Khuếch đại âm thanh là gì? Tầm quan trọng của khuếch đại âm thanh

Bộ khuếch đại âm thanh là một phần quan trọng của một hệ thống âm thanh chuyên nghiệp. Tuy nhiên không phải ai cũng biết khuếch đại âm thanh là gì và tầm quan trọng của việc khuếch đại. Hãy cùng GoChek tìm hiểu trong bài viết sau.

Khuếch đại âm thanh là gì?

Khuếch đại âm thanh là quá trình tăng cường độ lớn hay biên độ của một tín hiệu âm thanh yếu lên mức đủ mạnh để có thể điều khiển các thiết bị phát âm thanh như loa, tai nghe.

Khuếch đại giúp âm thanh to và rõ ràng hơn

Hãy tưởng tượng tín hiệu âm thanh gốc như một giọng nói thầm và khuếch đại âm thanh đóng vai trò như một "người khổng lồ" giúp "hô to" giọng nói thầm đó. Nhờ vậy mà âm thanh sẽ trở nên mạnh mẽ, rõ ràng, dễ nghe hơn nhưng bản chất giọng nói vẫn được giữ nguyên.

Về mặt kỹ thuật, bộ khuếch đại nhận một tín hiệu đầu vào có điện áp hoặc công suất thấp, sau đó sử dụng nguồn điện bên ngoài để tạo ra một bản sao của tín hiệu nhưng với điện áp hoặc công suất lớn hơn nhiều ở đầu ra.

Tầm quan trọng của khuếch đại âm thanh

Hầu hết các nguồn phát âm thanh mà chúng ta sử dụng hàng ngày như: micro, đầu CD/DVD, điện thoại di động, máy tính bảng, máy tính… đều tạo ra tín hiệu âm thanh ở mức rất thấp. Những tín hiệu này không đủ năng lượng để tự mình làm rung màng loa và tạo ra âm thanh mà tai người có thể nghe rõ ràng ở một khoảng cách nhất định hoặc với âm lượng mong muốn. Do vậy mà cần sử dụng bộ khuếch đại âm thanh để làm rung màng loa, tạo ra sóng âm lớn hơn giúp âm thanh được truyền tải mạnh mẽ và rõ ràng đến tai người nghe. 

Nguyên lý của khuếch đại âm thanh

Mạch khuếch đại âm thanh hoạt động dựa theo nguyên lý cơ bản sau:

• Thu và chuyển đổi tín hiệu: Khi âm thanh tác động vào micro, màng rung của micro sẽ chuyển đổi những sóng âm này thành các tín hiệu điện dao động. Các tín hiệu điện này phản ánh chính xác sự thay đổi về áp suất và độ loãng của âm thanh gốc. Tương tự, các thiết bị như đầu đĩa CD hay đầu ghi cũng thực hiện việc mã hóa thông tin âm thanh thành tín hiệu điện.

• Xử lý và khuếch đại: Tín hiệu điện yếu từ nguồn phát được đưa vào mạch khuếch đại. Tại đây, có hai giai đoạn tín hiệu quan trọng: Giai đoạn đầu vào (khi tín hiệu còn yếu) và giai đoạn đầu ra (khi tín hiệu đã được điều chỉnh điện trở, các thành phần để tạo ra mức dao động điện áp mới lớn hơn âm thanh gốc). 

• Tái tạo âm thanh qua loa: Tín hiệu điện sau khi đã được khuếch đại sẽ được truyền đến loa. Loa sẽ chuyển đổi ngược lại tín hiệu điện thành sóng âm bằng cách làm rung màng loa, tái tạo lại âm thanh gốc với cường độ lớn đủ để người nghe có thể cảm nhận rõ ràng.

Bộ khuếch đại âm thanh gồm những loại nào? 

Hiện nay, người ta thường dựa vào chức năng và dải tần số đáp ứng để phân loại bộ khuếch đại âm thanh. Chi tiết như sau:

Phân loại theo chức năng

Nếu dựa theo chức năng để phân loại thì khuếch đại âm thanh bao gồm 2 loại chính sau:

• Bộ khuếch đại điện áp: Khuếch đại diện áp sẽ tăng cường biên độ điện áp của tín hiệu đầu vào lên mức phù hợp hơn để các giai đoạn sau có thể xử lý hiệu quả hơn.

• Bộ khuếch đại công suất: Tăng cường công suất của tín hiệu đầu ra lớn hơn so với tín hiệu đầu vào.

Phân loại theo tần số đáp ứng

Mỗi loại tín hiệu như: âm thanh, vô tuyến, video… đều có dải tần số đặc trưng riêng nên sẽ có những bộ khuếch đại chuyên dụng dành riêng cho những dải tần đó. Các thành phần trong mạch khuếch đại như tụ điện và cuộn cảm có trở kháng thay đổi theo tần số. Điều này trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng đáp ứng của mạch ở các tần số khác nhau, cho phép các nhà thiết kế "điều chỉnh" dải tần hoạt động mong muốn của bộ khuếch đại.

Bộ khuếch đại được phân loại theo tần số đáp ứng

Do đó, nếu dựa theo dải tần thì bộ khuếch đại sẽ bao gồm 3 loại chính:

• Bộ khuếch đại đại thanh: Được thiết kế để khuếch đại các tín hiệu trong phổ tần số mà tai người có thể nghe được, thường nằm trong khoảng từ 15 Hz đến 20 kHz. Bất kỳ bộ khuếch đại nào hoạt động hiệu quả trong phạm vi này đều có thể được coi là bộ khuếch đại âm thanh.

• Bộ khuếch đại tần số vô tuyến: Xử lý các tín hiệu ở tần số rất cao, thường từ khoảng 10 kHz đến 100.000 MHz (100 GHz). Một bộ khuếch đại RF đơn lẻ thường không bao phủ toàn bộ dải tần vô tuyến rộng lớn này, mà được tối ưu cho một khoảng tần số cụ thể trong đó. Chúng là thành phần quan trọng trong các thiết bị thu phát sóng như: radio, TV, điện thoại di động.

• Bộ khuếch đại video: Được thiết kế để khuếch đại các tín hiệu hình ảnh, yêu cầu một băng thông tương đối rộng, thường từ khoảng 10 Hz đến 6 MHz. Mặc dù có khả năng khuếch đại một dải tần rộng, các bộ khuếch đại video có thể không hoạt động tối ưu nếu chỉ được sử dụng cho một băng tần rất hẹp trong phạm vi đó. Đây chính là bộ khuếch đại âm thanh máy tính được sử dụng khá phổ biến hiện nay.

Yếu tố ảnh hưởng đến khuếch đại âm thanh

Khi nói về khuếch đại âm thanh, có một vài thông số kỹ thuật quan trọng thường được nhắc đến, cụ thể như sau:

• Công suất cho biết khả năng cung cấp năng lượng cho loa, ảnh hưởng đến độ lớn của âm thanh.

• Độ méo tiếng với tỷ lệ phần trăm tín hiệu không mong muốn được tạo ra trong quá trình khuếch đại. Độ méo tiếng càng thấp thì âm thanh đầu ra càng trung thực.

• Đáp tuyến số tần sẽ đảm bảo khả năng tái tạo đồng đều giúp các dải âm thanh luôn thể hiện trọn vẹn được cảm xúc.

• Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu: Thường sẽ so sánh mức độ tín hiệu mong muốn với mức độ nhiễu nền, nếu SNR càng cao thì âm thanh càng trong và càng ít tạp âm. 

Khuếch đại âm thanh là một mắt xích không thể thiếu trong hầu hết các hệ thống âm thanh. Sử dụng bộ khuếch đại sẽ đảm bảo rằng chất lượng âm thanh đầu ra sẽ luôn rõ ràng, trọn vẹn và sống động. Hy vọng, những chia sẻ trên đã giúp bạn hiểu rõ khuếch đại âm thanh là gì và tầm quan trọng của nó. Chúc bạn sở hữu những phút giây nghe nhạc đầy thư giãn.