Tại sao loa lại cần bộ khuếch đại âm thanh?

Loa là một bộ chuyển đổi năng lượng. Nó chuyển đổi tín hiệu âm thanh (năng lượng điện) thành sóng âm thanh (năng lượng sóng cơ học). Phần chuyển đổi đó của loa được gọi là một trình điều khiển.

Loa có thể được sản xuất với một trình điều khiển duy nhất hoặc nhiều trình điều khiển. Mỗi trình điều khiển có tần số đáp ứng, trở kháng và tổng thể các đặc điểm thiết kế khác nhau.

Loa toàn dải (Full-range speakers), có khả năng tạo ra toàn bộ dải tần số có thể nghe được (20 Hz – 20.000 Hz) và nó thường yêu cầu nhiều trình điều khiển cho các dải tần khác nhau của toàn dải.

Gần như tất cả các trình điều khiển loa đều có thiết kế điện động lực học (cuộn dây chuyển động) bao gồm một cuộn dây dẫn âm thanh được gắn với màng loa di động và một nam châm vĩnh cửu.

Khi tín hiệu âm thanh được khuếch đại (mức loa) đi qua phần tử dẫn điện (cuộn dây loa) của trình điều khiển loa, trình điều khiển loa sẽ phản ứng và di chuyển màng ngăn theo dạng sóng âm thanh. Sự chuyển động này tạo ra sóng âm thanh bắt chước tín hiệu âm thanh.

Tín hiệu âm thanh mức loa này đến từ đâu?

Amply

Amply là một thiết bị điện có chức năng khuếch đại tín hiệu đầu vào để đầu ra tín hiệu mạnh hơn của cùng loại tín hiệu đó.

Có rất nhiều Amply khác nhau mà bạn cần biết, gồm:

• Main công suất (Power Amplifiers)
• Bộ tiền amply (Preamplifiers)
• Amply tích hợp (Integrated Amplifiers)
• Bộ thu (Receivers)
• Amply xe hơi (Car Amplifiers)
• Amply nhạc cụ (Ghi-ta, Bass,v.v.) (Instrument (Guitar, Bass, Etc.) Amplifiers)
• Amply tai nghe (Headphone Amplifiers)
• Bộ tiền amply micro (Microphone Preamplifiers)
• Amply chuyển đổi trở kháng (Impedance Converter Amplifiers)
• Amply phân tán (Distribution Amplifiers)

Trong số các Amply được liệt kê ở trên, Main công suất sẽ phát ra tín hiệu hiệu quả có khả năng điều khiển loa đúng cách.

Amply sử dụng điện hiệu quả từ nguồn điện để áp dụng Gain cho tín hiệu đầu vào. Nói một cách đơn giản, Gain là tỷ lệ giữa cấp độ tín hiệu đầu ra với cấp độ tín hiệu đầu vào (mặc dù nó thường được đo bằng đề-xi-ben, là lô-ga-rít chứ không phải tuyến tính).

Mức tín hiệu thường được đo bằng vôn mặc dù Main công suất (và loa được kết nối với chúng) thường được đo bằng định mức công suất.

Gain nhiều hơn có nghĩa là tín hiệu đầu ra mạnh hơn so với tín hiệu đầu vào. Công việc của amply chính là cung cấp Gain này và khuếch đại tín hiệu.

Main công suất cũng có nhiệm vụ khuếch đại dòng điện của tín hiệu âm thanh để điều khiển đúng cách loa được kết nối với nó.

Mạch khuếch đại công suất hiển nhiên được tìm thấy trong các main công suất. Điều quan trọng cần lưu ý là mạch khuếch đại công suất cũng được tìm thấy trong các tầng xuất của bộ khuếch đại tích hợp (phần kết hợp bộ tiền amply và main công suất); bộ thu (phần kết hợp giữa amply tích hợp và bộ thu sóng vô tuyến, và amply nhạc cụ (kết hợp tiền amply nhạc cụ và thường là main công suất).

Cũng cần lưu ý rằng loa Active và được cấp nguồn sẽ có main công suất và đầu vào đường truyền tích hợp. Một số loa Active thậm chí sẽ có bộ tiền amply tích hợp và có thể khuếch đại tín hiệu cấp độ đường truyền và cấp độ mic.

Hơn nữa, amply được phân loại theo loại mạch điện:

• Amply bóng bán dẫn (Solid-State Amplifier)
• Amply đèn (Tube Amplifier)
• Amply kĩ thuật số (Digital Amplifier)

Và theo class:

• Class-A
• Class-AB
• Class-B
• Class-C
• Class-D
• Class-E
• Class-G
• Class-H
• Class-S

Tóm lại

Loa là bộ chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành sóng âm thanh. Chúng cần tín hiệu cấp độ loa phải được điều khiển đúng cách.

Amply cung cấp Gain cho một tín hiệu để tăng mức tín hiệu của nó. Main công suất có khả năng xuất tín hiệu cấp độ loa để điều khiển loa đúng cách.

Main công suất có thể là một phần độc lập trong các bộ phận của amply khác (amply tích hợp, bộ thu và amply nhạc cụ).

Cần có main công suất riêng biệt để điều khiển loa passive. Việc ghép nối loa và amply thích hợp là cần thiết để có kết quả tối ưu (hoặc thậm chí có thể sử dụng).

Loa Active có main công suất tích hợp được thiết kế đặc biệt cho trình điều khiển của chúng.

Cấp độ đường truyền tới cấp độ loa

Trong phần trước, tôi đã đề cập rằng loa yêu cầu tín hiệu cấp độ loa phải được điều khiển đúng cách.

Main công suất chịu trách nhiệm điều khiển loa với tín hiệu cấp độ loa bằng cách khuếch đại tín hiệu cấp độ đường truyền mức thấp (micrô hoặc nhạc cụ).

Hãy nhanh chóng xác định các cấp độ tín hiệu âm thanh khác nhau.

Cấp độ loa

Cần có tín hiệu cấp độ loa để điều khiển loa. Chúng có mức độ điện áp và dòng điện cao nhất so với tất cả các tín hiệu âm thanh khác.

Bởi vì tín hiệu cấp độ loa rất mạnh, chúng không bao giờ được lưu trữ trên các thiết bị phát lại (tương tự hoặc kỹ thuật số) cũng như không được sử dụng trong bảng điều khiển trộn hoặc bộ xử lý âm thanh khác.

Thay vào đó, tín hiệu mức loa được sử dụng để điều khiển loa và chỉ có loa mà thôi.

Main công suất có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu cấp độ đường truyền lên đến cấp độ loa. Các tín hiệu cấp loa này thường được gửi đến trở kháng tải danh nghĩa (trở kháng loa) là 8Ω, 4Ω hoặc 2Ω.

Mức điện áp của loa nằm trong khoảng từ vài Vôn đến hơn 100 Vôn.

Main công suất và loa thường được định mức với khả năng phát ra công suất và khả năng xử lý công suất tương ứng.

Các định mức công suất điện này liên quan đến cường độ tổng thể của cấp độ loa được chuyển dịch giữa chúng.

Cấp độ đường truyền

Main công suất sẽ khuếch đại tín hiệu cấp đường truyền, đẩy chúng lên tín hiệu cấp loa và sẽ điều khiển đúng (các) loa được kết nối.

Âm thanh thường được lưu trữ ở cấp độ đường truyền danh nghĩa (+4 dBu) hoặc mức kỹ thuật số tương đương. Mức đường truyền danh nghĩa của người dùng tồn tại và gây nhầm lẫn, ở -10 dBV.

Bộ trộn âm thanh và các bộ xử lý khác thường sử dụng tín hiệu cấp đường truyền.

Tín hiệu cấp đường truyền có nghĩa là điều khiển trở kháng tải (đầu vào đường dây) trong phạm vi 10 kΩ đến 50 kΩ. Đây là mức cao hơn nhiều so với trở kháng loa 8Ω thông thường.

Vì lợi ích của việc bắc cầu trở kháng thích hợp, các đầu ra mức đường dây thường nằm trong khoảng 75 đến 600 Ω.

Khi đó, một main công suất không chỉ có nhiệm vụ tăng điện áp, dòng điện và công suất của tín hiệu cấp đường truyền. Nó cũng có nhiệm vụ làm giảm trở kháng của tín hiệu để truyền âm thanh đến loa một cách chính xác.

Thông tin thêm về cầu nối trở kháng sẽ được đề cập trong phần sau.

Cấp độ Mic

Bộ tiền Amply (thường là bộ tiền Amply micrô) đượcdùng để tăng tín hiệu cấp mic lên đến tín hiệu cấp đường truyền trước khi main công suất có thể đưa tín hiệu lên cấp loa.

Cấp độ micrô thường nằm trong khoảng -60 dBV (1 mVRMS) đến -20 dBV (100 mVRMS) và được thiết kế để truyền tải từ 1,5 đến 5 kΩ.

Cấp độ nhạc cụ

Các tín hiệu cấp công cụ là các ký tự đại diện. Các giá trị điển hình của chúng thay đổi tùy thuộc vào đầu ra nhạc cụ (đầu ra ghi-ta, đầu ra bộ tổng hợp, kim phono), v.v.

Những tín hiệu này trước tiên phải đi qua một bộ tiền amply nhạc cụ, thường sẽ xuất ra tín hiệu cấp đường truyền. Sau đó, đầu ra có thể được khuếch đại bằng amply công suất trước khi được đưa đến loa để tái tạo dưới dạng sóng âm thanh.

Cấp độ tai nghe

Mức độ tai nghe hiếm khi được thảo luận. Tuy nhiên, tai nghe cũng cần bộ thông số kỹ thuật tín hiệu của riêng chúng để được điều khiển đúng cách.

Trình điều khiển tai nghe, giống như trình điều khiển loa, chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành sóng âm thanh.

Bảng sau đây cung cấp cho chúng ta phác thảo sơ bộ về các loại mức tín hiệu khác nhau:

Loại đầu vào/đầu ra	Khoảng trở kháng điển hình	Khoảng điện áp điển hình (Danh nghĩa)
Đầu ra cấp Mic	50 Ω đến 600 Ω	-60 dBV (1 mVRMS) đến -40 dBV (10 mVRMS)
Đầu vào cấp Mic	1.5 đến 15 kΩ	-60 dBV (1 mVRMS) đến -40 dBV (10 mVRMS)
Đầu ra cấp nhạc cụ (Hi-Z)	10 kΩ đến 100 kΩ	-20 dBu (77.5 mVRMS)
Đầu vào cấp nhạc cụ (Hi-Z)	47 kΩ đến hơn 10 MΩ	-20 dBu (77.5 mVRMS)
Đầu ra cấp đường truyền (Chuyên nghiệp)	75 đến 600 Ω	+4 dBu (1.228 VRMS)
Đầu vào cấp đường truyền (Chuyên nghiệp)	10 kΩ đến 50 kΩ	+4 dBu (1.228 VRMS)
Đầu ra cấp đường truyền (Người dùng)	75 đến 600 Ω	-10 dBV (316 mVRMS)
Đầu vào cấp đường truyền (Người dùng)	10 kΩ đến 50 kΩ	-10 dBV (316 mVRMS)
Đầu ra cấp loa	<100 mΩ	20 dBV đến 40 dBV (10 VRMS đến 100 VRMS)
Đầu vào cấp loa	4 Ω đến 16 Ω (4,8 hoặc 16 Ω)	20 dBV đến 40 dBV (10 VRMS đến 100 VRMS)
Đầu ra cổng phụ (Aux Output)	75Ω đến 150 Ω	-10 dBV (0.300 VRMS)
Đầu vào cổng phụ (Aux Input)	>10 kΩ	-10 dBV (0.300 VRMS)
Đầu ra Jack tai nghe	0.1 Ω đên <24 Ω	N/A
Đầu ra amply tai nghe	0.5 Ω đến >120 Ω	N/A
Đầu vào tai nghe	8 Ω đến 600 Ω	N/A

Đối sánh loa với Amply

Bây giờ chúng ta đã hiểu vai trò của main công suất và loa, chúng ta có thể nói về cách chúng hoạt động với nhau. Tất cả đều phụ thuộc vào việc tìm ra cặp loa và amply tương xứng .

“Đối sánh”, về mặt kỹ thuật, là một thuật ngữ hơi khó hiểu khi sử dụng. Một thuật ngữ dễ hiểu hơn là “ghép đôi”, hoặc thậm chí “chọn”.

Tại sao lại như thế? Như chúng ta sẽ thấy ngay sau đây, trở kháng đầu vào và đầu ra đóng vai trò chính trong việc ghép nối amply và loa. Đối sánh trở kháng, một thuật ngữ kỹ thuật, có nghĩa là chúng có cùng một nguồn và trở kháng tải. Điều này rất tốt cho việc truyền tải điện năng tối đa nhưng lại rất tệ cho việc truyền tín hiệu. Chúng ta sẽ thảo luận thêm về vấn đề này sau trong phần này.

Điều đang được nói đó là, “đối sánh” là thuật ngữ thông thường được sử dụng để thể hiện việc kết nối main công suất và loa tương thích.

Vì vậy, mặc dù main công suất xuất ra tín hiệu mức loa, không phải tất cả main công suất đều có thể điều khiển đúng tất cả các loa. Có một phương pháp khoa học để chọn amply và loa tương thích với nhau.

Khoa học “đối sánh” loa và amply này bao gồm các yếu tố sau:

• Trở kháng: trở kháng đầu ra (nguồn) của main công suất và trở kháng đầu vào (tải) loa.
• Định mức công suất: định mức công suất của main công suất và công suất tối đa mà loa có thể xử lý.
• Độ nhạy: độ nhạy của loa

Tất nhiên, có rất nhiều thông số kỹ thuật khác sẽ cho chúng ta biết về hiệu suất của amply và loa.

Tuy nhiên, ba yếu tố trên là quan trọng nhất để ghép nối main công suất với một loa thích hợp (hoặc ngược lại).

Trước khi đi sâu vào từng yếu tố, chúng ta hãy thảo luận nhanh về amply Active.

Amply Active

Amply Active, như chúng tôi đã đề cập trước đó, có amply tích hợp.

Chúng sẽ luôn có ít nhất một main công suất nhưng cũng có thể có bộ tiền amply.

Các loại loa yêu cầu nguồn điện để hoạt động bình thường (để cấp nguồn cho amply của chúng).

Chúng ta không cần phải lo lắng về việc “đối sánh” main công suất với loa Active đúng cách trừ khi loa đó có đầu vào cấp loa sẽ dễ dàng vượt qua amply bên trong.

Trên thực tế, việc kết nối main công suất với một loa Active có nguy cơ quá tải và gây hỏng mạch bên trong của loa và thậm chí có thể gây hỏng amply.

Trên hết, các amply đại bên trong của một loa đang hoạt động thường được thiết kế đặc biệt cho các trình điều khiển của loa đó. Vì vậy, chúng ta không phải lo lắng về việc kết hợp main công suất. Chính nó là một trong những amply tương thích nhất mà chúng ta nên chọn!

Ngoài ra, các amply Active có bộ phân tần (loa hoạt động 2 chiều, loa hoạt động 3 chiều, v.v.) sẽ có main công suất riêng cho từng dải tần phân tần.

Nói cách khác, bộ phân tần sẽ chia các tần số tín hiệu âm thanh đến thành các dải riêng biệt và gửi các dải này đến các trình điều khiển sẽ tái tạo chúng tốt nhất. Mỗi băng tần và các trình điều khiển liên quan sẽ được điều khiển bởi main công suất riêng của nó.

Điều này có nghĩa là bộ phân tần tách các tín hiệu cấp đường truyền và do đó, nó có thể cung cấp các thông số phân tần có thể điều chỉnh cẩn thận hơn (thay vì cung cấp các thành phần nặng có thể xử lý điện áp cao của tín hiệu cấp loa).

Tất cả những điều này nói lên rằng loa Active có main công suất tích hợp và chúng ta không cần lo lắng về việc kết hợp chúng với main công suất bên ngoài.

Loa Active có đầu vào đường truyền (hoặc có thể là đầu vào micrô và/ hoặc nhạc cụ). Do đó, chúng ta sẽ thấy nhiều giá trị thông số kỹ thuật khác nhau về trở kháng, công suất và độ nhạy. Các thông số kỹ thuật này phần lớn dựa trên đầu vào của loa.

Trở kháng

Trở kháng cầu nối thích hợp giữa main công suất và loa là điều quan trọng hàng đầu.

Nói chung, các nhà sản xuất main công suất sẽ liệt kê các giá trị trở kháng định mức trên amply của họ. Chỉ cần kết hợp trở kháng danh nghĩa của amply với trở kháng danh nghĩa của loa.

Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn một chút về vai trò của trở kháng khi ghép nối các amply và loa tương thích.

Để mô tả trực quan hơn, hãy đơn giản hóa việc kết nối amply-loa thành bộ chia điện thế. Một giản đồ đơn giản sẽ trông giống như sau:

Trong sơ đồ được vẽ ở trên, chúng ta có đầu ra main công suất ở bên trái và đầu vào loa ở bên phải.

• V_{S là điện áp nguồn hoặc điện áp (cường độ tín hiệu) do amply phát ra} 
• _{Zs là trở kháng nguồn hoặc trở kháng đầu ra của amply}
  
• Z_{L là trở kháng tải hoặc trở kháng đầu vào của loa}
• V_{L là điện áp tải hoặc cường độ tín hiệu sẽ điều khiển loa}

Về tính hiệu quả, việc truyền tín hiệu (chuyển điện áp) từ amply đến loa càng nhiều thì càng tốt.

Điều này xảy ra khi Z_L >> Z_S.

Ta có thể chứng minh điều đó bằng công thức sau đây:

V_L / V_S = Z_L / (Z_L + Z_S)

Or: V_L = V_S • Z_L / (Z_L + Z_S)

Đối sánh công suất (đối sánh trở kháng) là kết quả của việc khớp nguồn và trở kháng tải của hai thiết bị. Điều này sẽ tối đa hóa chuyển giao công suất giữa nguồn và tải nhưng chỉ với hiệu suất 50% (suy hao tải 6 dB).

Nói cách khác, điện áp V_L chỉ đại diện cho V_S nếu Z_S = Z_L.

Đây là lý do tại sao “đối sánh” amply và loa là một thuật ngữ khó hiểu.

Cầu nối điện áp (cầu nối trở kháng) là kết quả của việc có ZL lớn hơn nhiều so với ZS. Điều này mang lại khả năng truyền điện áp tối đa và hiệu suất cao hơn nhiều.

Để chứng minh những luận điểm trên, ta xem mạch nguồn và mạch tải được đơn giản hóa như một bộ phân chia điện thế.

Giả sử rằng Z_L = Z_S. Khi đó, V_L= 1/2 V_S (điện áp hoặc cường độ của tín hiệu đầu ra của thiết bị được kết nối). Một nửa cường độ tín hiệu sẽ bị mất!

Giả sử rằng Z_L = 9 Z_S. Khi đó, V_L = 9/10 V_S. 90% cường độ tín hiệu sẽ được truyền tải!

Vì vậy, trở kháng tải cao hơn trở kháng nguồn nhiều là cần thiết để truyền tín hiệu tối ưu. Theo nguyên tắc chung, tải Z ít nhất phải gấp 10 lần tải Z của nguồn.

Do đó, trở kháng loa cao hơn nhiều so với trở kháng đầu ra thực tế của amply được kết nối là luôn được ưa chuộng. Nó cải thiện việc truyền tín hiệu và nâng cao hiệu suất.

Cầu nối trở kháng này cũng làm tăng hệ số giảm chấn của hệ thống.

Hệ số tắt dần (damping factor – DP) của hệ thống loa-amply được định nghĩa là tỷ số giữa tải trọng (Z load) và trở kháng nguồn (Z source).

DF = Z_load / Z_source

Tổng trở kháng dẫn động là sự kết hợp của trở kháng nguồn của amply; trở kháng vốn có trong dây loa và thậm chí cả trở kháng của bộ phân tần của loa.

Trở kháng tải là trở kháng của các trình điều khiển loa.

Mục đích của hệ số giảm chấn (DP) là cho chúng ta biết mức độ kiểm soát của amply đối với các trình điều khiển của loa. DF cao hơn có nghĩa là amply sẽ di chuyển trình điều khiển với độ chính xác cao hơn.

Vì vậy, trở kháng là một yếu tố quan trọng khi “đối sánh” main công suất và loa.

Các vấn đề phát sinh khi trở kháng tải (trở kháng danh nghĩa của loa) quá thấp.

Một số amply sẽ hoạt động tốt khi sử dụng loa 8Ω nhưng bị lỗi khi sử dụng loa 4Ω. Điều này một phần là do các yếu tố bắc cầu và giảm chấn được đề cập ở trên nhưng nó còn liên quan nhiều hơn đến nhu cầu tăng công suất từ ​amply từ một loa có trở kháng thấp hơn.

Điện áp (và dòng điện) cần thiết để điều khiển loa ở một mức nhất định là khá ổn định và phụ thuộc vào các yếu tố thiết kế của loa. Vì vậy, khi tất cả những thứ khác đều bằng nhau, việc giảm trở kháng của loa sẽ yêu cầu nhiều năng lượng hơn từ amply để duy trì cùng một điện áp (và dẫn động cùng một dòng điện).

Điều này có thể nhận thấy trong phương trình sau (suy ra từ công thức lũy thừa và định luật Ôm):

P = V² / R

Khi trở kháng (được đơn giản hóa là điện trở R trong công thức trên) giảm xuống, cần nhiều công suất hơn để duy trì cùng một điện áp và đẩy cùng một dòng điện qua các trình điều khiển loa.

Do hạn chế về công suất của amply, như chúng ta sẽ thảo luận dưới đây, một số amply không phù hợp với loa có trở kháng thấp hơn trở kháng của amply.

Lưu ý rằng nhiều loa có thể được kết nối với một kênh amply duy nhất. Trong trường hợp này, chúng ta phải tính toán trở kháng tải tổng thể.

Tổng trở kháng tải của nhiều loa phụ thuộc vào cách đấu dây của các loa: mắc nối tiếp hay song song?

Kết nối hai loa với một kênh amply (amplifier) duy nhất trong chuỗi sẽ trông giống như sau:

Để hiểu rõ hơn trở kháng tải kết hợp mà loa tạo ra khi mắc nối tiếp, hãy cùng xem sơ đồ đơn giản sau:

Điện trở kết hợp của các loa nối tiếp như sau:

R_T = R₁ + R₂ + … + R_n

Trong đó n là số điện trở mắc nối tiếp.

Vì vậy, hai loa 4Ω mắc nối tiếp sẽ tạo ra tổng trở kháng tải “danh nghĩa” là 8Ω.

Ba loa 4Ω mắc nối tiếp sẽ tạo ra tổng trở kháng tải “danh nghĩa” là 12Ω.

Bốn loa 4Ω mắc nối tiếp sẽ tạo ra tổng trở kháng tải “danh nghĩa” là 16Ω.

Mắc song song hai loa vào một kênh amply nhất sẽ trông như sau:

Để hiểu rõ hơn trở kháng tải kết hợp mà loa tạo ra khi mắc song song, hãy cùng xem sơ đồ đơn giản:

Điện trở kết hợp của các loa song song như sau:

1 / R_T = (1 / R₁) + (1 / R₂) + … + (1 / R_n)

Trong đó n là số điện trở mắc song song.

Vì vậy, khi đó, hai loa 8Ω song song sẽ tạo ra tổng trở kháng tải “danh nghĩa” là 4Ω.

Ba loa 8Ω song song sẽ tạo ra tổng trở kháng tải “danh nghĩa” là 2,66Ω.

Bốn loa 8Ω song song sẽ tạo ra tổng trở kháng tải “danh nghĩa” là 2Ω.

Định mức công suất

Khi kiểm tra bảng dữ liệu main cồng suất, chúng ta sẽ tìm thấy định mức công suất.

Khi kiểm tra bảng dữ liệu loa Passive, chúng ta sẽ tìm thấy công suất tối đa mà loa có thể xử lí.

Thông thường, những định mức này được “thao túng” để có được những con số cao nhất mà không “lừa dối” về mặt kỹ thuật. Tuy nhiên, các nguyên tắc vẫn được giữ nguyên.

Để giải thích điều này, chúng ta hãy xem xét các thông số kỹ thuật công suất liên tục, thông số này cho chúng ta biết hiệu quả suất trung bình tối đa mà amply có thể phát ra liên tục mà không bị hỏng và công suất trung bình tối đa mà loa có thể nhận liên tục mà không bị hỏng.

Tôi định nghĩa công suất trung bình là tích của điện áp RMS và dòng điện RMS (RMS = bình phương trung bình gốc: giá trị trung bình của các đại lượng xoay chiều).

P_avg = I_RMS • V_RMS

Tại sao amply và loa có giới hạn công suất tối đa? Mặc dù có những giới hạn về lý thuyết đối với công suất mà bộ nguồn của amply có thể cung cấp, nhưng các trường hợp thường xảy ra là quá nóng hoặc thỉnh thoảng nó làm việc quá mức (đối với loa siêu trầm).

Một phần công suất được sử dụng để khuếch đại tín hiệu âm thanh bị mất dưới dạng nhiệt. Điều này phụ thuộc phần lớn vào lớp khuếch đại (Lớp A chạy với hiệu suất khoảng 25% hoặc 50% trong khi Lớp C có thể đạt tới 90% và các lớp khác nhau có hiệu suất khác nhau).

Lượng nhiệt này được tản ra thông qua tản nhiệt và các phương pháp làm mát khác. Tuy nhiên, khi đạt tới điểm mà nhiệt không còn được tản ra đúng cách thì amply sẽ làm nổ cầu chì và tắt hoặc một phần mạch của nó bị cháy/ nóng chảy.

Tương tự, cuộn dây loa cũng có thể quá nóng đến mức cháy. Trình điều khiển loa nổi tiếng là không hiệu quả (trong khoảng 1%, chỉ 1%!). Điều này có nghĩa là gần như toàn bộ công suất trong ổ loa bị mất dưới dạng nhiệt!

Vì vậy, chúng tôi không muốn một amply truyền quá nhiều công suất đến loa và khiến (các) trình điều khiển của nó bị cháy. Điều khá dễ hiểu.

Tương tự như vậy, chúng tôi không muốn một loa cần quá nhiều công suất từ ​​một main công suất. Điều này khó hiểu hơn một chút và là lý do tại sao một số amply không phù hợp với các trình điều khiển có trở kháng thấp, như đã thảo luận trong phần trước.

Vì vậy, điều quan trọng trước tiên là phải hiểu về các thông số kỹ thuật đôi khi không hữu ích về định mức công suất. Sau đó thực hành truyền điện an toàn giữa main công suất và loa.

Liệu điều này có phải là main công suất lớn không thể điều khiển loa nhỏ? Không nhất thiết, chỉ cần đảm bảo rằng main công suất không được bật đến mức truyền quá nhiều công suất đến loa.

Điều này có nghĩa là main công suất thấp không thể điều khiển loa lớn? Điều này thực sự được cho là tệ hơn điều ngược lại. Loa lớn yêu cầu tín hiệu lớn và có khả năng tạo ra một lượng lớn Back EMF có khả năng làm hỏng amply.

Trên hết, cố gắng điều khiển một loa lớn với tín hiệu công suất thấp sẽ không rõ ràng bằng tín hiệu được khuếch đại tốt. Việc vặn amplylên có thể dẫn đến hiện tượng rè, điều này nghe có vẻ khủng khiếp và có nguy cơ làm hỏng amply (và có thể cả loa).

Độ nhạy

Như đã đề cập, loa cực kỳ kém hiệu quả.

Loại thông số kỹ thuật tốt hơn để xem xét khi muốn xác định độ to của loa và lượng công suất bạn cần từ amply là thông số độ nhạy.

Độ nhạy của loa là khả năng loa có thể chuyển đổi công suất điện từ amply thành âm thanh. Đây là phép đo đề cập đến độ to của loa ở cấp độ tín hiệu đầu vào nhất định.

Độ nhạy thường được viết dưới dạng dB SPL / 1 W / 1 m.

Đó là mức áp suất âm thanh (tính bằng decibel) mà loa sẽ phát ra, được đo ở khoảng cách trên 1 mét từ loa khi công suất 1 watt được tiêu thụ bởi loa.

Để sử dụng thông số kỹ thuật này một cách hiệu quả, trước tiên chúng ta phải quyết định khoảng cách giữa người nghe với loa.

Điều này rất quan trọng vì theo tự nhiên, mức áp suất âm thanh giảm 6 dB mỗi lần tăng gấp đôi khoảng cách. Do đó, tham khảo đánh giá độ nhạy, ta có:

• Nghe cách 0.5 m = độ nhạy + 6dB
• Nghe cách 1 m = độ nhạy
• Nghe cách 2 m = độ nhạy – 6dB
• Nghe cách 4 m = độ nhạy – 12dB

Tiếp theo, chúng ta phải hiểu rằng cứ tăng gấp đôi công suất thì SPL sẽ tăng thêm 3 dB. Vì vậy, ta có các giá trị sau ở khoảng cách 1 mét:

• 1 W = độ nhạy
• 2 W = độ nhạy + 3dB
• 4 W = độ nhạy + 6dB
• 8 W = độ nhạy + 9dB
• 16 W = độ nhạy + 12dB
• 32 W = độ nhạy + 15dB
• 64 W = độ nhạy + 18dB
• 128 W = độ nhạy + 21dB

Vì vậy, đối với vị trí nghe đã tính toán, ta phải tìm một loa có khả năng phát ra SPL cần thiết và có thể xử lý lượng công suất cần thiết để tạo ra SPL đó.

Sau đó, chúng ta phải tìm một amply có khả năng cung cấp lượng công suất đó cho loa đồng thời tương thích về cầu nối trở kháng.

Điều này có vẻ hơi mơ hồ, vì vậy hãy xem một ví dụ cụ thể sau đây:

Giả sử chúng ta có hai loa:

• Loa A có độ nhạy là 90 dB SPL 1W/1m
• Loa B có độ nhạy là of 84 dB SPL 1W/1m

Hình ảnh sau đây sẽ minh họa các luận điểm trên bằng cách mô tả loa A và B với công suất đầu ra của amply và khoảng cách nghe khác nhau:

Mặc dù hình minh họa ở trên không đạt đến mức công suất gần với định mức công suất tối đa và công suất tối đa mà loa có thể xử lý, nhưng đây là một ví dụ điển hình với những con số dễ hiểu để giúp giải thích độ nhạy của loa.

Điều quan trọng cần lưu ý là việc thêm một loa bổ sung (hoặc nhiều loa khác) sẽ không làm tăng gấp đôi mức áp suất âm thanh (SPL) tại vị trí nghe nếu phát ra ở các mức giống nhau. Về lý thuyết, mức tăng tổng thể có thể là +3 dB nhưng acoustics thường sẽ không cho phép tăng quá nhiều.

Cũng cần lưu ý rằng điều quan trọng là đừng lạm dụng nó cho cấp độ nghe. Tiếp xúc lâu dài với mức áp suất âm thanh cao có thể gây tổn thương thính giác.

Dưới đây là danh sách thời gian tiếp xúc an toàn với thính giác được khuyến nghị theo định nghĩa của NIOSH (Viện Quốc gia về An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp) và OSHA (Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp):

Tiêu chuẩn của NIOSH  (dBA)	Mức áp suất âm thanh tương đương (tại 1 kHz)	Thời gian tiếp xúc tối đa	Tiêu chuẩn của OSHA  (dBA)	Mức áp suất âm thanh tương đương (tại 1 kHz)
127 dBA	127 dB SPL 44.8 Pa	1s (1 giây)	160 dBA	160 dB SPL 2.00 kPa
124 dBA	124 dB SPL 31.7 Pa	3s	155 dBA	155 dB SPL 1.12 kPa
121 dBA	121 dB SPL 22.4 Pa	7s	150 dBA	150 dB SPL 632 Pa
118 dBA	118 dB SPL 12.6 Pa	14s	145 dBA	145 dB SPL 356 Pa
115 dBA	115 dB SPL 11.2 Pa	28s	140 dBA	140 dB SPL 200 Pa
112 dBA	112 dB SPL 7.96 Pa	56s	135 dBA	135 dB SPL 112 Pa
109 dBA	109 dB SPL 5.64 Pa	1 min 52s (1 phút 52 giây)	130 dBA	130 dB SPL 63.2 Pa
106 dBA	106 dB SPL 3.99 Pa	3 min 45s	125 dBA	125 dB SPL 35.6 Pa
103 dBA	103 dB SPL 2.83 Pa	7 min 30s	120 dBA	120 dB SPL 20.0 Pa
100 dBA	100 dB SPL 2.00 Pa	15 min	115 dBA	115 dB SPL 11.2 Pa
97 dBA	97 dB SPL 1.42 Pa	30 min	110 dBA	110 dB SPL 6.32 Pa
94 dBA	94 dB SPL 1.00 Pa	1hr (1 giờ)	105 dBA	105 dB SPL 3.56 Pa
91 dBA	91 dB SPL 0.71 Pa	2hrs	100 dBA	100 dB SPL 2.00 Pa
88 dBA	88 dB SPL 0.50 Pa	4hrs	95 dBA	95 dB SPL 1.12 Pa
85 dBA	85 dB SPL 0.36 Pa	8hrs	90 dBA	90 dB SPL 0.63 Pa
82 dBA	82 dB SPL 0.25 Pa	16hrs	85 dBA	85 dB SPL 0.36 Pa

Shop: Điện Tử Tuấn Hằng- Chuyên cung cấp bán buôn bán lẻ Phụ kiện sửa chữa loa, thiết bị âm thanh.
Website : https://thietbiloa.com/
Địa chỉ : Số nhà 29 yên bái 2-phường Phố Huế-Quận Hai Bà Trưng-Hà Nội (chợ trời)
Điện thoại : 02439784346

Nguồn: Internet
Biên dịch: DIEN TU TUAN HANG – THIETBILOA.COM