Sự khác biệt giữa bộ khuếch đại AC và DC

Nếu gần đây bạn đang cố gắng tìm hiểu sâu hơn về bộ khuếch đại công suất, có thể bạn đã bắt gặp các thuật ngữ bộ khuếch đại AC và bộ khuếch đại DC. Suy nghĩ đầu tiên của bạn là gì? Nó có phải là dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều không? Vâng, các thuật ngữ AC và DC trong bộ khuếch đại không đề cập chính xác đến dòng điện. Các thuật ngữ này đề cập đến phương pháp ghép nối giữa các giai đoạn khuếch đại khác nhau.

Bài viết của chúng tôi nhằm giúp bạn hiểu nguyên lý hoạt động của từng loại trong hai bộ khuếch đại này, đồng thời giải thích sự khác nhau giữa bộ khuếch đại AC và DC.

Ý nghĩa của AC và DC trong Bộ khuếch đại AC/DC là gì?

AC trong bộ khuếch đại xoay chiều cho chúng ta biết rằng các giai đoạn khuếch đại khác nhau được kết hợp với một tụ điện hoặc một máy biến áp. Do đó, các tụ điện / máy biến áp này được gọi là tụ điện / máy biến áp ghép nối. Mục đích của việc ghép nối tụ điện và máy biến áp là loại bỏ bất kỳ điện áp DC nào và cung cấp một đường dẫn rõ ràng cho điện áp AC.
Các bộ khuếch đại công suất kết hợp AC, đặc biệt là bộ khuếch đại trạng thái rắn không còn phổ biến như cách đây 40 năm. Mặt khác, hầu hết các amps ống đều được ghép nối với AC. Một số công ty vẫn sử dụng khớp nối AC cho các ampe thể rắn (như McIntosh).

Bộ khuếch đại DC còn được gọi là bộ khuếch đại ghép nối trực tiếp. Mạch của một amp được ghép nối trực tiếp trông sạch hơn nhiều vì các tụ điện và máy biến áp không được sử dụng để ghép nối giữa hai tầng khuếch đại. Khớp nối DC ngày nay rất phổ biến. Hầu hết các bộ khuếch đại nguồn thể rắn và bộ khuếch đại tích hợp ngày nay đều được ghép nối với nhau một chiều.
Trước khi chúng ta thảo luận về sự khác biệt và ưu điểm của từng loại bộ khuếch đại , chúng ta hãy xem các mạch amp ghép AC và DC trông như thế nào và chúng hoạt động như thế nào.

Bộ khuếch đại AC (Tụ điện - Khớp nối hoặc Biến áp - Khớp nối)

Mạch khuếch đại kết hợp tụ điện (RC-coupled)

Khi hai giai đoạn khuếch đại được kết nối với nhau thông qua sự kết hợp của tụ điện và điện trở, mạch amp được coi là kết hợp tụ điện hoặc ghép điện dung, hoặc ghép nối RC.
Trong hình bên dưới, bạn có thể thấy sơ đồ của một bộ khuếch đại bóng bán dẫn RC hai tầng (bộ khuếch đại bóng bán dẫn có nghĩa là các bóng bán dẫn Q1 và Q2 được sử dụng để khuếch đại tín hiệu).

Như bạn có thể thấy, đầu ra của giai đoạn đầu tiên (Q1) được ghép nối với đầu vào của giai đoạn thứ hai (Q2) bằng một tụ điện ghép nối C 2 . Giai đoạn đầu ra của bóng bán dẫn thứ hai (Q2) được ghép nối với điện trở tải (RL - loa) bằng một tụ điện ghép nối C3. Các điện trở R1 , R2 , RE ở đó để cung cấp phân áp phân áp cho Q1, Q2 và ổn định mạch.

RC và RE là các điện trở được cho là làm giảm 50% điện áp VCC (RC - điện trở cực thu, RE - điện trở phát). Tụ điện C2 ghép nối tầng đầu ra của Q1 với tầng đầu vào của Q2. Vì tụ điện C2 và điện trở RC, amp này được coi là RC-Coupled. Tụ điện C1 ghép nối đầu vào với cực gốc của bóng bán dẫn Q1 (đầu vào giai đoạn đầu). Tụ điện C3 ghép nối đầu ra của bóng bán dẫn Q2 (đầu ra giai đoạn thứ hai) với điện trở tải RL (loa của bạn).

Một tín hiệu yếu (được cho là được khuếch đại) được đưa vào đế Q1, nó sẽ khuếch đại tín hiệu và chuyển pha của tín hiệu (lệch pha 180°). Sau đó, tín hiệu được áp dụng, thông qua tụ điện ghép nối C 2 , đến chân đế của Q2 (đầu vào giai đoạn thứ hai). C2 triệt tiêu dòng điện một chiều và đi qua tín hiệu xoay chiều. Q2 thực hiện khuếch đại thêm và lại chuyển pha của tín hiệu (lệch pha 180 ° khác), có nghĩa là tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra cùng pha (lệch pha 360°). Tín hiệu khuếch đại đi qua tụ C2, tụ này cũng triệt tiêu thành phần DC và tín hiệu khuếch đại đi đến điện trở tải RL (loa).

Mạch ampli ghép biến áp

Khi hai giai đoạn của bộ khuếch đại được ghép với một máy biến áp, chúng ta gọi đó là mạch ghép nối với máy biến áp. Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của máy biến áp là chúng rất tốt để kết hợp trở kháng. Vì vậy, nếu hai giai đoạn có trở kháng khác nhau, việc thêm một máy biến áp có đúng số cuộn dây sơ cấp và thứ cấp sẽ cho phép bạn khớp trở kháng của hai giai đoạn (đầu ra của giai đoạn đầu tiên với đầu vào của giai đoạn thứ hai).

Ưu điểm và nhược điểm của Bộ khuếch đại AC

Bộ khuếch đại kết hợp RC
Các bộ khuếch đại kết hợp RC không quá đắt hoặc quá phức tạp để chế tạo, điều này khiến chúng trở nên khá phổ biến. Các bộ khuếch đại được kết hợp với RC cung cấp khả năng khuếch đại không đổi (độ lợi ổn định) trên phổ tần số nghe được (20 Hz - 20 kHz) và đáp ứng tần số trên phổ đó là rất tốt.

Khi nói đến nhược điểm, điều quan trọng là phải đề cập đến khả năng kết hợp trở kháng kém (đầu vào trở kháng thấp và đầu ra trở kháng cao). Ngoài ra, mức tăng công suất của chúng tương đối thấp và truyền tải điện năng thấp do kết hợp trở kháng kém.
Do đáp ứng tần số và độ trung thực của âm thanh lớn, chúng thường được sử dụng trong ngành công nghiệp âm thanh. Khớp nối RC cũng được sử dụng trong các bộ khuếch đại điện áp.

Bộ khuếch đại kết hợp với máy biến áp
Bộ khuếch đại kết hợp với máy biến áp có mức khuếch đại cao hơn so với bộ khuếch đại kết hợp với RC (cao hơn 10-20 lần). Ưu điểm quan trọng nhất của chúng là phù hợp trở kháng (đạt được thông qua việc sử dụng máy biến áp với số vòng phù hợp trên cuộn dây sơ cấp và thứ cấp). Bằng cách đó, bạn có thể kết hợp trở kháng đầu ra thấp của một giai đoạn với trở kháng đầu vào cao của giai đoạn kia. Các bộ khuếch đại kết hợp với máy biến áp cũng rất hiệu quả - chúng không tạo ra tổn thất điện năng đáng kể.

Khi nói đến nhược điểm, bạn cần biết rằng bộ khuếch đại kết hợp với máy biến áp không có mức tăng ổn định như bộ khuếch đại kết hợp với RC. Độ lợi của chúng thay đổi đáng kể theo các tần số và nó đặc biệt thấp đối với các tần số rất thấp và rất cao. Để kết luận, đáp ứng tần số của chúng là không lớn. Bộ khuyếch đại này cũng tạo ra một tiếng ồn đáng chú ý. Chúng khá cồng kềnh và nặng. Và chúng cũng khá đắt.

Do ưu điểm của chúng, chúng được sử dụng trong các hệ thống mà bạn phải phù hợp với trở kháng của các giai đoạn khác nhau và cung cấp công suất tối đa cho thiết bị đầu ra (ví dụ: loa).

Ưu điểm của bộ khuếch đại ghép nối trực tiếp

Amps ghép với DC là loại rẻ nhất được sản xuất vì không cần máy biến áp và tụ điện đắt tiền. Vì không có các thành phần bổ sung, chúng cũng là đơn giản nhất, nhỏ gọn nhất và nhẹ nhất. Sự kết hợp trở kháng của chúng khá tốt (không tốt bằng amply ghép biến áp nhưng tốt hơn amply ghép nối RC). Đáp ứng tần số của chúng rất tốt, đặc biệt là khi nói đến tần số rất thấp.