loại thuộc nhóm “thép kỹ thuật điện” dùng cho các trường hợp biến áp hay lõi từ khác nhau với các điểm chung dưới đây:

Chuyển đổi dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp thành từ trường xoay chiều trong lõi. Từ trường xoay chiều trong lõi tạo ra sức điện động xoay chiều ở cuộn dây thứ cấp biến áp. Khi dòng sơ cấp đi từ 0 tăng lên, thì từ trường tăng theo một dạng. Khi dòng sơ cấp từ có giá trị lớn giảm dần về 0, thì từ trường lại giảm theo dạng khác. Đồ thị của sự phụ thuộc từ trường vào dòng điện từ hoá trong hai trường hợp không trùng nhau. Vùng không trùng nhau đó lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào vật liệu làm lõi, tên chuyên môn của vùng này gọi là vùng từ trễ.

Với biến áp nguồn, lõi có vùng từ trễ lớn cũng có thể chấp nhận vì sự méo đôi chút của sức điện động trên cuộn thứ cấp ở vùng gần 0 của từ trường không quan trọng. Nhưng với biến áp xuất âm, thì vùng từ trễ lớn sẽ làm méo hoàn toàn các âm thanh nhỏ. Tôn silic là loại mà có vùng từ trễ lớn và thường chỉ dùng cho điện lực, chỉ những thiết bị âm thanh rẻ tiền mới sử dụng vật liệu này.

Lõi biến áp có độ thẩm từ lớn trên vài nghìn. Độ thấm từ (từ thẩm) cho biết: từ trường trong cuộn dây có lõi tăng lên bao nhiêu lần so với từ trường cũng trong cuộn dây đó. Với cùng giá trị dòng điện từ hoá, nhưng “lõi” là không khí, tức không có lõi. Những vật liệu có từ thẩm cao thường là hợp kim của sắt với một vài nguyên tố khác, ví dụ silic, côban… nhưng sắt vẫn là thành phần chính. Lõi loại lá kim loại có độ từ thẩm cao, ví dụ tôn silic là 8000. Tuy nhiên, tổn thất khi truyền tần số cao lớn làm suy giảm nhiều thành phần do trong kim loại xuất hiện dòng xoáy có công suất lớn theo tần số. Để tránh dòng xoáy này, người ta nghiền nhỏ vật liệu rồi trộn với bột gốm và nung ở nhiệt độ cao, ép định hình ra các loại lõi gọi là lõi Fẻite. Điện trở của lõi Ferite cao hơn lõi lá, nhưng từ thẩm lại giảm. Do đó, truyền tần số thấp kém nên không làm lõi biến áp xuất âm được.

Để làm biến áp xuất âm tốt, người ta thường sử dụng loại lõi có từ thẩm cao (lõi lá hợp kim), nhưng dòng xoáy phải nhỏ và phải có vùng từ trễ rất nhỏ. Loại lá hợp kim có từ trễ nhỏ là loại để làm đầu từ trong máy ghi âm có giá thành rất cao. Để giảm tối đa dòng xoáy, các lá đó phải thật mỏng và được dán với nhau bằng keo cách điện.

Để làm ra ampli đèn chất lượng cao, nhất thiết phải có biến áp xuất âm chất lượng cao. Hiện nay, trên thế giới, các biến áp của Tamura, Tango, Hammondhay James… đang được đánh giá cao và sử dụng rộng rãi. Khi đánh giá ampli đèn, biến áp xuất âm là thành phần được người chơi quan tâm đầu tiên.

Để làm ra ampli đèn chất lượng cao, nhất thiết phải có biến áp xuất âm chất lượng cao. Hiện nay, trên thế giới các biến áp của Tamura, Tango, Hammondhay James… đang được đánh giá cao và sử dụng rộng rãi. Biến áp xuất âm là thành phần được người chơi quan tâm đầu tiên, khi đánh giá ampli đèn.

CÁC LOẠI MẠCH XUẤT ÂM

• Mạch chế độ A

Mạch này chỉ có 1 đèn xuất được mở sẵn cho dòng ban đầu qua nó có giá trị nằm giữa vùng tuyến tính của đặc tuyến đèn. Khi có điện áp âm thanh đặt vào lưới G, thì dòng qua đèn tăng giảm nhanh trị số đặt ban đầu và chỉ có thành phần biến đổi của dòng mới gây biến đổi từ thông để chuyển thành sức điện động trên cuộn thứ cấp của biến áp xuất ra loa.

Nhược điểm của loại mạch này là hiệu suất thấp. Dòng ban đầu qua đèn khá lớn và không chuyển tải âm thanh, chỉ bắn phá làm nóng Anode đèn. Tuy nhiên, nó có ưu điểm là dòng ban đầu đã từ hoá sẵn lõi biến áp từ trường đủ lớn để nó không làm việc ở vùng từ trễ. Do đó, yêu cầu về lõi biến áp xuất âm không quá khắt khe.

Mạch chế độ A thường chỉ dùng ở các máy thu thanh điện tử công suất nhỏ cỡ vài W. Nếu dùng mạch này cho bộ khuếch đại công suất lớn Anode có thể bị bắn phá đến mức nóng đỏ lên.

• Mạch khuếch đại đẩy kéo ở chế độ B

Mạch này dùng cặp đèn công suất có chung biến áp xuất âm. Biến áp có hai cuộn sơ cấp cùng số vòng cuốn ngược chiều nhau và hai đầu cuối nối vào hai anode đèn, hai đầu kia nối chung vào nguồn dương. Ban đầu khi chưa khuếch đại tín hiệu, cả hai đèn đều được chỉnh ở mức chỉ có dòng rất nhỏ đi qua. Tín hiệu đưa vào khuếch đại được tách làm 2, có pha ngược nhau để kích hai đèn. Như vậy, mỗi đèn chỉ mở dòng từ hoá cho một pha của âm thanh.

Ưu điểm của mạch này là hiệu suất cao nên có thể dùng cho bộ khuếch đại công suất lớn. Tuy nhiên, dòng từ hoá biến thế ở một số thời điểm có giá trị rất nhỏ khi tín hiệu vào chuyển pha. Do đó, nó đã làm việc trong vùng từ trễ. Với loại mạch này, cần chọn lõi có từ trễ nhỏ để không làm méo dạng sức điện động âm thanh phía cuộn thứ cấp.

• Mạch nhại kiểu xuất trực tiếp của bán dẫn

Hai mạch nói trên nếu có biến áp xuất âm tốt thì cho âm thanh hay ở vùng tần số trung nới rộng, khoảng 100 Hz đến 8.000 Hz. Vùng này bao phủ phổ âm của giọng người, nên nghe giọng hát rất hay, chỉ cần sử dụng loa dải rộng là đủ. Tuy nhiên, việc tái tạo âm cực trầm và siêu cao rất khó, dù đã nâng mức tín hiệu ở những vùng đó lên khá nhiều trước khi đưa vào khuếch đại công suất.

Để tăng cường tiếng trầm, người ta đấu nối tiếp hai đèn công suất lớn mà dòng phát xạ có thể đạt đến cỡ ampe (với đèn điện tử thì kích thước đèn phát xạ được như vậy rất lớn). Điện áp cung cấp là nguồn âm, dương với dương cấp vào anode đèn “trên” và âm cấp vào cathode đèn “dưới”. Cathode đèn “trên” nối với anode đèn “dưới” được đấu thẳng vào loa có trở kháng cao, đầu kia của loa nối ra điểm 0 của nguồn. Ban đầu hai đèn được đặt vào chế độ B và tín hiệu kích hai đèn ngược pha nhau. Đây cũng là một dạng khuếch đại đẩy kéo.

Với cách làm như vậy, mạch có những ưu điểm của đèn điện tử và có tính lợi trầm của mạch bán dẫn, đồng thời không bị suy giảm tần số cao do phải truyền qua biến áp. Nhược điểm của loại mạch này là khoang máy rất nóng do nhiệt nung dây tóc đèn công suất lớn phát ra được tích tụ lại; tiếp đến là tuổi thọ của đèn điện tử công suất lớn thường ngắn, xuống cấp rõ rệt sau một vạn giờ phát xạ.

Theo Nghe Nhìn Việt Nam