Giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước

Giáo trình nghiên cứu kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước, trình bày lý thuyết rõ ràng, minh họa ví dụ thực tế, phù hợp sinh viên kỹ thuật.

• Tác giả: Ts. Nguyễn Tấn Phước
• Trường học: Đại học nhà tráng
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Audio và Video
• Đề tài: Kỹ Thuật Audio và Video
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước

Giáo trình Kỹ thuật Audio và Video của TS. Nguyễn Tấn Phước là một tài liệu nền tảng và quan trọng trong lĩnh vực Điện tử Viễn thông. Sách được biên soạn nhằm giải quyết tình trạng khan hiếm tài liệu chuyên sâu về xử lý âm thanh và hình ảnh trên thị trường. Đây không chỉ là một cuốn sách giáo khoa, mà còn là một cẩm nang tham khảo quý giá cho nhiều đối tượng. Từ kỹ sư, giảng viên đến kỹ thuật viên và sinh viên, tất cả đều có thể tìm thấy những kiến thức hữu ích. Cuốn giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước được chia thành hai phần rõ ràng: Audio – Video tương tự và Audio – Video số. Cách tiếp cận này giúp người đọc hệ thống hóa kiến thức một cách logic. Tác giả đã chắt lọc những lý luận không quá học thuật, tập trung vào tính ứng dụng thực tiễn. Những kỹ thuật lỗi thời được giới thiệu sơ lược, trong khi các kiến thức mới, hiện đại được cập nhật để phù hợp với sự phát triển nhanh chóng của ngành. Mục tiêu của giáo trình là cung cấp một nền tảng vững chắc, giúp người học nắm bắt các nguyên lý cơ bản từ tín hiệu, mạch khuếch đại, đến các hệ thống truyền phát phức tạp. Với sự đầu tư kỹ lưỡng về nội dung và cấu trúc, giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước thực sự là một nguồn tài liệu không thể thiếu, đóng góp vào việc nâng cao chất lượng đào tạo và nghiên cứu trong ngành Điện tử tại Việt Nam. Cuốn sách không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn hướng đến việc giải quyết các bài toán thực tế trong thiết kế và sửa chữa thiết bị.

1.1. Giới thiệu tác giả TS. Nguyễn Tấn Phước và tâm huyết

Tác giả, TS. Nguyễn Tấn Phước, là một chuyên gia uyên bác trong lĩnh vực Điện tử Viễn thông. Qua lời nói đầu của giáo trình, có thể thấy rõ tâm huyết của ông trong việc biên soạn một tài liệu kỹ thuật chất lượng cao, dễ tiếp cận. Ông nhận thấy sự thiếu hụt các tài liệu chuyên ngành về kỹ thuật audio và video tại Việt Nam và mong muốn tạo ra một nguồn tham khảo đáng tin cậy. Giáo trình được biên soạn không chỉ dành cho việc giảng dạy ở các bậc đào tạo khác nhau mà còn cho cả những người muốn tự tìm hiểu, nâng cao tay nghề.

1.2. Mục tiêu chính và đối tượng của giáo trình kỹ thuật này

Mục tiêu chính của giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước là cung cấp kiến thức từ cơ bản đến nâng cao về xử lý tín hiệu âm thanh và hình ảnh. Đối tượng mà cuốn sách hướng đến rất đa dạng, bao gồm: sinh viên ngành Điện tử Viễn thông, kỹ sư, giảng viên, kỹ thuật viên và công nhân lành nghề. Sách được viết với văn phong rõ ràng, chọn lọc kiến thức để đảm bảo tính thực tiễn, giúp độc giả dễ dàng áp dụng vào công việc. Những khái niệm phức tạp được đơn giản hóa, đi kèm với các sơ đồ mạch và ví dụ minh họa chi tiết.

1.3. Cấu trúc nội dung Từ khái niệm cơ bản đến chuyên sâu

Giáo trình được cấu trúc thành các chương mạch lạc. Phần Audio bắt đầu với các khái niệm về tín hiệu audio, linh kiện điện thanh, sau đó đi sâu vào các loại mạch như mạch khuếch đại công suất và mạch chọn lọc âm sắc. Phần Video bao quát từ tổng quan về phân tích ảnh, màu sắc, đến các hệ truyền hình tiêu chuẩn như NTSC, PAL, SECAM. Cách bố cục này giúp người học xây dựng kiến thức một cách tuần tự, từ những viên gạch cơ bản nhất đến việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động của các hệ thống hoàn chỉnh như đài phát và máy thu hình.

II. Thách thức chính khi học về xử lý âm thanh và hình ảnh

Lĩnh vực kỹ thuật audio và video vốn nổi tiếng với sự phức tạp và đòi hỏi kiến thức đa ngành. Một trong những thách thức lớn nhất là việc nắm vững bản chất của tín hiệu. Tín hiệu audio và tín hiệu video tương tự là các dạng sóng liên tục, chứa đựng vô số thông tin về biên độ, tần số và pha. Việc phân tích và xử lý chúng đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về lý thuyết mạch và toán học. Hơn nữa, các hệ thống thực tế như ampli hay tivi bao gồm rất nhiều khối mạch với chức năng khác nhau, từ tiền khuếch đại, xử lý âm sắc đến khuếch đại công suất. Sinh viên và kỹ thuật viên thường gặp khó khăn trong việc liên kết các khối này thành một hệ thống hoạt động thống nhất. Tài liệu của TS. Nguyễn Tấn Phước ra đời như một giải pháp, hệ thống hóa kiến thức một cách bài bản. Thay vì trình bày rời rạc, giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước xây dựng một lộ trình học tập logic. Sách giải quyết các thách thức này bằng cách đi từ những nguyên lý cơ bản nhất, như cấu tạo của micro và loa, đến phân tích chi tiết các loại mạch khuếch đại công suất như hạng A, B, AB. Việc này giúp người đọc không bị choáng ngợp bởi khối lượng kiến thức khổng lồ và có thể xây dựng nền tảng vững chắc trước khi tiếp cận các chủ đề phức tạp hơn như mã hóa video hay nguyên lý màn hình hiển thị.

2.1. Sự trừu tượng của các khái niệm tín hiệu tương tự

Các tín hiệu tương tự như sóng âm hay tín hiệu hình ảnh quét dòng là những khái niệm trừu tượng. Hiểu được cách một cảnh thực được phân tích ảnh thành các dòng quét, hay cách âm thanh được chuyển thành tín hiệu điện là một rào cản ban đầu. Giáo trình giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các định nghĩa rõ ràng, trực tiếp và các ví dụ cụ thể. Ví dụ, chương 1 định nghĩa âm thanh là "những biến đổi áp suất nhanh xảy ra trong không khí" và giải thích cách micro chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện, giúp người đọc hình dung rõ hơn về quá trình.

2.2. Khó khăn trong việc thiết kế và phân tích mạch điện tử

Thiết kế một mạch khuếch đại công suất hiệu quả hay một mạch chọn lọc âm sắc chính xác là công việc không hề đơn giản. Nó đòi hỏi phải tính toán các thông số linh kiện, phân tích đáp ứng tần số và xử lý các vấn đề như méo tín hiệu hay nhiễu. Giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước cung cấp các sơ đồ mạch tiêu biểu và phân tích chi tiết nguyên lý hoạt động của chúng, chẳng hạn như mạch khuếch đại kiểu OTL, OCL, BTL, giúp người đọc hiểu rõ vai trò của từng linh kiện và cách chúng tương tác với nhau trong một hệ thống.

III. Phương pháp làm chủ kỹ thuật audio từ giáo trình TS

Để làm chủ kỹ thuật audio, giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước cung cấp một phương pháp tiếp cận có hệ thống. Thay vì chỉ đưa ra công thức, sách tập trung vào việc giải thích "tại sao". Phần audio được trình bày một cách toàn diện, bắt đầu từ những thành phần cơ bản nhất là linh kiện điện thanh như micro và loa. Người đọc sẽ hiểu rõ cách các thiết bị này chuyển đổi năng lượng giữa âm thanh và điện. Tiếp theo, giáo trình đi sâu vào "trái tim" của mọi hệ thống âm thanh: các mạch khuếch đại. Sách phân tích cặn kẽ từ mạch khuếch đại biên độ nhỏ đến các mạch khuếch đại công suất phức tạp. Các hạng khuếch đại phổ biến như hạng A, B, AB được mổ xẻ về đặc tuyến, hiệu suất và ứng dụng. Đặc biệt, các mạch công suất hiện đại không dùng biến áp như OTL (Output TransformerLess) và OCL (Output CapacitorLess) được giải thích chi tiết, giúp người học bắt kịp xu hướng thiết kế hiện đại. Bên cạnh đó, khả năng tùy chỉnh chất âm là một yếu tố quan trọng. Sách dành riêng một chương lớn cho mạch chọn lọc âm sắc, phân tích từ mạch lọc thụ động RC cơ bản đến các mạch lọc tích cực dùng Op-amp. Nhờ đó, người đọc có thể tự thiết kế hoặc sửa chữa các mạch điều chỉnh Bass, Treble và cả Graphic Equalizer phức tạp. Đây là một tài liệu thực sự hữu ích cho bất kỳ ai muốn nắm vững lĩnh vực xử lý âm thanh.

3.1. Phân tích các loại mạch khuếch đại công suất chi tiết

Chương 4 của giáo trình là một tài liệu chuyên sâu về mạch khuếch đại công suất. Sách không chỉ định nghĩa các hạng khuếch đại A, B, AB mà còn phân tích ưu nhược điểm của từng loại thông qua phương pháp đồ thị và tính toán hiệu suất. Các sơ đồ mạch thực tế như mạch OTL ráp bổ phụ, mạch OCL ráp Darlington có tầng vi sai, hay mạch cầu BTL được trình bày rõ ràng, giúp người đọc hiểu được sự tiến hóa trong thiết kế mạch để loại bỏ biến áp, cải thiện chất lượng và công suất.

3.2. Nguyên lý hoạt động và ứng dụng mạch chọn lọc âm sắc

Mạch chọn lọc âm sắc là một phần không thể thiếu trong các thiết bị audio. Giáo trình của TS. Nguyễn Tấn Phước giải thích cặn kẽ nguyên lý của các bộ lọc hạ thông, thượng thông, dải thông và dải triệt. Từ đó, sách trình bày các ứng dụng thực tế như mạch Tone, mạch Bass và Treble Baxandall, và mạch Graphic Equalizer. Mỗi mạch đều đi kèm với phân tích đáp ứng tần số, giúp người học hiểu rõ cách điều chỉnh để thay đổi chất âm theo ý muốn.

IV. Hướng dẫn chuyên sâu về kỹ thuật video của Nguyễn Tấn Phước

Phần video trong giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước được trình bày một cách logic và khoa học, dẫn dắt người đọc từ những khái niệm sơ khai nhất đến nguyên lý của các hệ thống truyền hình phức tạp. Nội dung bắt đầu bằng việc giải thích cách phân tích ảnh và tái tạo ảnh. Khái niệm quét xen dòng được giới thiệu như một giải pháp hiệu quả để giảm hiện tượng nhấp nháy mà không cần tăng băng thông quá mức. Đây là kiến thức nền tảng để hiểu cách tín hiệu video được tạo ra. Một trong những điểm nhấn của giáo trình là phần phân tích sâu về màu sắc và các hệ màu. Sách giải thích cách từ ba màu cơ bản (R, G, B) tạo ra tín hiệu chói (Y) và hai tín hiệu hiệu số màu (R-Y, B-Y). Đây là nguyên lý cốt lõi của truyền hình màu, đảm bảo tính tương thích ngược với máy thu đen trắng. Sau đó, giáo trình đi vào so sánh chi tiết ba hệ màu phổ biến nhất thế giới: NTSC, PAL, và SECAM. Mỗi hệ thống được phân tích về tiêu chuẩn kỹ thuật, phương pháp mã hóa màu, ưu và nhược điểm. Ví dụ, hệ PAL được giải thích có khả năng tự sửa lỗi pha màu, một cải tiến quan trọng so với NTSC. Toàn bộ kiến thức này giúp người đọc có một cái nhìn toàn cảnh và sâu sắc về thế giới của tín hiệu video tương tự.

4.1. So sánh chi tiết các hệ màu NTSC PAL và SECAM

Giáo trình dành một phần quan trọng để so sánh ba hệ màu kinh điển. NTSC (National Television System Committee) được phân tích với phương pháp điều chế nén vuông góc và tần số sóng mang màu 3.58 MHz. PAL (Phase Alternative Line) được giới thiệu với cải tiến đảo pha tín hiệu màu trên mỗi dòng để khắc phục sai sót màu sắc. SECAM (Séquentiel Couleur à Mémoire) lại sử dụng phương pháp điều tần và truyền lần lượt từng tín hiệu màu. Sự so sánh này giúp người đọc hiểu rõ lịch sử và lý do kỹ thuật đằng sau sự đa dạng của các tiêu chuẩn truyền hình trên thế giới.

4.2. Tìm hiểu các định dạng video Composite Component và Y C

Sách làm rõ sự khác biệt giữa các định dạng tín hiệu video. Video thành phần (Component) với ba tín hiệu riêng biệt Y, R-Y, B-Y cho chất lượng cao nhất. Tín hiệu Y*C (S-Video) gộp hai tín hiệu màu thành một tín hiệu sắc (C). Cuối cùng, video tổng hợp (Composite) nhập chung cả tín hiệu chói (Y) và tín hiệu sắc (C) vào một đường truyền duy nhất để đảm bảo tính tương thích và tiện dụng. Hiểu rõ các định dạng này là điều cần thiết để làm việc với các thiết bị video chuyên nghiệp.

V. Ứng dụng thực tiễn từ giáo trình Kỹ thuật Audio và Video

Điểm mạnh nổi bật của giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước là tính ứng dụng cao. Toàn bộ lý thuyết được trình bày đều hướng đến việc giải thích nguyên lý hoạt động của các thiết bị thực tế. Chương 8 là một ví dụ điển hình, nơi tác giả tổng hợp kiến thức để phân tích sơ đồ khối chi tiết của cả đài phát và máy thu hình cho từng hệ NTSC, PAL, SECAM. Người đọc có thể thấy rõ luồng tín hiệu đi từ camera, qua các khâu mã hóa, điều chế, truyền dẫn, và cuối cùng được giải mã, tái tạo lại trên màn hình máy thu. Các khối chức năng như Tuner, trung tần, tách sóng, giải mã màu, đồng bộ được mô tả một cách trực quan. Một ứng dụng quan trọng khác được đề cập là công nghệ màn hình hiển thị. Giáo trình không chỉ dừng lại ở đèn hình CRT truyền thống mà còn cập nhật các công nghệ hiện đại như màn hình Plasma, màn hình LCD và màn hình OLED. Mỗi công nghệ được phân tích về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cùng với ưu và nhược điểm. Ví dụ, sách giải thích cách màn hình LCD sử dụng tinh thể lỏng và ánh sáng nền, trong khi OLED tự phát sáng nhờ các diode hữu cơ. Những kiến thức này không chỉ mang tính học thuật mà còn cực kỳ hữu ích cho các kỹ sư, kỹ thuật viên trong việc sửa chữa, bảo trì và lựa chọn thiết bị hiển thị phù hợp.

5.1. Sơ đồ nguyên lý của đài phát và máy thu hình tương tự

Giáo trình cung cấp các sơ đồ khối chi tiết, minh họa quá trình xử lý tín hiệu từ đầu đến cuối trong một hệ thống truyền hình. Phía phát bao gồm các khâu mã hóa màu, trộn tín hiệu đồng bộ, điều chế AM cho hình và FM cho tiếng. Phía thu thực hiện quy trình ngược lại: đổi tần, khuếch đại trung tần, tách sóng, giải mã và tái tạo hình ảnh, âm thanh. Việc phân tích các sơ đồ này giúp củng cố toàn bộ kiến thức đã học và hiểu cách chúng được tích hợp trong thực tế.

5.2. Phân tích cấu tạo và nguyên lý các loại màn hình hiển thị

Chương 9 cung cấp một cái nhìn tổng quan về sự phát triển của công nghệ hiển thị. Từ nguyên lý phóng tia điện tử của đèn hình CRT, công nghệ kích thích khí hiếm của màn hình Plasma, đến việc điều khiển phân cực ánh sáng của màn hình LCD và công nghệ phát quang hữu cơ của OLED. Mỗi loại màn hình được mô tả cấu tạo chi tiết, giúp người đọc hiểu rõ công nghệ đằng sau hình ảnh mà họ thấy hàng ngày.

VI. Giá trị và tầm quan trọng của tài liệu Nguyễn Tấn Phước

Trong bối cảnh công nghệ số phát triển mạnh mẽ, việc nắm vững kiến thức nền tảng về kỹ thuật tương tự vẫn giữ một vai trò không thể thay thế. Giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước chính là cầu nối quan trọng đó. Cuốn sách không chỉ là một tài liệu học thuật mà còn là một di sản kiến thức, được đúc kết từ kinh nghiệm giảng dạy và nghiên cứu sâu rộng của tác giả. Giá trị lớn nhất của giáo trình nằm ở phương pháp tiếp cận sư phạm, đi từ đơn giản đến phức tạp, từ lý thuyết đến thực hành. Nó cung cấp cho người học một nền tảng vững chắc về tín hiệu audio, tín hiệu video tương tự, nguyên lý mạch điện và cấu trúc hệ thống. Đây là những kiến thức cốt lõi, làm tiền đề để tiếp cận và phát triển các công nghệ số sau này như xử lý tín hiệu số (DSP), truyền hình số (DTV) hay âm thanh kỹ thuật số. Giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước đã, đang và sẽ tiếp tục là một tài liệu tham khảo hàng đầu cho nhiều thế hệ sinh viên và kỹ sư ngành Điện tử Viễn thông tại Việt Nam. Nó không chỉ truyền đạt kiến thức mà còn khơi dậy niềm đam mê khám phá một trong những lĩnh vực hấp dẫn và có ảnh hưởng sâu rộng nhất đến đời sống hiện đại.

6.1. Đánh giá về vai trò của giáo trình trong đào tạo

Cuốn sách của TS. Nguyễn Tấn Phước đóng một vai trò trụ cột trong chương trình đào tạo ngành Điện tử Viễn thông. Nó lấp đầy khoảng trống về một tài liệu tiếng Việt có hệ thống, chi tiết và dễ hiểu về kỹ thuật audio và video. Giáo trình giúp chuẩn hóa kiến thức, tạo ra một mặt bằng chung cho sinh viên trên cả nước. Nhiều kỹ sư thành danh hiện nay đều đã từng học tập và tham khảo từ cuốn sách giá trị này.

6.2. Hướng phát triển từ nền tảng kỹ thuật tương tự sang số

Hiểu rõ về kỹ thuật tương tự là bước đệm không thể thiếu để tiến vào thế giới kỹ thuật số. Các khái niệm như băng thông, tần số, điều chế, mã hóa trong giáo trình kỹ thuật audio và video nguyễn tấn phước đều có sự tương ứng và phát triển trong công nghệ số. Nắm vững nền tảng này giúp việc học các công nghệ nén video như MPEG, âm thanh như MP3, hay các tiêu chuẩn truyền hình số như DVB-T2 trở nên dễ dàng và sâu sắc hơn rất nhiều.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 Khái niệm cơ bản về tín hiệu Audio Để đo biên độ âm tần, người ta cũng đùng đơn vị này và qui định điện trở tải có trị số là 6009. Đối với ngõ vào của mạch, nếu muốn tính theo đơn vị này cũng phải có tổng trở là 6009. P; Po —— 7 —Io I 2+ Vị Rị= Vo Tai 6002 600Q ——] Hình 1.3: Qui định tải và tổng trở vào Don vi dB được định nghĩa: “Nếu có công suất P = ImW ra trên điện trở tải R = 600 thì điện áp âm tần trên tải là 0 đB”. Ta có công thức: P=RI= ;_Ú”? R Suy ra: U’*=PR hay U=4VPR Như vậy: U = 10°.600 =0,775V =0dB Trường hợp tính gần đúng thì có thể qui tròn 1V = 0đB.

Độ khuếch đại công suất được tính theo công thức: P A, = h Người ta cảm nhận âm thanh không tỉ lệ tuyến tính theo công suất mà theo hàm logarit thập phân. Độ khuếch đại tính theo đB là: P, A, (dB) = 10log=2 (log10= 1; log] = 0) i H Kỹ thuật Audio ~ Video tương tự Nguyễn Tấn Phước 2 Uo 2 > A, (dB) = 10log Ro 2 =10log Yo 2 (do Ro= Ry) i i R, 2 U U > A, p (dB) (dB) =10log| (22) —2 | = 201log oa—2 i i Trên các thiết bị thu phát âm tân, người ta không ghi đơn vị là Voit mà ghi là đB (với ngõ vào U¡ = 1V =0đB). Thí dụ: -Néucé:Uo=1V => Ap= 0đB - Nếu có: Uo= 10V => Ap= +20dB - Nếu có: Uo= 100V — Ap= +40dB - Nếu có: Uo=0,1V => Ap= -20dB - Nếu có: Uo= 0,01V > Ap= -40dB §1. LINH KIỆN ĐIỆN THANH 1.

Miero điện động Micro là loại thiết bị điện từ dùng để đổi chấn động âm thanh ra dòng điện xoay chiểu (còn gọi là tín hiệu âm tần). Micro còn có tên khác là linh kiện điện thanh, dùng để đổi âm thanh ra dòng điện. VỀ cấu tạo, micro gồm có một màng rung làm bằng polystirol có gắn một ống dây nhúng đặt nằm trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu. Khi có chấn động âm thanh tác động vào màng rung của micro thì cuộn dây sẽ dao động trong từ trường của nam châm.

Lúc đó, từ thông qua cuộn dây thay đổi và cuộn dây sẽ cắm ứng cho ra dòng điện xoay chiểu. Dòng điện xoay chiều này do âm thanh tạo ra nên gọi là dòng điện âm tần. 12 Chương l1 Khái niệm cơ bản về tín hiệu Audio Đồng điện âm tần do micro tạo ra có biên độ cao hay thấp tùy cường độ âm thanh tác động vào micro lớn hay nhỏ, tân số của đòng điện cao hay thấp tuỳ âm điệu bổng hay trầm. Micro có các đặc tính sau: - Độ nhạy mV/ubar ở tần số f = 1kHz - Dãy tan số 50 c/s + 15kHz - Tổng trổ: micro có tổng trở thấp từ 200 đến 600G, tổng trở cao từ 2kQ đến 20k.

Loa điện động Loa là thiết bị điện từ đùng để đổi dòng điện âm tần ra chấn động âm thanh. Loa cũng được gọi là linh kiện điện thanh. Về cấu tạo, loa gồm có một nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ trường đều, một cuộn dây được đặt nằm trong từ trường của nam châm và cuộn dây được gắn dính với màng loa, màng loa có dang hình nón làm bằng loại giấy đặc biệt. Cuộn dây có thể rung động trong từ trường của nam châm.

Khi có dòng điện âm tần vào cuộn đây loa, cuộn dây tạo ra từ trường tác dụng lên từ trường của nam châm vĩnh cửu sinh ra lực điện từ hút hay đẩy cuộn dây làm rung màn loa và tạo ra các chấn động âm thanh lan truyền trong không khí. Âm thanh do loa phát ra lớn hay nhỏ là do dòng điện âm tần vào cuộn đây mạnh hay yếu, âm điệu trầm bổng là do dòng điện âm tần có tần số thấp hay cao. Loa có các đặc tính sau: - Tổng trở: thường là 4O, 8O, 160, 32 - Công suất định mức: từ vài trăm mW đến vài tram W. - Dãy tần làm việc: e_ Loa trầm (woofer): màng loa có khối năng lượng nặng và phát ra các âm trầm tần số từ 20Hz + 1000Hz.

* Loa béng (tweeter): dang cdi, mang kim loai chuyén phat ra 4m b6ng tan sé tty 3kHz + 15kHz. 13 Kỹ thuật Audio — Video tương tự Nguyễn Tấn Phước e Loa trung binh (mid range) tron hay dep màng giấy phát ra các tần số từ 200Hz + 10Hz. a aa nam châm cuộn đây nam châm + `. z2 màng loa s cuộn dây màng rung Hình 1.4: Cấu tạo của micro và loa Hình 1.5: Hình đáng của micro và loa 14 Chương 2 MẠCH KHUẾCH ĐẠI AUDIO BIÊN ĐỘ NHỎ §2.

Đặc trưng cơ bản Mạch khuếch đại có ký hiệu như hình 2. Năng lượng ở ngõ vào và ra thường được gọi là tín hiệu vào và tín hiệu ra. Tín hiệu vào và tín hiệu ra có thể ở dạng điện áp hay cường độ dòng điện và được ký hiệu là Vị, Vo hay I;, lọ, Vị _ > » Vo 1; I, Hình 2.1: Ký hiệu của mạch khuếch đại Những đặc trưng cơ bản của mạch tiền khuếch đại âm tần: Hệ số khuếch đại A (dB) Đặc tính truyền đạt tần số và đặc tính pha Đặc tính biên độ Đải động và mức nhiễu Méo phi tuyến. Hệ số khuếch đại A (dB) Hệ số khuếch đại điện áp của mạch được định nghĩa: Trong việc chuẩn hóa, độ khuếch đại thường được tính theo đơn vị đB bởi công thức: 15 Kỹ thuật Audio — Video tương tự Nguyễn Tấn Phước P.

A, (dB) = 10log—~ (log10= 1; logl = 0) 1 Hi > A, (dB) = 10log aa =10log Yo (do Ro= Rp i i "1. Ri 2 > U U Ap (dB) = 10log| —2 | =20log—2 i 3. Dac tinh truyén dat Hệ số khuếch đại điện 4p Ay thường được tính ở tần số chuẩn của âm tần là IkHz, trong khi đặc tính truyền đạt mô tả dang tín hiệu ra theo tín hiệu vào trong suốt đải âm tén (từ 20Hz đến 20kHz) và được biểu thị bằng hệ số truyền đạt K. Hệ số truyền đạt K được tinh bằng tỉ lệ giữa độ lợi ở tần số đang xem xét A; với độ lợi ở tần số chuẩn (1kHz) Au.

KadAy Hay K(dB)=20logK Méo dang tin hiéu do bién d6 ra không đều trong suốt dải tan, gọi là méo tần số, được tính bằng dB. Méo đạng tín hiệu do sự dịch pha tín hiệu ra, gọi là méo pha.2: Đáp ứng biên độ Hình 2.3: Đáp ứng pha 16 Chương 2 Mạch khuếch đại Audio biên độ nhỏ sự méo pha thường xảy ra ở vùng tần số thấp và tần số cao. Hai loại méo trên xảy ra trên các linh kiện tuyến tính được gọi chung là méo tuyến tính. Đặc tính biên độ - Dải động - Nhiễu Đặc tính biên độ của mạch khuếch đại là quan hệ giữa điện áp ra theo điện áp vào (V/V).4 cho thấy nếu điện áp vào Vị nhỏ dưới mức Vim¡n thì sẽ có nhiễu xuất hiện ở ngõ ra.

Phạm vi làm việc tốt nhất của mạch khuếch đại là đoạn tuyến tính. Nếu điện áp vào Vị vượt quá mức Vịm„„ thì sẽ có hiện tượng quá tải ngõ vào và gây ra méo dạng tín hiệu. Nhiễu trong trường hợp này là nhiễu nội của linh kiện điện tử phi tuyến và nhiễu tạp âm nhiệt. Tỉ số giữa điện áp vào cực đại và cưc tiểu gọi là dai động của tín hiệu theo định nghĩa: Còn tính theo đơn vị đB: Ds (dB) = 20log Ds Vo TRƯƠNG BẠI HỌC NHÀTRÁNG THƯ VIÊN D435 ———— VN bes Vimin Vimax Vi Hình 2.4: Đặc tính biên độ 17 _Kỹ thuật Audio ~ Video tương tự Nguyễn Tấn Phước Như vậy: để tránh bị nhiễu ở ngõ ra và tín hiệu bị méo dạng, dải động của mạch khuếch đại phải bằng hay lớn hơn dải động của tín hiệu vào.

D,> Vy Vi max Và - Da(dB)=20logDạ x 4. Méo phi tuyến Méo phi tuyến là do các đặc tuyến ngõ vào và ra của linh kiện điện tử không thẳng. Khi mạch khuếch đại phi tuyến sẽ làm méo đạng tín hiệu hình sin Ởngõ vào và ngõ ra sẽ xuất hiện nhiều hài (họa tần) bậc cao có biên độ lớn. Méo sóng hài được biểu thị bằng hệ số sóng hài Kụ và có thể tính theo điện ấp hay đòng điện, đơn vi tính bằng %.

vy, Thông thường méo hài cho phép từ 5-7%. Ampli chất lượng cao thì từ 1-2%. Nguồn tín hiệu âm tần Nguồn tín hiệu âm tân thường là micro, đầu từ, đầu đĩa. nên có biên độ rất nhỏ khoảng vài mV đến vài chục hay vài trăm mV.

Tín hiệu này cần được khuếch đại lên đủ lớn trước khi đưa vào : -các mạch xử ly, chọn lọc hay điều chế. Mạch tiền khuếch đại âm tân thường dùng transistor lưỡng „nối: hay các mạch khuếch đại thuật toán chuyên dùng. Một số trường hợp dùng transistor trường ứng để có tổng trở ngõ vào lớn. Transistor là linh kiện phi tuyến nhưng khi xét trong phạm vi biến thiên nhỏ thì mức độ phi tuyến ảnh hưởng không lớn nên có thể xem như mạch tuyến tính.

Trong các mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ, transistor được vẽ thành mạch tương đương gỗm có các điện 18 Chương 2 Mạch khuếch đại Audio biên độ nhỏ trở và nguồn dòng điện để có thể tính toán và phân tích nguyên lý theo lý thuyết của mạch tuyến tính.2- KHUẾCH ĐẠI HẠNG A Để khuếch đại trung thực các tín hiệu Audio có biên độ nhỏ, các mạch khuếch đại được phân cực họat động ở hạng A. 1- Phân cực hạng A Transistor khuéch dai hang A được phân cực làm việc trong khỏang giữa của vùng khuếch đại. Điện áp phân cực ở ngõ vào: Vpg= 0,7V (transistor Si), Vpgg=0,2V (transistor Ge) Điện áp phân cực ở ngõ ra: Vcs= 1/2Vẹc 2- Đặc tuyến ngõ vào Ig/Vpp Mạch khuếch đại hạng A có điểm hoạt động tĩnh Q ở khoảng giữa của đặc tuyến (Vsg = 0,7V cho transistor S1, Vpgg= 0,2V cho transistor Ge). Khi nhận tín hiệu xoay chiều ở cực B, dòng điện Iạ sẽ thay đổi theo tín hiệu xoay chiéu nay (hình 2.5a: Dac tuyén ngõ vào ở hạng A 19 _Kỹ thuật Audio — Video tương tự Nguyễn Tấn Phước 3-_ Đặc tuyến ngõ ra Ic/Vọp Mạch khuếch đại hạng A có điểm hoạt động nh Q ở giữa đường tải và Vẹp= 1/2Vcc.

Khi dong dién Ip thay đổi theo tín hiệu xoay chiều sẽ làm cho dòng điện Ic thay đổi và kéo theo điện áp 'Vcp cũng thay đổi (hình 2,5b). Ic 4 ——— đường tải > Ver Vee I 1+ Vee Ị ' Hình 2.